安装在储罐上的部件

文档序号:1590455 发布日期:2020-01-03 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 安装在储罐上的部件 (Tank-mounted component ) 是由 巴巴克·艾哈迈迪·穆加达姆 于 2018-02-02 设计创作,主要内容包括:一种罐(例如,地下储罐)及其制造方法可以包括具有外表面的罐体。使用粘合剂(例如,MMA粘合剂)将部件安装在罐体的外表面的至少非平面部分上。例如,部件可以在施加粘合剂和压力之后被定位在罐体的外表面的非平面部分上在本发明的一个实施例中,的外表面的非平面部分上的部件的位置被施加以在粘合剂固化时将部件的位置保持在罐体的外表面的非平面部分上。可以在固化粘合剂时移除压力,并且可以在部件的安装表面与罐体的外表面的非平面部分之间的粘合剂界面处发生结构键。(A tank (e.g., an underground storage tank) and method of making the same may include a tank body having an outer surface. The component is mounted on at least the non-planar portion of the outer surface of the can using an adhesive (e.g., MMA adhesive). For example, the component may be positioned on the non-planar portion of the outer surface of the can after application of the adhesive and pressure in one embodiment of the invention, the position of the component on the non-planar portion of the outer surface is applied to maintain the position of the component on the non-planar portion of the outer surface of the can as the adhesive cures. The pressure may be removed when the adhesive is cured and structural bonding may occur at the adhesive interface between the mounting surface of the component and the non-planar portion of the outer surface of the can.)

安装在储罐上的部件

本申请要求于2017年5月11日递交的美国临时申请No.62/504,665的优先权,其全部内容通过引用全部结合于此。

技术领域

本公开总体上涉及储罐(storage tanks),且更特别地涉及诸如人孔(manwayapparatus)、套环(collars)、吊耳(lift lugs)、管接头(pipe fittings)等的部件在该储罐上的安装(例如,诸如在纤维增强塑料(FRP,例如纤维玻璃增强塑料)上的地下储罐(underground storage tank)的免磨安装(grind free mounting))。

背景技术

地下储罐广泛应用于在地下存储材料的各种场合。这些存储的材料一般对环境有害。这些材料的示例可以包括汽油或其它石油产品,如石油和废油(waste oil),以及有毒的原材料和制造过程中产生的废物。由于许多材料可能具有有害性,因此确保装有此类材料的地下储罐不会泄漏或确保将这些材料释放到环境中尤为重要。

考虑到这种可能性已经使得许多政府当局对存储这种材料的罐体要求二次控制(secondary containment),例如,诸如通过使用双壁地下储罐提供二次控制。本申请的受让人,ZCL复合材料公司(ZCL Composites Inc.),制备了由诸如FRP(例如玻璃纤维增强塑料)的耐腐蚀材料制成的地下储罐;这些储罐被证明是非常可靠的。

纤维增强塑料比较轻,可以在工厂制备并运到现场(site),并且是耐腐蚀的。同样也不太可能发生泄漏。同样,已经使用FRP制成了地下储罐(例如,双壁储罐),以及地面储罐,以提供水密(watertight)和防锈的结构。例如,FRP储罐可以在阳模(male mold)或心轴(mandrel)上制成,并且一旦固化,至少初步地,从心轴上移除。在这种类型的心轴上制造的过程通常称为“喷涂”(spray up)过程,其中在隔离剂上(over a release agent)纤维和塑料树脂施加至心轴,从而使储罐成形。

为了提供一种具有足够的刚度和强度以抵抗施加的力以及抵抗变形或弯曲的FRP储罐,例如图1所示的储罐,采用了肋(ribs)。这种肋使得模制产品具有环向强度(hoopstrength)。

在阳模工艺中,可通过如下方法提供肋:将模板(form)附接至成型的圆柱体,然后将纤维铺放并跨过该模板,从而以二次附接(secondary attachment)的形式提供肋与罐之间的连接。例如,这种类型的储罐的制造工艺,可类似于标题为“在回转形外壳形成沿圆周延伸的肋的方法”(Method of forming circumferentially extending ribs on arotating shell)且授权公告日为1975年12月9日的美国专利No.3,925,132中所描述的内容。

FRP储罐也可通过喷涂在一个或多个阴模(female molds)内部上的塑料树脂和短切纤维(chopped fiber)制备而成。当树脂与短切纤维一起喷涂时,优选地将树脂与催化剂(catalyst)一起施用,以形成坚固、相对坚硬、不透水且耐腐蚀的壁。模具本身在必要时可以包括肋,从而使它们成为一体结构的一部分。例如,处理粉碎的玻璃纤维,以及将纤维和树脂施加至阴模内部的应用,可类似于标题为“玻璃切割器”(Glass choppers)且授权公告日为1997年7月8日的美国专利No.5,645,231中所描述的内容。固化后,移除一个或多个阴模,以完成储罐。例如,如标题为“阴模成型的地下存储罐及其制造方法”(Female-moldedunderground storage tank and method of making)且授权公告日为1998年2月24日的美国专利No.5,720,404中所描述的,储罐可由两部分(two halves)制成,这两部分然后可通过围绕接缝施加额外的玻璃纤维增强树脂而结合在一起(例如,末端为圆顶形的两个圆柱形壳体可通过围绕接缝且至少在圆柱形壳体邻近开口端的外表面上施加FRP(例如,使用树脂和纤维,树脂和纤维垫等)在该圆柱形壳体的开口端处邻接在一起(be adjoinedtogether)。

此外,例如,如有需要,可在储罐中设置用于各种部件(诸如配件、人孔、套环以及监测贮液器等)的开口,且然后可将这些部件安装在储罐上的规定位置。更进一步,其它有用的部件,例如吊耳、导向耳(guide lugs)等也可以安装在储罐上。

这种部件在FRP储罐上的安装通常是通过以下方式完成:将部件放置在经制备的表面(例如,通过磨削制备的用于粘附FRP的表面)上,且然后使用FRP将部件在结构上附接至FRP储罐。例如,对于附接至储罐外表面的圆柱形套环或人孔,外表面邻近用于套环或人孔而形成的开口的部分,通过磨削而被磨损。然后,套环或人孔可定位在开口位置,且然后,可以利用FRP层将套环或人孔固定至储罐,FRP层位于套环或人孔的内部和外部二者上且位于与其相邻的储罐表面上,从而在结构上将套环或人孔附接至FRP储罐。

常规的结构上的附接需要使用多层FRP,诸如足以将部件在结构上附接至FRP储罐的垫和/或编织的粗纱(roving)和树脂。通常而言,浸有树脂的、厚度不小于6.4mm的纤维或玻璃增强层才足以在结构上将部件附接至FRP储罐。在将多个部件附接至FRP储罐的过程中,这种多层的层铺明显地增加了制造这种储罐的成本。此外,磨削罐体表面以使表面(通过以多层层铺的方式附接部件的表面)磨损,在该生产环境中产生了所不希望的粉尘或颗粒。

发明内容

本公开内容中的一个或多个实施例提供了具有一个或多个部件安装其上的储罐(例如,地下单壁储罐、双壁储罐等),并提供了制造这种储罐的方法,以及利用粘合剂安装这些部件的方法。在一个或多个实施例中,粘合剂的使用可减少用于制造一个或多个罐体的所需材料的数量。此外,在一个或多个实施例中,可移除的织物(fabrics)(例如,剥离层(peel ply))可用于提供外表面部分,其使储罐由于具有粗糙表面而减少了大量的磨削,有必要制备用于安装部件、邻接罐体部分等的罐体表面。在一个或多个实施方案中,减少这种磨削可以防止环境免受所不希望的FRP碎片、粉尘和苯乙烯的排放。

制造储罐(例如,玻璃纤维增强塑料储罐)的方法的一个示范性实施方式可包括提供罐体,该罐体包括由纤维增强塑料形成的外表面,以及提供部件,该部件安装在罐体外表面的至少一非平面部分上。该部件包括安装表面,该安装表面构造为与罐体外表面的该至少一非平面部分相配合。该方法可进一步包括:将粘合剂施加至所述部件的至少一个安装表面上以及施加至所述罐体外表面的非平面部分上;在罐体外表面的非平面部分上设置该部件;在粘合剂固化期间施加压力,以维持罐体外表面的非平面部分上的部件的位置,从而在部件的安装表面和罐体外表面的非平面部分之间形成粘结界面;以及,在粘合剂固化且在部件的安装表面和罐体外表面的非平面部分之间的粘结界面处形成结构键之后移除该压力。

在方法的一个或多个实施例中,待安装部件可包括人孔设备、套环设备和监测贮液器设备中的至少一个,且待安装部件可包括位于其第一端部的法兰(例如,法兰可包括围绕第一端部周边的安装表面)。此外,例如,罐体外表面的非平面部分可包括至少一个肋的一部分,并且法兰还可包括构造为与该至少一个肋的一部分相配合的安装表面。此外,例如,在一个或多个实施例中,法兰可包括如下安装表面,其尺寸相对于对应的外表面的非平面部分的尺寸之间的公差在80mil内。

在方法的一个或多个实施例中,待安装部件可包括以下中的至少一个:吊耳,其构造为与一设备配合使用,该设备用于至少在竖直方向上抬起罐体;导向耳,其构造为与一设备配合使用,该设备用于至少在水平方向上引导罐体;以及管接头(例如,该部件包括安装表面,该安装表面构造为与罐体外表面的至少非平面部分相配合)。例如,待安装部件可包括管接头(例如,该部件包括开口),其中,在粘合剂固化期间施加压力,以维持罐体外表面的非平面部分上的部件的位置,这种施加压力可包括使用夹具在罐体外表面的非平面部分上夹持该部件,该夹具包括延伸穿过管接头开口的细长元件。此外,例如,安装表面可构造为与罐体外表面的至少非平面部分相配合,且包括非矩形的弯曲或弯折的安装表面形状。

方法的一个或多个实施例可以包括以下特征中的一个或多个:部件可以是在远离罐体外表面的方向上延伸的部件;部件可包括至少延伸穿过罐体外表面的部分;部件的安装表面可包括施加粘合剂之后形成的粗糙的安装表面;方法可包括清洁外表面的非平面部分以减少其上的润滑剂的任何量,并且将部件定位在外表面的非平面部分上,此后无需磨削或以其它物理方式研磨外表面的非平面部分;方法还可包括加热部件,从而将该部件从罐体外表面的非平面部分上移除;方法还可包括在靠近粘结界面的一个或多个位置处施加保护材料以防止粘结界面暴露至流体;方法还可包括在邻近部件安装表面的外表面的一部分上以及连续不断地在部件相对于安装表面的表面上施加一层或多层FRP(例如,树脂和垫)材料,其中,该一层或多层具有1/8英寸(inch)(3.2mm)的厚度或小于1/8英寸(3.2mm)的厚度;在粘合剂固化期间施加压力,以维持罐体外表面的非平面部分上的部件的位置,这种施加压力可包括在粘合剂固化期间跨过粘结界面分布均匀地施加压力;施加粘合剂可包括使用环境固化粘合剂;施加粘合剂可包括使用丙烯酸粘合剂(acrylic adhesive);施加粘合剂可包括使用含有甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)(MMA)的粘合剂;施加粘合剂可包括使用包含直径在30mil至80mil范围内的刚性颗粒的粘合剂;施加粘合剂可包括在施加压力后厚度在30mil至80mil范围内的粘合剂;施加粘合剂可包括使用包含刚性颗粒的粘合剂,其以表面活性剂排序;施加粘合剂可包括使用含有微米级和/或纳米级碳颗粒的粘合剂;以及,在部件的安装表面与罐体外表面的非平面部分的之间的粘结界面处的结构键可能够承受1240千帕(kilopascals)的剥离应力(peel stress),另外地或替代地,能够承受2712Nm的弯矩(bending moment)。

此外,在方法的一个或多个实施例中,设置罐体可包括:提供具有内表面的阴模部分以形成罐体的至少一部分,其中该阴模部分包括圆柱形部分和圆顶部分中的至少一个;对应于罐体外表面的非平面部分,在阴模部分的内表面上的一个或多个位置处粘附可移除的织物;在阴模部分的内表面和可移除织物上涂覆一层或多层树脂,以形成罐体的外表面;从阴模部分移除罐体的至少一部分,其中当从阴模部分移除时,可移除的织物与罐体的至少一部分一起被移除;以及从罐体外表面的至少一部分移除可移除的织物,从而使得外表面的非平面部分在安装部件之后相较于罐体外表面的其它部分而更为粗糙。

储罐(例如,玻璃纤维增强塑料储罐,无论是地下或地上)的一个或多个的示例实施例可包括:罐体,该罐体包括由纤维增强塑料形成的外表面;部件,该部件安装在外表面的至少一非平面部分上(例如,其中部件可包括安装表面,其构造为与罐体外表面的至少非平面部分相配合);以及粘合剂,其位于安装表面和罐体外表面的非平面部分之间的粘结界面处,该粘合剂在部件的安装表面和罐体外表面的非平面部分之间的粘结界面处形成结构键。

在储罐的一个或多个实施例中,待安装部件可包括人孔设备、套环设备和监测贮液器设备中的至少一个,其中待安装部件可包括位于其第一端部处的法兰(例如,并且进一步,法兰可包括围绕第一端部周边的安装表面)。此外,例如,罐体外表面的非平面部分可包括至少一个肋的一部分,并且进一步,法兰可包括构造为该至少一个肋的一部分相配合的安装表面。此外,例如,法兰可包括如下安装表面,其尺寸相对于对应的外表面的非平面部分的尺寸之间的公差在80mil内。

在储罐的一个或多个实施例中,待安装部件可包括以下中的至少一个:吊耳,其构造为与一设备配合使用,该设备用于至少在竖直方向上抬起罐体;导向耳,其构造为与一设备配合使用,该设备用于至少在水平方向上引导罐体;以及管接头(例如,其中该部件可包括安装表面,该安装表面构造为与罐体外表面的至少非平面部分相配合)。例如,安装表面构造为与罐体外表面的至少非平面部分相配合,且包括非矩形的弯曲或弯折的安装表面形状。

储罐的一个或多个实施例可包括以下特征中的一个或多个:部件可以是在沿着远离罐体外表面的方向上延伸的部件;部件还可包括至少延伸穿过罐体外表面的部分;储罐还可包括位于靠近粘结界面的一个或多个位置处的保护材料,以防止粘结界面暴露至流体;储罐还可包括一层或多层FRP(例如,树脂和垫)材料,其在邻近部件安装表面的外表面的一部分上以及连续不断地在部件相对于安装表面的表面上,其中该一层或多层具有1/8英寸(inch)的厚度或小于1/8英寸的厚度;粘合剂可包括环境固化粘合剂;粘合剂可包括丙烯酸粘合剂;粘合剂可包括含有甲基丙烯酸甲酯(MMA)的粘合剂;粘合剂可包括包含直径在30mil至80mil范围内的刚性颗粒的粘合剂;粘合剂可包括厚度在30mil至80mil范围内的粘合剂;粘合剂可包括包含刚性颗粒的粘合剂,其以表面活性剂排序;粘合剂可包括含有微米级和/或纳米级碳颗粒的粘合剂;以及,在部件的安装表面与罐体外表面的非平面部分的之间的粘结界面处的结构键可能够承受1240千帕(kilopascals)的剥离应力,另外地或替代地,能够承受2712Nm的的弯矩。

此外,此处描述了制造储罐的方法的一个或多个实施例,其中该方法可包括以下过程或特征中的一个或多个:提供具有内表面的第一阴模部分,以形成罐体的至少第一部分,其具有外表面和第一开口端(例如,其中第一阴模部分可包括第一开口端,其与罐体第一部分的第一开口端相对应,且进一步地,其中第一阴模部分可包括在至少一个端部处开口的第一圆柱形部分,或包括在一个端部处开口的第一圆顶部分);提供具有内表面的第二阴模部分,以形成罐体的至少第二部分,其具有外表面和第二开口端(例如,其中第二阴模部分可包括第二开口端,其与罐体第二部分的第二开口端相对应,且其中第二阴模部分可包括在至少一个端部处开口的第二圆柱部分,或包括在一个端部处开口的第二圆顶部分,且进一步地,其中罐体第一部分的第一开口端与罐体第二部分的第二开口端可构造为:邻近罐体第一部分的第一开口端和罐体第二部分的第二开口端,围绕外表面周边部分之间的接缝,通过形成玻璃纤维增强材料层而彼此邻接);对应于邻近罐体第一部分的第一开口端和罐体第二部分的第二开口端的外表面的周边部分,沿着第一阴模部分内表面的第一开口处的周边并且沿着第二阴模部分内表面的第二开口处的周边,粘附可移除的织物;在第一阴模部分的内表面上和可移除的织物上施加至少一层或多层树脂,以形成罐体第一部分的外表面;在第二阴模部分的内表面上和可移除的织物上施加至少一层或多层树脂,以形成罐体第二部分的外表面;将罐体的第一部分从第一阴模部分移除,其中当移除第一阴模时,同时移除可移除的织物与罐体的第一部分;将罐体的第二部分从第二阴模部分移除,其中当移除第二阴模时,同时移除可移除的织物与罐体的第二部分;将可移除的织物从罐体第一部分的外表面移除,从而使得邻近罐体第一部分的第一开口端的外表面周边部分相较于罐体外表面的其它部分而更为粗糙;将可移除的织物从罐体第二部分的外表面移除,从而使得邻近罐体第二部分的第二开口端的外表面周边部分相较于罐体外表面的其它部分而更为粗糙;以及,围绕邻近于罐体第一部分的第一开口端和罐体第二部分的第二开口端的外表面的粗糙周边部分,通过形成一层或多层玻璃纤维增强塑料,来实现邻近于罐体第一部分的第一开口端和罐体第二部分的第二开口端的外表面邻接。

以上概述并非旨在描述本公开的每个实施例或每种实施方式。结合附图参考以下详细描述和权利要求,本公开的优点以及对本公开的更完整理解将变得显而易见并得到领会。

附图说明

图1是常规地下储罐安装的图示。

图2是储罐的一个示范性实施例的透视图,该储罐包括使用粘合剂安装在储罐的相应表面上的多个部件。

图3是在储罐相应的表面上安装一个或多个部件的方法的一个或多个实施例的示范性框图。

图4A-4C示出安装于储罐外表面上的人孔设备的一个示范性实施例,其中,图4A是透视图;图4B是其部分更详细的剖视图;图4C是图4B的部分放大图。

图5A和5B分别示出了安装在储罐外表面上的监测贮液器的一个示范性实施例的立体图,以及其部分更详细的剖视图。

图6A和6B分别示出了安装在储罐外表面上的吊耳组件的一个示范性实施例的透视图及其分解图。

图7A和7B分别示出了安装在储罐外表面上的单管接头的一个示范性实施例的透视图及其分解图。图7C和7D分别示出了图7A和7B中所示的单管接头一个示范性实施例的俯视图和侧截面视图。

图8示出了安装在储存罐外表面上的双管接头的一个示范性实施例的分解透视图。

图9是在储罐成形中利用可移除的织物使表面粗糙的方法的一个或多个实施例的示范性框图。

图10A-10F提供了多个图,用于大体上描述图9中所示的方法,其中:图10A示出了剥离层的应用;图10B示出了沿着第一(或第二)阴模部分的内表面上的开口端处的周边以及沿着第二位置处的周边施加的剥离层;图10C示出了在第一(或第二)阴模部分的内表面上和可移除的织物上施加一层或多层FRP;图10D示出了从第一(或第二)阴模部分分离之后附有可移除的织物的一部分罐体;图10E示出了从阴模部分移除后残留在一部分罐体上的剥离层;并且图10F示出了在剥离层从一部分罐体的外表面移除后的罐体。

图11提供了用于大体上描述图3中所示的方法的示图。

“图示”和“图”可互换使用以指代任意特定的图。

具体实施方式

在本公开的说明性实施例的以下详细描述中,附图标记是形成所附示图的一部分,其通过示图示出了实践本公开的具体实施例。应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可以利用其它实施例并且可以进行结构上的改变。除非本文另有说明,说明书附图中的各图旨在以清晰为目的,且因此可未按比例绘制。

本文中所使用的“一”,“一个”,“该”,“至少一个”和“一个或多个”可互换使用。术语“和/或”(如果使用的话)是指所列元素中的一个或全部,或所列元素中任何两个或多个的组合。“即”是“即是”的缩写,且意思是“也就是”。“例”是“例如”的缩写,且意思是“举例说明”。

图1是常规地下储罐安装的示意图,例如,用于容纳石油的地下储罐1。尽管本公开主要针对于地下储罐进行描述,但是其描述的方法和/或罐体和/或其特征可以与任何储罐一起用于容纳任何流体(例如,流体为液体和/或烟雾或气体)。本公开内容不以任何方式限制于容纳液体的地下储罐,尽管本文描述的一些特征可能更有益于容纳液体的地下储罐。

双壁地下储罐(“UST”)1由附接至一对锚定桩(deadmen)6(其中之一在图1中可见)的一对固定带(retaining straps)5固定。锚定桩6可以是常规的类型,或者可以是标题为“低位置锚定桩及其与储罐的运输方法”(Low profile deadman and method forshipping the same with a tank)且授权公告日为2004年9月7日的美国专利No.6,786,689中所描述的类型。如本领域中已知的,在高水位(high water table)的情况下,为了防止UST1浮起,有时需要固定带5和锚定桩6。也可以使用包括上板和下板(above and belowground slabs)的其它类型的固定系统,与可安装于UST1上的部件一起在固定系统(例如,用于固定带的导向槽、用于附接固定系统部分的钩子等)的作用下可一起操作。

双壁UST1可包括液压监测系统4。该液压监测系统可用于监测双壁UST1两个壁之间的监测流体的水平,监测流体通常是盐水(brine)。液压监测系统4可包括监测传感器9a,其用于监控监测贮液器9c中的流体,且通过管17连接至通信模块9b。通过检修孔(manhole)16可接近(accessible)管17。液压监测系统4可与具有湿环(wet annulus)的双层UST1一起使用。然而,本公开不限于具有湿环监测系统的UST,并且还可以与具有干环(dry annulus)或略微施加有负压或正压的环的UST一起使用。

通过从溢出收集槽(spill containment sump)11b移除盖11a,可从地面水平(ground level)填充UST1的内部,其提供了覆盖填充管13的填充盖12的接口(providesaccess to fill cap 12covering the fill tube 13)。UST1包括附接至升板(riser)3的套环2。套环2和升板3环绕人孔14a设置,人孔14a盖有人孔盖14b。升板盖23位于升板3的顶部。升板盖23包括可移除的圆顶盖24。套环2,升板3,升板盖23和圆顶盖24一起形成水密隔间,它们共同形成容纳槽100。通道25和地面通道盖10提供了通向圆顶升板盖24的通道。通道25和通道盖10不是容纳槽的一部分,并且不一定是水密的。

油位探头(level probe)7被设置在容纳槽100内,并穿过人孔盖14b以监测UST1内的流体水平。单壁通气管19连接于油位探头7的接口,单壁通气管19穿过升板3的壁,为UST1提供通风。容纳槽100内还设置有抽取组件(extractor assembly)21,抽取组件在UST1的内部穿过人孔盖14b连接于浮球阀(ball float)15。

双壁管(double walled pipe)可以向UST1输送汽油。双壁管20穿过升板3的一侧。双壁管20的内壁26通过挠性连接器27连接于管18,管18穿过人孔盖14b进入UST1的内部。双壁管20的外壁28和内壁26之间的空间与所述容纳槽100流体连通。如上所述,任何从双臂管20的内壁26漏出的流体将被外壁28容纳并被输送到容纳槽100以进行容纳。传感器8检测到容纳槽100中的任何流体,便触发报警系统(在图1中未示出)。

此外,如图1所示,UST1可以包括与其连接的其它部件,以提供一种或多种功能。例如,可以使用FRP将一个或多个吊耳组件33(例如,用于根据需要连接起吊油箱的起重缆索,例如使用诸如起重机至少垂直地吊起)固定在UST1的外表面上,一个或多个导向耳组件34(例如,在其被安装时,用于连接导向缆索,使得用户可以根据需要在水平方向上对储罐导向或引导)可固定到UST1的外表面,一个或多个管接头35(例如,用于根据需要将管道连接到水箱)可以在结构上固定在UST1的外表面上。

如图1中所示的常规地下储罐安装,应该认识到,各种部件需要连接到UST1的各个表面,以提供有用的产品。本公开提供了储罐以及制造这种储罐的方法的一个或多个实施例,其中使用粘合剂将一个或多个各种部件(如歧管装置、套环、监测储液器、管接头、吊耳组件、导向耳组件等)结构键于相应的储罐表面。使用这样的粘合剂,以形成这样的结构键提供低成本的储罐和制造这种罐的方法。

此外,在本文所述的一个或多个实施例中,FRP地下储罐的各个部件(例如,壳体段,人孔设备,套环,管接头,吊耳,导向通道等)可以通过粘合剂(例如,MMA粘合剂)被组装和密封。粘合剂用作结构元件,其中粘合元件的强度和整个储罐的完整性取决于粘合剂的强度(例如,结构粘合剂不依赖于任何FRP铺层,可以产生其它用途,例如修饰性或液体屏障功能)。在一个或多个实施例中,可以对被粘合部件的表面进行处理,以提供适合于使用这种粘合剂进行粘合的表面能。例如,根据要粘合的部件的材料(例如,碳钢或不锈钢之类的金属部件与FRP表面的结合,FRP部件与FRP表面的结合等),表面处理可能会有所不同。此外,根据要粘结的部件的材料,粘合剂的厚度和施加在接合表面上这样的粘合剂的特定布局(pattern)也可以是不同的。由于粘合剂(例如MMA粘合剂)的工程厚度会影响粘合接头的刚度和柔韧性的控制,因此可以将一个或多个粘合附件加载到一定程度的变形,而不会在不同温度下失效。这种使用粘合剂的设计在有意外地载荷施加到储罐的部件或附件上的情况下,有助于保护整个储罐的完整性。

图2示出了根据本公开的一个示例性实施例的地下储罐50的透视图。本文中描述的地下储罐50(例如,水平设置的储罐)可由玻璃纤维增强材料制成。然而,在地下存储罐50可以由其它材料制成,如,一种或多种金属(例如,钢),一种或多种聚合物(例如,聚乙烯,聚氯乙烯,聚丙烯,聚氨酯和类似物),或任何其它合适的储罐材料。

所述的地下储罐50通常包括罐体47,罐体包括圆柱形壳体51(例如,FRP圆柱体),圆柱形壳体沿纵向轴线从第一圆顶端48延伸到第二圆顶端49并确定了内部材料保持体积(interior material holding volume)。地下存储罐50包括外表面53,外表面可以包括所需要的壁部分(例如,周向平滑部)之间的结构形成肋66(例如,周向肋)。

所述的地下存储罐50可作为一整体单元成型,或者为多个部分所组装,在这里可以是利用合适的材料(例如,玻璃纤维层铺材料,例如含有树脂和纤维的垫和/或编织粗纱)分别制造各部分并组装(例如,连接)。在一个或多个实施例中,地下储罐50可以使用阳模或阴模技术来生产。然而,本公开不限于任何特定的制造技术用于提供所述罐体47,罐体包括圆柱形壳体51和圆顶形端部48,49,其提供了地下储罐50的外表面53(例如,外表面53包括各种非平面的外表面部分,可以供如本文所述的一个或多个部件连接于其上,可使用粘合剂以提供这样的部件和外表面53之间的结构键)。

例如,在一个或多个实施例中,地下储罐50可以是由阳模成型的地下储罐,其中肋可以附接到圆柱形壳体51的外表面。

此外,例如,在一个或多个其它实施例中,地下储罐50可由阴模成型以提供整体的肋(例如,肋66)以增强强度,并防止在施加压缩力的情况下肋从地下储罐的壁上脱离。例如,在一实施例中,FRP地下储罐50(例如,由用纤维(例如玻璃纤维)增强的聚合物基质制成的复合材料储罐)可以利用阴模由塑料树脂和短切纤维制成,塑料树脂和短切纤维喷涂到母模的内部(例如,图10A-10C)。当树脂与短切纤维一起喷涂时,可以在树脂上施加催化剂,以形成坚固、相对坚硬的不透水壁。例如,树脂可以包括环氧树脂、乙烯基酯或聚酯树脂、或它们的组合。此外,例如,在一种或多种实施方式中,树脂可包括乙烯基酯、间苯二甲酸聚酯、聚氨酯及其组合。此外,例如,树脂可包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚环氧化物或其组合。此外,例如,纤维可以包括玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、玄武岩纤维或其组合。待粘接到FRP储罐表面的FRP部件可以由类似的材料形成,例如由纤维增强的聚合物基体制成的复合材料,包括短切纤维、纤维毡、编织粗纱等)。

例如,在阴模工艺中,肋模制成型于储罐上,在封闭或开放的设计(a closed oropen design)中,肋的精确放置是以模具为前提的,其可以被设计成模具公差。换句话说,例如,阴模自身可包括用于形成肋66(例如,周向肋66)的结构,在必要时该结构位于壁部(例如,周向平滑部)之间,使得它们成为整体地下储罐结构的一部分。在专利号为5,645,231的美国专利中阐述了关于粉碎玻璃纤维的方法、以及在阴模的内部施加纤维和树脂的方法的信息。

如图2所示的地下储罐50可以由多个阴模部分(例如,诸如在图10A-10C中局部示出的模部分)成型。例如,地下储罐50可以由第一阴模部分提供第一罐部分52(或第一半罐部52)和第二阴模部分提供第二罐部分54(或第二半罐部54)而形成。位于圆柱形壳体51周向的圆周虚线57提供了接缝60(例如,中央接缝)的图像表示,接缝位于第一半罐部52与第二半罐部54之间。

在图2的储罐50中,第一半罐部52和第二半罐部54通常是对称的,尽管这种对称不是必需的(例如,任何尺寸或形状的储罐部分可以组装形成用于容纳材料的储罐)。如在图2中所示,第一半罐部52包括端部为圆顶形端部65的第一圆柱形壳体64,以提供可以供一个或多个部件安装的外表面70和肋66。第二半罐部54包括端部为圆顶形端部63的第二圆柱形壳体62,以提供可以供一个或多个部件安装的外表面70和肋66。在第一半罐部52与第二半罐部54连接之前,第一半罐部52和第二半罐部54分别包括一个开口端56,58。在对应于第一和第二半罐部52、54的阴模部分被去除之后,形成第一和第二半罐部52、54,并且在这些半罐部52、54完全固化之后,第一和第二半罐部52、54可以利用FRP相连接,FRP设置于中央接缝60上以使得开口端56、58相连形成圆柱形外壳体51,圆柱形外壳体51从所述第一圆顶端部48延伸到第二圆顶端部49(例如,树脂和垫FRP层可以绕沿着接缝60的整个周长的方向层铺,以使得接缝60密封并将半罐连接。虽然图中所示的圆柱形外壳体51为沿其整个长度方向具有相同直径的圆筒,应该认识到该直径沿着长度可以发生改变。

参考图2所示和描述,地下储罐50包括罐体47,该罐体47包括圆柱形壳体51和成型在其上或作为其一部分的肋66。所述地下储罐50的外表面53可包括罐体47的非平面部分,罐体包括储罐50的圆柱形壳体51、肋66、圆顶形端部63,65等一个或多个部分。此外,如图2,各种部件被安装在罐体47的外表面53的至少一个非平面部分上。在一个或多个实施方案中,一个或多个部件都包括安装表面(图2中未示出),用于至少与罐体47的外表面53的非平面部分相配合,部件安装在该罐体上。

例如,如图2所示,人孔设备84和监测贮液器设备80被示出为安装在罐体47的外表面53的至少一个非平面部分上,罐体包括圆柱形壳体51的一部分以及肋66的一部分。此外,例如,管接头88、吊耳组件94、导向耳组件90被示出为安装在罐体47的外表面53的至少一个非平面部分上,罐体包括圆柱形壳体51的一部分。位于被安装的部件的安装表面与罐体47的外表面53非平面部分之间的界面设置粘合剂,该粘合剂在部件的安装表面与罐体47的外表面53的非平面部分间的粘结界面上形成结构粘合。

根据本公开,人们将认识到可以安装各种部件。例如,在一个或多个实施例中,可以根据需要在箱主体47设置开口以适配于各种部件,例如管接头、人孔设备、套环、监测贮液器设备以及类似部件。然后可以将这些部件在对应于这些开口的特定位置处安装在箱体47的外表面53上。例如,一个或多个安装的部件可以在远离箱体47的外表面53的方向上延伸(例如,围绕人孔的人孔设备84)。此外,例如,一个或多个安装的部件可包括至少延伸穿过箱体47的外表面53的部分(例如,通过开口安装的管接头88)。

在一个或多个实施例中,当使用粘合剂安装时,安装的部件可包括自第一端(例如,第一开口端)延伸以邻近于外表面53延伸至远离外表面53的第二端的圆柱形主体。例如,在一个或多个实施例中,这种待安装部件可包括法兰(例如,人孔设备84的法兰122或监测贮液器设备80的法兰162),法兰位于上述部件的第一端(例如,该法兰与圆柱形主体一体地成型),其中法兰在第一端(例如,诸如与人孔开口连接的第一开口端)的周向提供安装表面。法兰的安装表面形成为与将要安装法兰的外表面53的非平面部分相配合(例如,如果外表面53的非平面部分包括至少一肋66的一部分,然后,法兰与肋66的一部分相配合)。例如,这样的圆柱形部件可以包括人孔设备、套环设备(例如,这样的套环具有与人孔设备84相同的圆柱形主体和法兰,因此在图中未单独标识)、监测贮液器设备、通气接头等,在一个或多个实施例中,法兰可以包括非矩形形状(例如,五边形、六边形、八边形等)。

此外,例如,要使用粘合剂安装的一个或多个部件可包括具有非平面的(例如,弯曲的或折弯的)基部,该基部被安装在邻近于所述的外表面53处,和一个或多个从所述基部上突出的其它结构特征(例如,吊耳,导向耳,等等)。例如,弯曲或折弯的基部可提供安装表面,以与要安装在其上的外表面53的非平面部分相配合。例如,如此的具有弯曲或折弯的基部的部件可包括吊耳组件,导向耳组件等。在一个或多个实施方案中,弯曲或折弯的、用于与外表面53的非平面部分相配合的基部可包括非矩形的弯曲形状(例如,五边形、六边形、八边形等)。

进一步,例如,在使用粘合剂安装时,要安装的一个或多个部件可包括联接结构,该联接结构穿过罐体47的外表面53延伸。例如,联接结构可以自第一端(例如,第一开口端)延伸到第二端(例如,第二开口端),并且包括位于第一端和第二端之间的法兰。例如,该法兰可以提供安装表面,以与要安装在其上的外表面53的非平面部分相配合。例如,这种包括联接结构的部件可以包括单管接头,双联排或双管接头,三联排或三管接头等。在一个或多个实施例中,法兰可以包括非矩形形状(例如,五边形、六边形、八边形等)。

待安装部件可提供安装表面,安装表面的尺寸相对于与其相对应的外表面53的非平面部分的尺寸的公差在80mil以内(即,80mil或更小,其中“mil”是等于0.0254毫米或0.001英寸的长度单位)。安装表面的尺寸相对于与其相对应的外表面53的非平面部分的尺寸的公差在30mil以内。然而,在一些其它情况下,可以容许更大的公差,并且仍可以在安装表面和外表面53之间形成结构粘合(例如,可以在40mil,50mil,60mil,70mil内)。至少在一个实施例中,待安装部件可提供安装表面,安装表面的尺寸相对于与其相对应的外表面53的非平面部分的尺寸的公差在40mil以内

此外,例如,用于安装各种部件、并在其安装表面与外表面53的一部分之间形成结构粘合的粘合剂包括环境固化粘合剂(例如,在室温下固化)。在一个或多个实施例中,粘合剂可以包括丙烯酸粘合剂。例如,在一个或多个实施例中,丙烯酸粘合剂可以包括丙烯酸酯粘合剂,甲基丙烯酸酯粘合剂或它们的组合。在某些实施例中,丙烯酸粘合剂可以包括丙烯酸酯(例如丙烯酸乙酯),甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸甲酯(MMA)或它们的组合。此外,在一个或多个实施例中,丙烯酸粘合剂可以是和/或包括甲基丙烯酸甲酯(MMA)粘合剂(例如,诸如SG300系列(例如,SG300-05,SG300-15和SG300-40))。粘合剂可以从美国北卡罗来纳州达勒姆的SciGrip Smarter Adhesive Solutions获得)。更进一步,在一个或多个实施例中,可以使用非环氧树脂粘合剂来安装各种部件中的一个或多个。

在一个或多个实施例中,用于安装各种部件、并在其安装表面与外表面53的一部分之间形成结构粘合的粘合剂可以包含有刚性颗粒,刚性颗粒的尺寸确定,以控制粘接层的最小厚度。例如,这种刚性颗粒可以包括玻璃微珠(glass bead)或其它任何适合于在安装表面和外表面53的部分之间提供适当间隔的颗粒,以在固化过程中保持粘接层的最小厚度(例如,在安装时保持施加的压力,将不需要的粘合剂从安装表面/外表面的界面中排出)。在一个或多个实施方案中,刚性颗粒(例如,玻璃微珠)可以为一个或多个直径,范围在30~80mil。图4C示出了示例性的用于形成粘结界面132的粘合剂131,粘结界面132形成于部件的安装表面124与罐体的外表面53的非平面部分之间。如该图所示,粘结界面132所具有的厚度至少部分地由粘合剂131中的刚性颗粒133控制,刚性颗粒133的直径(或有效直径,如果颗粒不是球形的)为30mil至80mil。

此外,可以将刚性颗粒均匀地分散在粘合剂中或手动添加到所施加的粘接层上以控制粘接层的最小厚度。在一个实施例中,例如,为了安装弯曲的吊耳,在板的边缘和中心处可能需要施加玻璃微珠,粘接层在上述位置具有最小厚度。

此外,在一个或多个实施例中,可施加一种或多种的表面活性剂作为在刚性颗粒上的施胶剂(sizing)(例如,一种或多种的表面活性剂施加到,或以其它方式掺入到玻璃珠中)以增加粘合剂中的刚性颗粒之间的粘合力。例如,任何表面活性剂(例如,诸如氢氧化物表面活性剂)可以用作刚性颗粒的施胶剂。通过增加刚性颗粒和粘合剂之间的粘合力,在刚性颗粒和粘合剂之间的界面处发生失效的可能性较小(例如,粘接层不会由于刚性颗粒和粘合剂之间缺乏粘结而失效),并且负载将完全转移到基材(substrate)(例如,罐体的外表面)上。表面活性剂在一方面与粘合剂产生化学结合,另一方面,表面活性剂与刚性颗粒产生机械结合。因此,在粘合剂和刚性颗粒之间存在更牢固的结合。

更进一步地,在一个或多个实施例中,固体颗粒可以分散在粘合剂中以增强粘接层的刚度。例如,这样的固体颗粒可以包括微米级和/或纳米级尺寸的碳颗粒(例如,球形炭黑,碳纳米管,石墨烯纳米片等)。例如,可以在施加粘合剂之前,使用高剪切或三辊磨的方法将这种固体颗粒均匀地分散在粘合剂中。可以使用刚性颗粒(例如,玻璃微珠)和固体颗粒(例如,微米级和/或纳米级尺寸的碳颗粒)的各种不同组合。

在一个或多个实施例中,用于安装各种部件形成结构粘合的粘合剂,其在部件的安装表面与罐体47的外表面53的一部分之间所形成的粘结界面能够承受施加到其上的至少180磅每平方英寸(1240千帕)的剥离压力。此外,在一个或多个实施例中,用于安装各种部件形成结构粘合的粘合剂,其在部件的安装表面与罐体47的外表面53的一部分之间所形成的粘结界面能够承受施加到其上的2000英尺磅(2712牛米)的弯矩。

图3示出了将部件安装在地下储罐上的方法101。在一个或多个实施例中,方法101包括提供预处理好的罐表面(框102),在该罐表面上可以安装一个或多个部件。例如,在一个或多个实施例中,外表面53上对应于待安装部件的安装表面的部分(例如,对应于人孔设备或吊耳组件的基部上的法兰的形状)可以被清洁、磨削(例如,诸如通过研磨)、喷砂或以其它方式进行预处理形成合适的形状,以使得部件的安装表面和外表面53的对应部分之间结构键,例如,可以清洁外表面53的一部分以减少在其上的任何量的润滑剂,然后被安装的部件被定位在清洁好的表面上,而无需磨削或以其它方式物理地磨损外表面53的上述部分。例如,在无需磨损被安装的表面的情况下,可以清洁对应于人孔设备84的法兰的安装表面的外表面53的上述部分以安装人孔设备84。

在一个或多个实施例中,罐体47的外表面53可以通过使用可移除织物来制备,例如可释放的(releasable)剥离层材料(例如,至少在其一侧是非光滑的织物,用于提供如本文所述的粗糙的罐表面部分),如框104所示。例如,在一个或多个实施例中,可移除织物(例如,可释放的织物)可以粘附(例如,使用增粘剂或其它类似的粘合剂,例如NuTack-Blu,其可从Polynt Composites USA公司(美国伊利诺伊州卡彭特斯维尔)获得,或者使用在制造储罐中所使用的催化树脂)在阴模部分的内表面上的一个或多个位置(例如,用于形成至少一部分的罐体47),上述位置对应于罐体47的外表面53的非平面部,在该非平面部上要安装部件(例如,对应于或包含有人孔设备或吊耳组件的基座上的法兰的形状)。

在形成该罐体47时,在阴模部分的内表面和可移除织物上施加一层或多层的纤维和树脂,以形成罐体47及其外表面53。在罐体47的部分至少部分固化成型后,可以将罐体从阴模部分中移出。当罐体47的部分从阴模部分中移出时,可移除织物与所述罐体的部分一起移出(例如,罐体47具有外表面53的至少一部分,其上面覆有可移除织物)。例如,图11中示出了罐体47的部分从阴模移出后,对应于人孔设备84的法兰表面的环形可移除织物部分105。

然后可从罐体的该部分的外表面53上去除可移除织物(例如,剥离层105),从而使得外表面53的非平面部分(要在其上安装部件)与罐体47的外表面53的其它部分相比,其表面粗糙。通过以这种方式提供粗糙表面,供使用粘合剂安装部件进行安装,消除,或至少减少可能需要磨削和研磨罐体47以提供粗糙表面。以这种方式,相应地减少了由这种磨削在制造区域中所产生的颗粒。将会认识到,对应于任何待安装部件的安装表面的外表面53的部分,可以使用这种可移除织物(例如,剥离层105)进行预处理。这样的可移除织物可以从Airtech Advance Material Group(美国加利福尼亚州亨廷顿海滩的AirtechInternational公司)获得,商品名为Econostitch G peel ply。除了提供箱体的外表面53的粗糙部分之外,其它实施例可以提供具有粗糙的安装表面的待安装部件,可以在该安装表面上施加粘合剂。

如图3所示,在预处理罐表面(例如,外表面53)之后,提供待安装在处理好的表面上的一个或多个部件(框106)。例如,可以提供一个或多个待安装在外表面53上的部件,诸如在此描述的或图2中所示的那些部件。每一个所述一个或多个待安装部件包括用于与外表面53的非平面部分相配合的安装表面。例如,人孔设备84的法兰122(例如,或者套环的相类似的法兰)或者监测贮液器设备80的法兰162,用于与外表面53的相应部分相配合(例如,法兰可包括弯曲部分以与罐体47的圆柱形壳体51配合和/或与肋66的部分相配合)。

为了将部件安装在预处理好的表面上,将粘合剂施加(框108)到部件的安装表面上或罐体的外表面53上对应于安装表面的构造的部分中的至少一个(例如,当安装这样的部件时,外表面53上对应于人孔设备84的法兰122的形状的一部分)。至少在一个或多个实施例中,粘合剂仅施加到部件的安装表面。可以使用任何合适的方法,以施加这种粘合剂。例如使用手动粘合剂施用器或分配器,气动施用器或分配器等,可根据需要利用上述工艺施加一层或多层粘合剂。

粘合剂施加的量和布局取决于以下各种因素:接合表面的形状,储罐的部分与安装表面之间的间隙,最大的施加负载,以及使用的粘合剂所需的最小粘结厚度。在一个或多个实施例中,例如,当所使用的粘合剂是MMA粘合剂时,则在施加压力之后,粘合剂的最小厚度应在30mil至80mil。至少在一个实施例中,上述厚度为大约40mil。可以通过在粘合剂中使用直径范围为30mil至80mil的刚性颗粒(例如,玻璃微珠)来控制这一最小厚度。

粘合剂的珠粒(例如,其可以包括玻璃微珠或一些其它刚性颗粒)被分配到,例如,被安装的部件的安装表面,并在向部件施加压力之后,在安装表面上形成一布局(例如,将部件压到储罐表面上),粘合剂覆盖于所有安装表面,并且填充储罐表面和部件的安装表面之间的所有间隙(例如,界面处没有空隙)。在一个或多个实施例中,在粘合剂中提供(例如,在施加之前作为粘合剂的一部分提供或在施加粘合剂之后提供给粘合剂)具有特定直径(例如,在30mil至80mil)的刚性颗粒(例如,玻璃微珠),在所述部件和所述罐表面之间施加压力之后并且当所述粘合剂固化时,足以产生大于或等于30mil的最小粘合剂厚度。在一个或多个实施例中,提供(例如,在施加之前作为粘合剂的一部分提供或在施加粘合剂之后提供给粘合剂)具有特定直径(例如,30mil至80mil)的刚性颗粒(例如,玻璃微珠),在所述部件和所述罐表面之间施加压力之后并且当所述粘合剂固化时,足以产生小于或等于80mil的最大粘合剂厚度。

然后,将待安装部件放置在外表面53的预处理好的部分上(框110)。部件定位好后,施加压力(框112),以使得在粘合剂固化期间,保持部件在罐体47的外表面53的非平面部的位置,从而形成安装表面与罐体47的外表面53的非平面部之间的粘结界面。可以使用任何工艺和/或结构施加这种压力。例如,可以仅通过将部件捆扎到罐体47上来施加这种压力,可以通过用于将部件夹持到罐体47上的夹具(例如,抽吸夹具)来施加,可以手动施加,可以通过压在部件上机器来施加,等等。此外,例如,在一个或多个实施例中,随着粘合剂的固化,在粘合剂界面上所施加的压力均匀地分布。

在一个或多个实施例中,例如,使用夹具(clamp)来安装具有延伸穿过其中的开口(例如,诸如板配件(plate fitting)、管接头、人孔设备等)的部件,其中所述夹具包括延伸穿过所述部件的开口以用于施加上述压力的细长元件。例如,如图7b所示,夹具可以包括位于罐体47内侧的板501、位于罐体47外侧的板502、连接所述两板的细长元件503。可以使部件(例如,管接头88的法兰)抵靠于罐体47(例如,两个板之间的距离是可调节的,从而可以施加和调节压力以迫使法兰抵靠罐体47)

在部件的安装表面与罐体47的外表面53的非平面部分之间的粘结界面处形成结构键之后(例如,在粘合剂固化时),可去除压力(框114)。在部件安装在罐体47的外表面53上后,可以执行一个或多个其它可选的工艺,以提供与安装的部件相关联的一个或多个层(框116)

例如,在一个或多个实施例中,可以形成防止流体与粘合剂接触的一个或多个保护层。例如,如本文中所描述的,当安装人孔设备84时,一个或多个保护性材料层可以施加到靠近用于安装所述人孔设备84的所述粘结界面的一个或多个位置,以防止粘结界面暴露至流体(例如,液体或蒸汽,如盐水,石油蒸气等)。然而,这样的保护层不提供部件到储罐的结构连接,而是仅仅提供阻挡流体的功能。通过粘合剂的使用,部件与罐体47的结构键完全形成。

此外,在一个或多个实施例中,可以形成一个或多个装饰性FRP层以产生视觉上吸引人的产品。例如,如本文中所描述的,一个或多个装饰性FRP层可以施加在罐体47的靠近于部件的安装表面的外表面53的部分,并且与相对于安装表面的表面相连。这些层仅用于装饰目的,不提供部件到罐体47的结构连接,只有使用粘合剂才形成部件与罐体47的外表面53之间的结构键。

在一个或多个实施例中,用作保护层和/或装饰性层的FRP层的厚度为1/8英寸或更小。在一个或多个实施例中,例如,这样的厚度可以由少于4层的预浸有树脂的垫的实现。

此外,在一个或多个实施例中,使用粘合剂将部件安装在罐体47的外表面53上,可以起到更容易移除所安装的部件(例如,当部件的位置需要改变时)的作用。例如,至少在一个实施例中,可以使用加热的方式将部件从罐体47的外表面53移除。例如,可以使用电加热器将热量施加到导向耳组件或吊耳组件(例如,一种金属组件,例如吊耳组件或导向耳组件的钢基部(steel base portion))以改变粘合剂的组成(composition),使得部件可以从罐体的外表面53移除,温度在220华氏度(104摄氏度)至250华氏度(121摄氏度)的范围时可有利地用于此目的。在移除时,可以将相同或不同的部件定位在相同或不同的位置。

图4A和图4B分别示出安装在地下储罐50的外表面53上的人孔设备84的一个示例性实施例的透视图,以及局部的更详细的截面视图。人孔设备84包括圆柱形主体部分120,圆柱形主体部分120沿着轴线121从第一端123延伸到第二端125(例如,其中圆柱壁厚度在第一端部123处相对于第二端部125处更大)。安装法兰122沿着远离轴线121的方向上从圆柱形主体部分120的第一端123向外延伸(例如,在将人孔设备84定位在箱体47上之前,该安装法兰与圆柱形主体部分一体地预成形)。安装法兰122包括下安装表面124以及与该下安装表面124相对的上表面135(例如,面向相反方向)。

下安装表面124用于与圆柱形壳体51的外表面53和结构成型的肋66相配合。也就是说,安装表面124包括壳体部分137,壳体部分位于靠近圆柱形壳体51的外表面53(例如,安装表面124具有在这样的位置上与外表面呈圆柱形的形状相匹配的曲线;如图4b所示,法兰122呈弯曲或角度形状),法兰部分136位于靠近肋66的外表面53(例如,如图4a所示,安装表面124具有在这样的位置上与肋66的形状相匹配的形状)。

人孔设备84还包括联接法兰128,联接法兰128从圆柱形主体部分120的第二端125沿着远离轴线121的方向朝外延伸。

在一个或多个实施例中,人孔设备84是预成型的FRP部件。例如,人孔设备84可以由多层FRP材料相对于模具而形成。例如,所述多层FRP材料的厚度(例如,形成人孔设备的法兰或圆柱形主体部分)可大于1/4英寸以提供可有效地安装的结构部件。例如,9至12层的FRP可提供这样的厚度。然而,人孔设备84可以以任何构造成型,但是必须包括如本文所述的用于使用粘合剂来安装人孔设备的结构。例如,人孔设备84(可以与圆柱形主体部分一体成型)的法兰122提供了合适的安装表面124,该安装表面可以使用本文所述的粘合剂在结构上结合到罐体47的外表面53上。

如图4A-4B所示,罐体47上形成开口130,人孔设备84安装于此。如本文所述的粘结剂,用于在人孔设备84的安装表面124与罐体47的外表面53的非平面部分之间的粘结界面132处形成结构键(例如,肋部和所述壳体的一部分)。粘结界面132的结构粘结围绕法兰122的整个圆周,这为法兰122和罐体47的外表面53之间提供围绕法兰122的整个圆周的密封(例如,由粘合剂所产生的该密封的径向宽度约至少6英寸)。在一个或多个实施例中,法兰具有6英寸或更大的径向宽度,并且在一个或多个实施例中,法兰具有大于1/4英寸的厚度。

此外,如图4B所示,例如,在一个或多个实施例中,可以形成用于防止流体与粘结界面132接触的一个或多个FRP保护层138。如图所示,形成一个或多个保护层138(例如,使用树脂和垫),保护层沿着圆柱形主体部分120的内表面140在第一端123处并且沿着罐体47的内表面141连续地延伸。因此,在储罐50内,位于第一端部123附近的粘结界面132的任何部分都不会暴露于流体(例如,液体或蒸汽,如盐水,石油蒸气等)。上述保护层可以与本文所述的任何部件的安装一起使用。

此外,在一个或多个实施例中,可以形成一个或多个装饰性FRP层144以产生视觉上吸引人的产品。例如,如本文所述,在罐体47的外表面53的与安装表面124相邻并且与法兰122的上表面135相连接的部分上,可以设置一个或多个装饰性FRP层144(例如,使用树脂和垫),这样的层144显然是非必需的,并且仅出于美观的目的,因为只有粘结界面132用于将人孔设备的安装表面122结构键至罐体47的外表面53。这样的装饰性FRP层144可以围绕法兰122的整个圆周设置。这样的装饰性层可以与本文所述的任何部件的安装一起使用。图4c示出了图4b的放大部分。

图5A和图5B分别示出安装在地下储罐50的外表面53上的监测贮液器设备80的一个示例性实施例的透视图,以及局部的更详细的截面视图。所述监测贮液器设备80包括圆柱形主体部分150,该圆柱形主体部分150沿着轴线151从第一端153延伸到第二端155,其中第二端155延伸至盖部分156(例如,大体沿着垂直于轴线151的方向延伸)终止。主体部分150的圆柱形壁的厚度在第一端153处相对于第二端155更大。盖部分156上可利用粘合剂设置有管接头,使用粘合剂连接的方法与本文所述的其它管接头的连接方法类似。

安装法兰162从圆柱形主体部分150的第一端153向外延伸,并且延伸方向远离轴线151。安装法兰162包括下安装表面164、以及与下安装表面164相对的上表面166(例如,面向相反方向)。下安装表面164用于与圆柱形壳体51的外表面53和结构成型的肋66相配合。也就是说,安装表面164包括壳体部分168,壳体部分位于靠近圆柱形壳体51的外表面53(例如,安装表面164具有在这样的位置上与外表面呈圆柱形的形状相匹配的曲线),以及肋部169,该肋部169位于靠近肋66的外表面53(例如,如图5a所示,安装表面164具有在这样的位置上与肋66的形状匹配的形状)。

在一个或多个实施例中,监测贮液器设备80是预成型的FRP部件。例如,其可以由多层FRP材料相对于模具而形成。例如,所述多层FRP材料的厚度(例如,形成监测贮液器设备的法兰或圆柱形主体部分)可以大于1/4英寸以提供可有效地安装的结构部件。例如,9至12层的FRP可提供这样的厚度。然而,监测贮液器设备80可以以任何构造成型,但是必须包括如本文所述的用于使用粘合剂来安装监测贮液器设备的结构。例如,监测贮液器设备80(例如,其可以与圆柱形主体部分一体成型)的法兰162提供了合适的安装表面164,该安装表面可以使用本文所述的粘合剂在结构上结合到罐体47的外表面53上。

如图5A-5B所示,监测贮液器设备80连接于罐体47,监测贮液器设备的内部170可以与在罐体47的壁之间所构成的环形空间的形成流体连通,以用于监测目的。如本文所述的粘合剂,用于在监测贮液器设备80的安装表面164与罐体47的外表面53的非平面部分之间的粘结界面172处形成结构键(例如,肋部和所述壳体的一部分),该方式类似于如图4c所示的在安装表面124和外表面53之间的粘结界面132处形成的结合。粘结界面172的结构键围绕法兰162的整个圆周,这为法兰162和罐体47的外表面53之间提供围绕法兰162的整个圆周的密封。法兰162可以以与人孔设备法兰相类似的特点成型。

图5A和图5B分别示出安装在储罐50的外表面53上的吊耳组件94的一个示例性实施例的透视图,以及其分解图(例如,透视图仅示出了成型于组件的顶面上的FRP层230)。在图6A至图6B(以及本文中的其它图中)中,为了清楚起见,示出了各种层堆叠(例如,图6A中的基部200,FRP层230和粘结界面232)的厚度放大。此外,粘结界面与罐体独立、分离地示出(参见图6B中的粘结界面232),以便于说明。吊耳组件94包括基部200(例如,设置为多边形,例如,可以是矩形或非矩形),该基部包括下安装表面204以及与该下安装表面204相对(例如,面向相反方向)的上表面206。下安装表面204用于与外壳的外表面53配合。换句话说,安装表面204是非平面的(例如,弯曲或折弯的形状)以匹配圆柱形壳体51的外表面53的圆柱形的形状。如图6A和6B所示,基部200可以弯曲并由多个相邻的区域所构成,以与其安装在其上的外表面53的圆柱形的形状相匹配。例如,这样的部分可以包括中间部分210以及一个或多个相邻部分212、214,所述一个或多个相邻部分212、214相对于中间部分210以相对于中间部分210呈一定角度并从中间部分210延伸(例如,在边缘处终止)。

此外,吊耳组件94包括从基部200的上表面206延伸的吊耳部分220。吊耳部分220与基部200共同设置以形成开口222,开口可以***一个或多个的钩、缆线或其它提升装置,以用于至少在竖直方向上提升储罐50(罐体47)。

在一个或多个实施例中,提升凸耳组件94可以由金属制成,例如将吊耳部分220焊接在基部部分200上。吊耳组件94可以以任何构造成型,但是必须包括如本文所述的用于使用粘合剂来安装吊耳组件94的合适的安装表面。例如,基部部分200必须包括合适的安装表面204,该安装表面204可以使用本文所述的粘合剂在结构上结合到罐体47的外表面53上(例如,该安装表面尺寸必须在相对于外表面的特定尺寸公差内)。例如,安装表面尺寸必须在相对于弯曲处(即,中间段210与一个或多个相邻段212、214之间的界面)的外表面的4毫米的最大尺寸公差内,并且在中间段210的两个边缘和中心处的尺寸公差约为0至40mil。

如图6A-6B中所示,吊耳组件94安装在邻近罐体47的外表面53的部分。如本文所述的粘合剂,用于在吊耳组件94的安装表面124与罐体47的外表面53的非平面部分之间的粘结界面132处形成结构键。多层230的垫和树脂可以施加到上表面206,以覆盖吊耳组件94的基部200的所有外露的金属;其中吊耳部分222延伸穿过其中。

导向耳组件90可以与吊耳组件94以基本上相同的方式安装,因此这里将不提供关于其安装的细节。

图7A和7B分别示出安装在储罐50的外表面53上的单管接头88的一个示例性实施例的透视图,以及其分解图(例如,透视图仅示出了成型于组件的顶面上的FRP层280)。图7C和7D分别示出了在图7A和图7B中所示出的单管接头88的一个示例性实施例的俯视图和侧剖视图。管接头88包括沿轴线251从第一端253延伸到第二端255的圆柱形主体部分250;安装法兰262从圆柱形主体部分250向外延伸,至少在一个实施例中,安装法兰262与一端的距离小于与另一端的距离。安装法兰262包括下安装表面264以及与下安装表面264相对的上表面266(例如,面向相反方向)

下安装表面264与圆柱形壳体51的外表面53配合设置。也就是说,要与圆柱形壳体51的外表面相接的安装表面264为弯曲的形状,以匹配于外表面53的圆柱形的形状)。在一个或多个实施例中,法兰可以包括非矩形形状(例如,五边形,六边形,八边形等)。例如,如图7C所示,法兰形状为八边形。

在一个或多个实施例中,管接头88可以由金属制成,例如将圆柱形主体部分250焊接到法兰262上。管接头88可以为任何数量的形式,但是必须包括用于使用如本文所述的粘合剂来安装管接头的结构。例如,管接头88的法兰262提供合适的安装表面264,该安装表面264可以使用如本文所述的粘合剂在结构上粘接到罐体47的外表面53上

如图7A-7B中所示,罐体47中开设有开口270,管接头88安装在该开口处,第一端253的一部分延伸穿过开口270。如本文所述的粘合剂,用于在管接头88的安装表面264与罐体47的外表面53的非平面部分之间的粘结界面272(在图7中从罐体露出)处形成结构键(例如,所述壳体的一部分)。多层280的垫和树脂可施加到上表面206以覆盖法兰262的所有露出的金属。

图8示出了双联或双管接头300的一个示例性实施例的分解透视图,该双联或双管接头300可以使用粘结界面303安装在储罐50的外表面53上。双联接头300可以以与单管接头88实质相同的方式实现安装。因此,本文将不提供关于其安装的细节。

图9是方法400的一个或多个实施例的示例性框图,该方法400使用可移除织物来粗化表面以用于形成储罐。图10A-10F提供了用于描述在图9中总体示出的方法400的一个或多个实施例的多个图(例如,用于形成储罐的方法,该方法包括将外表面粗化以用于利用粘合剂安装部件,用于形成储罐的方法,该方法包括将外表面粗化以用于将储罐部分连接在一起,连接时使用FRP层在储罐的圆周接缝处密封,等等)。

如图9所示,在一个或多个实施例中,制造地下储罐的方法400包括提供一个或多个阴模(例如,每个阴模具有用于形成储罐部分或整个储罐的内表面)(框402)。可移除织物(例如,诸如剥离层片的可释放织物)粘附(例如,以如本文先前所述的方式)在一个或多个阴模上的一个或多个位置处(框404)。例如,一个或多个位置可以对应于用于安装部件的储罐外部位置(例如,部件可以为吊耳组件,导向耳组件,套环,人孔设备,监测贮液器设备等)。此外,例如,所述一个或多个位置可以包括多个阴模上的开口端位置,所述开口端位置对应于邻近接缝的储罐外部位置,上述接缝由多个储罐部分邻接而成,上述储罐部分由阴模形成(例如,所述罐体的第一部分的第一开口端与所述罐体的第二部分的第二开口端相连接的外表面的圆周部分)。

之后,一层或多层材料层(例如,FRP,FRP层之间的环形层等)可以施加在一个或多个阴模的内部(以及在任何可移除织物上)以形成一个或多个储罐部分(即,包括其外表面)(框406)。所述一个或多个储罐部分(所述罐体的部分)可以与位于其外表面的可移除织物从一个或多个阴模中移除(框408)。可移除织物然后可以从一个或多个储罐部分的外表面移除,从而形成粗糙的外表面(与外表面的其它部分相比),这些粗糙的外表面对应于施加可移除织物的位置(框410)。

此外,如图9所示,使用可移除织物形成的粗化表面可以用于进一步生产储罐(框412)。例如,一个或多个部件可以使用粘合剂安装在对应于一个或多个部件的安装表面的粗糙表面上,如本文所述的部件(例如,部件可以为吊耳组件、导向耳组件、套环、人孔设备、监测贮液器设备等)。此外,例如,中央接缝可以被密封以连接由多个阴模制成的储罐部分,连接时将FRP层施加到外表面的粗化圆周部分,该外表面为所述罐体的第一部分的第一开口端与所述罐体的第二部分的第二开口端相连接的外表面部分,如本文所述的内容。

图10A-10F提供了多个框图,用于描述粗糙表面(例如,利用可移除织物进行粗化,可移除织物可以为诸如可释放的剥离层织物)在储罐部分连接中的使用,所述储罐部分由多个阴模成型。参考图2中所示出的两个半罐部52,54之间的中央接缝60。然而,应当认识到的是,储罐部分的连接可以包括任何数量的不同类型的储罐部分相连接。例如,如圆顶形端部63的圆顶形端部部分,其可仅包括一个开口端,如圆柱形壳体主体62的圆柱形壳体部分可包括两个开口端,圆顶形端部部分可与圆柱形壳体部分相连接,等等。也就是说,具有类似尺寸的开口端的任何储罐部分都可在接缝处连接,并将FRP层施加在该接缝处由可移除织物所制成的粗糙表面上,可移除织物可以为可剥离层。

例如,在用于使用这样的粗糙表面的方法的一个或多个实施例中,可以提供第一阴模部分,所述第一阴模部分具有内表面以至少形成罐体的第一部分(例如,半罐部52),上述罐体的第一部分具有外表面53和第一开口端56(例如,参见图10B-10C中的阴模部分450)。第一阴模部分450包括第一开口端452,第一开口端452对应于罐体的第一部分52的第一开口端56。在一个或多个实施例中,第一阴模部分452可以包括至少在一端452敞开的第一圆柱形部分或在一端452敞开的第一圆顶部分,这取决于由第一阴模部分450所成型的储罐部分的类型。

同样地,第二阴模部分(未示出,但类似于阴模部分450)具有内表面以至少形成罐体的第二部分(例如,半罐部54),所述罐体的第二部分具有外表面53并且具有第二开口端58。第二阴模部分(未示出,但如阴模部分450)包括第二开口端(未示出,但类似于开口端452),该第二开口端与罐体的第二部分54的第二开口端58相对应。在一个或多个实施例中,第二阴模部分(未示出,但类似于阴模部分450)可以包括至少在一端敞开的第二圆柱形部分,或者在一端上敞开的第二圆顶部分,这取决于由第二阴模部分所成型的储罐部分的类型。

罐体的第一部分52的第一开口端56和罐体的第二部分54的第二开口端58连接设置,二者通过FRP在接缝60上成型实现连接(例如,围绕在罐体的第一部分52的第一开口端56和罐体的第二部分54的第二开口端58的外表面53的周向部分)。在FRP在接缝60上成型的过程中,可移除织物(例如,诸如剥离层470的可释放织物)沿着第一开口端452位于第一阴模部分450的内表面上的位置粘附,并且沿着第二开口端(未示出,但类似于开口端452)位于第二阴模部分(未示出,但类似于阴模部分452)的内表面上的位置粘附,对应于周侧部分460、462(也参见图2),其位于与罐体的第一部分52的第一开口端56以及罐体的第二部分54的第二开口端58相邻的外表面53上。

例如,图10A-10B示出了使用滚筒型分配装置将剥离层470a施加在储罐阴模的内表面上,以形成用于中央接缝60密封的粗糙表面。此外,如图10B所示的剥离层470b的施加,其可以用于将供安装部件的表面粗糙化(例如,剥离层470b可用于对类似于提升凸耳组件94或引导凸耳组件90的部件的表面的粗糙化。应当认识到,无论是手动还是自动的,任何类型的分配装置都可以用于在储罐阴模的内表面上的理想位置处提供可移除织物。此外,这样的可移除织物可以用手施加。进一步地,图10B示出了沿着开口端(如开口端452)在阴模部分(例如阴模部分2)的内表面上的周向施加的剥离层470a,例如,可以对应于周侧部分460、462中的一个,其位于邻近罐体的第一部分52的第一开口端56和罐体的第二部分54的第二开口端58。

在一个或多个实施例中,至少一层或多层的FRP层474(例如树脂和纤维)可施加在第一阴模部分452的内表面上和可移除织物470a-b上,以形成罐体的第一部分52和其外表面70,如图10c所示。此外,至少一层或多层的FRP层474(例如树脂和纤维)可施加在第二阴模部分的内表面上以及可移除织物470a-b上,以形成罐体的第二部分54和其外表面72。

在至少部分固化时,如图10D所示,罐体的第一部分52可以从第一阴模部分452移除(即,当罐体的第一部分52从第一阴模452移除时,可移除织物470a(和470b)与罐体的第一部分52一起被移除)。类似地,罐体54的第二部分54可以从第二阴模部分移除(即,当罐体的第二部分54从第二阴模移除时,可移除织物470a-b与罐体的第二部分54一起移除)。

如图10E所示,可移除织物470a的一部分可以根据需要进行修整,上述部分位于部分52,54上的开口端56,58的周侧。此后,如图10F所示,将可移除织物470a从罐体的第一部分52的外表面70移除,使得与罐体的外表面70的其它部分相比,靠近于罐体的第一部分52的第一开口端56的外表面70的周侧部分460更加粗糙(例如,类似于在密封中央接缝60时使用FRP层)。同样地,将可移除织物470a从罐体的第二部分54的外表面72移除,使得与罐体的外表面72的其它部分相比,靠近于罐体的第二部分54的第二开口端58的外表面72的周侧部分462更加粗糙。此外,将可移除织物470b从罐体的第一部分52的外表面70移除,使得与罐体52的外表面70的其它部分相比,先前被可移除织物470b覆盖的罐体部分对应的外表面70更加粗糙(例如,诸如利用本文所述的粘合剂进行部件安装)。

外表面460、462通过在接缝60处的FRP层实现连接,外表面460位于邻近罐体的第一部分52的第一开口端56,外表面462位于邻近罐体的第二部分54的第二开口端58(例如,环绕于外表面70、72的周向粗糙部分460、462,上述外表面70、72靠近于罐体的第一部分52的第一开口端56以及罐体的第二部分54的第二开口端58)。例如,多层FRP材料可施加于接缝上。在一个或多个实施例中,每个这样的多层可以包括在中央接缝上施加垫和树脂(例如,环绕罐体47的周侧)。例如,FRP在接缝上密封,接缝使得第一和第二半罐52、54相连接,FRP在靠近于第一圆周形部分的开口端56和第二圆柱部分的开口端58的外表面的圆周部分环绕成型。

在背景技术、发明内容、示例性实施方式以及本文其它地方引用的专利、专利文件和任何其它出版物的完整公开内容通过引用整体并入,就好像每个都单独地并入一样。

以上描述了本公开的示例性实施例。本领域技术人员将认识到,在本发明的范围内许多实施例是可能的。本文中所描述的各种部件和方法的其它变型、修改和组合当然可以被做出并且仍然落入本公开的范围内。因此,本公开仅由所附权利要求及其等同物限定。

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