橡膠膜密封氣柜與水封和油封氣柜不同,它是用連接活塞四周及殼體的柔性橡膠布簾來密封氣體。1940年Wiggins公司在美國建成了第一個這樣的氣柜。因此稱為威
金斯氣柜,有時也稱為
卷簾式密封氣柜和布簾式密封氣柜?,F在由中國工程建設標準化協會統一規定稱為
橡膠膜密封氣柜。
這種氣柜主要由氣柜底板、活塞、T圍欄、T圍欄架臺、側壁、頂蓋和調平裝置等組成。如圖1所示。當氣柜容積小的時候,T圍欄可以取消,大的時候可以再增加一個T圍欄,T圍欄是活塞的
一部分。從圖1可以看出,這種氣柜是靠連接于側壁板與T圍欄、T圍欄與活塞之間的橡膠布簾來密封氣體的。T圍欄與側壁,活塞與T擋板在上下運動時,相互之間有較大的間隙,這一間隙被
充氣的有彈性的橡膠布簾填充。因此活塞可以以較快的速度上下運動,瞬時吞吐量大。而且工作時處于完全干燥狀態,允許貯存的氣體有較大的含塵量,因而廣泛地運用于煉鋼廠的
轉爐煤氣回
收。由于活塞高度受橡膠布簾長度的控制,因此氣柜的高度與直徑的比一般都小于o.8,占地面積較大。而稀油密封柜的高徑比一般在1.6以上。以前由于橡膠布簾耐壓性能欠佳,其工作壓
力一般認為不能高于4kPa,但目前已達到9kPa以上。
我國在上世紀80年代初首先在寶鋼從日本引進此種氣柜。橡膠布簾由多層纖維布和特殊橡膠粘結而成,初期,它只能由國外進口,因此這種氣柜的造價高于其它類型的氣柜。但從上世紀90年代末起,隨著國產橡膠布簾逐步為業內人士所認可,我國已自行設計和建造了不少這種氣柜,容積從10,000襯到150,000襯不等,前期主要建于鋼鐵廠,近期使用范圍已擴展到城市煤氣、化
工、沼氣等工程。目前,國內外還沒有相應的設計規程和規范。國內僅有一本《橡膠膜密封氣柜施工質量驗收規程》,于2010.2.1實行,規程號CECS 267:20090。
2新、舊型橡膠膜密封氣柜
國內目前有新、舊兩種型式的橡膠膜密封氣柜。兩種型式氣柜的內部結構、活塞和T圍欄沒有太大的區別,主要區別在于側壁和頂蓋。舊型的亦即從日本引進的橡膠膜密封氣柜側壁的結構
如圖2所示。其側壁主要由一塊塊高度約為1500~的薄鋼板(稱為側板)和立柱組成。每塊側板有一條角鋼加勁肋。注意到側壁的板與立柱沒有直接連接,只有加勁肋與立柱連接,側板之間的橫、豎向連接皆為單面搭接。因此整個筒壁的剛度就比較弱,但優點是整個側壁的焊接都在氣柜的外側,通??梢园褍蓚€環形走道(也稱為抗風析架)之間的4塊板在地面上先焊好,然后連同走
道作為一個吊裝單元,這樣可以利用下面的的環形走道作為施工平臺,在其上焊接側板,以減少高空工作量。但由于整個側壁的
安裝都在外側,因此要調整立柱和側板的安裝誤差是困難的。順便提一下,精確的力學分析表明,環形走道對氣柜的抗側移剛度影響有限,稱之為抗風析架其實是錯誤的觀念。通常6m間距設置是施工的需要,而不是受力的需要。
舊型的頂蓋如圖3所示。由雙層按正交子午線布置的角鋼上覆薄鋼板組成。3或3.5~的鋼板與角鋼不焊,僅作為圍護,承重結構是角鋼組成的網殼。優點是頂板可以在上面搭接,沒有仰
焊。缺點是耗鋼量大,網殼施工困難,桿件型號多。
新型氣柜的側板和加勁肋都與立柱焊接,豎向對接在立柱上,橫向依然是單面搭接。如圖4所示。顯然,其剛度優于前者,環形走道可以減少;缺點是要在內部進行焊接,但這點可以用新的
施工方法來解決。新型氣柜的頂蓋如圖5所示,是加勁球殼。鋼板與經緯線布置的骨架是用間斷焊連接的。由于鋼板為受力結構的一部分,因此骨架就可以減輕很多。在耗材量小的情況下,仍
然比前者的剛度大。缺點是有較多的仰焊。新型氣柜殼體是中冶華天的專利(專利號ZL 93 223360.0),第一個2萬m3新型橡膠膜密封氣柜于1993年在萊蕪鋼鐵廠建成。
3幾種橡膠膜密封氣柜的施工方法
橡膠膜密封氣柜的側壁與T圍欄之間設置了橡膠布簾,它是不防火的。這就導致了在側壁和頂蓋安裝(有大量的焊接工程)完以前不可能施工T圍欄和活塞。必須在側壁和頂蓋完成后,才可
以在氣柜內部安裝活塞體系。因此它就不能像稀油密封氣柜那樣,可以利用活塞的上升來實施側壁的施工。必須先行施工安裝側壁和頂蓋。
橡膠膜密封氣柜的側壁和頂蓋的施工占氣柜總施工重
量的60%左右,不僅安裝量大,而且它又是在高空現場安裝,因此是此種
氣柜安裝的重點和難點。
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