CN101900159A - 防止高温下螺栓连接组件失效的方法及所采用的卸载装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止高温下螺栓连接组件失效的方法及所采用的卸载装置，主要用于太阳能领域使用的多晶铸锭炉加热器。防止高温下螺纹连接组件失效的方法，所采用的技术方案是：在被连接件和螺纹连接组件之间设置至少一组应力卸载装置，所述应力卸载装置包括一碗状垫片和设在碗状垫片开口侧的平垫片，碗状垫片和平垫片之间构成一间隙，其中，平垫片的外侧设有直径小于碗状垫片开口直径的挡块。本发明利用应力卸载装置很好地解决了高温下连接螺纹容易失效的问题，大大延长了螺栓的使用寿命，保护了加热器。

Description

防止高温下螺栓连接组件失效的方法及所采用的卸载装置

技术领域

本发明涉及一种防止高温下螺栓连接组件失效的方法，本发明还涉及防止高温下螺栓连接组件失效所采用的连接螺纹用卸载装置，主要用于太阳能领域使用的多晶铸锭炉加热器。

背景技术

在太阳能领域使用的多晶铸锭炉加热器结构里面，大量采用了C/C(炭纤维增强炭复合材料)螺栓连接石墨板加热器，以解决1700℃下高温连接的问题。因C/C螺栓与被连接件属于不同材质，两者之间热膨胀系数相差5～10倍，C/C螺栓热膨胀系数比石墨小，如果完全拧紧，就会因为高温下热膨胀系数造成的热应力使螺栓断裂。所以目前在使用过程中一般通过人工的手感来控制紧固力的大小，为防止螺栓断裂，一般螺母不能拧得太紧；而因为加热板需要导电发热，螺母又不能拧得太松，所以，安装不合适很容易发生螺栓断裂，或者因间隙过大，导致加热板虚接打火，损坏加热板的情况出现，严重影响加热器的安全稳定运行。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种能防止高温下螺纹连接组件失效的方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种防止高温下螺纹连接组件失效的方法，其特征是：在被连接件和螺纹连接组件之间设置至少一组应力卸载装置，所述应力卸载装置包括一碗状垫片和设在碗状垫片开口侧的平垫片，碗状垫片和平垫片之间构成一间隙，其中，平垫片的外侧设有直径小于碗状垫片开口直径的挡块。

本发明的设计原理是：在高温下，利用平垫片吸收由于热膨胀系数差异造成的热应力。由于碗状垫片和平垫片之间存在一碗形的间隙，当高温下被连接件和螺纹连接件之间因热膨胀系数差异而产生热应力时，平垫片会向两个垫片之间的间隙侧发生变形，从而吸收热应力，保护螺栓不因热应力而发生断裂，提高了螺纹连接的可靠性，延长了螺栓的使用寿命。本发明中所述的应力卸载装置根据设计需要可设置一组或一组以上。

本发明中的应力卸载装置可设置在被连接件和螺纹连接组件之间的任一位置，如：可设置在两个被连接件之间或设置在被连接件外侧和螺纹连接组件的螺母之间，当其设置在被连接件之间时，为了保证平垫片在应力作用下能产生适当变形以吸收热应力，则平垫片的外侧应设置一直径小于碗状垫片开口直径的挡块。考虑到结构设计的简单及可靠性，所述应力卸载装置可设置在被连接件的外侧和螺纹连接组件的螺母之间，其中，碗状垫片紧靠被连接件，设在平垫片外侧的挡块是螺纹连接组件的螺母，即平垫片紧靠螺纹连接组件的螺母。

本发明中的平垫片的直径可以小于或大于或等于碗状垫片的直径，其直径大小只要能保证两个垫片在装配后之间存在可容纳平垫片变形的空间即可，考虑到结构设计的可靠性，所述平垫片的直径最好大于或等于碗状垫片的直径，以保证连接的可靠性。

本发明还提供了一种高温连接螺纹用卸载装置，其采用的技术方案是：包括可分别穿设在螺栓/螺柱上的碗状垫片和平垫片，平垫片设置在碗状垫片开口侧，碗状垫片和平垫片之间构成一间隙。为了保证螺栓连接的可靠性，所述平垫片的直径大于或等于碗状垫片的直径。

本发明的有益效果是：其通过简单的结构设计，很好地解决了高温下因膨胀系数差异产生的热应力容易导致连接螺纹失效的问题，且其连接可靠。用于多晶铸锭炉加热器时，既能大大延长螺栓的使用寿命，又保护了加热器，增强了加热板安装的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例1中的结构示意图；

图2是本发明实施例2中的结构示意图；

图3是本发明实施例3中的结构示意图；

图中，1、碗状垫片，2、平垫片，3、螺母，4、间隙，5、螺栓，6、被连接件一，7、被连接件二。

具体实施方式

下面结合附图及非限定性的实施例对本发明作进一步的说明：

实施例1

如附图1所示，是多晶铸锭炉加热器中石墨板加热器采用C/C螺栓连接的连接结构形式。本实施例中，被连接件一6和被连接件二7通过螺栓5和螺母3连接，其中被连接件一6与螺栓5通过螺纹连接，螺栓5和螺母3均为C/C材质，被连接件一6和被连接件二7均为各向同性石墨。在被连接件二7的外侧和螺母3之间设有应力卸载装置，该应力卸载装置包括一碗状垫片1和一平垫片2，平垫片2设在碗状垫片1的开口侧，碗状垫片1和平垫片2配合后之间构成一碗形的间隙4，其中，碗状垫片1紧靠被连接件二7，平垫片2的外侧紧靠螺母3，螺母3的直径小于碗状垫片1的直径。

本发明是通过使平垫片2产生变形来吸收螺纹连接组件和被连接件之间由于热膨胀系数差异产生的热应力，从而保证螺栓在高温下不易发生断裂。因此，为了保证连接的可靠性及平垫片2能产生可靠的变形，一般碗状垫片1设计得较厚，而平垫片2设计得较薄。

本发明中的其他部分采用已有技术，在此不再赘述。

本发明结构简单，易于实现，既保护了加热器，增强了加热板安装的可靠性，又大大延长了螺栓的使用寿命。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中被连接件一6、被连接件二7和螺栓5之间均为螺栓连接，应力卸载装置可设置在被连接件一6和被连接件二7中任一侧的外侧，碗状垫片1紧靠被连接件，平垫片2的外侧紧靠螺母3。

本实施例的其他部分均与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例3

本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：本实施例中设有两组应力卸载装置，分别设置在被连接件一6和被连接件二7的外侧，碗状垫片1紧靠被连接件，平垫片2的外侧紧靠螺母3。

上述实施例仅用作对本发明的说明，并非对其的限制，本发明中的应力卸载装置还可设置在被连接件和螺纹连接组件之间的任一位置。本发明也不局限于用在多晶铸锭炉加热器中石墨板加热器的连接，本发明可广泛应用于其他高温环境下需要采用螺纹连接的连接结构中。

Claims (5)

1.一种防止高温下螺纹连接组件失效的方法，其特征是：在被连接件和螺纹连接组件之间设置至少一组应力卸载装置，所述应力卸载装置包括一碗状垫片(1)和设在碗状垫片(1)开口侧的平垫片(2)，碗状垫片(1)和平垫片(2)之间构成一间隙(4)，其中，平垫片(2)的外侧设有直径小于碗状垫片(1)开口直径的挡块。

2.根据权利要求1所述的防止高温下螺纹连接组件失效的方法，其特征是：所述应力卸载装置设置在被连接件的外侧和螺纹连接组件的螺母(3)之间，其中，碗状垫片(1)紧靠被连接件，设在平垫片(2)外侧的挡块是螺纹连接组件的螺母(3)。

3.根据权利要求1或2所述的防止高温下螺纹连接组件失效的方法，其特征是：所述平垫片(2)的直径大于或等于碗状垫片(1)的直径。

4.一种高温连接螺纹用卸载装置，其特征是：包括可分别穿设在螺栓/螺柱上的碗状垫片(1)和平垫片(2)，平垫片(2)设置在碗状垫片(1)开口侧，碗状垫片(1)和平垫片(2)之间构成一间隙(4)。

5.根据权利要求4所述的高温连接螺纹用卸载装置，其特征是：所述平垫片(2)的直径大于或等于碗状垫片(1)的直径。

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