CN111237547B - 一种自动调整式恒力弹簧支吊架 - Google Patents

一种自动调整式恒力弹簧支吊架 Download PDF

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Abstract

本发明涉及海洋工程技术领域，且公开了一种自动调整式恒力弹簧支吊架，包括壳体、承重板和支撑弹簧，所述壳体的内部套设有承重板，所述承重板的下端设有支撑弹簧。该自动调整式恒力弹簧支吊架，使用时，随着负载的大小的改变自动调整支撑弹簧的压缩量，提供的支撑力也始终保持在设计的范围内，其次而在平台迁移时，将最大负荷调整至最大，使其近似于刚性连接，若在运动过程中突然发生过大的瞬时载荷，又会变成弹性连接，对其缓冲，保护该支吊架和管线，由于其可以自动调整，在现场调整时只需要使用千斤顶调整高度或角度，同时自动调整的部件由于处于运动中，也会不发生锈蚀，调试和装配相对简单。

Description

一种自动调整式恒力弹簧支吊架
技术领域
本发明涉及海洋工程技术领域，具体为一种自动调整式恒力弹簧支吊架。
背景技术
在FPSO项目的压缩机气体管道设计中，特别是温度压力较高，振动较大的设备管口出的管道，弹簧支吊架的使用能够解决支架托空、缓冲载荷、减小局部应力作用，可以很好的调整管口出的法兰受力，不至于发生局部载荷增大而破坏管道密封性。
FPSO作为一种边际油田开发技术，需要经常迁移，平台迁移时，弹簧支吊架需要用定位块锁住，此时是刚性连接的，抵达位置后完成检测和实验投入使用后，才能打开，这个阶段时弹簧支吊架处于刚性状态，而海运工况中存在加大的瞬时载荷，需要对支吊架进行额外的保护，到达位置后再拆除，消耗较多的人力物力。
其次，弹簧支吊架在使用时需要现场调试，通常的调试办法是在弹簧支吊架负载的情况下依靠工人接住管钳之间调试调节螺母，效率较低，且海洋上螺母以锈蚀，存在难以调动的现象。
发明内容
针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种自动调整式恒力弹簧支吊架的技术方案，具有操作和调试简单等优点，解决了背景技术提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种自动调整式恒力弹簧支吊架，包括壳体、承重板和支撑弹簧，所述壳体的内部套设有承重板，所述承重板的下端设有支撑弹簧，所述支撑弹簧的下端固定连接有移动承载板，所述承重板的下端固定连接有连杆，所述连杆的下端设有限位板，所述限位板与移动承载板在竖直方向上可活动连接，所述移动承载板与壳体的内壁滑动连接，所述移动承载板的下端设有压力平衡结构。
优选的，所述压力平衡结构包括液压缸、活塞杆、单向阀、可调泄压阀和油箱，所述壳体的下端设有液压缸，所述液压缸内设有活塞杆，所述活塞杆与移动承载板固定连接，所述液压缸的一侧设有油箱，所述液压缸通过可调泄压阀和单向阀与油箱连通。
优选的，所述承重板和移动承载板均与壳体的内壁贴合，所述移动承载板和限位板之间设有缓冲弹簧。
优选的，所述压力平衡结构包括行走轮和转板，所述壳体的内壁设有沿着轴向等间距排列的转板，所述移动承载板上设有可收缩的行走轮，两个所述行走轮的直径小于行走轮的直径，所述转板远离壳体内壁的一侧下方设置使转板保持水平的限位块，所述转板远离壳体的一侧向上旋转时会抵住壳体的内壁产生夹角。
优选的，所述壳体的内壁沿着径向设有多个阶梯面，所述转板的阶梯面与壳体的径向垂直且每个阶梯面上均安装有转板。
本发明具备以下有益效果：
1、该自动调整式恒力弹簧支吊架，使用时，随着负载大小的改变自动调整支撑弹簧的压缩量，一方面，可以采用弹性强度较大的支撑弹簧，在发生较小的震动时完全由支撑弹簧发挥作用，防振效果更好，另一方面，在移动量较大的时候，该支吊架提供的支撑力也始终保持在设计的范围内，其次而在平台迁移时，将最大负荷调整至最大，使其近似于刚性连接，若在运动过程中突然发生过大的瞬时载荷，又会变成弹性连接，对其缓冲，保护该支吊架和管线。
2、该自动调整式恒力弹簧支吊架，由于其可以自动调整，在现场调整时只需要使用千斤顶调整高度或角度，同时自动调整的部件由于处于运动中，也会不发生锈蚀，调试和装配相对简单。
附图说明
图1为本发明的现有结构示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明结构示意图；
图4为本发明结构示意图；
图5为本发明结构示意图；
图6为本发明结构示意图。
图中：1、壳体；2、承重板；3、支撑弹簧；4、连杆；5、移动承载板；6、限位板；7、液压缸；8、活塞杆；9、单向阀；10、可调泄压阀；11、油箱；12、伸缩杆；13、转板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-2，一种自动调整式恒力弹簧支吊架，包括壳体1、承重板2和支撑弹簧3，壳体1的内部套设有承重板2，承重板2的上端通过上连杆与管鞋螺栓连接，承重板2的下端设有支撑弹簧3，支撑弹簧3的下端固定连接有移动承载板5，承重板2的下端固定连接有连杆4，连杆4的下端设有限位板6，限位板6与移动承载板5在竖直方向上可活动连接，承重板2向上移动一定的距离即可带动移动承载板5移动，使得移动承载板5可以随着管线的上移而移动，同时在停止运动时仍然可以提供支撑力，壳体1的下端设有液压缸7，液压缸7内设有活塞杆8，活塞杆8与移动承载板5固定连接，液压缸7的一侧设有油箱11，液压缸7通过可调泄压阀10和单向阀9与油箱11连通，当该支吊架用于支撑时，单向阀9的方向为油箱11到液压缸7，可调泄压阀10的泄压方向为液压缸7到油箱11，当该支吊架用于吊起时，单向阀9的方向为液压缸7到油箱11，可调泄压阀10的泄压方向为油箱11到可调泄压阀10。
其中，承重板2和移动承载板5均与壳体1的内壁贴合，限制连杆的径向位移，移动承载板5和限位板6之间设有缓冲弹簧，当承重板2随着管线移动方向发生改变的时候，移动承载板5和限位板6自己不会产生过大的冲击和噪音。
实施例二
参阅图3-5，与实施例一不同之处在于，压力平衡结构包括行走轮12和转板13，壳体1的内壁设有沿着轴向等间距排列的转板13，移动承载板5上设有可收缩的行走轮12，两个行走轮12的直径小于行走轮12的直径，行走轮12通过高弹性刚度的弹簧实现伸缩，在载荷的作用下，行走轮12抵紧转板13，将竖直的载荷转换为行走轮12内弹簧的弹力和转板13之间的作用力，实现对管线的支撑，转板13远离壳体1内壁的一侧下方设置使转板13保持水平的限位块，转板13远离壳体1的一侧向上旋转时会抵住壳体1的内壁产生夹角，另一侧可自由旋转，行走轮12向上移动不会产生力的作用，随着载荷的增加，行走轮12越过转板13，使支撑弹簧3伸长，减少支撑弹簧3的弹力，为支撑力变化在恒定的范围内。行走轮12向上运动过转板13转轴时，在斜面和行走轮12的共同作用向上运动，使支撑弹簧3发挥作用。
其中，壳体1的内壁沿着径向设有多个阶梯面，转板13的阶梯面与壳体1的径向垂直且每个阶梯面上均安装有转板13，通过调整紧贴不同的转板13的阶梯面，控制行走轮12内弹簧的最大压缩量，进而调整行走轮12可承受的最大载荷。
本发明的工作原理以使用流程：
实施例一
调整可调泄压阀10的压力，使其与载荷适配，用于支撑时，当管线向下运动较小的时候，连杆4通过限位板6相对移动，当向下运动量较大时，支撑弹簧3弹力增大，而由于可调泄压阀10的作用，液压缸7内压力保持在恒定范围内，因此当支撑弹簧3的弹力或管线的压力大于一定值时，会驱动活塞杆8向下移动，即管线的一部分位移会转变为活塞杆8的位移，减少弹簧的压缩，使其对管线提供的支撑力保持在设定范围内，当管线向上移动时，移动范围较小时支撑弹簧3伸长，对管线进行支撑避免关系悬空，当移动较大时，管线的运动通过连杆4和移动承载板5转变为活塞杆8的向上移动，由于移动承载板5和限位板6可活动连接，同时支撑弹簧3仍可以为关系提供恒定的支撑。用于吊装管线时与支撑类似，只是方向相反。
根据计算的载荷调整行走轮12接触的转板13的阶梯面，当管线向下运动时较大时，行走轮12和转板13之间的作用力较大，压缩行走轮12，行走轮12向下滑动与更低位置的转板13接触，弹簧释放一部分压缩量，弹力减小，当管线向上运动时，运动量大于移动承载板5和限位板6之间最大位移量和转板13的间距和时，会将行走轮12拖到上个高度的转板13上，同时在斜面的作用下，转板13向上运动，使作用力平衡，运动量小于移动承载板5和限位板6之间最大位移量和转板13的间距和时，行走轮12抵在转板13上始终能为管线提供支撑力。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种自动调整式恒力弹簧支吊架，包括壳体（1）、承重板（2）和支撑弹簧（3），所述壳体（1）的内部套设有承重板（2），所述承重板（2）的下端设有支撑弹簧（3），其特征在于：所述支撑弹簧（3）的下端固定连接有移动承载板（5），所述承重板（2）的下端固定连接有连杆（4），所述连杆（4）的下端设有限位板（6），所述限位板（6）与移动承载板（5）在竖直方向上可活动连接，所述移动承载板（5）与壳体（1）的内壁滑动连接，所述移动承载板（5）的下端设有压力平衡结构；所述压力平衡结构包括行走轮（12）和转板（13），所述壳体（1）的内壁设有沿着轴向等间距排列的转板（13），所述移动承载板（5）上设有可收缩的行走轮（12），所述行走轮（12）的直径小于转板（13）的直径，所述转板（13）远离壳体（1）内壁的一侧下方设置使转板（13）保持水平的限位块，所述转板（13）远离壳体（1）的一侧向上旋转时会抵住壳体（1）的内壁产生夹角；所述壳体（1）的内壁沿着径向设有多个阶梯面，所述壳体（1）内壁的每个阶梯面上均安装有转板（13）。
2.根据权利要求1所述的一种自动调整式恒力弹簧支吊架，其特征在于：所述压力平衡结构包括液压缸（7）、活塞杆（8）、单向阀（9）、可调泄压阀（10）和油箱（11），所述壳体（1）的下端设有液压缸（7），所述液压缸（7）内设有活塞杆（8），所述活塞杆（8）与移动承载板（5）固定连接，所述液压缸（7）的一侧设有油箱（11），所述液压缸（7）通过可调泄压阀（10）和单向阀（9）与油箱（11）连通。
3.根据权利要求1所述的一种自动调整式恒力弹簧支吊架，其特征在于：所述承重板（2）和移动承载板（5）均与壳体（1）的内壁贴合，所述移动承载板（5）和限位板（6）之间设有缓冲弹簧。
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