CN102226490A - 波纹形吸能装置及采用这种吸能装置的防甩击限制件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吸能装置领域，具体涉及一种波纹形吸能装置及采用这种吸能装置的防甩击限制件。该波纹形吸能装置包括管体以及固定在管体两端的板体，所述管体的内、外壁沿管体的轴向呈起伏的波纹状。所述的防甩击限制件包括设置在土建结构上的底板，底板上设有至少一个上述吸能装置，吸能装置的另一端设有连接板，连接板上设有至少一个调整垫板。本发明管壁内外的波纹使圆管断面上产生剪切面，当有圆管轴向方向的力作用在该吸能装置上后，圆管的内部及外部的突出部分受剪切，使圆管容易产生变形，从而吸收能量。

Description

波纹形吸能装置及采用这种吸能装置的防甩击限制件

技术领域

本发明涉及吸能装置领域，具体涉及一种波纹形吸能装置及采用这种吸能装置的防甩击限制件。

背景技术

在核电站中有许多高能流体管道，对其进行安全分析时，要考虑假想管道破裂事故，针对该事故所引起的效应加以防护，防护措施采用H型结构的防甩击限制件，该类型的防甩击限制件固定在土建结构上，一旦因发生诸如管道破裂之类的事故，管道瞬间产生很大的冲击力使管道甩击到H型防甩限制件上，同时，其能量也被H型防甩击限制件的圆柱形吸能装置所吸收，从而对管道位移进行限制。

在许多情况下，由于高能流体管道管径大、流速快，管道破裂产生巨大的冲击力，该吸能装置既要保证能够吸收管道甩击的能量，同时也要保证其传递给土建的力不超过规范要求，所以不同结构形式的吸能装置起到的效果也会不同。

发明内容

本发明的目的在于针对核电站中高能流体管道破裂时冲击力大的特点，提供一种吸能效果更好的波纹形吸能装置及采用这种吸能装置的防甩击限制件。

本发明的技术方案如下：一种波纹形吸能装置，包括管体，以及固定在管体两端的板体，其中，所述管体的内、外壁沿管体的轴向呈起伏的波纹状。

进一步，如上所述的波纹形吸能装置，其中，所述的管体内、外壁的波纹状结构由若干个圆弧环面组成，相邻的圆弧环面相切。

更进一步，如上所述的波纹形吸能装置，其中，所述的管体内、外壁的波纹状结构由三个圆弧环面相切组成，中间的圆弧环面向管体外凸出，两端的圆弧环面向管体内凸出。

进一步，如上所述的波纹形吸能装置，其中，所述的管体两端与板体的连接处为直筒状。

进一步，如上所述的波纹形吸能装置，其中，所述的固定在管体两端的板体为圆形，其直径大于管体端部的外径；在板体与管体接触的一面上设有圆形凹槽，管体的端部嵌入凹槽内并固定。

一种采用上述吸能装置的防甩击限制件，包括设置在土建结构上的底板，底板上设有至少一个吸能装置，吸能装置的另一端设有连接板，其中，所述的至少一个吸能装置包括管体以及固定在管体两端的板体，一端板体连接所述的底板，另一端板体连接所述的连接板，所述管体的内、外壁沿管体的轴向呈起伏的波纹状。

进一步，如上所述的防甩击限制件，其中，在所述的连接板上设有至少一个调整垫板。

进一步，如上所述的防甩击限制件，其中，包括两个或两个以上设置在底板上的吸能装置，所述的吸能装置的一端连接同一块连接板。

本发明的有益效果如下：由于本发明将吸能装置的管体内、外壁设计成波纹状结构，内外的波纹使圆管断面上产生剪切面，当有圆管轴向方向的力作用在该吸能装置上后，圆管的内部及外部的突出部分受剪切，使圆管容易产生变形，从而吸收能量。加工后的圆管仍具有一定厚度，所以其刚度可以防止突然屈曲的发生，变形后虽有屈曲，但在圆周方向做了一定的限制。

附图说明

图1为波纹形吸能装置的结构示意图；

图2为具有两个吸能装置的防甩击限制件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

本发明所提供的波纹形吸能装置包括一根管体以及两块板体，在实施例中其材质为不锈钢，当然，本发明的吸能装置并不限于不锈钢材质。

如图1所示，波纹形吸能装置包括钢管1，以及固定在钢管1两端的钢板2，其中，所述钢管1的内、外壁沿管体的轴向呈起伏的波纹状。本发明中，钢管1内、外壁的波纹状结构由若干个圆弧环面组成，相邻的圆弧环面相切。本领域的技术人员可以根据受力不同和所要吸收的能量的不同，确定各圆弧面的半径、圆弧圆心距离钢管中心线的位置以及圆弧的数目等，从而达到希望的效果。

钢管1的两端与钢板2的连接处为直筒状，便于钢管1与钢板2的固定。固定在钢管1两端的钢板2也为圆形结构，其直径大于钢管1的端部外径。当然，本领域的技术人员可以理解，钢板2并不限于圆形结构，其它形状(如六边形、八边形等等)的钢板同样可以适用于本发明。在每块钢板2与钢管1接触的一面上设有圆形凹槽3，钢管1的两个端部分别嵌入凹槽3内，并通过焊接的形式加以固定。

实施例

下面提供一个波纹形吸能装置优选的实施例。钢管1的原始直径为219mm，壁厚22.23mm，在钢圆内、外壁上各加工出三个圆弧环面，相邻的圆弧环面相切。从外观上看，中间的圆弧环面向外凸出，两端的圆弧环面向内凸出。其中上、下两个圆弧环外壁的半径为88.23mm，圆心与钢管轴线的距离为187.27mm，与钢管端面的距离为58.75mm，圆弧环内壁与外壁为同心圆环，半径比外壁大10.77mm，即加工后的圆弧环的壁厚为10.77mm。中间圆弧环外壁半径为99mm，圆心距离钢管轴线9.50mm，距离端面117.50mm。为避免应力集中，在上、下圆弧环的内壁靠近端面一侧加工半径为12.50mm的过渡弧面。钢板2为圆形，直径260mm，厚30mm，在与钢管接触的一侧开深为5mm的圆形凹槽3，钢管端部嵌入槽中，而后焊接固定。

另外，作为进一步扩展的实施方式，本发明还可以在波纹形状的钢管管壁上设置若干个孔(圆孔或腰形孔)，这些孔可以沿管体的轴向呈多排布置，并且相邻的两排孔之间交错排列。这样可以使其断面上产生剪切面，当有管体轴向方向的力作用在该吸能装置上后，诸多的剪切面使管体局部受剪力容易产生变形，从而吸收能量。

本发明进一步将上述波纹形吸能装置应用于防甩击限制件中。波纹形吸能装置作为防甩击限制件的一部分，根据甩击能量的大小，在防甩击限制件上配置相应数量的波纹形吸能装置。

如图2所示，防甩击限制件包括设置在土建结构上的底板5，底板5上设有至少一个吸能装置4，吸能装置4的另一端设有连接板6，连接板6上设有至少一个调整垫板7。在图2所提供的实施方式中，两个波纹形吸能装置4并列对称布置，吸能装置4上下分别焊接同一块连接板6和底板5，并根据管道与甩击件的间隙，设置调整垫板7的厚度及数量。吸能装置4即采用上面描述的波纹形吸能装置，包括钢管以及固定在钢管两端的钢板，一端钢板连接所述的底板5，另一端钢板连接所述的连接板6，所述钢管的内、外壁沿管体的轴向呈起伏的波纹状。本领域的技术人员可以理解，防甩击限制件中波纹形吸能装置的数量以及相对位置是根据具体的甩击能量大小以及应用环境而定的，并不局限于本发明实施方式中所列举的情况。而且，一个防甩击限制件中也不限于采用一种类型的吸能装置，例如，如果都采用波纹形吸能装置，也可以是某个吸能装置的圆弧环面较多，某个吸能装置的圆弧环面较少；或者，也可以某些为波纹形吸能装置，某些为其它吸能装置。其具体应用方式非常灵活。

在具体应用中，管道破裂产生的甩击力作用在防甩击限制件的连接板或调整垫板上，将力传递给吸能装置，吸能装置吸收一定的能量之后，底板作用在土建上的力就减小了，通过计算，可以将底板传递给土建的力控制在规范允许的范围之内。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种波纹形吸能装置，包括管体，以及固定在管体两端的板体，其特征在于：所述管体的内、外壁沿管体的轴向呈起伏的波纹状。

2.如权利要求1所述的波纹形吸能装置，其特征在于：所述的管体内、外壁的波纹状结构由若干个圆弧环面组成，相邻的圆弧环面相切。

3.如权利要求2所述的波纹形吸能装置，其特征在于：所述的管体内、外壁的波纹状结构由三个圆弧环面相切组成，中间的圆弧环面向管体外凸出，两端的圆弧环面向管体内凸出。

4.如权利要求1所述的波纹形吸能装置，其特征在于：所述的管体两端与板体的连接处为直筒状。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的波纹形吸能装置，其特征在于：所述的固定在管体两端的板体为圆形，其直径大于管体端部的外径；在板体与管体接触的一面上设有圆形凹槽，管体的端部嵌入凹槽内并固定。

6.一种采用上述吸能装置的防甩击限制件，包括设置在土建结构上的底板，底板上设有至少一个吸能装置，吸能装置的另一端设有连接板，其特征在于：所述的至少一个吸能装置包括管体以及固定在管体两端的板体，一端板体连接所述的底板，另一端板体连接所述的连接板，所述管体的内、外壁沿管体的轴向呈起伏的波纹状。

7.如权利要求6所述的防甩击限制件，其特征在于：在所述的连接板上设有至少一个调整垫板。

8.如权利要求6所述的防甩击限制件，其特征在于：包括两个或两个以上设置在底板上的吸能装置，所述的吸能装置的一端连接同一块连接板。

9.如权利要求6-8中任意一项所述的防甩击限制件，其特征在于：所述的管体内、外壁的波纹状结构由若干个圆弧环面组成，相邻的圆弧环面相切。

10.如权利要求9所述的防甩击限制件，其特征在于：所述的管体内、外壁的波纹状结构由三个圆弧环面相切组成，中间的圆弧环面向管体外凸出，两端的圆弧环面向管体内凸出。

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