CN109723910A - 支吊架量化安装检测调整工器具及使用其进行支吊架载荷测量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支吊架量化安装检测调整工器具及使用其进行支吊架载荷测量的方法，所述调整工器具包括设于所述吊杆上且位于所述花篮螺丝下方的第一支撑组件以及位于所述花篮螺丝上方的第二支撑组件，所述第一支撑组件和所述第二支撑组件之间设置测力组件，所述测力组件至少包括架设在所述第一支撑组件和所述第二支撑组件之间且平行所述吊杆延伸的传力杆、贴设在所述传力杆上的应变传感器、用以对所述传力杆进行加载或卸载的加卸载装置以及用以采集所述应变传感器的应变数据并将其处理为力数据的数据处理装置，本发明的工器具可在安装、检测、调整时快速、准确量化支吊架荷载，为支吊架安装、检测、调整全寿期的规范化管理提供数据支持。

Description

支吊架量化安装检测调整工器具及使用其进行支吊架载荷测 量的方法

技术领域

本发明涉及一种支吊架量化安装检测调整工器具及使用其进行支吊架载荷测量的方法。

背景技术

管道支吊架一般可分为变力弹簧支吊架（类似于普通弹簧，越压缩，荷载越大）、恒力弹簧支吊架（随着弹簧压缩或回弹，恒力弹簧支吊架提供的荷载保持不变）、各种约束（限制各向的位移，如刚性拉杆等）。变力弹簧与恒力弹簧统称为弹性吊架，主要功能是承载管道的重量、控制管道的热位移和限制管道的振动，管道支吊架安装是否符合要求，运行是否正常直接关系到管系能否安全运行，参见附图1至附图3分别为刚性吊架、变力弹簧吊架和恒力弹簧吊架的结构示意图。

现有技术中支吊架安装、检测、调整普遍存在一定的局限性：

（1）目前管道支吊架安装时，安装单位仅仅将支吊架安装完毕后，再解除临时固定装置，即完成安装。对于变力弹簧吊架，依据弹簧刻度牌来推测弹簧荷载，误差极大；对于恒力弹簧吊架，由于只有位移指针，没有荷载指示牌，无法得知实际荷载；对于各向约束等刚性部件，没有荷载指示，无法得知实际荷载，只能通过经验判断，缺乏量化的数据支持；

（2）目前主流采用的应力应变测量技术需贴应变片，测试过程需要复杂的辅助加卸载工作，工艺复杂，工程量大，不适用于现场的大批量、快速测试，尚无一种便携、可迅速拆装、精度可靠的支吊架荷载测试设备；

（3）支吊架安装、检测、调整时需要大量的配合工作，比如管道固定，前后支吊架锁定，支吊架本体的解锁、卸载等，往往费事费力，工程浩大而效率相对低下；

（4）支吊架安装、检查、调整时需要一定的辅助措施来固定或调整支吊架部件（如螺纹拉杆、连接扣等），这容易对支吊架相关部件造成一定损伤，此类损伤不易检查，若长期累积，存在一定的安全隐患（已经有部分支吊架由于螺纹损伤而断裂）；

（5）目前支吊架规范化管理内容已经包含了前期的数据库整理，在役机组支吊架预防性维修，但是后期支吊架缺陷处理缺乏调整过程的量化数据，不利于支吊架规范化管理与维护。

发明内容

本发明基于现有技术存在的缺陷提供一种支吊架量化安装检测调整工器具及使用其进行支吊架载荷测量的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种支吊架量化安装检测调整工器具，所述支吊架包括吊杆以及设于所述吊杆上用以调整所述吊杆长度的花篮螺丝，所述调整工器具包括设于所述吊杆上且位于所述花篮螺丝下方的第一支撑组件以及位于所述花篮螺丝上方的第二支撑组件，所述第一支撑组件和所述第二支撑组件之间设置测力组件，所述测力组件至少包括架设在所述第一支撑组件和所述第二支撑组件之间且平行所述吊杆延伸的传力杆、贴设在所述传力杆上的应变传感器、用以对所述传力杆进行加载或卸载的加卸载装置以及用以采集所述应变传感器的应变数据并将其处理为力数据的数据处理装置。

进一步的，所述第一支撑组件和所述第二支撑组件均包括相互对合设置的两力臂，两所述力臂夹设在所述吊杆上，所述力臂至少包括垂直所述吊杆延伸的“一”字状的第一部。

进一步的，所述第一支撑组件和所述第二支撑组件的第一部之间设有两组所述测力组件，两所述测力组件分设于所述第一部的两侧且相对所述吊杆对称。

进一步的，所述力臂还包括垂直所述第一部延伸的第二部，所述第二部沿垂直所述吊杆的方向延伸，所述力臂呈“T”字状。

进一步的，所述第一支撑组件和所述吊杆固定相连，所述第二支撑组件和所述吊杆固定相连或可滑动的相连。

进一步的，当所述第二支撑组件与所述吊杆固定相连时，所述加卸载装置为液压绞盘，所述传力杆的一端与所述第二支撑组件相连，另一端与所述液压绞盘的一侧钢丝绳相连，所述液压绞盘的另一侧钢丝绳与所述第一支撑组件相连。

进一步的，当所述第二支撑组件与所述吊杆滑动相连时，所述调整工器具还包括设置在所述第一支撑组件和所述第二支撑组件之间的第三支撑组件上，所述加卸载装置安装在所述第三支撑组件上且其伸缩杆抵持在所述第二支撑组件上。

进一步的，所述加卸载装置为千斤顶，所述千斤顶安装在所述第三支撑组件，所述第三支撑组件上还设有供所述传力杆穿过的导向孔。

进一步的，所述传力杆的一端与所述第二支撑组件相连，其另一端与刚性杆的一端同轴连接，所述刚性杆的另一端与所述第一支撑组件固定相连。

本发明还提供一种使用上述工器具进行支吊架载荷测量的方法，包括如下步骤：

（1）根据支吊架形式，进行所述工器具系统组装，测试前一键归零；

（2）采用加卸载装置加载，针对变力弹簧吊架和恒力弹簧吊架，加载至弹簧压板或恒吊指针开始移动，此时数据处理装置显示的荷载即为所述支吊架实际荷载；针对刚性吊架，加载至所述花篮螺丝处的吊杆松弛，数据处理装置显示的荷载即为所述支吊架实际荷载。

采用以上技术方案后，本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明针对现有的支吊架不能显示荷载或荷载误差巨大、现有安装、检测及调整方式工艺复杂、工程量大，传统应力应变的荷载测量方法不适用于现场等缺点，采用新型的测量方式，加入数据量化功能，并开发了与新型测量方式相匹配的加卸载方法，形成一套支吊架量化安装、检测、调整专用工器具，可推广至各种类型支吊架，可在安装、检测、调整时快速、准确量化支吊架荷载，并且简化支吊架安装、检测、调整、更换工艺，提高效率，并为支吊架安装、检测、调整全寿期的规范化管理提供数据支持。

附图说明

附图1为本发明背景技术中刚性吊架的结构示意图；

附图2为本发明背景技术中变力弹簧吊架的结构示意图；

附图3为本发明背景技术中恒力弹簧吊架的结构示意图；

附图4为本发明中第一支撑组件/第二支撑组件与吊杆相配合的结构示意图；

附图5为本发明中第一支撑组件/第二支撑组件呈“一”字型时的俯视图；

附图6为本发明中第一支撑组件/第二支撑组件呈“T”字型时的俯视图；

附图7为本发明中第一支撑组件/第二支撑组件呈“十”字型时的俯视图；

附图8为本发明一种实施方式的结构示意图；

附图9为本发明另一种实施方式的结构示意图；

其中，

100、支吊架；

1、吊杆；2、花篮螺丝；

200、工器具；

3、第一支撑组件；4、第二支撑组件；5、传力杆；6、应变传感器；7、力臂；701、第一部；702、第二部；8、液压绞盘；801、一侧钢丝绳；802、另一侧钢丝绳；9、第三支撑组件；10、千斤顶；11、刚性杆。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图4至图9所示，一种支吊架量化安装检测调整工器具，其中，支吊架100包括吊杆1以及设于吊杆1上的花篮螺丝2，花篮螺丝2用以调整吊杆1长度。调整工器具200包括设于吊杆1上且位于花篮螺丝2下方的第一支撑组件3以及位于花篮螺丝2上方的第二支撑组件4，第一支撑组件3和第二支撑组件4之间设置测力组件，测力组件至少包括架设在第一支撑组件3和第二支撑组件4之间且平行吊杆1延伸的传力杆5、贴设在传力杆5上的应变传感器6、用以对传力杆5进行加载或卸载的加卸载装置以及用以采集应变传感器6的应变数据并将其处理为力数据的数据处理装置。

本实施例中，第一支撑组件3和第二支撑组件4均包括相互对合设置的两力臂7，两力臂7夹设在吊杆1上，力臂7至少包括垂直吊杆1延伸的“一”字状的第一部701。第一支撑组件3和第二支撑组件4的第一部701之间设有两组测力组件，两测力组件分设于第一部701的两侧且相对吊杆1对称。

优选的，为增加稳定性和适应大荷载工况，力臂7还包括垂直第一部701延伸的第二部702，第二部702沿垂直吊杆的方向延伸（即沿垂直第一部701的水平方向延伸），力臂7呈“T”字状。相应的，参加附图4至附图7所示，第一支撑组件3/第二支撑组件4具有三种形式，分别呈“一”字型、“T”字型或“十”字型。

作为其中的一种实施方式（即柔性加载方式），参见附图8所示，第一支撑组件3和吊杆1固定相连，加卸载装置为液压绞盘8，传力杆5的一端与第二支撑组件4相连，另一端与液压绞盘8的一侧钢丝绳801相连，液压绞盘8的另一侧钢丝绳802与第一支撑组件3相连。

作为其中的另一种实施方式（即刚性加载方式），参见附图9所示，第二支撑组件4和吊杆1固定相连或可滑动的相连，调整工器具200还包括设置在第一支撑组件3和第二支撑组件4之间的第三支撑组件9，加卸载装置安装在第三支撑组件9上且其伸缩杆抵持在第二支撑组件4上。加卸载装置为千斤顶10，千斤顶10安装在第三支撑组件9，本实施例中的第三支撑组件9也为夹持式结构，其与第一支撑组件3及第二支撑组件4的结构类似，不同的是，第三支撑组件9上还设有供传力杆5穿过的导向孔。传力杆5的一端与第二支撑组件4相连，其另一端与刚性杆11的一端同轴连接，刚性杆11的另一端与第一支撑组件3固定相连。

应变传感器6的数据传输至数据处理装置，本发明中的数据处理装置为便携式数据处理平台，可进行数据采集、存储、显示，可直观的显示结果，便于支吊架100现场安装、检测及调整。同时便携式数据处理平台带有数据接口，可直接连接计算机，进行进一步的数据处理。

便携式数据处理平台及外接计算机均带有高精度荷载识别算法，可智能判断加卸载过程，计算支吊架100的实测荷载。同时外接计算机集成了数据后处理模块，可扩展成图形显示、荷载预警、性能试验等功能。

采用本发明的工器具200进行支吊架100安装时，包括如下步骤：

（1）根据支吊架100安装图进行支吊架100组装，对于弹性吊架（包括变力弹簧吊架和恒力弹簧吊架）安装时不解除锁定装置；对于刚性吊架，支吊架100本体连接完毕后，旋紧花篮螺丝2，略带紧吊杆1；

（2）根据支吊架100形式，进行工器具200系统组装；

（3）测试系统一键归零；

（4）开始加载：

对于弹性吊架（包括变力弹簧吊架和恒力弹簧吊架），加载至刚好能拔除锁定装置，此时数据处理装置显示荷载即为安装荷载，若此时实测安装荷载与设计荷载偏差超出规定范围，则应更换弹簧；

对于刚性吊架，加载至数据处理装置显示安装荷载，即停止加载，收紧花篮螺丝2（连接两段吊杆1，同时可以通过左右旋转来调节吊杆1距离），此时刚性吊架实际荷载即达到设计状态；

（5）完善相关安装记录，卸载并拆除相关测试系统。

采用本发明的工器具200进行支吊架100检验和调整时，包括如下步骤：

（1）根据支吊架100形式进行工器具200系统组装；

（2）测试系统一键归零；

（3）开始加载：

对于弹性吊架（包括变力弹簧吊架和恒力弹簧吊架），加载至弹簧压板或恒吊指针略移动，此时数据处理装置即为支吊架100实际荷载。若实测荷载比设计荷载小，则可收紧花篮螺丝2（连接吊杆1，并调整吊杆1松紧）进行调整。此时吊杆1不受力，可轻松调节花篮螺丝2。反之，若实测荷载比设计荷载大，可放松花篮螺丝2。调整后，应卸载并重新加载测试弹簧的实际荷载，直至与设计荷载一致；

对于刚性吊架，加载至花篮螺丝2处的吊杆1松弛，数据处理装置显示荷载即为支吊架100实际荷载。若实际荷载与设计荷载不同，则进行相应的调整。调整方法同弹性吊架的荷载调整方法；

（4）完善相关安装记录，卸载并拆除相关测试系统。

采用本发明的工器具200进行支吊架100载荷测量时，包括如下步骤：

（1）根据支吊架100形式，进行工器具200系统组装，测试前一键归零；

（2）采用加卸载装置加载，针对弹性吊架（包括变力弹簧吊架和恒力弹簧吊架），加载至弹簧压板或恒吊指针开始移动，此时数据处理装置显示的荷载即为支吊架100实际荷载；针对刚性吊架，加载至花篮螺丝2处的吊杆1松弛，数据处理装置显示的荷载即为支吊架100实际荷载。

采用本发明的工器具200可快速、准确、便捷的测量支吊架100实际荷载，解决传统支吊架100无法显示实际荷载或荷载标尺误差过大的问题。配套的夹式支撑组件、加卸载装置简单，适用面广，可用于安装、检测及调整整个过程，工艺简单，工程量小，大大简化了传统的安装、检测及调整过程。可根据实际需要进行灵活组合，满足不同形式支吊架100的测试要求。传统安装、检测及调整需要大量临时固定措施，这容易对支吊架100相关部件造成一定损伤，此类损伤不易检查，若长期累积，存在一定的安全隐患，本发明的工器具200减少了临时固定措施，减小了对支吊架100损伤。对支吊架100安装、检测及调整过程进行了量化，为支吊架100全寿期规范化管理提供了数据支持。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种支吊架量化安装检测调整工器具，所述支吊架包括吊杆以及设于所述吊杆上用以调整所述吊杆长度的花篮螺丝，其特征在于：所述调整工器具包括设于所述吊杆上且位于所述花篮螺丝下方的第一支撑组件以及位于所述花篮螺丝上方的第二支撑组件，所述第一支撑组件和所述第二支撑组件之间设置测力组件，所述测力组件至少包括架设在所述第一支撑组件和所述第二支撑组件之间且平行所述吊杆延伸的传力杆、贴设在所述传力杆上的应变传感器、用以对所述传力杆进行加载或卸载的加卸载装置以及用以采集所述应变传感器的应变数据并将其处理为力数据的数据处理装置。

2.根据权利要求1所述的一种支吊架量化安装检测调整工器具，其特征在于：所述第一支撑组件和所述第二支撑组件均包括相互对合设置的两力臂，两所述力臂夹设在所述吊杆上，所述力臂至少包括垂直所述吊杆延伸的“一”字状的第一部。

3.根据权利要求2所述的一种支吊架量化安装检测调整工器具，其特征在于：所述第一支撑组件和所述第二支撑组件的第一部之间设有两组所述测力组件，两所述测力组件分设于所述第一部的两侧且相对所述吊杆对称。

4.根据权利要求2所述的一种支吊架量化安装检测调整工器具，其特征在于：所述力臂还包括垂直所述第一部延伸的第二部，所述第二部沿垂直所述吊杆的方向延伸，所述力臂呈“T”字状。

5.根据权利要求3所述的一种支吊架量化安装检测调整工器具，其特征在于：所述第一支撑组件和所述吊杆固定相连，所述第二支撑组件和所述吊杆固定相连或可滑动的相连。

6.根据权利要求5所述的一种支吊架量化安装检测调整工器具，其特征在于：当所述第二支撑组件与所述吊杆固定相连时，所述加卸载装置为液压绞盘，所述传力杆的一端与所述第二支撑组件相连，另一端与所述液压绞盘的一侧钢丝绳相连，所述液压绞盘的另一侧钢丝绳与所述第一支撑组件相连。

7.根据权利要求5所述的一种支吊架量化安装检测调整工器具，其特征在于：当所述第二支撑组件与所述吊杆滑动相连时，所述调整工器具还包括设置在所述第一支撑组件和所述第二支撑组件之间的第三支撑组件，所述加卸载装置安装在所述第三支撑组件上且其伸缩杆抵持在所述第二支撑组件上。

8.根据权利要求7所述的一种支吊架量化安装检测调整工器具，其特征在于：所述加卸载装置为千斤顶，所述千斤顶安装在所述第三支撑组件上，所述第三支撑组件上还设有供所述传力杆穿过的导向孔。

9.根据权利要求8所述的一种支吊架量化安装检测调整工器具，其特征在于：所述传力杆的一端与所述第二支撑组件相连，其另一端与刚性杆的一端同轴连接，所述刚性杆的另一端与所述第一支撑组件固定相连。

10.一种采用如权利要求1至10任一项所述的工器具进行支吊架载荷测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）根据支吊架形式，进行所述工器具系统组装，测试前一键归零；

（2）采用加卸载装置加载，针对变力弹簧吊架和恒力弹簧吊架，加载至弹簧压板或恒吊指针开始移动，此时数据处理装置显示的荷载即为所述支吊架实际荷载；针对刚性吊架，加载至所述花篮螺丝处的吊杆松弛，数据处理装置显示的荷载即为所述支吊架实际荷载。