塔/框架结构及其所用的构件制造技术

本发明专利技术提供了一种互连的柱（１１２）和梁（１１４，１１６）的塔／框架结构（１００，１５０，１６０）（其可用于冷却塔），以及新颖的柱（１１２）、梁（１１４，１１６）和连接机构。在一个实施例中，柱（１１２）和梁（１１４，１１６）由拉挤型复合纤维增强塑料（ＦＲＰ）材料构造而成。梁（１１４，１１６）一端包括两个侧壁延长部分或凸缘（３１０，３１２，４１０，４１２）（各具有一个或多个连接孔（３０８，４０８）），其与梁（１１４，１１６）构成整体，用于连接到柱（１１２）（具有一个或多个相应的连接孔（２０８））上。在这两个凸缘（３１０，３１２，４１０，４１２）的内壁之间的尺寸／间距基本上等于或略大于柱（１１２）的外部尺寸。将连接孔（２０８，３０８，４０８）对准，并插入紧固件（３３０）而使其穿过延长部分（３１０，３１２，４１０，４１２）和柱（１１２），以便将柱（１１２）和梁（１１４，１１６）连接起来。梁（１１４，１１６）的Ｃ形末端基本上与柱（１１２）的横截面形状和尺寸相一致。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及塔和框架结构，以及用于建造该塔/框架结构的构件，具体涉及冷却塔和冷却塔/框架结构及其所用的构件。背景如之前在Bardo等人的美国专利No.5,851,446(1998)和Seawell等人的美国专利No.5,902,522(1999)中所述，冷却塔通过与空气的接触而用于冷却液体，在后文中会重复所述专利的某些部分。许多冷却塔是逆流类型的，在这种类型的冷却塔中，允许温暖的液体向下流过塔，并且通过各种装置抽吸逆流空气流，使其向上穿过下降的液体，从而冷却该液体。其它设计利用交叉流动的空气和强迫通风系统。冷却塔的普遍应用是在发电和处理厂以及工业和机构空调系统中冷却水，以耗散废热。许多冷却塔包括塔或框架结构。提供的这种结构化的组件用以支撑固定负荷和活动负荷，包括空气移动设备，例如风扇、电动机、变速箱、传动轴或联轴器，液体分布设备，例如分布集管和喷嘴，以及传热表面介质，例如填充组件。填充组件材料通常具有液体向下流动和空气向上流动所穿过的空间，从而在液体和空气之间提供了热量和质量传递。根据所需的设计和操作特征，可从商业上获取不同类型的填充材料，例如堆叠的开孔型粘土瓦层。对于传统尺寸的空气调节冷却塔，这种填充材料很重，并可能超过50,000磅重。因此，这种塔/框架结构和冷却塔的其它结构部分必须不仅支撑填充材料和其它构件的重量，而且必须阻止风力或负荷，并且应该设计成可承受地震负荷。由于被抽吸穿过这种冷却塔的大体积的空气和水的腐蚀性质，过去的实践是利用不锈钢或电镀金属和涂敷金属来组装这种冷却塔，或者对于较大型的现场组装的塔，利用在压力下经过化学处理的木材，或至少用于塔结构化部分的混凝土，或这些材料的组合物来构造这种冷却塔。根据所使用的实际金属和用于保护金属的涂层材料，冷却塔的金属结构和部分可能被局部环境或正在冷却的液体所侵蚀。此外，这种金属塔通常受到尺寸限制，并且还是有些昂贵的，特别是在非常大型的应用中，例如用于冷却来自发电厂的冷凝器的水。混凝土是非常耐久的，但由混凝土制成的塔是昂贵且笨重的。许多冷却塔定位在建筑物的屋顶上，并且混凝土冷却塔的重量可能存在建筑设计问题。塑料零构件是抗腐蚀的，但之前的塑料零构件通常不能提供足以支撑填充材料和塔本身重量的强度。已经使用木材来建造冷却塔的结构部分，但木材也具有其缺点。木材塔可能需要昂贵的防火系统。在不仅持续暴露于环境，而且还暴露于塔中进行冷却的热水下，木材可能会腐烂。已经经过化学处理，以增加有效寿命的木材可能具有环境方面的缺点化学处理物可能从木材流失到正进行冷却的水中。已经使用纤维增强塑料作为一种替代木材和金属的成功设计。在大约最近的十年中，当前的技术方法开始使用纤维增强塑料梁和柱，其包括Bardo等人的美国专利No.5,236,625(1993)和Bardo的美国专利No.5,028,357(1991)中所示的那些梁和柱，这两个专利都通过引用而结合在本文中。这两个美国专利都公开了用于冷却塔的现有技术结构。因而，虽然这些当前的纤维增强塑料塔结构已经解决了许多与木材和金属冷却塔结构相关的问题，但是解决抵抗横向负荷问题的方法增加了这些单元的费用。剪力墙和横向斜撑框架可能是劳动密集建造的，因为需制作许多零构件和许多连接件。对于这些现有技术方法，存在大量的关键的结构化元件，涉及零构件更复杂的制造和盘存，增加了构造的复杂性，并因此增加了费用。因此，存在对一种低成本的冷却塔结构，以及对满足较少苛求的设计准则的低成本的冷却塔结构的需求。此外，在当时那些纤维增强塑料框架结构中，柱和梁之间的连接的一个难点是，当利用传统的螺栓或螺钉进行构造时，梁和柱可能彼此相对旋转。当企图利用传统的螺栓或螺钉来制作较牢固的连接，以便在不添加对角撑杆的条件下限制旋转和提供横向稳定度时，纤维增强塑料材料可能受损，并且问题会恶化，因为连接部件可能削弱纤维增强塑料，并使容纳这些连接部件的孔扩大。利用Bardo等人的美国专利No.5,851,446(1998)和Seawell等人美国专利No.5,902,522(1999)中所述的新型纤维增强冷却塔系统和构造方法可减轻或减少这些现有技术系统的某些问题，这两个专利都通过引用而结合在本文中。如在那里所述，利用安装板和粘合剂将纤维增强塑料(FRP)梁和柱连接起来。如这些美国专利中所述，这种现有技术系统的一个优点是允许理论上增加隔间(bay)的尺寸，替代柱间隔开六英尺距离的标准隔间，这种隔间有待证明地可被增大，以提供在柱之间高达十二英尺的隔间。然而，安装板和粘合剂的使用增加了在组装结构时的构件的数量、时间和费用。此外，根据现有技术结构构造的大的隔间可能未必满足支撑冷却塔构件和结构所必要的设计准则，除非利用更大的，强度更好的且更昂贵的构件。因此，存在对具有更少的梁和柱以及更少的整体构件的冷却塔和塔/框架结构的需求，其减少了成本和组装时间，同时满足总体设计准则。此外，还需要一种塔和结构，其提供了增大的柱间距(更大的隔间)，并且提供了一种模块化设计，从而允许在最小或没有额外的设计工作的条件下添加额外的隔间。进一步的需求是经过特别设计的且新颖的具有预定结构形状的柱和梁，以及新颖的柱-梁连接和方法，其提供了一种结构上强度好、简单、并且易于组装的塔/框架结构。概要根据本专利技术的一个方面，提供了一种具有细长柱的支撑结构，所述柱具有矩形横截面形状。柱包括具有外表面的第一面，具有外表面的第二面，第三面和第四面。至少一个孔或开口穿过柱，并穿过柱的第一面和第二面。该结构还包括具有第一末端和第二末端及第一面和第二面的细长梁，各个面在第一末端和第二末端之间延伸。梁还包括第一凸缘，其具有第一孔，并且从梁的第一面向外延伸、并整体地成形为第一面的一部分。第一凸缘定位在柱的第一面的外表面附近，使得第一孔与柱中的开口对准。提供的第二凸缘具有第二孔，并且从梁的第二面向外延伸、并整体地成形为第二面的一部分。第二凸缘定位在柱的第二面的外表面附近，使得第二孔与柱中的开口对准。紧固件穿过第一孔、第二孔和柱中的开口，并且可操作地用于将梁联接到柱上。在另一实施例中，提供了一种细长梁结构，其具有第一末端，第二末端，以及从第一末端延伸到第二末端的主体，主体具有第一壁部件、第二壁部件和第三壁部件，各壁部件从第一末端延伸到第二末端。在第一末端，第一凸缘从第一壁部件向外延伸出来，并整体地成形为第一壁部件的一部分。同样，在第一末端，第二凸缘从第二壁部件向外延伸出来，并整体地成形为第二壁部件的一部分。梁是由拉挤型(pultruded)纤维增强复合材料形成的单个整体式构件。此外，第一凸缘、第二凸缘和第三壁部件在梁的第一末端形成C形联接部，并且可操作地用于联接到矩形柱上。在还有的另一实施例中，提供了一种冷却塔，其具有限定了内体积的支撑框架结构。这种框架结构包括多个垂直柱，和至少一个梁，其由包括增强纤维的材料制成，并且具有第一末端和第二端，并连接在一对垂直柱上。所述梁包括从第一末端延伸到第二末端的主体，其中主体具有第一壁部件、第二壁部件和第三壁部件，各壁部件从第一末端延伸到第二末端。在第一末端，第一凸缘从第一壁部件向外延伸出来，并整体地成形为第一壁部件的一部分。在第一末端，第二凸缘从第二壁部件向外延伸出来，并整体地成形为第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支撑结构，包括：　　　　具有矩形横截面形状的细长柱，其包括，　　　　具有外表面的第一面，具有外表面的第二面，第三面和第四面，和　　　　穿过所述柱、并穿过所述柱的所述第一面和第二面的至少一个孔；　　　　细长梁，其包括，　　　　第一末端和第二末端，　　　　第一面和第二面，其中，每个所述面都在所述第一末端和所述第二末端之间延伸，　　　　第一凸缘，其具有第一孔，并从所述梁的所述第一面向外延伸，且整体地成形为所述第一面的一部分，所述第一凸缘定位在所述柱的所述第一面的外表面附近，使得所述第一孔与所述柱的孔对准，　　　　第二凸缘，其具有第二孔，并从所述梁的所述第二面向外延伸，且整体地成形为所述第二面的一部分，所述第二凸缘定位在所述柱的所述第二面的外表面附近，使得所述第二孔与所述柱的孔对准；和　　　　紧固件，其穿过各个所述第一孔、所述第二孔和所述柱中的孔，并且可操作地用于将所述梁联接到所述柱上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JA布兰德，JQ西维尔，DL特洛特曼，SE韦安特，CJ巴多，
申请(专利权)人：合成冷却技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]