CN112178442A - 反向阻尼配重及反向阻尼稳定式煤气柜活塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反向阻尼配重及反向阻尼稳定式煤气柜活塞，属于可调容量的贮气罐领域。反向阻尼配重中，配重环下方设有滚动机构，拉簧对应设置在配重环的外周面处。活塞环梁作为安装基础，配重环通过滚动机构设置在活塞环梁的上方，配重环通过拉簧设置在T挡板支架或活塞架上。反向阻尼配重能大大减小活塞的摇摆，达到了废除传统钢丝绳调平系统的目的，也增强了活塞运行的安全性，提升了活塞的运行速度。

Description

反向阻尼配重及反向阻尼稳定式煤气柜活塞

技术领域

本发明属于可调容量的贮气罐领域，具体涉及一种反向阻尼配重及反向阻尼稳定式煤气柜活塞。

背景技术

橡胶膜密封型煤气柜具有以下特点：首先，活塞运行速度快，通常5m/min，甚至有超过6m/min，故能适应大吞吐量的场合，这是稀油密封的煤气柜很难达到的。其次，其依靠橡胶膜密封，无需液体，更不需要水，是真正的干式气柜，尤其适用于北方地区。其三，这种煤气柜对煤气的含尘量不像稀油柜那么要求严格。第四，这种煤气柜承受的工况比稀油柜要高；在同样条件下，这种气柜可以节省一部分能量，有利于环保节能。

橡胶膜密封煤气柜之所以吞吐能力强，其原因在于：煤气柜活塞与煤气柜外部筒体间留有400mm以上的间隙(活塞直径比煤气柜筒体直径小近半米左右)，且活塞没有像稀油密封煤气柜那样被限制，故活塞能在较快运行速度下获得较强的吞吐能力。但这样的活塞运行起来晃动量大。随着橡胶膜密封煤气柜的发展，橡胶膜密封煤气柜从储存压力低的转炉煤气介质转变为存储压力高的高炉煤气介质，其承受的压力提高了许多倍，故活塞的重量提高了许多倍。若活塞较轻，那么活塞摇摆对煤气柜外部筒体的撞击就轻，若活塞重，活塞摇摆对煤气柜外部筒体的撞击就重。

为了避免运行中的活塞撞击外部筒体，传统橡胶膜密封煤气柜采用在煤气柜外悬挂调平钢丝绳重锤组的方式来解决撞击问题。外部悬挂调平钢丝绳重锤组有几个不好的缺陷，一方面，外部钢丝绳设置在煤气柜顶部，会阻碍检修且稳定效果也较差；另一方面，若钢丝绳断裂，还会引发重大事故。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种反向阻尼配重及反向阻尼稳定式煤气柜活塞，反向阻尼配重具有反晃动效果，通过反晃动来阻止煤气柜活塞的正晃动，从而废除煤气柜外悬挂的调平钢丝绳重锤组，以更好地达到稳定活塞的目的。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种反向阻尼配重，包括配重环与拉簧，配重环的下方设有滚动机构、以使配重环通过该滚动机构在安装基础上滚动，拉簧对应设置在配重环的外周面处。

进一步，均匀分布的多个拉簧的一端对应连接在配重环的外周面上。

进一步，拉簧的另一端头处设有安装板。

进一步，滚动机构为安装在配重环底部的万向轮或滚珠；或，滚动机构为安装在安装基础上的滚珠。

一种反向阻尼稳定式煤气柜活塞，包括活塞拱、活塞环梁以及T挡板支架；还包括如上述的反向阻尼配重；活塞环梁作为安装基础，反向阻尼配重中的配重环通过滚动机构设置在活塞环梁的上方，配重环通过拉簧设置在T挡板支架上。

进一步，拉簧通过其端头处的安装板设置在T挡板支架上。

一种反向阻尼稳定式煤气柜活塞，包括活塞拱、活塞环梁、T挡板支架以及活塞架；还包括如上述的反向阻尼配重；活塞环梁作为安装基础，反向阻尼配重中的配重环通过滚动机构设置在活塞环梁的上方，配重环通过拉簧设置在活塞架上。

进一步，拉簧通过其端头处的安装板设置在活塞架上。

本发明的有益效果在于：

(1)本方案采用阻尼配重作为反向摆动源，通过阻尼配重反向摆动阻止/大大减小了煤气柜活塞的晃动，能取消传统的调平钢丝绳重锤调平系统，降低活塞总重，从而提升了活塞的运行速度。

(2)该反向阻尼配重还具有一定的抗震作用，在地震时(特别是起主要破坏作用横波)，此装置也会起到保护活塞的作用。

(3)该反向阻尼配重各组成部分取材广泛，易于加工制造，造价低廉；可适用于单段式橡胶模密封煤气柜、两段式橡胶模密封煤气柜以及类似煤气柜；可直接对现有设备进行改进。

(4)增设了反向阻尼配重的煤气柜，具有较好的市场竞争力。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为反向阻尼配重的结构示意图；

图2为传统单段式橡胶模密封煤气柜的结构示意图；

图3为带有反向阻尼配重的单段式橡胶模密封煤气柜的结构示意图；

图4为图3的C部放大图；

图5为传统两段式橡胶模密封煤气柜的结构示意图；

图6为带有反向阻尼配重的两段式橡胶模密封煤气柜的结构示意图；

图7为图6的D部放大图；

图8为反向阻尼配重在煤气柜外部筒体内设置的结构示意图(俯视)。

附图标记：

配重环1、拉簧2、滚动机构3、安装板4、活塞拱5、活塞环梁6、T挡板支架7、活配重8、活塞架9、外部筒体10、煤气G。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1，为一种反向阻尼配重，包括配重环1与拉簧2，配重环1的下方设有滚动机构3、以使配重环1通过该滚动机构3在安装基础上滚动，拉簧2对应设置在配重环1的外周面处。拉簧有多个，均匀分布在配重环1的外周面上。该反向阻尼配重利用了晃板的力学原理，即利用了人为制造的振动(配重环的摆动频率以及摆动幅度预先计算好)使不稳定的活塞转化为稳定状态。此处带有拉簧2的配重环作为反向摆动源，阻尼配重反向摆动即阻止了煤气柜活塞的晃动。

本方案中，滚动机构3为安装在配重环1底部的万向轮或滚珠；当然，滚珠也可对应安装在安装基础上。拉簧2的另一端头处设有安装板4，以便于拉簧2与煤气柜活塞间的安装。

以某单段式活塞为例进行对比说明：图2为传统单段式橡胶模密封煤气柜的结构示意图，图3为带有反向阻尼配重的单段式橡胶模密封煤气柜的结构示意图。从图2、图3中的对比可看出，反向阻尼稳定式煤气柜活塞是在传统单段式煤气柜活塞的基础上改进而成的。

具体的，煤气柜活塞的基本组成仍为活塞拱5、活塞环梁6以及T挡板支架7，其中活塞环梁6作为安装基础。增设的反向阻尼配重一方面通过滚动机构3设置在活塞环梁6的上方，以使配重环1可在活塞环梁6上滚动，另一方面，拉簧2安装在T挡板支架7上，又可借助拉簧限制配重环1的摆动幅度以及摆动频率。

为方便安装，保证安装的可靠性，拉簧通过其端头处的安装板4设置在T挡板支架7上。

单段式煤气柜活塞中，反向阻尼配重中的配重环1可由传统单段式煤气柜活塞中的活配重8充当，即传统单段式煤气柜活塞中的活配重8仍保留调整煤气柜活塞水平的功能，但因滚动机构3以及拉簧2的设置，其与下方的活塞环梁6配合形式发生了改变。

其作用原理在于(见图3)：

活塞的重心约在活塞环梁6的中心(B点)附近，而活塞摆动的支点在活塞拱5的对称中心线处(A点)。活塞摇摆，就是活塞重量W着力点在B点，A点到B点为活塞的摇摆半径，这是钟摆效应。配重环1不与活塞固定连接，而是通过其外周面的拉簧与T挡板支架7(活塞的一部分)连接，配重环1与活塞重力方向间又通过滚动机构3(万向轮、滚珠等)传递。由于活塞是直接作用于煤气G上，故活塞的摆动是很迅速的。当活塞(其中以活塞环梁6为代表)摆动时，配重环1因与活塞间不是直接刚性连接、只是柔性连接的关系，使得配重环1不与活塞同步摆动，这就形成了反向摆动，形成了反向摆动阻尼，从而大大减小了活塞的摆动幅度，达到了稳定活塞摆动的作用。在钟摆效应的基础上加上反向阻尼配重，即可起到阻止煤气柜活塞摆动的效果，也就是说，配重环1常常是摆动状态，而活塞(以活塞环梁6为代表)却相对是静止的。

以某两段式活塞为例进行对比说明：图5为传统两段式橡胶模密封煤气柜的结构示意图，图6为带有反向阻尼配重的两段式橡胶模密封煤气柜的结构示意图。从图5、图6中的对比可看出，反向阻尼稳定式煤气柜活塞是在传统两段式煤气柜活塞的基础上改进而成的。

具体的，该反向阻尼稳定式煤气柜活塞包括活塞拱5、活塞环梁6、T挡板支架7以及活塞架9(两段式煤气柜活塞固有组成)，其中活塞环梁6作为安装基础。还包括反向阻尼配重，反向阻尼配重中的配重环1通过滚动机构3设置在活塞环梁6的上方，配重环1通过拉簧2设置在活塞架9上。不论是图3中所示的单段式煤气柜活塞，还是图6中所示的两段式煤气柜活塞，安装在配重环1上的拉簧2均是有多组，如图8所示。各组拉簧2均通过其端头处的安装板4设置在活塞架上。

不管是什么因素引起的活塞摆动，该反向阻尼配重均能起到减缓活塞摇摆的作用。增设了反向阻尼配重的煤气柜，可取消传统调平钢丝绳重锤调平系统。

以某具体工程实例举例说明：

(煤气柜)外部筒体10直径61.8米，工作压力8kPa，则活塞总重为2400吨。其中钢结构670吨，固定配重(即活塞环梁6)为1576吨，调平配重110吨(不包含钢丝绳调平配重为24吨)。110吨调平配重，加上钢丝绳调平配重为24吨，共134吨。占活塞总重的5.6％。

传统橡胶膜密封煤气柜中的上述调平配重是用于调整活塞水平度的，调整好后状态固定，调平配重的作用结束。当活塞摆动时，活塞上的所有物体就构成了一个整体，不仅稳定效果差，还存在较大的安全隐患。

本方案采用阻尼配重作为反向摆动源，通过阻尼配重反向摆动阻止了煤气柜活塞的晃动，能取消传统的调平钢丝绳重锤调平系统，降低活塞总重，提升了活塞的运行速度。该反向阻尼配重还具有一定的抗震作用，在地震时(特别是起主要破坏作用横波)，此装置也会起到保护活塞的作用。

该反向阻尼配重各组成部分取材广泛，易于加工制造，造价低廉；可适用于单段式橡胶模密封煤气柜、两段式橡胶模密封煤气柜以及类似煤气柜；可直接对现有设备进行改进。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种反向阻尼配重，其特征在于：包括配重环与拉簧，配重环的下方设有滚动机构、以使配重环通过该滚动机构在安装基础上滚动，拉簧对应设置在配重环的外周面处。

2.根据权利要求1所述的反向阻尼配重，其特征在于：均匀分布的多个拉簧的一端对应连接在配重环的外周面上。

3.根据权利要求2所述的反向阻尼配重，其特征在于：拉簧的另一端头处设有安装板。

4.根据权利要求1～3任一所述的反向阻尼配重，其特征在于：滚动机构为安装在配重环底部的万向轮或滚珠；或，滚动机构为安装在安装基础上的滚珠。

5.一种反向阻尼稳定式煤气柜活塞，包括活塞拱、活塞环梁以及T挡板支架；其特征在于：还包括如权利要求4所述的反向阻尼配重；活塞环梁作为安装基础，反向阻尼配重中的配重环通过滚动机构设置在活塞环梁的上方，配重环通过拉簧设置在T挡板支架上。

6.根据权利要求5所述的反向阻尼稳定式煤气柜活塞，其特征在于：拉簧通过其端头处的安装板设置在T挡板支架上。

7.一种反向阻尼稳定式煤气柜活塞，包括活塞拱、活塞环梁、T挡板支架以及活塞架；其特征在于：还包括如权利要求4所述的反向阻尼配重；活塞环梁作为安装基础，反向阻尼配重中的配重环通过滚动机构设置在活塞环梁的上方，配重环通过拉簧设置在活塞架上。

8.根据权利要求7所述的反向阻尼稳定式煤气柜活塞，其特征在于：拉簧通过其端头处的安装板设置在活塞架上。

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