一种抗龙卷风格栅的制作方法

本发明涉及一种抗龙卷风格栅，具体地说，是涉及一种提供较高通风率的同时有效阻挡异物直接穿过的格栅。

背景技术：

在核电站设施等重要设施中的防护格栅，既要考虑当内部发生爆炸等危险状况时，格栅要有良好的通风性能以起到防爆散热的作用；又要考虑在内部正常工作的情况下，格栅具有足够的外部防护能力，以满足在强风等因素的作用下，防止外部异物从格栅直接进入设施内部，避免对内部的安全产生威胁。

现有技术中，还没有能在能保持高通风率、对内防爆散热性能的同时还有很好的外部防护作用的格栅。但是，目前我国正在大力发展核能发电技术，兴建了大量的核电设施，对此类格栅又有着极大地需求。因此，需要一种抗龙卷风格栅。

技术实现要素：

技术问题：本发明提供一种能够在保持较高通风率的同时提供很好地防护能力的抗龙卷风格栅，适用于目前许多重要设施，如核电站等，弥补了目前国内相关技术领域的空白。

技术方案：本发明的抗龙卷风格栅，包括框架、设置在所述框架前后两侧的多个横向连接杆、设置在所述框架后侧并与横向连接杆正交的纵向连接杆、设置在框架中的多个折板型挡板，所述框架的前侧和后侧，多个横向连接杆均等间距分层排列设置，所述多个挡板等间距分层排列设置，每个挡板前后两端分别与一个设置在框架后侧的横向连接杆和一个设置在框架前侧的横向连接杆连接。

进一步的，本发明格栅中，框架为门字形结构，包括3块分别位于上侧、左侧、右侧并两两垂直连接的隔板。

进一步的，本发明格栅中，挡板为l型折板，包括连为一体的两个平面板，所述两个平面板与竖直面的夹角均为即挡板中间的弯折角角度为弯折角两侧，与框架前侧横向连接杆连接的平面板的宽度为l1，与框架后侧横向连接杆连接的平面板的宽度为l2，且满足1<l1/l2≤2的关系。

进一步的，本发明格栅中，l1和l2的比例关系为l1/l2＝2。

进一步的，本发明格栅中，横向连接杆分别在框架前后两侧沿水平方向排布，长度与挡板相同，两端与框架端部连接；纵向连接杆沿竖直排布，框架、挡板、横向连接杆和纵向连接杆间固定连接。

进一步的，本发明格栅中，挡板左右两端与框架两侧内部连接。

挡板的厚度为t为制作挡板的钢板材料厚度，选取目前市场常见的钢板可以降低成本。通风率要求越高，选取的挡板厚度越薄，一般为10mm-20mm左右。组装时，挡板左右两端与框架内侧连接，挡板沿竖直方向依次排布，挡板弯折角两侧与竖直面夹角均为

进一步的，已知h为格栅竖直高度，a为实际需求的格栅通风面积，l1为与框架前侧横向连接杆连接的平面板的宽度，t为挡板的厚度的情况下，格栅的水平厚度w，格栅中挡板的层数n，上下相邻两块挡板弯折角顶点之间的距离h与挡板中间的弯折角之间要满足如下关系：

其中n＝h/h,fix为取整函数，长度单位为m，角度单位为度，面积单位为m²。

进一步的，本发明格栅中，经过计算与实际验证的取值范围为60°～72°。

在上述关系式中，以为变量，遍历取值范围60°～72°内的值，分别得出对应的格栅中挡板的层数n和两块挡板弯折角顶点之间的距离h的取值，对一系列数值进行比较，选择出其中的通风率高又经济合理的最优方案为格栅的相应参数。

横向连接杆在格栅中挡板内外两侧沿水平方向排布，长度与挡板相同，两端与框架内侧连接；纵向连接杆沿竖直排布，位于格栅内部，数量需根据整体格栅稳定性要求判断。框架、挡板、横向连接杆和纵向连接杆相应部分间连接方式为固定，不可移动。

本发明中，横向连接杆3和纵向连接杆4统称为连接杆件，其作用是对格栅结构进行加固，增强其整体强度和抗震性能。经过构建计算模型对格栅的强度和抗震性能的验证，横向连接杆和纵向连接杆在格栅结构中有着十分显著的作用。本发明的抗龙卷风格栅需要在有外部异物撞击时，能够抵挡很强的冲击力，此时横向连接杆和纵向连接杆对提升格栅的整体稳定性十分重要。

进一步的，本发明的一种抗龙卷风格栅，连接杆件、框架和挡板间的连接方式根据实际工作环境选择，常用的有焊接等。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明所述的一种抗龙卷风格栅，在实际使用过程中可显示出非常明显的优越性：

1.本发明的一种抗龙卷风格栅，通过对挡板的设计，严格控制格栅各部分的相关尺寸，使得挡板对于通风的阻碍很小，保证了通风面积，使得抗龙卷风格栅具有极高的通风率，根据不同需求可达到80％以上，极大的保证了其防爆散热的功能；

2.本发明的一种抗龙卷风格栅，在结构设计上十分完善，挡板的设计十分巧妙，在不影响通风的情况下，挡板前后两部分有一定的角度偏移，能够阻挡异物直接从挡板间的空隙穿过；即使有一部分异物进入也是在经过挡板的偏转，大大的减小了对内部的冲击作用。与现有技术相比，在保有较高通风率的情况下，也能有效阻止异物通过格栅，起到非常好的防护作用，且整体强度高防震作用也十分显著；

3.本发明在对其各部分构件的设计上经过了严格的计算，其设计十分简化、结构十分简单，以各部分的共同作用满足实际需求，因而对于实际的生产加工方面的要求较低，制造方便。

附图说明

图1(a)为本发明的抗龙卷风格栅中某两块挡板示意图，图1(b)为所有挡板排布规律示意图；

图2(a)为本发明的抗龙卷风格栅的连接杆件正面示意图，图2(b)为本发明的抗龙卷风格栅的连接杆件反面示意图；

图3为本发明的抗龙卷风格栅的横向连接杆和纵向连接杆连接示意图；

图4(a)为本发明的抗龙卷风格栅的整体结构正面示意图，图4(b)为本发明的抗龙卷风格栅的整体结构反面示意图；

图中有：1—框架，2—挡板，3—横向连接杆，4—纵向连接杆。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明：

本实施例中提供的抗龙卷风格栅外形为矩形，并且高为2m，宽为1m，要求通风率达到75％，即通风面积为1.5m²。在本实施例中，抗龙卷风格栅材质选为钢材。

本发明的一种抗龙卷风格栅，由框架1，挡板2、横向连接杆3和纵向连接杆4四部分组成。其中横向连接杆3和纵向连接杆4统称为连接杆件。

如图4(a)和图4(b)所示，框架1是格栅的外边框，主要作用是与建筑结构相连接，形状和尺寸即为格栅的外形尺寸，在本实施例中为矩形，高h为2m，宽为1m。图中未显示上部的框架部分，如果显示将影响图中的其他部分展示。

如图1(a)所示，挡板2为l型折板，包括连为一体的两个平面板，所述两个平面板与竖直面的夹角均为即挡板2中间的弯折角角度为弯折角两侧，与框架1前侧横向连接杆3连接的平面板的宽度为l1，与框架1后侧横向连接杆3连接的平面板的宽度为l2，且满足1<l1/l2≤2的关系。从经济节省的方面考虑，最优选设计为l1/l2＝2。在本实施例中，弯折角一侧与框架1前侧横向连接杆3连接的平面板的宽度l1的值取320mm，格栅竖直高度h为2m，实际需求的通风面积a为1.5m²，挡板的厚度为t＝10mm的情况下，格栅的水平厚度为w，格栅中挡板2的层数n，两块挡板弯折角顶点之间的距离h与弯折角参数之间要满足如下关系：

其中n＝h/h,fix为取整函数，长度单位为m，角度单位为度，面积单位为m²。经过计算与实际验证的取值范围为60°～72°。

在上述关系式中，以为变量，遍历取值范围60°～72°内的值，分别得出对应的格栅中挡板2的层数n和两块挡板弯折角顶点之间的距离h的取值，对一系列数值进行比较，选择出其中的通风率高又经济合理的最优方案为格栅的相应参数。

在本实施例中，经计算取69°，h的值取124.01mm，层数n为16，水平厚度w为4.4812m，此时通风面积为1.5866m²，通风率为79.33％，为最优解。

如图2(a)、图2(b)、图3所示，横向连接杆3在格栅中挡板2内外两侧沿水平方向排布，长度与挡板相同，两端与框架1内侧连接，分布与挡板2内外两侧，与挡板连接；纵向连接杆4沿竖直排布，位于格栅内部，与挡板2或横向连接杆3连接，数量需根据整体格栅稳定性要求判断。框架、挡板、横向连接杆和纵向连接杆相应部分间连接方式为固定，不可移动。

如图1(b)、图4(a)和图4(b)所示，组装时，挡板2沿框架1内侧高的方向依次排布，弯折角顶点之间距离为h＝124.01mm。组装时，挡板2短边和长边与竖直面夹角均为挡板与框架1内侧连接固定。在本实施例中，选择焊接方式对格栅的各部分进行连接。

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。