可升降的施工系统及其操作方法
阅读说明：本技术 可升降的施工系统及其操作方法 (Liftable construction system and operation method thereof ) 是由 朱明毅 冯德兴 李小华 王连培 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可升降的施工系统及其操作方法,该施工系统包含笼箱体、用于调节一对象的水平度的测量单元及一支撑结构,该支撑结构支撑固定了该测量单元的空间至少容纳该测量单元,该支撑结构的底端贯穿所述笼箱体的底面与所述对象相接触。借助本发明提供的整个施工系统和方法,整个操作过程中,笼箱体不会悬挂在操作人员的头顶上方,大大降低了安全风险。操作人员无需特地离开笼箱体,就可以进行各类操作作业,大大提高了工作效率。(The invention discloses a liftable construction system and an operation method thereof, wherein the construction system comprises a cage body, a measuring unit for adjusting the levelness of an object and a supporting structure, the supporting structure supports and fixes the measuring unit, the space at least contains the measuring unit, and the bottom end of the supporting structure penetrates through the bottom surface of the cage body and is contacted with the object. By means of the whole construction system and method provided by the invention, the cage body cannot be suspended above the top of the head of an operator in the whole operation process, so that the safety risk is greatly reduced. The cage box body is not required to be specially left by an operator, various operation operations can be carried out, and the working efficiency is greatly improved.)
技术领域
本发明属于空分工程领域，涉及一种可升降的施工系统及其操作方法，尤其涉及一种用于将分配结构配置到塔容器内的施工系统和相应的操作方法。
背景技术
利用精馏柱或者空气分解柱等传质塔可以将液化的空气分解为各种组分，现有技术中常用的这类传质塔为柱形容器，它们具有沿着纵轴延伸并合围成塔的内部空间的壳，其内部分段布置有填料和分配结构(也可称为“分配器”)，盘状的分配结构放置在塔中并位于填料的上方。典型的分配器包括多个通道槽，通道槽允许来自分配器正下方的填料的上升蒸气在相邻的槽之间向上流动并流过盘状的分配器，这些分配器是依靠支承件而附接到塔壁的内表面延伸的一个或多个焊接凸片上。公开号为CN105579126A的中国发明专利公开了一种包括液体分配器和有角型材制成的传质塔板的塔，其中披露了典型的传质塔的结构。
在将分配器垂直装入塔内时，传统的做法通常包括以下步骤：第一步，如图1a和图1b所示，操作人员乘坐在一个普通的吊篮里，普通的吊篮无法同时容纳操作人员和操作工具。升降机吊起分配器和吊篮，送入塔内的指定安装位置，将分配器放置在相应的支承件上，操作人员仍然留在塔内，吊篮上升。第二步，升降机利用缆索和吊篮将操作工具(包括水平测量工具、焊接工具和标尺等)运送给塔内的操作人员，升降机利用缆索将吊篮上移，此时吊篮位于工作人员头顶；如图1c所示，在塔内，操作人员利用水平测量工具检测分配器的水平度，调整及确认所需的水平度后，操作人员完成分配器其它部位例如角型材的焊接以及加固。第三步，如图1d和1e所示，质检员乘坐吊篮到达塔内的分配器处，检验分配器的水平度以及装配情况，升降机将吊篮上移，此时吊篮仍然位于操作人员的头顶。第四步，如图1f所示，质检员进行检验；如图1g所示，升降机再次将吊篮放下；如图1h所示，检验完成后再乘坐吊篮上升离开塔内。第五步，如图1i所示，操作人员最后完成角型材的焊接加固；如图1j和1k所示，升降机将吊篮放下，操作人员携带操作工具乘坐吊篮离开塔内。上述操作方式需要使得吊篮上下往复多次，完成一个分配器的安装往往需要一到两天的时间，效率较低；并且吊篮需要经常位于操作人员的头顶上方，有极大的安全隐患。
有鉴于此，如何设计一种改进的用于将分配结构等配置到塔容器内的施工系统和相应的操作方法，以消除现有技术中的上述缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的施工系统和方法用于将分配结构配置到塔容器内并调整其水平度。
本发明的第一方面提供了一种可升降的施工系统，该施工系统用于将对象装配到塔容器内使其水平放置，该对象包括但不限于分配结构或填料等。所述施工系统配置有笼箱体、用于调节一对象的水平度的测量单元及一支撑结构，该支撑结构支撑固定了该测量单元，该笼箱体的空间至少容纳该测量单元，该支撑结构的底端贯穿所述笼箱体的底面与所述对象相接触。
进一步地，所述笼箱体的底端设置有至少一个通孔，并且支撑结构的底端穿过这些通孔与所述对象相接触。这些通孔可以贯穿笼箱体的底端平面。具体地，笼箱体的底端可以围绕其中心以支撑结构的规格开设若干个通孔，这些通孔构成相应的支撑结构的安装位置。例如支撑结构若为三脚架，通孔的数量可以为三个。这样测量单元就易于架设和搬运，并且便于安装和拆卸。
进一步地，所述测量单元配置有激光测量部，该激光测量部发出激光水平面或者激光束。测量单元可以包括例如扫平仪或全站仪(Total Station)一类的装置，它可以发出一个激光水平面或者一个激光束来对准，激光测量部固定在三脚架上，置于一个稳定的接近水平的面，利用接收部接收激光位置，实现找平功能。
进一步地，所述测量单元还配置有计量杆，接收部可拆卸地置于计量杆上。示例性的计量杆可以为标尺或铅垂线。
进一步地，所述笼箱体竖直地移动，并且所述笼箱体容纳测量单元和/或施工人员。
进一步地，所述施工系统还包括实时传输装置，该实时传输装置将操作过程实时传输至一接收方。
进一步地，所述激光测量部为激光扫平仪。
进一步地，所述施工系统还包括升降单元，该升降单元包括缆索和升降控制模块，升降控制模块使得所述笼箱体竖直地移动。缆索悬挂着笼箱体，在升降控制模块的控制下，改变缆索下放的深度，使得所述笼箱体沿着塔容器的壁的延伸方向移动，从而使得笼箱体远离或朝向该对象(例如分配器)。
进一步地，所述笼箱体设置为同时运送操作工具和操作人员。
进一步地，所述对象是分配结构或填料。
进一步地，所述笼箱体连同所述对象一起被提升或下降。
进一步地，塔容器具有30m至70m的高度。塔容器通常是柱形几何形状的，并且塔容器具有圆形或近圆形的(例如椭圆形)的横截面。塔容器优选地由多个材料锁合地相互连接在塔的各个区段内。
本发明第二方面提供一种利用第一方面提供的施工系统将分配结构配置到塔容器内使其水平放置的方法，包括步骤：
(1)将分配结构和笼箱体下降到指定位置；
(2)将支撑结构通过通孔连接到笼箱体的底端，所述测量单元安装到支撑结构上；
(3)开启激光测量部，在塔壁内形成激光水平面，选取分配结构表面或激光水平面若干个指定位置，分别读数出所述各指定位置的各高度差值，根据各高度差值判断分配结构是否水平及其偏斜量。
进一步地，步骤(3)中，以激光水平面上某一点为起点，测量该起点至分配结构表面的垂直高度，再分别测量多个指定位置至分配结构表面的垂直高度，根据各高度差值，对分配结构的水平度进行调整。例如可以进行角型材的焊接，直至分配结构的表面基本上平整。
进一步地，该方法的整个过程中，操作人员通过实时传输装置(包括但不限于移动电话、蜂窝电话、智能电话、平板电脑、可穿戴设备，个人数字助理(PDA)等无线传输设备)来进行操作过程的演示，传输至一接收方(例如，质检部门或人员)。这样质检部门可以远程查看操作人员调平以及固定分配器的全部过程，无需进入塔内，既安全又高效。操作人员在进行调平以及角型材的焊接时，可以拍摄实时影像，传回监控中心，监控中心远程确认操作完成，操作人员即可离开塔内。
与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
1.借助本发明提供的整个施工系统和方法，整个操作过程中，笼箱体只需一次升降，不会一直悬挂在操作人员的头顶上方，大大降低了安全风险。
2.笼箱体、分配结构和操作人员之间的位置关系可以保证操作人员无需特地离开笼箱体，就可以进行各类操作作业。
3.笼箱体的特殊设计不仅不妨碍升降单元的升降，也保留了足够的空间来进行必要的作业，能够改善操作人员对分配器找平和点焊的效率。
4.利用本发明的施工系统和方法，升降机上下移动的次数大大减少，缩短了所需要的工时。
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
图1a至图1k是现有技术中将分配器垂直装入塔内的操作流程示意图。
图2a至图2e是本发明实施例所提供的将分配器装配到塔内的操作流程示意图。
图3是本发明实施例所提供的笼箱体的示意图。
图中：301为笼箱体。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。然而，应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
在以下具体实施例的说明中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“轴向”、“径向”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
在以下具体实施例的说明中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，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，因此不理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的规定。同样地，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中即可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
除非清楚地指出相反的，这里限定的每个方面或实施方案可以与任何其他一个或多个方面或一个或多个实施方案组合。特别地，任何指出的作为优选的或有利的特征可以与任何其他指出的作为优选的或有利的特征组合。
术语说明
如本文所用，“箱”、“笼箱体”在本文中用于描述目的，并且可以是用于在运送过程中直接保持一个或更多个单元的任何种类的箱或容器，可以是开放式的，并且可以以实例的方式包括货箱以及可以大致具有近似六面体形状的其他物。
如本文所用，“分配器”、“分布器”、“分配结构”具有相同含义，可以替换使用，以填料塔为例，能够把液体或气体均匀地分布于填料层顶部，有效地减少由于液体的不良分布所引起的放大效应，从而更好地发挥填料的效率。
如本文所用，“塔”、“塔容器”的内轮廓可以为本领域所熟知的形状，优选地具有圆的几何形状，替代地，内轮廓也能够具有与圆的几何形状不同的轮廓，例如椭圆形轮廓或方形轮廓。
如本文所用，“水平”、“水平布置”可以理解为某对象的中心轴线相对于水平线具有不超过10°角度，优选不超过5°角度，更优选不超过3°的倾斜，最优选地不超过2°的倾斜。
术语“可拆卸地”是指一个部件可由另一部件接纳并从该部件拆除，而其中任一部件没有发生变形或受损，可以理解为一个部件设计成相对容易拆去并防止在拆卸过程中破坏或可能破坏连接部分的连接。
术语“支撑结构”旨在包括任意的和所有的底座、外壳、保持架或基部。如在本文使用的，术语“支撑结构”可包括用于对被支撑件的一部分进行支撑的物体的任何部分，且由此支撑结构本身可以是另一零部件。三脚架可以作为本发明的一种示例性的支撑结构。
本发明的实施例中采用了型号为Leica Rugby 620的激光扫平仪，其参数如下：
适用范围：800m/2600ft。
自动整平精度(25℃下)：±2.2毫米，在约30米处(±3/32”，在100英尺)。
自动整平范围：±5℃。
旋转速率：10rps。
在本发明的一个实施例中，在安装分配器的过程中，首先通过升降机将分配器和操作人员送入竖直放置的塔容器体内，操作人员在塔内利用测量单元检查该分配器的水平度，要求误差≤2mm，确认合格后会通过角型材点焊来固定分配器。整个过程中，操作人员利用无线传输设备进行操作过程的演示，质检人员也确认水平度调整合格后，操作人员离开塔内。
示例性地，操作人员利用测量单元调节水平度的步骤可以包括：
首先安装三脚架，将三脚架的底端放置平稳，将扫平仪安置在三脚架上，使其处于较为稳定的水平面上。将扫平仪的接收器安置在一标尺上，打开激光测量部及其接收器。如果对象的平面高度有一参照目标，可以将标尺的根部固定在该已知的参照目标上，作为确定的平面高度，调整标尺上的接收器的高度直到平面位置或者接收器的中心线位置被指示出来。
然后，继续将装有接收器的标尺放置在多个指定位置进行测试。以分配器为例，一般可以选取分配器平面上8～12个点作为指定位置，通过各点的读数(即激光圈/线扫射到接收器的数值)就可以得知相应的高度差值，据此判断分配器的水平度。假如各点差异都是0mm，就是绝对水平状态。操作人员可相应地进行平整度的调整。
本实施例将笼箱体设计为可以容纳所需人数的操作人员以及操作工具，如图3所示。笼箱体301的四周敞开，足够使得操作人员穿过。笼箱体还设计有固定的分隔区，容纳操作工具的同时，增强操作人员站立的安全性。如图2a和图2b所示，升降机带动缆索将分配器和笼箱体一起下移到所需的安装位置，笼箱不再移动。如图2c和2d所示，将扫平仪的三脚架通过贯穿的通孔架立在分配器平面上，按照前述的步骤，操作人员利用扫平仪和标尺进行调平，完成角型材的焊接，保证分配器的位置水平。在此期间，操作人员手持实时传输设备将扫平仪的读数和焊接情况发送给位于地面的质量控制员，质量控制员确认安装到位后，如图2e所示，操作人员携带工具回到笼箱内，由升降机带动缆索上移到地面，完成分配器的安装。实时传输设备可以是任何带有实时通讯功能的移动设备、平板等。整个过程只需要半天左右的时间，大大缩短了工时，并且笼箱不会悬空在操作人员的头顶，符合安全规范的规定。
以直径为6米的空气分离塔为例，对于本实施例采用的Leica激光扫平仪，其测量距离即为3米。设置扫平仪的自动整平的范围为+/-5°，如果分配器初始水平度＞5°，则扫平仪无法自动整平，即无法发射激光线，它会发出报警声音提示初始水平度不合格。只要分配器的水平度≤5度，就满足扫平仪的要求。扫平仪发射出的一圈激光线必然是水平的，在该空气分离塔的范围内，精度可以高达到+/-0.2毫米。分配器初始水平度合格后，扫平仪放置在塔容器的中心位置，它发出的一圈红外激光射线的距离为3米，扫平仪会自动使得激光扫射在一个精准的水平面上，这一圈水平精度很高的激光圈/线就是基准水平面。
继续将装有接收器的标尺放置在分配器平面上选取的8～12个点处，通过各点的读数(即激光圈/线扫射到接收器的数值)就可以得知相应的高度差值，据此判断分配器的水平度，即假如各点差异都是0mm，就是绝对水平状态。通常分配器的安装要求水平度≤2mm，因此各点的读数差值均≤2mm即可认为分配器的水平度合格。
示例性地，可以采用实时传输装置将动态视频传至质检部门，质检员复核上述步骤中测试分配器水平度的操作即可，不需要亲自下降到塔容器内的分配器安装面。不仅可以提高效率，而且不需要将笼箱升到塔容器的顶部再将质检员运送到塔底了，可以只进行一次升降就完成所有工作步骤。
本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
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