專利名稱：橡膠膜密封型儲氣柜薄殼柜頂多點數(shù)控整體提升方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型橡膠膜密封型干式儲氣柜球面薄殼柜頂結(jié)構(gòu)的整體提升，特別是大型薄殼結(jié)構(gòu)的多點電動數(shù)控整體提升的方法與裝置，該方法適用于各種容積的橡膠膜密封型干式儲氣柜的球面柜頂結(jié)構(gòu)的整體提升。
背景技術(shù)：
隨著我國環(huán)境保護工作的加強，鋼鐵、化工、焦化等行業(yè)對廢氣回收利用更加重視，大型、超大型回收儲氣設(shè)備被廣泛采用，與之相伴的施工技術(shù)也應(yīng)滿足這一形勢的需要，開發(fā)研究大型、超大型回收儲氣設(shè)備的施工技術(shù)就顯得尤為重要。
目前現(xiàn)有技術(shù)中8萬m3容積以下的橡膠膜密封型干式儲氣柜的球面薄殼柜頂提升方法主要有兩種(1)采用多點均布手搖卷揚機，人力操作提升柜頂；(2)采用多點均布鏈?zhǔn)狡鹬貦C，人力操作提升柜頂；上述兩種方法都是借鑒日本、德國的施工技術(shù)，以人工為操作動力完成柜頂結(jié)構(gòu)的提升。其中第一種手搖卷揚機+配重的方式適用于5萬m3～8萬m3容積的儲氣柜，其施工操作由2～3人同時搖動卷揚機，并同時在提升吊點處懸掛一塊1～1.5t重的配重，以減輕手搖卷揚機提升時的負荷。提升過程中配重需要3次緩沖才能將球面薄殼柜頂提升就位，施工過程比較煩瑣，施工周期需要2.5天。第二種鏈?zhǔn)狡鹬貦C加配重的提升方式，適用2萬m3～5萬m3容積的儲氣柜，相對提升重量較輕，采用5t鏈?zhǔn)狡鹬貦C配合滑輪組構(gòu)成起重系統(tǒng)，每組鏈?zhǔn)狡鹬貦C需要2～3人同時操作，同時也需要三次緩沖配重，勞動強度十分巨大，提升就位需要3天?，F(xiàn)有技術(shù)中各容積儲氣柜柜頂結(jié)構(gòu)提升參數(shù)見下表 原有儲氣柜提升施工方法已不能滿足大容積橡膠膜密封儲氣柜的施工要求，所以，研發(fā)大型、超大型回收儲氣設(shè)備的施工方法是該領(lǐng)域急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用數(shù)字集成控制技術(shù)，控制電動卷揚機作為驅(qū)動機構(gòu)，達到多點同步提升橡膠膜密封型儲氣柜薄殼柜頂?shù)亩帱c數(shù)控整體提升方法，該方法減輕了工人勞動強度、減少操作人員、縮短提升時間；將數(shù)字集成控制技術(shù)引進到提升技術(shù)中，解決了大型球面薄殼結(jié)構(gòu)在提升過程中同步性、結(jié)構(gòu)受力的均勻性、提升過程中的安全性，并可適應(yīng)各種大型薄殼結(jié)構(gòu)同步提升的要求。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)橡膠膜密封型儲氣柜薄殼柜頂多點數(shù)控整體提升方法，其特征在于該方法是采用PLC可編程控制器為核心的數(shù)字集成控制系統(tǒng)，使用電力驅(qū)動的卷揚機配以柜頂提升機構(gòu)來實現(xiàn)大型球面薄殼結(jié)構(gòu)多點同步提升，該方法通過以下裝置實現(xiàn)一組柜頂支撐系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在儲氣柜的立柱頂部，作為薄殼柜頂提升時儲氣柜頂部的提升支撐點；一組電動卷揚機，電動卷揚機使用專用臺架固定在儲氣柜每根立柱的底部，作為薄殼柜頂提升的機械動力；一組以PLC可編程控制器為核心的數(shù)字集成控制系統(tǒng)，實現(xiàn)大型球面薄殼結(jié)構(gòu)同步提升控制。
一組以起重滑車和鋼絲繩組成的吊裝連接系統(tǒng)，其連接電動卷揚機和薄殼柜頂，通過配備不同形式的滑車和鋼絲繩，來適應(yīng)不同提升重量的薄殼結(jié)構(gòu)。
提升方法包括以下步驟(1)在儲氣柜立柱上部根據(jù)儲氣柜立柱數(shù)量相應(yīng)設(shè)置同樣數(shù)量的提升支撐系統(tǒng)，提升支撐系統(tǒng)由支柱、滑輪組、徑向支撐、切向支撐組成，切向支撐固定于支柱頂部，徑向支撐的上端與立柱切向支撐相連接固定，其下端與頂層平臺相固定；導(dǎo)向輪位于切向支撐兩端內(nèi)側(cè)，滑輪組下端的動滑輪通過鋼絲繩起重卸扣與柜頂邊環(huán)梁上的吊耳相連接；起重鋼絲繩一端在索繩孔處固定在立柱上，另一端繞過動滑輪、定滑輪及導(dǎo)向輪纏繞在電動卷揚機上；(2)在儲氣柜每根支柱的柱腳處設(shè)置一個電動卷揚機的固定臺架，一個固定臺架固定一臺電動卷揚機；(3)根據(jù)提升柜頂?shù)闹亓亢碗妱泳頁P機的起重能力，用多組滑輪組、鋼絲繩、起重卸扣組成柜頂提升的吊裝連接系統(tǒng)；(4)吊裝連接系統(tǒng)組裝完成后，將集成控制系統(tǒng)接入，與機械系統(tǒng)連接調(diào)試；(5)利用集成控制系統(tǒng)啟動電動卷揚機試運轉(zhuǎn)，并在點動狀態(tài)下調(diào)整各臺卷揚機和鋼絲繩的受力，同時使用測力計實測各卷揚機上鋼絲繩的受力情況，由集成控制系統(tǒng)調(diào)整卷揚機的受力，使其達到受力均勻；(6)單機調(diào)整完成后，集成控制系統(tǒng)在多機聯(lián)動狀態(tài)下進行球面薄殼柜頂?shù)脑囂嵘?，提升高度?00mm，停車檢查系統(tǒng)各部位的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整解決；(7)試提升完成后，開始正式提升柜頂，提升過程中要設(shè)專職人員對系統(tǒng)各部位進行巡視檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時停車處理，若無問題直至柜頂整體提升就位。
(8)大型薄殼柜頂提升就位后，集成控制系統(tǒng)由多機聯(lián)動狀態(tài)轉(zhuǎn)換為單機點動狀態(tài)，對就位的柜頂進行局部微量調(diào)整，達到柜頂與立柱整體連接固定的要求，完成整個提升過程。
所述的數(shù)字集成控制系統(tǒng)通過與之連接的數(shù)字力傳感器模塊來檢測各電動卷揚機的受力情況，若受力不均，則通過與電動卷揚機電機相連的矢量變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)，使儲氣柜每根立柱位置的電動卷揚機受力均勻。
本提升裝置中，還設(shè)有安全保護裝置。
1)電動卷揚機設(shè)電磁閘，并另設(shè)彈簧式棘輪、棘爪自保護裝置；2)集成控制系統(tǒng)設(shè)缺項和過流保護程序；3)氣柜柜頂?shù)跹b支撐系統(tǒng)上設(shè)四組(每組兩處)提升限位器，防止柜頂提升超限。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是現(xiàn)有技術(shù)的球面薄殼柜頂結(jié)構(gòu)提升，采用人力操作、人工協(xié)調(diào)的方式進行。本發(fā)明將先進成熟的控制技術(shù)應(yīng)用到提升技術(shù)中，將電力驅(qū)動的卷揚機和PLC可編程控制器為核心的控制系統(tǒng)有機的集合在一起，其優(yōu)點詳述如下1、節(jié)省球面薄殼柜頂提升的工作時間。
通過發(fā)明人的設(shè)計，根據(jù)提升柜頂?shù)闹亓亢吞嵘叨?，在滿足安全性和經(jīng)濟性的前提下，設(shè)計出的電動卷揚機，將提升時間控制在6小時以內(nèi)，相對手搖卷揚機、鏈?zhǔn)狡鹬貦C提升方法提高工效4～6倍。
2、減輕施工人員的勞動強度，減少施工作業(yè)人員。
多點電動集成控制提升系統(tǒng)由于電力驅(qū)動，不需人力操作，故減輕了施工人員的勞動強度；現(xiàn)在每臺設(shè)備只需1人(或1人多組)巡視檢查即可，減少施工操作人員2～3倍。
3、減少煩瑣工序，使提升過程連續(xù)進行。
為減輕人力提升柜頂?shù)闹亓?，在手搖卷揚機或鏈?zhǔn)狡鹬貦C提升的同時，在柜頂?shù)觞c處加設(shè)1～1.5t的砼配重塊，同時配重塊需要往復(fù)3次柜頂高度的行程才能將球面薄殼柜頂提升到位，因此要重新吊掛2次配重，且不能實現(xiàn)連續(xù)提升作業(yè)。本發(fā)明提升技術(shù)省去了懸掛配重的工序，也保證了提升作業(yè)的連續(xù)性。
4、節(jié)省周轉(zhuǎn)使用中的各項費用。
現(xiàn)有的提升方法使用的設(shè)備和措施材料非常多，尤其是砼配重，運輸、裝卸就占用運輸費用的一半，本發(fā)明取消了砼配重，因此隨著使用次數(shù)的增多，節(jié)約的各項費用越顯著。
5、具有安全可靠的特點。
電動卷揚機設(shè)兩級安全保護裝置，即自動電磁閘和彈簧式棘輪、棘爪式自鎖安全保護裝置；數(shù)字集成控制系統(tǒng)中編有缺項和過流保護程序；在柜頂?shù)跹b支撐系統(tǒng)上設(shè)有四組(兩級)限位器，保證提升的安全。
6、控制系統(tǒng)設(shè)有多機聯(lián)動、單機點動兩種操作模式，兩種模式可自由轉(zhuǎn)換，能夠滿足大型球面薄殼柜頂結(jié)構(gòu)在提升過程中因受力不均勻和局部變形所造成的不同步，實現(xiàn)提升過程中的微量調(diào)整。
7、通過改變提升滑輪組中滑輪的數(shù)量，配備相應(yīng)起重能力的鋼絲繩，該系統(tǒng)能夠滿足不同重量大型球面薄殼結(jié)構(gòu)的整體提升要求，其適應(yīng)性相當(dāng)廣泛。
8、采用以PLC可編程控制器為核心的數(shù)字集成控制系統(tǒng)，其電流、電壓控制精度高，對提升過程中參數(shù)的微小變化反映靈敏，從而保證結(jié)構(gòu)在提升過程中組群的同步。


圖1是本發(fā)明裝置的提升機構(gòu)工作原理圖。
圖2是本發(fā)明儲氣柜的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明的控制原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合天鐵集團15萬m3橡膠膜密封型煤氣柜球面薄殼柜頂結(jié)構(gòu)整體提升實例作進一步的說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
見圖2，橡膠膜密封型干式儲氣柜采用合成橡膠卷簾密封，其結(jié)構(gòu)為柜體由鋼制球面拱形底板20、圓柱形截面?zhèn)劝?3、放射形均布若干根支柱14、球面拱形頂板15及通風(fēng)氣樓16組成一個密封容器，內(nèi)設(shè)可上下運行的由活塞板17和活塞支架18組成的球形鋼制活塞，活塞支架18與側(cè)板13之間設(shè)有T擋板19，密封橡膠膜21設(shè)置在T擋板的內(nèi)外兩側(cè)，內(nèi)圈連于T擋板和活塞之間，外圈連于側(cè)板和T擋板之間，使氣柜成為一個兩段式密封結(jié)構(gòu)。
見圖1，在儲氣柜立柱上部根據(jù)儲氣柜立柱數(shù)量相應(yīng)設(shè)置同樣數(shù)量的提升支撐系統(tǒng)，見圖1，提升支撐系統(tǒng)由支柱1、滑輪組(導(dǎo)向滑輪5、定滑輪6、動滑輪7)、徑向支撐2、切向支撐3組成，切向支撐3固定于支柱1頂部，徑向支撐2的上端與切向支撐3相連接固定，其下端與頂層平臺12相固定；導(dǎo)向輪5位于切向支撐3兩端內(nèi)側(cè)，滑輪組下端的動滑輪7通過鋼繩起重卸扣8與柜頂邊環(huán)梁上的吊耳4相連接；起吊鋼絲繩10一端在索繩孔11處固定在切向支撐3上，另一端繞過動滑輪7、定滑輪6及導(dǎo)向輪5纏繞在電動卷揚機9上。
見圖3，所述的數(shù)字集成控制系統(tǒng)通過與之連接的數(shù)字力傳感器模塊來檢測各電動卷揚機的受力情況，若受力不均，則通過與電動卷揚機電機相連的矢量變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)，使儲氣柜每根立柱位置的電動卷揚機受力均勻。
工程實例1 天鐵熱軋板有限公司15萬m3橡膠膜密封型干式煤氣柜工程2 15萬m3橡膠膜密封型干式煤氣柜工藝參數(shù)

3、多點電動數(shù)控整體提升裝置參數(shù)卷揚機械設(shè)備，由36臺電動單筒卷揚機組成，單機額定的起重能力為2噸，單繩總起重能力為72噸，每臺卷揚機由三三滑車組和d＝12mm、1700MPa級鋼絲繩組成提升連接系統(tǒng)，系統(tǒng)提升能力為Q＝72×6/1.026＝368.6t，每臺卷揚機的提升速度為每分鐘一轉(zhuǎn)，提升高度51米，整個系統(tǒng)工作時間大約需5.8小時。為保證36臺電機同時起動，采用較先進的PLC-200H可編程序控制器進行控制，在0.02μs的時間內(nèi)，可確保36臺電動機在同一時間內(nèi)運行，保證柜頂結(jié)構(gòu)在同一平面上升或下降，在柜頂處安裝兩級限位控制保護裝置，確保施工過程的安全。
4、提升操作步驟具體提升操作步驟同發(fā)明內(nèi)容中的具體步驟。
5、多點電動數(shù)控整體提升技術(shù)與手搖卷揚機、鏈?zhǔn)狡鹬貦C提升技術(shù)直接費用比較單位元 注運輸為遼寧鞍山至河北涉縣，運輸單價為0.6元/km.t
權(quán)利要求
1.橡膠膜密封型儲氣柜薄殼柜頂多點數(shù)控整體提升方法，其特征在于該方法是采用PLC可編程控制器為核心的數(shù)字集成控制系統(tǒng)，使用電動卷揚機配以柜頂提升機構(gòu)來實現(xiàn)大型球面薄殼結(jié)構(gòu)多點同步提升，該方法通過以下裝置實現(xiàn)一組柜頂支撐系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置在儲氣柜的立柱頂部，作為薄殼柜頂提升時儲氣柜頂部的提升支撐點；一組電動卷揚機，電動卷揚機使用專用臺架固定在儲氣柜每根立柱的底部，作為薄殼柜頂提升的機械動力；一組以PLC可編程控制器為核心的數(shù)字集成控制系統(tǒng)，實現(xiàn)大型球面薄殼結(jié)構(gòu)同步提升控制；一組以起重滑車和鋼絲繩組成的吊裝連接系統(tǒng)，其連接電動卷揚機和薄殼柜頂，通過配備不同規(guī)格、形式的滑車和鋼絲繩，來適應(yīng)不同提升重量的薄殼結(jié)構(gòu)；提升方法包括以下步驟(1)在儲氣柜立柱上部根據(jù)儲氣柜立柱數(shù)量相應(yīng)設(shè)置同樣數(shù)量的提升支撐系統(tǒng)，提升支撐系統(tǒng)由立柱、滑輪組、徑向支撐、切向支撐組成，切向支撐固定于立柱頂部，徑向支撐的上端與立柱上端連接固定，其下端與頂層平臺相固定；導(dǎo)向輪位于切向支撐兩端內(nèi)側(cè)，滑輪組下端的動滑輪通過鋼絲繩、起重卸扣與柜頂邊環(huán)梁上的吊耳相連接；起重鋼絲繩一端在索繩孔處固定在立柱上，另一端繞過動滑輪、定滑輪及導(dǎo)向輪纏繞在電動卷揚機上；(2)在儲氣柜每根立柱的柱腳處設(shè)置一個電動卷揚機的固定臺架，一個固定臺架固定一臺電動卷揚機；(3)根據(jù)提升柜頂?shù)闹亓亢偷觞c卷揚機的起重能力，用滑輪組、鋼絲繩、起重卸扣組成柜頂提升的吊裝連接系統(tǒng)；(4)吊裝連接系統(tǒng)組裝完成后，將集成控制系統(tǒng)接入，與機械系統(tǒng)連接調(diào)試；(5)利用集成控制系統(tǒng)啟動電動卷揚機試運轉(zhuǎn)，并在點動狀態(tài)下調(diào)整各臺卷揚機和鋼絲繩的受力，同時使用測力計實測各卷揚機上鋼絲繩的受力情況，再由集成控制系統(tǒng)調(diào)整卷揚機的受力，使其達到受力均勻；(6)在單機點動調(diào)整完成后，集成控制系統(tǒng)在多機聯(lián)動狀態(tài)下進行球面薄殼柜頂?shù)脑囂嵘?，提升高度?00mm，停車檢查系統(tǒng)各部位的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整解決；(7)試提升完成后，開始正式提升柜頂，提升過程中要設(shè)專職人員對系統(tǒng)各部位進行巡視檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時停車處理，若無問題直至柜頂整體提升就位；(8)大型薄殼柜頂提升就位后，集成控制系統(tǒng)由聯(lián)動轉(zhuǎn)換為點動，對就位的柜頂進行局部微量調(diào)整，達到柜頂與立柱整體連接固定的要求，完成整個提升過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠膜密封型儲氣柜薄殼柜頂多點數(shù)控整體提升方法，其特征在于所述的數(shù)字集成控制系統(tǒng)通過與之連接的數(shù)字力傳感器模塊來檢測各電動卷揚機的受力情況，若受力不均，則通過與電動卷揚機電機相連的矢量變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)，使儲氣柜每根立柱位置的電動卷揚機受力均勻。
全文摘要
本發(fā)明涉及橡膠膜密封型儲氣柜薄殼柜頂多點數(shù)控整體提升方法，該方法采用PLC可編程控制器為核心的數(shù)字集成控制系統(tǒng)，使用電力驅(qū)動的卷揚機配以柜頂提升機構(gòu)來實現(xiàn)大型球面薄殼結(jié)構(gòu)多點同步提升，在儲氣柜立柱上部根據(jù)儲氣柜立柱數(shù)量相應(yīng)設(shè)置同樣數(shù)量的提升支撐系統(tǒng)，提升支撐系統(tǒng)由立柱、滑輪組、徑向支撐、切向支撐組成，切向支撐固定于立柱頂部，徑向支撐下端與頂層平臺相固定；起吊鋼絲繩一端在索繩孔處固定在切向支撐上，另一端繞過動滑輪、定滑輪及導(dǎo)向輪纏繞在電動卷揚機上。優(yōu)點是減輕了工人勞動強度、減少操作人員、縮短提升時間；可適應(yīng)各種大型薄殼結(jié)構(gòu)同步提升。
文檔編號B66F19/00GK1966388SQ20061004774
公開日2007年5月23日 申請日期2006年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月15日
發(fā)明者王延忠, 孟慶華, 彭潤倫, 郭運啟, 李崇敬, 邴林德, 東洪安, 李靖, 焦洪福, 周峰 申請人:中國第三冶金建設(shè)公司結(jié)構(gòu)制造安裝工程公司