浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置的製作方法
2023-05-03 00:58:01 1
專利名稱：浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種儲液罐抗罐液晃蕩裝置，具體地說是一種浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置。
背景技術：
目前，在石油化工及交通儲備工程領域中，為了減小大、中型立式儲液罐罐液在地震作用下產生的晃蕩，主要通過從儲液罐外部入手，在立式儲液罐與地基之間設立隔振柱或鉛芯橡膠隔震支座，通過隔振柱或鉛芯橡膠隔震支座減小地震波激勵作用，進而減小儲罐底部輸入進儲液罐體-罐液體系的地震波激勵作用。雖然可以一定程度較小地震波激勵幅度，但儲液罐中罐體和罐液之間無約束耦合，效果間接。並且在設置隔振柱和橡膠支座時需要架空儲罐，由於罐底有局部應力集中，這樣對罐底材料強度及罐體容積均有局限性。發明內容
根據上述提出的技術問題，而提供一種浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置。 本發明主要利用浮力-重力動態自平衡原理並結合流-固耦合動力學原理，從而起到對儲液罐內罐液抗晃蕩的作用。本發明採用的技術手段如下
一種浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置，包括浮箱、傳力柱和抗晃蕩隔板，所述傳力柱上端與所述浮箱固定連接，所述傳力柱下端與所述抗晃蕩隔板固定連接。
作為優選，所述浮箱外側套置有浮箱套板，所述浮箱套板由至少兩個上束板和與上束板對應的下束板構成，所述上束板交叉設置形成可以容納所述浮箱的容納空間，將浮箱置於容納空間內，再將下束板與上束板固定；所述傳力柱上端設有固定盤，所述傳力柱通過其上端的固定盤同套置在浮箱外側的浮箱套板固定連接。
作為優選，所述傳力柱的高度滿足
H = M-P
其中H為傳力柱的高度，P為浮箱排水高度，M為罐液晃蕩質量質心高度。
作為優選，所述抗晃蕩隔板中部設有通孔，邊緣套有起緩衝和防隔板大幅傾斜的隔板柔性外緣，所述抗晃蕩隔板下端設有至少兩個用於支撐抗罐液晃蕩裝置和調節抗罐液晃蕩裝置整體質量的支座柱。
作為優選，所述隔板柔性外緣的厚度應大於所述抗晃蕩隔板外緣與儲液罐內徑之間的間隙。
本發明具有以下優點
1、與現有隔振柱和隔振支座等抗晃蕩技術相比，本裝置製作簡單，安裝方便，不受罐底材料強度及罐體容積的限制；
2、與儲液罐的安裝和罐體的施工相獨立，不受儲液罐場地條件限制；
3、通過裝置自身慣性阻抗和浮力動態自平衡，直接針對儲罐內液體中對流質量的晃蕩產生有效阻抗作用，措施高效、直接和顯著。
基於上述理由該本發明可在石油化工及交通儲備工程等領域廣泛推廣，作為儲油罐等大、中型立式儲液罐抗地震晃蕩效應的有效裝置。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。
圖1是本發明立體組裝圖。
圖2是本發明立體組裝分解圖。
圖3是本發明剖面圖。
圖4是本發明注液(油)前狀態。
圖5是本發明注液(油)後靜力平衡狀態。
圖6是本發明中心區罐液上湧瞬態工作狀態。
圖7是本發明中心區罐液下沉瞬態工作狀態。
具體實施方式
如圖1，圖3所示，一種浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置，由浮箱1、傳力柱 3和抗晃蕩隔板4組成。所述浮箱1的材質為鋼材、耐油橡膠和塑料中的一種，在本實施方式中浮箱1的材質為鋼材，浮箱1起到為整個裝置提供浮力動態平衡的作用；在浮箱1外側套置有浮箱套板2，所述浮箱套板2由兩個上束板201和與上束板201對應的下束板202構成(如圖2所示)，將上束板201十字交叉設置形成一個可以容納浮箱1的容納空間，將浮箱1置於容納空間內，再將下束板202與上束板201固定，所述浮箱套板2的材質為鋼材， 浮箱套板2起到固定浮箱、連接浮箱與傳力柱的作用；在本實施方式中，所述傳力柱3的材質為鋼管，數量為四根，傳力柱3上端設有固定盤，其高度應滿足
H = M-P
其中H為傳力柱3的高度，P為浮箱排水高度，M為罐液晃蕩質量質心高度(罐液晃蕩質量質心高度的石角認請參考:Housner G W. Dynamic pressure on accelerated fluid container[J]. Bulletin of seismological society of America,1957,47(1) :15-35.)。 傳力柱3起到傳遞協調浮力、重力及激蕩力的作用，所述傳力柱3通過其上端的固定盤同套置在浮箱1外側的浮箱套板2固定連接，傳力柱3下端與所述抗晃蕩隔板4固定連接；所述抗晃蕩隔板4中部設有圓形通孔，在本實施方式中，抗晃蕩隔板4的材質為鋼板，抗晃蕩隔板4起到直接阻抗罐液晃蕩流動的作用；抗晃蕩隔板4的邊緣套有隔板柔性外緣5，隔板柔性外緣5的材質為用耐油柔性橡膠，具有良好的韌性和柔性，隔板柔性外緣5沿著擋板外環邊緣嵌入式環形包裹抗晃蕩隔板4且厚度大於擋板厚度，所述隔板柔性外緣5的厚度還應大於所述抗晃蕩隔板4外緣與儲液罐內徑之間的間隙，隔板柔性外緣5起到緩衝隔板外緣與罐體剛性衝擊和防止隔板大幅傾斜的作用；所述抗晃蕩隔板4下端設有四個支座柱6，支座柱6的材質為鋼管，支座柱6起到儲罐罐液注入前裝置的穩定安裝以及調節裝置整體質量的作用。
使用時，注液(油)前(如圖4所示)先將浮式動態自平衡儲液罐防罐液晃蕩裝置穩定放置在儲液罐最低端。安裝完成之後，向儲液罐中逐步注入液體，當罐液達到浮箱吃水深度靜力平衡排水位置後，浮箱受到罐液的浮力作用，將隨著罐液自由面不斷上升。注液結束後，最終浮箱高度在靜力平衡情況下不宜距離罐頂太近，需留有足夠晃蕩緩衝空間，作為優選，罐液自由面高度位於浮箱中部，該位置稱為靜力平衡狀態排液高度線(如圖5、6和 7中符號Hb所示)。
如圖6所示，當罐體受地震作用引起罐液晃蕩後，若罐液中心區有上湧趨勢，在抗晃蕩隔板慣性阻抗作用下上湧幅度會有所降低，且由於此時裝置重心上移使得浮箱排水深度變小，從而裝置所受浮力變小，這樣裝置所承受的重力大於浮力，也就是說裝置浮力和重力合力差向下，與罐液晃蕩引起的上湧方向相反，即對罐液上湧有相反的合力阻抗作用。類似地，當抗晃蕩隔板在柔性外緣保護下有小幅度傾斜時候，傾斜側因局部浮力變小，亦產生浮箱傾斜兩端的浮力差合力矩來平衡傾斜。
如圖7所示，當罐體受地震作用引起罐液晃蕩後，若罐液中心區有下降趨勢，在抗晃蕩隔板慣性阻抗作用下下降幅度會有所降低，且此時裝置重心下降使得浮箱排水深度變大，從而裝置所受浮力變大，這樣裝置所承受的重力小於浮力，也就是說裝置浮力和重力合力差向上，與罐液晃蕩引起的下降方向相反，即對罐液下降有相反的合力阻抗作用。類似地，當抗晃蕩隔板在柔性外緣保護下有小幅度傾斜時候，傾斜側因局部浮力變小，亦產生浮箱傾斜兩端的浮力差合力矩來平衡傾斜。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置，包括浮箱(1)、傳力柱C3)和抗晃蕩隔板G)，其特徵在於所述傳力柱C3)上端與所述浮箱(1)固定連接，所述傳力柱C3)下端與所述抗晃蕩隔板固定連接。
2.根據權利要求1所述的浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置，其特徵在於所述浮箱(1)外側套置有浮箱套板O)，所述浮箱套板O)由至少兩個上束板(201)和與上束板 (201)對應的下束板(20 構成，所述上束板(201)交叉設置形成可以容納所述浮箱(1)的容納空間，將浮箱(1)置於容納空間內，再將下束板O02)與上束板O01)固定；所述傳力柱⑶上端設有固定盤，所述傳力柱⑶通過其上端的固定盤同套置在浮箱⑴外側的浮箱套板O)固定連接。
3.根據權利要求1或2所述的浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置，其特徵在於 所述傳力柱(3)的高度滿足H = M-P其中H為傳力柱(3)的高度，P為浮箱排水高度，M為罐液晃蕩質量質心高度。
4.根據權利要求1所述的浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置，其特徵在於所述抗晃蕩隔板中部設有通孔，邊緣套有起緩衝和防隔板大幅傾斜的隔板柔性外緣(5)，所述抗晃蕩隔板(4)下端設有至少兩個用於支撐抗罐液晃蕩裝置和調節抗罐液晃蕩裝置整體質量的支座柱(6)。
5.根據權利要求4所述的浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置，其特徵在於所述隔板柔性外緣(5)的厚度應大於所述抗晃蕩隔板(4)外緣與儲液罐內徑之間的間隙。
全文摘要
本發明公開了一種浮式動態自平衡儲液罐抗罐液晃蕩裝置，包括浮箱、傳力柱和抗晃蕩隔板，所述傳力柱上端與所述浮箱固定連接，所述傳力柱下端與所述抗晃蕩隔板固定連接。使用時，將本裝置配置在儲油罐等大、中型立式儲液罐內，通過裝置自身慣性阻抗和浮力動態自平衡，從而起到緩解儲液罐內液體的晃蕩作用。本發明具有製作簡單，安裝方便，直接針對罐液體中對流質量的晃蕩產生有效阻抗作用，措施高效、直接和顯著等優點。
文檔編號B65D90/52GK102514856SQ20111043578
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者崔春義, 張愛鋒, 房軍, 李曉飛, 楊剛 申請人:大連海事大學