CN115163929B - 一种分阶度自适应刚度管路吊架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分阶度自适应刚度管路吊架，其包括：弹簧吊架，其包括第一弹簧吊架和第二弹簧吊架，所述第一弹簧吊架和第二弹簧吊架均设有吊杆；轨道，其安装于所述吊杆上，且两个所述吊杆连接于所述轨道的不同位置；以及用于夹持管道的卡箍，其滑动安装于所述轨道上；当所述管道发生膨胀位移时，所述卡箍可跟随所述管道沿所述轨道滑动。当管道因运行工况不同而产生膨胀时，卡箍可以随着管道膨胀移动到相应的弹簧吊架所对应的轨道内，使管道在不同工况时处于不同刚度的弹簧吊架的作用下，从而保证在变工况情况下管道的可靠、安全支吊，且整个调节过程无需人工干预，具有自适应性，可以减少人员烫伤的风险。

Description

一种分阶度自适应刚度管路吊架

技术领域

本发明涉及管道系统技术领域，特别涉及一种分阶度自适应刚度管路吊架。

背景技术

目前，支吊架是蒸汽管道系统中的一个重要组成部分,它对蒸汽管道起着支承重量、平衡介质反力、防止振动和限制位移的重要作用。合理布置和正确选择支吊架，能改善蒸汽管道的应力分布，确保蒸汽管道安全运行并延长蒸汽管道的使用寿命,达到安全、经济运行的目的。

蒸汽管道由于材料热胀冷缩的特点，在由冷态变为高温状态时会产生几十甚至几百毫米的变形。相关技术中，蒸汽管道一般采用弹簧吊架、固定吊架、固定支撑等形式对管路进行支吊，而支吊架的刚度、形式、位置一般通过力学计算确定。管道支吊架的状态好坏直接影响管道的实际应力情况。管道支吊架的合理设置对管系一次应力的大小起着至关重要的作用。正确合理地选用支吊架,使管道局部产生小变形,就能降低二次应力,使管系适应变形的需要。

但是，对于处于恒定工况的蒸汽管道，可通过计算出一组安全可靠的支吊架刚度等技术参数以实现蒸汽管道长期安全运行。而对于蒸汽实验室环境等变参数工况环境，蒸汽管道在不同工况、温度下对支吊架需求不尽相同，若采用固定配置支吊架环境则无法满足变工况条件下的蒸汽支吊需求。

因此，有必要提出一种分阶度自适应刚度管路吊架，以解决上述问题。

发明内容

本发明实施例提供一种分阶度自适应刚度管路吊架，以解决相关技术中固定配置支吊架无法满足变工况条件下的蒸汽支吊需求的问题。

第一方面，提供了一种分阶度自适应刚度管路吊架，其包括：弹簧吊架，其包括第一弹簧吊架和第二弹簧吊架，所述第一弹簧吊架和第二弹簧吊架均设有吊杆；轨道，其安装于所述吊杆上，且两个所述吊杆连接于所述轨道的不同位置；以及用于夹持管道的卡箍，其滑动安装于所述轨道上；当所述管道发生膨胀位移时，所述卡箍可跟随所述管道沿所述轨道滑动。

一些实施例中，所述弹簧吊架还包括第三弹簧吊架，所述第二弹簧吊架竖直设置，所述第一弹簧吊架和所述第三弹簧吊架分别设置于所述第二弹簧吊架的相对两侧，且均向靠近所述第二弹簧吊架的方向倾斜。

一些实施例中，所述第一弹簧吊架、所述第二弹簧吊架和所述第三弹簧吊架的刚度依次增大。

一些实施例中，所述第一弹簧吊架与所述第二弹簧吊架的夹角等于所述第三弹簧吊架与所述第二弹簧吊架的夹角。

一些实施例中，所述轨道具有三段，三段所述轨道分别与所述第一弹簧吊架、所述第二弹簧吊架和所述第三弹簧吊架的吊杆连接，三段所述轨道之间柔性连接。

一些实施例中，三段所述轨道之间通过链条连接。

一些实施例中，三段所述轨道处于同一水平面上。

一些实施例中，所述轨道上设有连接块，所述连接块通过转轴与所述第一弹簧吊架和所述第三弹簧吊架连接。

一些实施例中，所述第一弹簧吊架和所述第三弹簧吊架分别沿所述轨道的长度方向固定于所述连接块的相对两侧。

一些实施例中，所述轨道包括壳体，所述壳体的内部具有空腔，所述壳体的底部设有开口，所述空腔与所述开口连通，所述空腔内安装有滑轮，所述滑轮通过连接杆与所述卡箍连接，所述连接杆穿设于所述开口。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种分阶度自适应刚度管路吊架，当管道因运行工况不同而产生膨胀时，卡箍可以随着管道膨胀移动到相应的弹簧吊架所对应的轨道内，使管道在不同工况时处于不同刚度的弹簧吊架的作用下，从而保证在变工况情况下管道的可靠、安全支吊，且整个调节过程无需人工干预，具有自适应性，可以减少人员烫伤的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种分阶度自适应刚度管路吊架的截面示意图；

图2为本发明实施例提供的一种分阶度自适应刚度管路吊架的轨道的右视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种分阶度自适应刚度管路吊架的轨道的截面示意图。

图中标号：

1、弹簧吊架；11、第一弹簧吊架；12、第二弹簧吊架；13、第三弹簧吊架；14、吊杆；2、轨道；21、壳体；22、空腔；23、开口；24、链条；3、管道；4、卡箍；5、滑轮；6、连接杆；7、连接块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

本发明实施例提供了一种分阶度自适应刚度管路吊架，其能解决相关技术中固定配置支吊架无法满足变工况条件下的蒸汽支吊需求的问题。

参见图1所示，为本发明实施例提供的一种分阶度自适应刚度管路吊架，其可以包括弹簧吊架1、轨道2和卡箍4。

其中，弹簧吊架1可以包括第一弹簧吊架11和第二弹簧吊架12，所述第一弹簧吊架11和第二弹簧吊架12均设有吊杆14，本实施例中，弹簧吊架1的内部安装有弹簧，弹簧的一端安装有压块，吊杆14穿过弹簧并固定于压块上，吊杆14远离压块的一端与轨道连接，第一弹簧吊架11和第二弹簧吊架12可以具有相同的刚度，也可以具有不同的刚度；轨道2安装于所述吊杆14上，且两个所述吊杆14连接于所述轨道2的不同位置，本实施例中，轨道2沿第一弹簧吊架11和第二弹簧吊架12的排列方向设置，第一弹簧吊架11和第二弹簧吊架12可以分别安装于轨道2的两端，也可以分别安装于轨道2的中部和端部；卡箍4用于夹持管道3，其滑动安装于所述轨道2上；当所述管道3发生膨胀位移时，所述卡箍4可跟随所述管道3沿所述轨道2滑动，本实施例中，卡箍4为环状，可以将管道3夹持于其内侧的通孔中，当管道3因运行工况不同发生膨胀时，卡箍4可以随管道3的膨胀而发生移动。当管道3因运行工况不同而产生膨胀时，卡箍4可以随着管道3膨胀移动到相应的弹簧吊架1所连接的轨道2内，使管道3在不同工况时处于不同刚度的弹簧吊架1的作用下，从而保证在变工况情况下管道的可靠、安全支吊，满足蒸汽管道在不同工况、温度下对支吊架需求，且整个调节过程无需人工干预，具有自适应性，可以减少人员烫伤的风险。

参见图1所示，在一些实施例中，所述弹簧吊架1还可以包括第三弹簧吊架13，所述第二弹簧吊架12竖直设置，所述第一弹簧吊架11和所述第三弹簧吊架13分别设置于所述第二弹簧吊架12的相对两侧，且均向靠近所述第二弹簧吊架12的方向倾斜。

本实施例中，第二弹簧吊架12可以连接轨道2的中部，第一弹簧吊架11和第三弹簧吊架13可以连接轨道2的两侧，第一弹簧吊架11、第二弹簧吊架12和第三弹簧吊架13分别支撑于轨道2的前、中、后三个部分，且第一弹簧吊架11、第三弹簧吊架13与顶板可以构成一个三角形，使得第一弹簧吊架11和第三弹簧吊架13的横向分力可以约束轨道2，避免发生大幅度的前后窜动，从而保证轨道2的稳定性，提高安全性。

在其他实施例中，第一弹簧吊架11、第二弹簧吊架12和第三弹簧吊架13也可以平行设置，也可以是第二弹簧吊架12和第三弹簧吊架13倾斜设置，第一弹簧吊架11竖直设置，也可以是第一弹簧吊架11和第二弹簧吊架12倾斜设置，第三弹簧吊架13竖直设置，也可以是三个弹簧吊架都倾斜设置。

参见图1所示，优选的，所述第一弹簧吊架11、所述第二弹簧吊架12和所述第三弹簧吊架13的刚度可以依次增大。

通常来说，当管道3发生膨胀时，其膨胀的程度越大，则需要处于越大刚度的弹簧吊架1下，本实施例中，通过将第一弹簧吊架11、第二弹簧吊架12和第三弹簧吊架13按刚度大小依次排列，当管道3发生膨胀驱动卡箍4沿轨道2移动时，卡箍4可以随着管道3膨胀的程度逐渐增大由第一弹簧吊架1连接的轨道2逐渐移动至第三弹簧吊架13连接的轨道2上，缩短了移动路径，减小了移动阻力，便于管路吊架的自适应调节。

在其他实施例中，第二弹簧吊架12也可以是大于第一弹簧吊架11和第二弹簧吊架12的刚度，也可以是小于第一弹簧吊架11和第二弹簧吊架12的刚度；第一弹簧吊架11、第二弹簧吊架12和第三弹簧吊架13的刚度也可以相同，当卡箍4移动至第一弹簧吊架11和第二弹簧吊架12之间的轨道2，或移动至第二弹簧吊架12和第三弹簧吊架13之间的轨道2上时，对应的刚度也会发生改变。

参见图1所示，优选的，所述第一弹簧吊架11与所述第二弹簧吊架12的夹角可以等于所述第三弹簧吊架13与所述第二弹簧吊架12的夹角。

本实施例中，第一弹簧吊架11和第三弹簧吊架13对称第二弹簧吊架12设置，使轨道2受力更均匀，可以约束轨道2，避免发生大幅度的前后窜动，且因每个弹簧吊架分配至轨道2上的拉力需要根据夹角计算得到，弹簧吊架之间的夹角具有规律性，从而可以方便根据不同工况下的蒸汽管道应力计算求得需要的各弹簧吊架的刚度值，从而匹配对应的弹簧吊架1。

在其他实施例中，第一弹簧吊架11与第二弹簧吊架12的夹角也可以不等于第三弹簧吊架13与第二弹簧吊架12的夹角。

参见图1所示，进一步的，所述轨道2可以具有三段，三段所述轨道2可以分别与所述第一弹簧吊架11、所述第二弹簧吊架12和所述第三弹簧吊架13的吊杆14连接，三段所述轨道2之间柔性连接。

本实施例中，第一弹簧吊架11、第二弹簧吊架12和第三弹簧吊架13的吊杆14可以分别对应连接一段轨道，三段轨道各自独立设置且通过柔性连接，受到的弹簧吊架的拉力不会传递至相邻的轨道，三段轨道各自互不影响，可以避免当卡箍4移动至对应刚度的弹簧吊架连接的轨道2上时，相邻的弹簧吊架会影响该段轨道2，不便于计算弹簧吊架需要布置的位置及刚度。

在其他实施例中，轨道2也可以是一个整体，也可以是其中两段是整体，另外一段分开。

参见图3所示，优选的，三段所述轨道2之间可以通过链条24连接。

本实施例中，三段轨道2之间通过链条24连接，链条24几乎不会传递力给相邻的轨道2，因此，不仅可以避免相邻轨道2之间产生影响，卡箍4通过滑轮在不同段的轨道2上移动时，滑轮也可以在链条24上移动，使卡箍4的在相邻轨道2之间的移动不受阻碍。

在其他实施例中，三段轨道2之间也可以通过其他方式连接，例如可以是通过绳索连接，也可以是通过多个铰接的方块连接。

参见图1和图3所示，三段所述轨道2可以处于同一水平面上。

本实施例中，由于卡箍4需要在三段轨道2上移动，因此三段轨道2优选处于同一水平面上，方便卡箍4移动，避免在移动过程中卡箍4发生跳动，保证管道3的稳定性，提升安全性。

参见图1所示，在一些实施例中，所述轨道2上可以设有连接块7，所述连接块7可以通过转轴与所述第一弹簧吊架11和所述第三弹簧吊架13连接。

本实施例中，轨道2的连接块7通过转轴与吊杆14连接，使得轨道2可以绕转轴发生小幅度的转动或前后移动，可以起到一定的缓冲作用，避免轨道2与弹簧吊架1的连接刚度过大，在发生突发情况使卡箍4快速在轨道2上移动时，轨道2受到的反作用力过大被损坏。

在其他实施例中，连接块7也可以通过其他方式与弹簧吊架连接，例如可以是螺栓连接，也可以是焊接，也可以不设置连接块7，将弹簧吊架直接固定于轨道2上。

参见图1所示，优选的，所述第一弹簧吊架11和所述第三弹簧吊架13分别沿所述轨道2的长度方向固定于所述连接块7的相对两侧。

本实施例中，第一弹簧吊架11和第三弹簧吊架13分别连接于轨道2的两端，且固定于连接块7的两侧，可以进一步约束轨道2，防止轨道2沿垂直于长度的方向发生大幅窜动。保证轨道2的稳定性，提升安全性。其中，连接块7可以是一整块第一弹簧吊架11和第三弹簧吊架13各连接一端，也可以分为两块，第一弹簧吊架11和第三弹簧吊架13各连接一块。

参见图2所示，在一些实施例中，所述轨道2可以包括壳体21，所述壳体21的内部具有空腔22，所述壳体21的底部设有开口23，所述空腔22与所述开口23连通，所述空腔22内安装有滑轮5，所述滑轮5通过连接杆6与所述卡箍4连接，所述连接杆6穿设于所述开口23。

本实施例中，卡箍4通过滑轮5在轨道2上移动，壳体21的内部设有空腔22，滑轮5安装于空腔22内，可以使滑轮5保持在空腔22内部，减少掉落的风险，还可以将滑轮5隔离开，避免蒸汽或高温环境对滑轮5的影响。

当管道3处于冷态未发生热膨胀时，滑轮5位于第一弹簧吊架11连接的轨道2内，此时蒸汽管路的悬吊刚度为k1；当蒸汽管路处于热态工况发生膨胀位移L1时，滑轮5带着卡箍4随着管路膨胀移至第二弹簧吊架12连接的轨道2内，此时蒸汽管路的悬吊刚度为k2；当蒸汽管路热态工况发生变化而使膨胀位移变为L1+L2时，滑轮5带着卡箍4随着管路膨胀移至第三弹簧吊架13连接的轨道2内，此时蒸汽管路的悬吊刚度为k3。各弹簧吊架的刚度值事先根据不同工况下的蒸汽管道应力计算求得。

本发明实施例提供的一种分阶度自适应刚度管路吊架的原理为：

利用蒸汽管道在不同工况下膨胀量不同的特性，通过配置滑轮5带动卡箍4在经过事先设计的多阶度吊架连接的轨道2上滑动，卡箍4随着管道3膨胀可以移动到相应弹簧吊架1所对应的轨道2内，使管道3在不同工况可以处不同刚度的弹簧吊架1的作用下，实现不同工况下蒸汽管道不同膨胀情况的支吊刚度自适应，以满足蒸汽管道变工况条件下的蒸汽管道可靠、安全支吊，且整个调节过程无需人工干预，具有自适应性，可避免人工调节，减少人员烫伤风险。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种分阶度自适应刚度管路吊架，其特征在于，其包括：

弹簧吊架（1），其包括第一弹簧吊架（11）、第二弹簧吊架（12）和第三弹簧吊架（13），所述第一弹簧吊架（11）、第二弹簧吊架（12）和第三弹簧吊架（13）均设有吊杆（14）；

轨道（2），其安装于所述吊杆（14）上，且三个所述吊杆（14）连接于所述轨道（2）的不同位置；

以及用于夹持管道（3）的卡箍（4），其滑动安装于所述轨道（2）上；

当所述管道（3）发生膨胀位移时，所述卡箍（4）可跟随所述管道（3）沿所述轨道（2）滑动；

所述第一弹簧吊架（11）、所述第二弹簧吊架（12）和所述第三弹簧吊架（13）的刚度依次增大。

2.如权利要求1所述的分阶度自适应刚度管路吊架，其特征在于：

所述第二弹簧吊架（12）竖直设置，所述第一弹簧吊架（11）和所述第三弹簧吊架（13）分别设置于所述第二弹簧吊架（12）的相对两侧，且均向靠近所述第二弹簧吊架（12）的方向倾斜。

3.如权利要求2所述的分阶度自适应刚度管路吊架，其特征在于：

所述第一弹簧吊架（11）与所述第二弹簧吊架（12）的夹角等于所述第三弹簧吊架（13）与所述第二弹簧吊架（12）的夹角。

4.如权利要求2所述的分阶度自适应刚度管路吊架，其特征在于：

所述轨道（2）具有三段，三段所述轨道（2）分别与所述第一弹簧吊架（11）、所述第二弹簧吊架（12）和所述第三弹簧吊架（13）的吊杆（14）连接，三段所述轨道（2）之间柔性连接。

5.如权利要求4所述的分阶度自适应刚度管路吊架，其特征在于：

三段所述轨道（2）之间通过链条（24）连接。

6.如权利要求4所述的分阶度自适应刚度管路吊架，其特征在于：

三段所述轨道（2）处于同一水平面上。

7.如权利要求2所述的分阶度自适应刚度管路吊架，其特征在于：

所述轨道（2）上设有连接块（7），所述连接块（7）通过转轴与所述第一弹簧吊架（11）和所述第三弹簧吊架（13）连接。

8.如权利要求7所述的分阶度自适应刚度管路吊架，其特征在于：

所述第一弹簧吊架（11）和所述第三弹簧吊架（13）分别沿所述轨道（2）的长度方向固定于所述连接块（7）的相对两侧。

9.如权利要求1所述的分阶度自适应刚度管路吊架，其特征在于：

所述轨道（2）包括壳体（21），所述壳体（21）的内部具有空腔（22），所述壳体（21）的底部设有开口（23），所述空腔（22）与所述开口（23）连通，所述空腔（22）内安装有滑轮（5），所述滑轮（5）通过连接杆（6）与所述卡箍（4）连接，所述连接杆（6）穿设于所述开口（23）。