一种用于化工储罐的铝合金三明治式网壳结构

1.本实用新型涉及化工储罐领域，尤其涉及一种用于化工储罐的铝合金三明治式网壳结构。


背景技术：

2.储罐属于石油化工设备中的储存类设备，不仅在石化工业中广泛应用，而且在商业、军用、民用、核电工业等领域也发挥着重要的作用。储罐与其他储存方式比较有许多优点：储罐实现了大型化，占地面积少，储存成本低，结构简单，容易施工。随着国民经济的飞速发展和国家原油战略储备库项目的实施，大型储罐的建造也在逐年迅速增加，但近几年储罐的设计、施工技术没有新的突破和发展。同时由于环境等因素的影响，储罐每年因腐蚀问题导致经济损失直接高达1.2亿元，缩短储罐5-10的服役寿命。
3.目前人们对于储罐结构的防护主要以表面涂层保护，但涂层防护所使用的涂料常受到环境因素影响，导致其防护效果大大降低。因此市面也常用加强储罐盖的强度来达到增加其强度的效果，但常见储罐盖为加强强度使用实心铸造，会导致储罐盖制造的经济效益低下以及运输成本高等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型需要解决的技术问题是：现在所制造的化工储罐均为实心铸造，存在储罐制造的经济效益低下以及运输成本高的问题；进而提供一种用于化工储罐的铝合金三明治式网壳结构。
5.本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案是：
6.一种用于化工储罐的铝合金三明治式网壳结构，包括由上至下依次排列的上蒙皮、中间芯板和下蒙皮，所述的上蒙皮与中间芯板之间通过焊接的方式进行连接，所述的下蒙皮与中间芯板之间通过焊接的方式进行连接；所述的中间芯板为网格式结构，包括多个中心节点和多根杆件，每个中心节点上周向均匀连接有若干根杆件，相邻的两个中心节点之间通过一根杆件进行连接；所述的中心节点与杆件之间通过焊接的方式进行连接。
7.进一步的，制作中心节点和杆件的板材为波纹翅片板，是由由上至下依次设置的芯板上蒙皮、芯板和芯板下蒙皮通过冲压的方式获得的。
8.进一步的，所述的中心节点上周向均匀连接有三个杆件，所述的多个中心节点和多根杆件共同形成六边形蜂窝芯板。
9.进一步的，所述的中心节点为圆筒状结构，所述的杆件的端部连接在圆筒状的中心节点的侧壁上。
10.进一步的，所述的上蒙皮和下蒙皮的材质均为3000系列铝合金。
11.进一步的，所述的芯板上蒙皮和芯板下蒙皮的材质均为4000系列的铝合金，所述的芯板的材质为3000系列的铝合金。
12.本实用新型与现有技术相比产生的有益效果是：
13.本实施方式中的上蒙皮1、中间芯板2和下蒙皮3形成三明治式网壳结构板，本身具有比强度高、比刚度大和隔热性能好的特性，将整个三明治式网壳结构板制作成类甲壳虫板的网壳结构，既可以满足力学要求，更能够减轻结构质量，且在受到高强度冲击载荷时其胞壁结构发生弹性和塑性变形的同时可吸收冲击能量，是一种具有良好力学特性的轻量化结构，能够实现效益最大化，将其用于制作储罐和储罐盖，相较于先前实心铝板，能够减轻40％-45％的结构成本，同时还具有很好的安全性能。
附图说明
14.附图作为本技术的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。
15.图1为本实用新型的侧视图；
16.图2为图1中b-b处的剖视图；
17.图3为本实用新型的结构示意图；
18.图4为图1中a处的局部放大图；
19.图5为图2中b处的局部放大图；
20.图6为中间芯板板材的结构示意图。
21.图中：1-上蒙皮；2-中间芯板；2-1-中心节点；2-2-杆件；2-3-芯板上蒙皮；2-4-芯板；2-5-芯板下蒙皮；3-下蒙皮。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.参见图1至图5所示，本技术实施例提供一种用于化工储罐的铝合金三明治式网壳结构，包括由上至下依次排列的上蒙皮1、中间芯板2和下蒙皮3，所述的上蒙皮1与中间芯板2之间通过焊接的方式进行连接，所述的下蒙皮3与中间芯板2之间通过焊接的方式进行连接；所述的中间芯板2为网格式结构，包括多个中心节点2-1和多根杆件2-2，每个中心节点2-1上周向均匀连接有若干根杆件2-2，相邻的两个中心节点2-1之间通过一根杆件2-2进行连接；所述的中心节点2-1与杆件2-2之间通过焊接的方式进行连接。
26.本实施方式中，所述的上蒙皮1、中间芯板2和下蒙皮3形成三明治式网壳结构板，本身具有比强度高、比刚度大和隔热性能好的特性，将整个三明治式网壳结构板制作成类
甲壳虫板的网壳结构，既可以满足力学要求，更能够减轻结构质量，且在受到高强度冲击载荷时其胞壁结构发生弹性和塑性变形的同时可吸收冲击能量，是一种具有良好力学特性的轻量化结构，能够实现效益最大化，将其用于制作储罐和储罐盖，相较于先前实心铝板，能够减轻40％-45％的结构成本，同时还具有很好的安全性能。
27.本实施方式中，中心节点2-1与杆件2-2之间预留空隙，开坡口进行焊接；中心节点2-1与杆件2-2之间采用焊接的方式进行连接，通过焊缝进行传力，相较于先前的螺栓连接，甲壳虫板网壳结构承载力得以提高，具有较大的应用前景。
28.本实施方式中，由于上蒙皮1与中间芯板2之间和下蒙皮3与中间芯板2之间均是通过焊接的方式进行连接，相比以往采用粘接的方式和钎焊的方式进行连接连接强度更大，整体的抗挤压性能更好。
29.本实施方式中，上蒙皮1、中间芯板2和下蒙皮3具体焊接方式如下：
30.步骤一：向中间芯板2中通入380v交流电；
31.步骤二：中间芯板2在外加电场的作用下加热到600℃，此时中间芯板2达到熔点熔化，熔化后的溶液与上蒙皮1和下蒙皮3相接触，在温度场和重力等作用下，不加压力，在冷却后，中间芯板2熔化部分凝结，上蒙皮1与中间芯板2和下蒙皮3与中间芯板2牢固地连接在一起。
32.在一种可能的实施方案中：制作中心节点2-1和杆件2-2的板材为波纹翅片板，是由由上至下依次设置的芯板上蒙皮2-3、芯板2-4和芯板下蒙皮2-5通过冲压的方式获得的。
33.本实施方式中，如图6所示，制作中间芯板2的板材为波浪形翅片板，一方面是可以保证整个三明治式网壳结构的连接强度，另一方面可以保证三明治式网壳结构的整体抗挤压强度。
34.在一种可能的实施方案中，所述的中心节点2-1上周向均匀连接有三个杆件2-2，所述的多个中心节点2-1和多根杆件2-2共同形成六边形蜂窝芯板。
35.本实施方式中的中间芯板2为六边形蜂窝芯板，中间芯板2的中心节点对各个方向的外力都能够扩散，以至于其他形状远远低于该结构对挤压的阻力。
36.在一种可能的实施方案中，所述的中心节点2-1为圆筒状结构，所述的杆件2-2的端部连接在圆筒状的中心节点2-1的侧壁上。
37.本实施方式中，中心节点2-1采用圆筒状结构，一方面可以减轻整个网壳结构的重量，另一方面可以增加三明治式网壳结构的抗挤压性能。
38.在一种可能的实施方案中，所述的上蒙皮1和下蒙皮3的材质均为3000系列铝合金。
39.在一种可能的实施方案中，所述的芯板上蒙皮2-3和芯板下蒙皮2-5的材质均为4000系列的铝合金，所述的芯板2-4的材质为3000系列的铝合金。
40.本实施方式中，将中间芯板2的芯板上蒙皮和芯板下蒙皮采用4000系列的铝合金，主要是因为4000系列的铝合金的熔点要低于3000系列的铝合金，利于上蒙皮和下蒙皮与中间芯板的连接，整个三明治式网壳结构的材质为3000系列和4000系列铝合金，经济环保、受热面积大，具有很好的比强度高和比刚度大等优点；
41.本实施方式中，蒙皮内部波板为4000-3000-4000系列铝合金翅片，4000系列具有相对于3000系列较低的熔点；在外加电流作用下，容易发生熔化现象。
42.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。