CN113007447A - 一种核动力管道减振吊架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核动力管道减振吊架，解决了现有的核动力管道的安装吊架减振能力不足的技术问题。本发明包括管夹和管道吊架，所述管道吊架包括密封壳体、金属导杆和空心管，所述密封壳体的一端设置有空心管，所述金属导杆的一端穿过所述密封壳体与所述管夹连接，所述金属导杆的另一端延伸至所述空心管内，所述金属导杆固定连接有滑块，所述密封壳体内设置有金属橡胶块，所述金属橡胶块围合所述滑块。本发明具有支撑减振性好，有效保护核动力管道等优点。

Description

一种核动力管道减振吊架
技术领域
本发明涉及核动力管道安装技术领域，具体涉及一种核动力管道减振吊架。
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工作环境要求的提高以及军用舰艇对于隐身性能的进一步追求，管道的振动噪声问题显得越发突出。
但是因为核动力装置中特殊的盐雾、辐照、高温等环境因素，如橡胶减振器等传统减振手段难以运用于核动力装置中，目前一直缺乏一种有效隔振手段。同时，从核安全的角度出发，面对突发的地震及冲击载荷，也要求管道支吊架具有一定的刚度确保管道不会因为发生大变形而失效，故而现有核动力管道多采用刚性支承而忽视了减振问题。
针对现有的核动力管道吊架减振降噪效果的不足，有待进一步提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有的核动力管道的安装吊架减振能力不足，有待进一步提高。
本发明通过下述技术方案实现：
一种核动力管道减振吊架，包括管夹和管道吊架，所述管道吊架包括密封壳体、金属导杆和空心管，所述密封壳体的一端设置有空心管，所述金属导杆的一端穿过所述密封壳体与所述管夹连接，所述金属导杆的另一端延伸至所述空心管内，所述金属导杆固定连接有滑块，所述密封壳体内设置有金属橡胶块，所述金属橡胶块围合所述滑块。
本发明考虑到管道的振动会通过管道吊架传递至基础，因此，设置一个管夹，管道产生的振动载荷通过管夹传递至管道吊架，由管道吊架承受系统载荷而在管道吊架上进行减振降噪的设计，具体通过结构的改进以及与金属橡胶块的合理配合获得了减振降噪效果的提高。
本发明优选一种核动力管道减振吊架，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振吊架，所述金属橡胶块包括相向设置的上金属橡胶块和下金属橡胶块，所述上金属橡胶块和下金属橡胶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。
本发明优选一种核动力管道减振吊架，所述金属橡胶块的轴向中心开设有通孔，所述金属导杆穿过所述通孔。
本发明优选一种核动力管道减振吊架，所述上金属橡胶块和所述下金属橡胶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振吊架，所述空心管通过安装螺杆与所述吊架安装基板连接。
进一步地，所述安装螺杆与空心管焊接连接，并通过螺纹连接在吊架安装基板中心位置。
本发明考虑到需要控制管道系统传递到基础上的振动噪声，受到堆内环境制约和核安全的要求，核动力管道多采用刚性吊装而忽视了减振问题。为解决核动力管道减振问题，引入金属橡胶作为隔振材料，金属橡胶具有耐高温、抗辐照和非线性刚度等特点，可以有效解决核动力管道的振动控制问题。同时对吊架结构进行了诸多改进，配合金属橡胶解决整个结构在核动力环境下的适用性问题。
进一步地，所述金属橡胶块的尺寸大于所述密封壳体的内腔尺寸。
本发明在实际制作过程中，金属橡胶块的尺寸略大于密封壳体的内部空间的尺寸，这样在组装完成后金属橡胶块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；同时由于金属橡胶材料本身的材料特性，在存在一定预载荷的情况下，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，这有利于吊架隔振。
本发明优选一种核动力管道减振吊架，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。
本发明优选一种核动力管道减振吊架，所述上壳体的顶部设置有第二通孔，所述金属导杆穿过所述第二通孔与所述管夹连接。
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，上金属橡胶块和下金属橡胶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振吊架，所述管夹包括上管夹和下管夹，所述上管夹和下管夹可拆卸连接。
进一步地，所述上管夹和下管夹均呈半圆形结构，所述上管夹和下管夹的两侧均设置有连接件，所述连接件之间采用螺栓连接。
本发明优选一种核动力管道减振吊架，所述空心管通过安装螺杆与吊架安装地基连接。
在具体安装时，安装顺序为：上壳体-上金属橡胶块-金属导杆-下金属橡胶块-下壳体，并通过调节螺栓扣死上壳体和下壳体，所述金属导杆的一端与管夹焊接，中部位置焊接滑块，另一端置于空心管中，且与空心管构成滑动连接，防止金属导杆发生明显的径向摆动。
在实际制作过程中，金属橡胶块的尺寸应当略大于密封壳体的内部空间尺寸，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；同时由于金属橡胶材料本身的材料特性，在存在一定预载荷的情况下，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，这对于管道吊架隔振是有益的。
同时，上壳体和下壳体接触面密封，在扣死后能够使金属橡胶材料与管道吊架的安装环境隔离出来，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，在核动力装置的盐雾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，在拧紧调节螺栓时外壳对金属橡胶产生更大的压缩量而增加吊架结构的载荷；相反在放松调节螺栓时外壳对金属橡胶的压缩减小，进而减小吊架结构的载荷。
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，当吊架载荷调整到合适大小的时候，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吊架载荷。
外壳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，滑块迅速卡死在外壳上下表面处，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。
在管道吊架结构组装和调节完毕后，将吊架通过安装螺杆固定在吊架安装基板上。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明通过在管道吊架上设置密封壳体，密封壳体内设置金属橡胶块，金属导杆穿过密封壳体并与空心管滑动连接，再在金属导杆上设置滑块，所述滑块位于所述金属橡胶块的内凹部，这样管道上产生的载荷通过管夹传递给金属导杆，并通过金属橡胶块进行减振，金属导杆在空心管中的滑动能配合金属橡胶块进一步减振。
2、本发明引入金属橡胶作为隔振材料，金属橡胶具有耐高温、抗辐照和非线性刚度等特点，可以有效解决核动力管道的振动控制问题。同时对吊架结构进行了诸多改进，配合金属橡胶解决整个结构在核动力环境下的适用性问题。
3、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。
4、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。
5、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。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-管夹，2-金属导杆，3-密封壳体，4-滑块，5-空心管，6-调节螺栓，7-金属橡胶块，8-安装螺杆，9-止回垫片。
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所示，一种核动力管道减振吊架，包括管夹1和管道吊架，所述管道吊架包括密封壳体3、金属导杆2和空心管5，所述密封壳体3的一端设置有空心管5，所述金属导杆2的一端穿过所述密封壳体3与所述管夹1连接，所述金属导杆2的另一端延伸至所述空心管5内，所述金属导杆2固定连接有滑块4，所述密封壳体3内设置有金属橡胶块7，所述金属橡胶块7围合所述滑块4，所述空心管5通过安装螺杆8与吊架安装基板连接。
所述密封壳体3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6连接，所述调节螺栓6与密封壳体3的接触部位还设置有止回垫片9。
本发明考虑到管道的振动会通过管道吊架传递至基础，因此，设置一个管夹1，管道产生的振动载荷通过管夹1传递至管道吊架，由管道吊架承受系统载荷而在管道吊架上进行减振降噪的设计，具体通过结构的改进以及与金属橡胶块7的合理配合获得了减振降噪效果的提高。
所述安装螺杆8焊接在空心管5的端部，并螺纹连接在吊架安装基板中心位置。
本发明考虑到需要控制管道系统传递到基础上的振动噪声，受到堆内环境制约和核安全的要求，核动力管道多采用刚性吊装而忽视了减振问题。为解决核动力管道减振问题，引入金属橡胶作为隔振材料，金属橡胶具有耐高温、抗辐照和非线性刚度等特点，可以有效解决核动力管道的振动控制问题。同时对吊架结构进行了诸多改进，配合金属橡胶解决整个结构在核动力环境下的适用性问题。
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6连接。
所述上壳体的顶部设置有第二通孔，所述金属导杆2穿过所述第二通孔与所述管夹1连接。
密封壳体3的每个部分为中心开设第二通孔的空心圆柱结构，上金属橡胶块和下金属橡胶块分别置于上壳体和下壳体中，密封壳体3通过两对调节螺栓6安装扣死，密封壳体3上下两端扣死后具有一定密封性，调节螺栓6设置有止回垫片9。
所述管夹1包括上管夹1和下管夹1，所述上管夹1和下管夹1可拆卸连接。
所述上管夹1和下管夹1均呈半圆形结构，所述上管夹1和下管夹1的两侧均设置有连接件，所述连接件之间采用螺栓连接。
所述空心管5通过安装螺杆8与吊架安装基板连接。
在具体安装时，安装顺序为：上壳体-上金属橡胶块-金属导杆2-下金属橡胶块-下壳体，并通过调节螺栓6扣死上壳体和下壳体，所述金属导杆2的一端与管夹1焊接，中部位置焊接滑块4，另一端置于空心管5中，且与空心管5构成滑动连接，防止金属导杆2发生明显的径向摆动，在管道吊架结构组装和调节完毕后，将吊架通过安装螺杆8固定在吊架安装基板上。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，所述金属橡胶块7的尺寸大于所述密封壳体3的内腔尺寸。
本发明在实际制作过程中，金属橡胶块7的尺寸略大于密封壳体3的内部空间的尺寸，这样在组装完成后金属橡胶块7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；同时由于金属橡胶材料本身的材料特性，在存在一定预载荷的情况下，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，这有利于吊架隔振。
同时，上壳体和下壳体接触面密封，在扣死后能够使金属橡胶材料与管道吊架的安装环境隔离出来，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，在核动力装置的盐雾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6的松紧程度来调节，在拧紧调节螺栓6时外壳对金属橡胶产生更大的压缩量而增加吊架结构的载荷；相反在放松调节螺栓6时外壳对金属橡胶的压缩减小，进而减小吊架结构的载荷。
由于吊架载荷与调节螺栓6力矩存在确定关系，通过改变调节螺栓6力矩可将将吊架载荷调整到现场管道安装所需要大小，当吊架载荷调整到合适大小的时候，固定止回垫片9，防止在振动等工作载荷下调节螺栓6位置发生移动而影响吊架载荷。
外壳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4迅速卡死在外壳上下表面处，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。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于，所述金属橡胶块7包括相向设置的上金属橡胶块和下金属橡胶块，所述金属橡胶块7的轴向中心开设有通孔，所述金属导杆2穿过所述通孔，所述上金属橡胶块和下金属橡胶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4。
所述上金属橡胶块位于所述上壳体中，所述下金属橡胶块位于所述下壳体中且所述上金属橡胶块和所述下金属橡胶块沿所述滑块4高度方向的中线呈对称设置。
本发明中，所述“上”和“下”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 (10)

1.一种核动力管道减振吊架，其特征在于，包括管夹(1)和管道吊架，
所述管道吊架包括密封壳体(3)、金属导杆(2)和空心管(5)，所述密封壳体(3)的一端设置有空心管(5)，所述金属导杆(2)的一端穿过所述密封壳体(3)与所述管夹(1)连接，所述金属导杆(2)的另一端延伸至所述空心管(5)内，所述金属导杆(2)固定连接有滑块(4)，所述密封壳体(3)内设置有金属橡胶块(7)，所述金属橡胶块(7)围合所述滑块(4)。
2.根据权利要求1所述的一种核动力管道减振吊架，其特征在于，所述密封壳体(3)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(6)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种核动力管道减振吊架，其特征在于，所述金属橡胶块包括相向设置的上金属橡胶块和下金属橡胶块，所述上金属橡胶块和下金属橡胶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(4)。
4.根据权利要求3所述的一种载荷可调的核动力管道减振支架，其特征在于，所述金属橡胶块(7)的轴向中心开设有通孔，所述金属导杆(2)穿过所述通孔。
5.根据权利要求3所述的一种核动力管道减振吊架，其特征在于，所述上金属橡胶块和所述下金属橡胶块沿所述滑块(4)高度方向的中线呈对称设置。
6.根据权利要求1或2所述的一种核动力管道减振吊架，其特征在于，所述金属橡胶块的高度大于所述壳体的内腔高度。
7.根据权利要求2所述的一种核动力管道减振吊架，其特征在于，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(6)连接。
8.根据权利要求2所述的一种核动力管道减振吊架，其特征在于，所述上壳体的顶部设置有第二通孔，所述金属导杆(2)穿过所述第二通孔与所述管夹(1)连接。
9.根据权利要求1或2所述的一种核动力管道减振吊架，其特征在于，所述管夹(1)包括上管夹和下管夹，所述上管夹和下管夹可拆卸连接。
10.根据权利要求1或2所述的一种核动力管道减振吊架，其特征在于，所述空心管通过安装螺杆与吊架安装基板连接。
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