CN101755186A - 具有锁止组件的防振管支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于细长部件束的支承装置(10)，包括适于定位在相邻的分间隔设置的细长部件(1)列之间的细长支承构件(11、12)，细长支承构件具有第一侧和第二侧，第一侧与细长部件(1)列中的一列相邻，第二侧与细长部件(1)列中的另一列相邻；沿细长支承构件分隔开设置的多个支承部件，每个支承部件(13、14)具有位于第一侧的第一支承组件(13)和位于第二侧的第二支承组件(14)，第一支承组件(13)用于支承一列中的一个细长部件，所述的第二支承组件(14)用于支承另一列中的一个细长部件；以及用于将支承装置(10)锁止在相邻细长部件列之间的至少一个锁止组件(20)，每个锁止组件(20)被定位在相邻的支承组件(13、14)之间的第一侧和第二侧中的至少一个上。

Description

具有锁止组件的防振管支承装置

技术领域

本发明涉及用于支承细长部件的支承装置。特别地，本发明涉及与换热器和类似流体处理装置中的管束一起使用以减少管束中管的振动的支承装置。本发明的支承装置包括用于防止支承装置意外脱落/脱离的至少一个锁止组件。

背景技术

管壳式换热器和类似流体处理装置利用以束的形式组织起来的管来引导流体流过设备。在这种管束中，流体会从管内部流过，还会在管外部横着流过。以束的形式存在的管的排列方式由管所插入的管板来设定。一种普通的管排列方式是正方形排列，即管设置成对齐的列且在每一行(对)或者每一列之间有通道(在管之间的直的通道)，这些通道彼此正交对齐。图1示出本发明的支承装置和锁止组件的排列方式。在这种排列方式中，除了管束外围的管外，每个管与八个其它的管相邻，并且与将两个相邻列分开的管通道的另一侧的对应管直接相对。在三角形管排列方式中，交替列中的管相互对齐，使得每个管与六个其它管(同一列中的两个相邻管，两个相邻列中的四个管)相邻。

管周围的流体流动型态，以及由管内部和管周围流动的两种流体之间的热交换引起的流体温度和密度的变化，可能在管束中引起振荡性质的流致振动。如果这些振动达到某个临界振幅，可能导致管束损坏。如果热交换设备更换与原来管材料不同的管，例如较硬材料的管被更换成重量更轻的管，管振动问题可能会加剧。当设备面临更严峻的工作要求时，例如当其它现有设备被升级并且在新条件下，之前令人满意的换热器变得受到流致振动时，流致振动也可能会出现。当换热器仍然处于流体流中但没有热交换发生时，在某些条件下甚至也可能遇到振动。

除了良好的设备设计之外，还可以采用其它措施来减少管振动。Wanni等人的美国专利No.7,032,655，Wanni等人的美国专利No.7,117,935，以及Wanni等人的美国专利No.7,128,130，公开了各种能够有效减轻管束中流致振动的管支承装置。这些管支承装置利用适于被接纳在管通道中的细长部件，来使相邻管接合和有效减轻振动以提高操作性。

Wanni等人的待审未决美国专利申请No.11/128,884也公开了另一种管支承装置，该申请的全文引用在此作为参照。这种管支承装置也有效地减轻了管束中的振动，以提高操作性。参考图1，管支承装置10包括由两个长条11、12制成的细长扁平部件，长条11、12通过焊接或其它合适的连接方式背靠背地连接在一起。管支承装置10构造成被插入管通道中。支承装置可以被插入每个管通道、交替的管通道或者充分减轻振动的部位中。管支承装置10包括接合相邻管1的多个支承部件13、14。支承部件13、14形成在两个长条11、12的正面上。每个支承部件具有多个弓形管接纳座15，其大小能够在其中接纳管的一部分。管支承装置可以通过穿过支承装置10的端部并环绕管束的缆绳固定就位。

尽管缆绳在将支承装置固定在管束中时是有效的，但这些缆绳的使用存在潜在的缺点。在将缆绳安装在管束周围时可能很困难。缆绳可能在其穿过支承装置上相关孔的地方磨损，这会导致缆绳的潜在失效。另外，围绕管束中管的流体流动可能导致缆绳摩擦管束中最外层管的外表面，这样可能导致磨损。

这就需要用于将管支承装置固定在管束中预期位置的锁止组件，该锁止组件不会造成对锁止组件、管支承装置和/或管束的磨损。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种用于细长部件束的支承装置，该细长部件具有将支承部件在管束中保持适当定向同时防止支承装置意外脱离的锁止组件。

根据本发明的原理，提供了一种用于细长部件束的支承装置。细长部件束包括多个分隔开设置的细长部件列。细长部件束可以具有正方形管排列方式，呈90度或者45度分布。细长部件束具有内周和外周。支承装置包括适于定位在相邻的所述分隔开设置的细长部件列之间的细长支承构件。每个细长支承构件优选由一对选择性地固定在一起的金属长条形成。细长支承构件具有第一侧和第二侧。所述第一侧被布置成与所述分隔开设置的细长部件列中的一列相邻定位，所述第二侧被布置成与所述分隔开设置的细长部件列的另一列相邻定位。所述细长支承构件具有沿细长支承构件分隔开设置的多个支承部件。每个支承部件具有第一支承组件和第二支承组件，所述第一支承组件位于第一侧上，用以支承所述一列中的一个细长部件，和所述第二支承组件位于第二侧，用以支承所述另一列中的一个细长部件。所述多个支承部件优选沿着细长支承构件的基本整个长度分隔开地设置。支承组件与细长部件束中的细长部件接合，以使细长部件稳定并从而减小流体以较高速率流过细长部件或在细长部件周围流动时的振动。

为了保持支承装置在细长部件束中的适当定向和防止支承装置脱落，所述支承装置还包括用于将支承装置锁止在相邻的细长部件列之间的至少一个锁止组件。在支承装置已适当地定向在细长部件束中之后，锁止组件防止支承装置意外脱离。每个锁止组件位于相邻的支承组件之间。每个锁止组件的大小设计成与细长部件束中同一列的相邻细长部件接触，这样防止支承装置相对于细长部件束移动。优选地，锁止组件的厚度比支承组件的厚度大。每个锁止组件可以从细长支承构件的(两)相对侧上伸出。还可以预期的是，锁止组件可以仅从细长支承构件的单一侧上伸出，使得锁止组件仅在支承构件的一侧上接触相邻的细长部件。

同时可以预期的是，支承组件沿着支承装置的基本整个长度分隔开地设置，锁止组件倾向于被定位在位于细长部件束的外周附近的支承组件之间。锁止组件的这种布置有效保证了支承装置适当保持在细长部件束中。

根据本发明的实施例，每个锁止组件包括其上形成有缝隙的锁止块。缝隙的大小设计成能够在其中接纳细长支承构件的一部分。锁止块优选由金属制成。锁止块可形成为弯曲成基本U形的金属长条或铸造元件。锁止块优选包括倒圆(圆形)的边缘表面，以防止对接触锁止组件的细长部件造成损害。

附图说明

下面结合附图说明本发明，其中相同的附图标记指代相同的元件，并且其中：

图1为具有支承装置的细长部件的截面图，在支承装置之间具有根据本发明一方面的锁止装置；

图2为沿图1中剖面线2-2剖开的支承装置和锁止装置的一种构造的截面图；和

图3为具有支承装置的细长部件的截面图，在支承装置之间具有根据本发明另一方面的锁止装置。

具体实施方式

图1示出细长部件1的束的一部分。细长部件1被布置成列，相邻列的细长部件1之间由一空间(间隙)或者通道分开。细长部件1优选形成流体处理装置的一部分。流体处理装置优选是换热装置，例如换热器。细长部件1可以是能够对流经流体处理装置的流体传热的杆或者中空管。杆或中空管可以是管壳换热器或者(用于加热或用于冷却的)其它合适的换热组件的一部分。如上所述，细长部件1可能会遇到或者受到由于流体在细长部件1内部和周围流动而产生的振动。

为了减少振动和提高性能，可以在相邻列的细长部件1之间的通道中插入至少一个支承装置10，如图1所示。支承装置10包括由两个长条11、12制成的细长扁平部件。长条11和12优选由能够承受换热组件内的温度的金属制成。长条11和12可以采用电阻焊或者其它合适的紧固技术结合在一起。支承装置10构造成嵌入管通道中，使得多个支承部件13、14定位成接合相邻管1。支承部件13由长条11形成，支承部件14由长条12形成。支承部件13、14在两长条11、12的正面上形成。每个支承部件具有弓形细长部件接纳座15，细长部件接纳座15的大小设计成能够在其中接纳细长部件的一部分。每个支承装置10优选插入通道中的细长部件束中，使得通道任一侧的管或杆能获得来自于支承装置的支承。弓形座15接纳并托住管，提供支承和减小管的振动倾向，同时对与管平行的流体流动仅仅施加最小的限制。

当支承装置10插入细长部件束时，翘起的支承部件13、14从细长部件旁边挤过去，直到支承装置10处于细长部件束中适当的位置，使得细长部件1容纳在支承部件13、14上的对应接纳座15中。每个支承部件都从每对相对管之间的间隙或者通道挤过去直到支承装置就位。因为支承部件的总深度优选略大于细长部件之间的间隙，所以细长部件不得不稍微弯曲以允许接纳座通过，尽管这种情况能够在支承部件处于其最终位置时保持支承部件就位。

支承装置10与细长部件1之间的摩擦接合将使支承装置10保持在细长部件束中，支承装置10优选利用至少一个锁止组件20固定就位，如图1和图2所示。每个锁止组件20包括至少一个固定在支承装置10上的锁止块21。锁止块21的大小优选设计成能够容纳在相邻的支承部件13和相邻的支承部件14之间的空间中。如图1所示，锁止块21的厚度大于支承部件13和14的深度。采用这种布置，细长部件1不能从支承部件13、14上的接纳座15意外脱落。因此，支承装置10能够被保持在细长部件束中，而不需要附加的固定装置，例如在细长部件束外周上延伸的缆绳。

如图1所示，每个支承装置10可以包括多达三个的锁止组件20。锁止组件在支承装置10上优选定位成与(支承)装置的端部相邻，该端部定位在细长部件束的外周附近和有效防止锁止组件20意外脱落。然而，本发明不是意图限制成使用三个锁止组件；相反，可以预期的是，在锁止组件的数量足以防止支承装置10从细长部件束意外脱离的情况下，锁止组件的数量可以少于三个或者是多于三个。例如，可以在每对相邻的支承部件13、14之间的空间中都设置锁止组件20。还可以预期的是，可以在沿着支承装置10的分隔开的位置处设置锁止组件20。锁止组件的使用消除了上面所述的与使用缆绳相关的缺点，同时减少了安装支承装置所需的时间。

锁止组件20的基本U形的锁止块21优选具有倒圆的边缘22，如图2所示，以减消对接触细长部件1的锁止块21的任何有害的影响。锁止块21的一种可能构造包括缝隙23，缝隙23的大小设计成能够在其中接纳长条11、12。锁止块21可以通过焊缝24固定在支承装置10上，如图2所示。然而本发明不是意图来限于使用焊缝24，相反，其它合适的固定机构也恰当地包括在本发明的范围内。

现在较详细地说明支承装置10与锁止组件20有关的操作。锁止组件20被在沿着支承装置10所选择的部位处布置并固定到支承装置10上。锁止组件20定位在长条11和12的端部附近或与该端部相邻。优选地，锁止组件20定位在长条11和12的位于管束外周附近的一个端部附近或与该一个端部相邻，如图1所示。锁止组件20的这种定位足以将支承装置10固定就位以防止锁止组件20意外脱离。

当支承装置10插入细长部件束中减少振动时，如Wanni等人的待审未决美国专利申请No.11/128,884所描述的那样，细长部件1接触管接纳座15，导致细长部件1随着接纳座15穿过细长部件1直到支承装置10在细长部件束中处于适当的位置而弯曲。当管支承装置10适当定位在细长部件束中时，管1靠在管接纳座15上，如图1所示。锁止组件20定位在相邻的细长部件1之间。如果在支承装置10上施加横向力或位移力，锁止组件20与相邻的细长部件1接触，以保持支承装置的正确位置和避免支承装置10的意外脱离或无意移动。

图3示出锁止组件的变形。锁止组件30在沿着支承装置10所选择的位置处布置和固定到支承装置10上。锁止组件30包括固定在支承装置10一侧上的锁止块或者楔形件。锁止块可以被焊接或者采用其它合适的固定机构固定在支承装置上。下面较详细地说明支承装置10与锁止组件30有关的操作。锁止组件30在沿着支承装置10所选择的位置处布置并固定到支承装置10上，如图3所示。与锁止组件20一样，锁止组件30定位在长条11和12的一个端部附近或与该一个端部相邻。优选地，锁止组件30定位在长条11和12的位于管束外周附近的一个端部附近或者与该一个端部相邻。锁止组件30的这种定位足以将支承装置10固定就位，以防止支承装置10意外脱落。在图3中，锁止组件30沿着支承装置的同一侧定位。本发明不是试图限制成这种情况；相反，可以预期的是，锁止组件也可以定位在支承装置10的相对一侧上，使得第一锁止组件30可以定位在支承装置10的一侧上，而第二锁止组件30在支承装置的相对表面上与所述第一锁止组件间隔开定位。

对于本领域技术人员而言，在不背离本发明的范围的情况下，可以做出不同的修改和/或变形。可以预料到，本发明不是意图限于这里描述的支承装置10；相反，可以预料，锁止组件20可以用于其它合适的支承装置，例如Wanni等人的美国专利No.7,032,655、Wanni等人的美国专利No.7,117,935、以及Wanni等人的美国专利No.7,128,130中所描述的，其中，锁止组件20可以定位在相邻组的管接合区域之间。在落入所附权利要求及其等同物范围的情况下，本发明覆盖了在此说明的方式的修改和变形。

Claims (13)

1.一种用于细长部件束的支承装置，其中所述细长部件束包括多个分隔开设置的细长部件列，其中所述支承装置包括：

适于定位在相邻的所述分隔开设置的细长部件列之间的细长支承构件，其中，所述细长支承构件具有第一侧和第二侧，其中所述第一侧被布置成与所述分隔开设置的细长部件列中的一列相邻定位，所述第二侧被布置成与所述分隔开设置的细长部件列中的另一列相邻定位；

沿所述细长支承构件分隔开设置的多个支承部件，其中，每个支承部件具有第一支承组件和第二支承组件，所述第一支承组件位于所述第一侧上，用以支承所述一列中的一个细长部件，和所述第二支承组件位于所述第二侧上，用以支承所述另一列中的一个细长部件；以及

用于将所述支承装置锁止在相邻的细长部件列之间的至少一个锁止组件，其中每个所述至少一个锁止组件被定位在相邻的支承组件之间的所述第一侧和所述第二侧中的至少一个上。

2.根据权利要求1所述的支承装置，其特征在于，每个所述至少一个锁止组件被定位在细长部件的所述第一侧和所述第二侧上，使得所述锁止组件的一部分位于所述第一侧上的相邻第一支承组件和所述第二侧上的相邻第二支承组件之间。

3.根据权利要求2所述的支承装置，其特征在于，每个锁止组件包括其上形成有缝隙的锁止块，其中所述缝隙设计成在其中接纳所述细长支承构件的一部分。

4.根据权利要求3所述的支承装置，其特征在于，所述锁止块固定在所述细长支承构件上。

5.根据权利要求3或4所述的支承装置，其特征在于，所述锁止块具有构造和布置成接触相邻的细长部件的边缘表面。

6.根据权利要求5所述的支承装置，其特征在于，所述边缘表面是圆形的。

7.根据权利要求5所述的支承装置，其特征在于，每个支承装置具有第一厚度，每个锁止组件具有第二厚度，其中所述第二厚度大于所述第一厚度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的支承装置，其特征在于，所述细长支承构件具有一长度，其中，所述多个支承部件沿着所述细长支承构件的基本整个长度分隔开地设置。

9.根据权利要求8所述的支承装置，其特征在于，所述细长部件束具有内周和外周，其中所述细长支承构件具有适于定位在所述外周附近的第一端部，其中所述至少一个锁止组件与所述第一端部相邻。

10.根据权利要求1所述的支承装置，其特征在于，每个所述至少一个锁止组件被定位在所述细长支承构件的仅一侧上，使得所述锁止组件的一部分位于所述细长支承构件的一侧上的相邻支承组件之间。

11.根据权利要求10所述的支承装置，其特征在于，所述锁止组件包括固定在所述细长支承构件上的锁止块。

12.根据权利要求11所述的支承装置，其特征在于，所述锁止块具有构造和布置成接触相邻的细长部件的边缘表面。

13.根据权利要求12所述的支承装置，其特征在于，所述边缘表面是圆形的。

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