CN112984220B - 一种核动力管道减隔振吊架 - Google Patents

一种核动力管道减隔振吊架 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核动力管道减隔振吊架，解决了现有核动力管道吊架缺少阻尼而导致减振能力不足的技术问题。本发明包括管夹、第一金属导杆、杠杆结构和阻尼模块，所述第一金属导杆的一端连接所述管夹，所述第一金属导杆另一端穿过安装面板，所述安装面板的下端连接有所述阻尼模块，所述阻尼模块包括第二金属导杆和减振组件，所述第二金属导杆的一端与所述减振组件连接，所述第二金属导杆的另一端向上延伸穿过所述安装面板，所述杠杆结构位于所述安装面板的上方，所述杠杆结构分别与所述第一金属导杆、所述安装面板和所述第二金属导杆铰接。本发明具有支撑减振性好，有效保护核动力管道等优点。

Description

一种核动力管道减隔振吊架
技术领域
本发明涉及核动力管道支撑技术领域，具体涉及一种核动力管道减隔振吊架。
背景技术
核动力管道系统是现代核动力装置中广泛应用的重要工程结构之一，同时也是振动噪声的重要传播途径。一般而言，核动力管道的振动噪声主要来源于激励设备的振动及管道内部流体的流动，且通过管道吊架传递到基础。核动力管道由于其运输物质的特殊性，对其减振的要求更高，如果减振不足，极有可能损坏吊架和管道，从而导致泄露等安全问题，加上随着现代人对于生活和工作环境要求的提高，管道的振动噪声问题显得越发突出。
但是现有的核动力管道由于缺少阻尼而导致减振能力不足，需要进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有核动力管道吊架缺少阻尼而导致减振能力不足。
本发明通过下述技术方案实现：
一种核动力管道减隔振吊架，包括管夹、第一金属导杆、杠杆结构和阻尼模块，所述第一金属导杆的一端连接所述管夹，所述第一金属导杆另一端穿过安装面板，所述安装面板的下端连接有所述阻尼模块，所述阻尼模块包括第二金属导杆和减振组件，所述第二金属导杆的一端与所述减振组件连接，所述第二金属导杆的另一端向上延伸穿过所述安装面板，所述杠杆结构位于所述安装面板的上方，所述杠杆结构分别与所述第一金属导杆、所述安装面板和所述第二金属导杆铰接，所述杠杆结构包括第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆，所述第一连接杆和第二连接杆的一端均与第二金属导杆铰接，所述第二连接杆的另一端和第三连接杆的一端均与安装面板铰接，所述第三连接杆的另一端和所述第一连接杆的另一端均与所述第一金属导杆铰接。
本发明通过设置杠杆结构，将管夹上承受的载荷通过杠杆结构传递至第二金属导杆，再由金属导杆传递至减振组件中，并通过减振组件减振，提高整个减振吊架的减振性能。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述第一连接杆和第二连接杆的一端均与第二金属导杆铰接于第一铰接点，所述第二连接杆的另一端和第三连接杆的一端均与安装面板铰接于第二铰接点，所述第三连接杆的另一端和所述第一连接杆的另一端均与所述第一金属导杆铰接于第三铰接点，多个第一铰接点沿第一金属导杆呈对称分布，多个第二铰接点沿第一金属导杆呈轴对称分布。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述第二连接杆的长度大于第三连接杆的长度。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述杠杆结构和阻尼模块为多个，所述杠杆结构环绕所述第一金属导杆分布，每个所述杠杆结构对应铰接一个第二金属导杆。
多个杠杆结构能够将管夹上的载荷分布在多个阻尼模块上，起到更好的减振作用。
进一步地，所述杠杆结构环绕所述第一金属导杆均匀分布，这样当管夹上承受的载荷能均匀分布在不同的阻尼模块中进行振动分解消耗，从而更好提高整个减振吊架的减振性能。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述减振组件包括密封壳体和空心管，所述密封壳体的一端设置有所述空心管，所述第二金属导杆的一端穿过所述安装面板，所述第二金属导杆的另一端位于所述空心管中且与所述空心管滑动连接，所述第二金属导杆上固定连接有滑块，所述第二金属导杆与所述杠杆结构铰接，所述密封壳体内设置有减振块，所述减振块围合所述滑块，所述空心管与所述安装面板连接。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述减振块为金属橡胶块。
针对整个减振吊架结构，金属阻尼橡胶在发生大位移变形的情况下，才会重复产生丝网间摩擦进而产生较大阻尼，而核动力管道的振动多数为微幅振动，故而需要将产生的微幅振动放大产生足够的位移而增加吊架结构的阻尼，提高吊架的减振性能，在本结构中通过杠杆结构来放大管道通过管夹传递至第一金属导杆的微幅振动，由于杠杆从第一金属导杆铰接点到安装面板铰链点的臂长要小于从第二金属导杆铰链点到安装面板铰链点的臂长，这样传递到阻尼模块第二金属导杆的振动就被以臂长比的比例等比例放大了，进而使金属橡胶产生较大位移，并进一步通过增大阻尼消耗，提高了整个吊架的减振性能。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述密封壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体之间采用调节螺栓连接。
进一步地，所述调节螺栓与密封壳体的接触部位还设置有止回垫片。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述减振块包括相向设置的上减振块和下减振块，所述减振块的轴向中心开设有通孔，所述上减振块和下减振块相向的一侧中部均设置有内凹部，所述内凹部容纳所述滑块。
进一步地，所述上减振块和所述下减振块沿所述滑块高度方向的中线呈对称设置。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述减振块的上下方向尺寸大于所述壳体的内腔尺寸。
对每个阻尼模块，金属橡胶块的上下方向尺寸应当略大于密封壳体的内部空间，这样在组装完成后金属橡胶会产生一定的压缩量，进而产生一定的预载荷，在预载荷存在的情况下吊架才能对管道进行有效承载；同时有一定预载荷存在的情况下，金属橡胶材料本身特性能够得到更好的发挥，如更大的阻尼和能量损耗，这对于吊架隔振是具有积极效果的。
同时，上壳体和下壳体的接触面全密封，在扣死后能够使金属橡胶材料与吊架安装环境隔离出来，原因在于金属橡胶材料本身为奥氏体不锈钢，在加工过程中发生相变转化为马氏体，在核动力装置的腐蚀环境下容易发生快速氧化及腐蚀而失去功能，外壳的密封结构能够一定程度上缓解金属橡胶材料的失效。而金属橡胶的预压缩量可以通过调节螺栓的松紧程度来调节，并根据金属橡胶结构的非线性特点，在拧紧调节螺栓时密封壳体对金属橡胶块产生更大的压缩量而增加金属橡胶块的刚度；相反在放松调节螺栓时密封壳体对金属橡胶块的压缩减小，进而减小金属橡胶块的刚度。由于吊架载荷与调节螺栓力矩存在确定关系，通过改变调节螺栓力矩可将将吊架载荷调整到现场管道安装所需要大小，然后再固定止回垫片，防止在振动等工作载荷下调节螺栓位置发生移动而影响阻尼模块刚度。
密封壳体的上下表面同时起到限位支撑的作用，在发生地震等极端冲击载荷时，吊架结构发生大的位移，滑块迅速卡死在密封壳体的上下表面处，使吊架成为一个刚性结构，避免管道发生进一步变形，保证核动力管道的安全。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述上壳体设置有外延部，安装螺栓穿过所述外延部与所述安装面板连接，从而实现阻尼模块与安装面板的连接。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述上壳体的外侧壁设置有上连接耳，所述下壳体的外侧壁设置有下连接耳，所述上连接耳和下连接耳通过调节螺栓连接。
密封壳体的每个部分为中心开设第二通孔的空心圆柱结构，上减振块和下减振块分别置于上壳体和下壳体中，密封壳体通过两对调节螺栓安装扣死，密封壳体上下两端扣死后具有一定密封性，调节螺栓设置有止回垫片。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述管夹包括上下两个部分，且每部分呈半圆形结构，管夹上下两部分分别设置在核动力管路上下位置外壁处，通过螺栓夹紧核动力管道系统。
在具体安装时，安装顺序为：上壳体-上减振块-第二金属导杆-下减振块-下壳体，并通过调节螺栓扣死上壳体和下壳体，所述第二金属导杆的一端铰接杠杆结构，中部位置焊接有滑块，另一端置于空心管中，且与空心管构成滑动连接，防止第一金属导杆发生明显的径向摆动。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明通过设置杠杆结构和阻尼模块配合，将管夹上的载荷通过杠杆结构传递至阻尼模块中，并通过阻尼模块减振，从而提高整个减振吊架的减振性能，并适应核动力装置的高温辐照环境。
2、本发明通过杠杆结构来放大管道通过管夹传递至第一金属导杆的微幅振动，由于第二连接杆大于第一连接杆的长度，这样传递到阻尼模块第二金属导杆的振动就被以臂长比的比例等比例放大了，进而使金属橡胶产生较大位移，并进一步通过增大阻尼消耗，提高了整个吊架的减振性能；
3、本发明在管道吊架上设置密封壳体，密封壳体内设置减振块，第一金属导杆穿过密封壳体并与空心管滑动连接，再在第一金属导杆上设置滑块，所述滑块位于所述减振块的内凹部，这样管道上产生的载荷通过管夹传递给第一金属导杆，并通过减振块进行减振，第一金属导杆在空心管中的滑动能配合减振块进一步减振。
4、本发明的减振块采用金属橡胶，在存在一定预载荷的情况下，材料本身特性能够得到更大的阻尼和能量损耗，利于提高管道吊架的减振性能，该吊架金属阻尼模块通过密封的外壳隔离金属橡胶与腐蚀环境延长金属橡胶结构的失效时间。
5、本发明能够通过调节螺栓改变密封壳体对金属橡胶块的压缩量而调节管道吊架预载及承载能力，使管道吊架能够适应管道安装过程中的多种载荷需求。
6、本发明能够通过外壳的上下面达到限位支撑的作用，在突遇较大载荷时能够起到刚性支撑的作用，保护核动力管道安全。
7、本发明具有结构简单，加工方便等特点，并能够方便的进行更换维修等操作，能够有效的解决核动力环境下的管道隔振需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明阻尼模块的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-管夹，2-第一金属导杆，3-第一连接杆，4-第二连接杆，5-第三连接杆，6-第一铰接点，7-第二铰接点，8-第三铰接点，9-安装面板，10-密封壳体，11-第二金属导杆，12-滑块，13-空心管，14-调节螺栓，15-减振块，16-安装螺栓，17-外延部，18-减振组件，19-安装螺杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1和图2所示，一种核动力管道减隔振吊架，包括管夹1、第一金属导杆2、杠杆结构和阻尼模块，所述第一金属导杆2的一端连接所述管夹1，所述第一金属导杆2另一端穿过安装面板9，所述安装面板9的下端连接有所述阻尼模块，所述阻尼模块包括第二金属导杆11和减振组件18，所述第二金属导杆11的一端与所述减振组件18连接，所述第二金属导杆11的另一端向上延伸穿过所述安装面板9，所述杠杆结构位于所述安装面板9的上方，所述杠杆结构分别与所述第一金属导杆2、所述安装面板9和所述第二金属导杆11铰接。
所述杠杆结构包括第一连接杆3、第二连接杆4、第三连接杆5，所述第一连接杆3和第二连接杆4的一端均与第二金属导杆11铰接于第一铰接点6，所述第二连接杆4的另一端和第三连接杆5的一端均与安装面板9铰接于第二铰接点7，所述第三连接杆5的另一端和所述第一连接杆3的另一端均与所述第一金属导杆2铰接于第三铰接点8，多个第一铰接点6沿第一金属导杆2呈对称分布，多个第二铰接点7沿第一金属导杆2呈轴对称分布，所述第二连接杆4的长度大于第三连接杆5的长度。
所述杠杆结构和阻尼模块均为两个，所述杠杆结构沿所述第一金属导杆2对称分布，每个所述杠杆结构对应铰接一个第二金属导杆11。
两个杠杆结构能够将管夹1上的载荷分布在两个阻尼模块上，起到更好的减振作用。
所述减振组件18包括密封壳体10和空心管13，所述密封壳体10的一端设置有所述空心管13，所述第二金属导杆11的一端穿过所述安装面板9，所述第二金属导杆11的另一端位于所述空心管13中且与所述空心管13滑动连接，所述第二金属导杆11上固定连接有滑块12，所述第二金属导杆11与所述杠杆结构铰接，所述密封壳体10内设置有减振块15，所述减振块15围合所述滑块12，所述空心管13与所述密封壳体10连接，所述密封壳体10通过外延部17与所述安装面板9连接。
所述减振块15为金属橡胶块。
针对整个减振吊架结构，金属阻尼橡胶在发生大位移变形的情况下，才会重复产生丝网间摩擦进而产生较大阻尼，而核动力管道的振动多数为微幅振动，故而需要将产生的微幅振动放大产生足够的位移而增加吊架结构的阻尼，提高吊架的减振性能，在本结构中通过杠杆结构来放大管道通过管夹1传递至第一金属导杆2的微幅振动，由于杠杆从第一金属导杆2铰接点到安装面板9铰链点的臂长要小于从第二金属导杆11铰链点到安装面板9铰链点的臂长，这样传递到阻尼模块第二金属导杆11的振动就被以臂长比的比例等比例放大了，进而使金属橡胶产生较大位移，并进一步通过增大阻尼消耗，提高了整个吊架的减振性能。
所述密封壳体10包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体之间采用调节螺栓14连接。
所述调节螺栓14与密封壳体10的接触部位还设置有止回垫片。
所述减振块15包括相向设置的上减振块和下减振块，所述减振块15的轴向中心开设有通孔，所述上减振块和下减振块相向的一侧中部均设置有内凹部，所述内凹部容纳所述滑块12。
所述上减振块和所述下减振块沿所述滑块12高度方向的中线呈对称设置。
所述减振块15的尺寸大于所述壳体的内腔尺寸。
对每个阻尼模块，金属橡胶块的上下方向尺寸应当略大于密封壳体10的内部空间，这样在组装完成后金属橡胶会产生一定的压缩量，进而产生一定的预载荷，在预载荷存在的情况下吊架才能对管道进行有效承载；同时有一定预载荷存在的情况下，金属橡胶材料本身特性能够得到更好的发挥，如更大的阻尼和能量损耗，这对于吊架隔振是具有积极效果的。
同时，上壳体和下壳体的接触面全密封，在扣死后能够使金属橡胶材料与吊架安装环境隔离出来，原因在于金属橡胶材料本身为奥氏体不锈钢，在加工过程中发生相变转化为马氏体，在核动力装置的腐蚀环境下容易发生快速氧化及腐蚀而失去功能，外壳的密封结构能够一定程度上缓解金属橡胶材料的失效。而金属橡胶的预压缩量可以通过调节螺栓14的松紧程度来调节，并根据金属橡胶结构的非线性特点，在拧紧调节螺栓14时密封壳体10对金属橡胶块产生更大的压缩量而增加金属橡胶块的刚度；相反在放松调节螺栓14时密封壳体10对金属橡胶块的压缩减小，进而减小金属橡胶块的刚度。由于吊架载荷与调节螺栓14力矩存在确定关系，通过改变调节螺栓14力矩可将将吊架载荷调整到现场管道安装所需要大小，然后再固定止回垫片，防止在振动等工作载荷下调节螺栓14位置发生移动而影响阻尼模块刚度。
密封壳体10的上下表面同时起到限位支撑的作用，在发生地震等极端冲击载荷时，吊架结构发生大的位移，滑块12迅速卡死在密封壳体10的上下表面处，使吊架成为一个刚性结构，避免管道发生进一步变形，保证核动力管道的安全。
所述上壳体设置有外延部17，安装螺栓16穿过所述外延部17与所述安装面板9连接，从而实现阻尼模块与安装面板9的连接，。
所述上壳体的外侧壁设置有上连接耳，所述下壳体的外侧壁设置有下连接耳，所述上连接耳和下连接耳通过调节螺栓14连接。
密封壳体10的每个部分为中心开设第二通孔的空心圆柱结构，上减振块和下减振块分别置于上壳体和下壳体中，密封壳体10通过两对调节螺栓14安装扣死，密封壳体10上下两端扣死后具有一定密封性，调节螺栓14设置有止回垫片。
本发明优选一种核动力管道减隔振吊架，所述管夹1包括上下两个部分，且每部分呈半圆形结构，管夹1上下两部分分别设置在核动力管路上下位置外壁处，通过螺栓夹紧核动力管道系统。
在具体安装时，安装顺序为：上壳体-上减振块-第二金属导杆11-下减振块-下壳体，并通过调节螺栓14扣死上壳体和下壳体，所述第二金属导杆11的一端铰接杠杆结构，中部位置焊接有滑块12，另一端置于空心管13中，且与空心管13构成滑动连接，防止第一金属导杆2发生明显的径向摆动，在吊架结构组装和调节完毕后，将吊架通过安装螺杆19穿过安装面板9固定在安装基础上，并通过上下管夹1夹死管道结构，完成吊架结构的安装。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，所述杠杆结构和阻尼模块均为3个，且沿第一金属导杆2均匀分布.
本发明中，所述“上”、“下”、“轴向”等均以附图所示方位为准。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种核动力管道减隔振吊架，其特征在于，包括管夹（1）、第一金属导杆（2）、杠杆结构和阻尼模块，所述第一金属导杆（2）的一端连接所述管夹（1），所述第一金属导杆（2）另一端穿过安装面板（9），所述安装面板（9）的下端连接有所述阻尼模块，所述阻尼模块包括第二金属导杆（11）和减振组件（18），所述第二金属导杆（11）的一端与所述减振组件（18）连接，所述第二金属导杆（11）的另一端向上延伸穿过所述安装面板（9），所述杠杆结构位于所述安装面板（9）的上方，所述杠杆结构分别与所述第一金属导杆（2）、所述安装面板（9）和所述第二金属导杆（11）铰接，所述杠杆结构包括第一连接杆（3）、第二连接杆（4）和第三连接杆（5），所述第一连接杆（3）和第二连接杆（4）的一端均与第二金属导杆（11）铰接，所述第二连接杆（4）的另一端和第三连接杆（5）的一端均与安装面板（9）铰接，所述第三连接杆（5）的另一端和所述第一连接杆（3）的另一端均与所述第一金属导杆（2）铰接；
所述第二连接杆（4）的长度大于第三连接杆（5）的长度；
所述减振组件（18）包括密封壳体（10）和空心管（13），所述密封壳体（10）的一端设置有所述空心管（13），所述第二金属导杆（11）的一端穿过所述安装面板（9），所述第二金属导杆（11）的另一端位于所述空心管（13）中且与所述空心管（13）滑动连接，所述第二金属导杆（11）上固定连接有滑块（12），所述第二金属导杆（11）与所述杠杆结构铰接，所述密封壳体（10）内设置有减振块（15），所述减振块（15）围合所述滑块（12），所述空心管（13）与所述密封壳体（10）连接，所述密封壳体（10）通过外延部（17）与所述安装面板（9）连接；所述密封壳体（10）包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体之间采用调节螺栓（14）连接；
所述减振块（15）为金属橡胶块；
所述第一连接杆（3）和第二连接杆（4）的一端均与第二金属导杆（11）铰接于第一铰接点（6），所述第二连接杆（4）的另一端和第三连接杆（5）的一端均与安装面板（9）铰接于第二铰接点（7），所述第三连接杆（5）的另一端和所述第一连接杆（3）的另一端均与所述第一金属导杆（2）铰接于第三铰接点（8），多个第一铰接点（6）沿第一金属导杆（2）呈对称分布，多个第二铰接点（7）沿第一金属导杆（2）呈轴对称分布；
上壳体和下壳体的接触面全密封，在扣死后能够使金属橡胶材料与吊架安装环境隔离出来，原因在于金属橡胶材料本身为奥氏体不锈钢，在加工过程中发生相变转化为马氏体，在核动力装置的腐蚀环境下容易发生快速氧化及腐蚀而失去功能，外壳的密封结构能够一定程度上缓解金属橡胶材料的失效；密封壳体（10）的上下表面同时起到限位支撑的作用，在发生地震等极端冲击载荷时，吊架结构发生大的位移，滑块（12）迅速卡死在密封壳体（10）的上下表面处，使吊架成为一个刚性结构，避免管道发生进一步变形，保证核动力管道的安全；
所述减振块（15）的上下方向尺寸大于所述密封壳体（10）的内腔尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种核动力管道减隔振吊架，其特征在于，所述杠杆结构和阻尼模块为多个，所述杠杆结构环绕所述第一金属导杆（2）分布，每个所述杠杆结构对应铰接一个第二金属导杆（11）。
3.根据权利要求2所述的一种核动力管道减隔振吊架，其特征在于，所述杠杆结构和所述阻尼模块环绕所述第一金属导杆（2）均匀分布。
4.根据权利要求1所述的一种核动力管道减隔振吊架，其特征在于，所述减振块（15）包括相向设置的上减振块和下减振块，所述减振块（15）的轴向中心开设有通孔，所述上减振块和下减振块相向的一侧中部均设置有内凹部，所述内凹部容纳所述滑块（12）。
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