基于金属橡胶管道的三向变力减振支架及工作方法与流程

本发明涉及一种基于金属橡胶的管道三向变力减振支架，属于减振降噪领域。

背景技术：
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管道支架（也称管道支承件）是控制管系的应力水平，保证管道长期安全运行的一系列产品，主要用于船舶、火电厂、核电厂和化工炼油企业等工程热力管道和设备的支承。

管道支架结构的设计和形式选用是管道系统设计中的一个重要组成部分,支架除支撑管道重量外,还可以平衡管系作用力,限制管道位移和吸收震动,在管道系统设计时,正确选择和布置结构合理的支架,能够改善管道的应力分布和作用力,确保管道系统安全运行,并延长其使用寿命。

变力支架主要用于有垂直位移的动力管道或设备的支承。目前市面上已经应用的变力支架，其内装有圆柱螺旋弹簧，在承载的同时，它能适应管道或设备的热位移，也能吸收管道的振动，可以同时起到减振作用。

但是由于其主要依靠弹簧力来支承荷载，因此现有的变力弹簧支架只适宜用在需要减少垂直方向应力，且垂直位移较小的场合。

技术实现要素：
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本发明的目的在于提供一种基于金属橡胶管道的三向变力减振支架及工作方法，该支架拓宽了现有支架的适用场合，提高了支架的使用寿命。

本发明解决技术问题所采用的方案是，

本发明基于金属橡胶管道的三向变力减振支架，其特征在于：包括用于夹持固定管道的上管夹和下管夹，所述下管夹的两端下部固定设有罩状的外壳，所述外壳内罩设有具有空心壳状上凸台的底座，所述所述空心壳状上凸台的上表面具有穿孔，所述外壳内底设有穿过穿孔并下穿入空心壳状上凸台体内的下凸台，所述下凸台周圈设有若干个弹性顶针，所述空心壳状上凸台外周壁与外壳内周壁之间套设有空心圆柱金属橡胶。

进一步的，上述下管夹通过工字形连接件连接外壳的上表面。

进一步的，上述下凸台周圈设有四个均布的凹孔槽，所述凹孔槽内设置所述的弹性顶针，所述弹性顶针包括锥型导向杆、设在锥型导向杆锥形端头与凹孔槽槽底之间的圆柱螺旋弹簧。

进一步的，上述空心圆柱金属橡胶的高度高于外壳和空心壳状上凸台的高度。

进一步的，上述底座下端面通过螺栓锁定，所述工字形连接件下端面通过螺栓固定连接在外壳的上表面上，所述工字形连接件上端面焊接固定在下管夹上。

本发明基于金属橡胶管道的三向变力减振支架的工作方法，其特征在于：所述基于金属橡胶管道的三向变力减振支架包括用于夹持固定管道的上管夹和下管夹，所述下管夹的两端下部固定设有罩状的外壳，所述外壳内罩设有具有空心壳状上凸台的底座，所述所述空心壳状上凸台的上表面具有穿孔，所述外壳内底设有穿过穿孔并下穿入空心壳状上凸台体内的下凸台，所述下凸台周圈设有若干个弹性顶针，所述空心壳状上凸台外周壁与外壳内周壁之间套设有空心圆柱金属橡胶；工作时，将空心圆柱金属橡胶套入空心壳状上凸台的外周，将弹性顶针装在下凸台的周圈上，然后将罩状的外壳罩入空心圆柱金属橡胶外围，同时压缩弹性顶针，使弹性顶针能穿过穿孔，最后将管道套置在上管夹和下管夹之间并锁定。

本发明解决了市面上现有的管道变力支架只能衰减较小的垂直方向应力且可承受的位移量很小的缺点，拓宽了变力支架的适用场合，并且提高了支架的使用寿命，符合支架设计的原则。

附图说明：

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1是本发明减振支架立体构造示意图；

图2是本发明减振支架剖面构造示意图；

图3是图2横断面图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明基于金属橡胶管道的三向变力减振支架包括用于夹持固定管道的上管夹1和下管夹6，所述下管夹的两端下部固定设有罩状的外壳3，所述外壳内罩设有具有空心壳状上凸台10的底座4，所述所述空心壳状上凸台10的上表面具有穿孔11，所述外壳内底设有穿过穿孔并下穿入空心壳状上凸台体内的下凸台12，所述下凸台周圈设有若干个弹性顶针13，所述空心壳状上凸台外周壁与外壳内周壁之间套设有空心圆柱金属橡胶5。

进一步的，为了连接可靠，上述下管夹通过工字形连接件连接外壳的上表面。

进一步的，上述下凸台周圈设有四个均布的凹孔槽14，所述凹孔槽内设置所述的弹性顶针13，所述弹性顶针13包括锥型导向杆7、设在锥型导向杆锥形端头与凹孔槽槽底之间的圆柱螺旋弹簧9，在锥型导向杆7外围与圆柱螺旋弹簧9之间套设有空心圆柱金属橡胶8。

进一步的，上述空心圆柱金属橡胶的高度高于外壳和空心壳状上凸台的高度。

进一步的，上述底座下端面通过螺栓锁定，所述工字形连接件下端面通过螺栓固定连接在外壳的上表面上，所述工字形连接件上端面焊接固定在下管夹上。

本发明基于金属橡胶管道的三向变力减振支架的工作方法，所述基于金属橡胶管道的三向变力减振支架包括用于夹持固定管道的上管夹和下管夹，所述下管夹的两端下部固定设有罩状的外壳，所述外壳内罩设有具有空心壳状上凸台的底座，所述所述空心壳状上凸台的上表面具有穿孔，所述外壳内底设有穿过穿孔并下穿入空心壳状上凸台体内的下凸台，所述下凸台周圈设有若干个弹性顶针，所述空心壳状上凸台外周壁与外壳内周壁之间套设有空心圆柱金属橡胶；工作时，将空心圆柱金属橡胶套入空心壳状上凸台的外周，将弹性顶针装在下凸台的周圈上，然后将罩状的外壳罩入空心圆柱金属橡胶外围，同时压缩弹性顶针，使弹性顶针能穿过穿孔，最后将管道套置在上管夹和下管夹之间并锁定。

本发明锥型导向杆6端部设置一带有弹性的滚珠结构，由于带有弹性，能够保证滚珠始终与底座内壁面保持接触，滚珠可以在锥型结构中自由滚动，用以降低上管夹1与底座4内壁之间相对运动的摩擦力。空心圆柱金属橡胶8与圆柱螺旋弹簧9的组合体具有一定压缩量，可以降低由于管道振动所带来的x、z方向的应力和位移，从而达到减振的目的。且外壳3中心部分与底座4顶端之间留有足够的余量，确保在发生振动时其相互之间不会发生碰撞及干涉。外壳3顶部设置有4个螺栓孔，用于与连接件2的连接，连接件2的主要用途在于将上管夹1、下管夹6和外壳3进行固接，并且连接方式都选择螺栓连接，保证后期在进行更换或维修时拆卸便利。

在底座4外壁布置有一空心圆柱金属橡胶5，其特征在于组合体不与外壳3及底座4直接固接，而仅通过底座4外表面进行定位。空心圆柱金属橡胶5具有较大的刚度，可以在一定程度上提供满足支撑刚度的需求。底座4外表面安装空心圆柱金属橡胶5后，其组合体外径仍略小于外壳3内壁直径，保证空心圆柱金属橡胶5在压缩时具有一定变形的空间。

本发明具有以下几个优点：

1）相较于传统的变力支架只能衰减的垂直方向应力的缺点，本支架在内部结构上加入了x、z方向的减振装置，从而实现了同时承受x、y、z三方向的应力和位移的功能。

2）同仅依靠弹簧支承载荷的传统变力支架相比，本发明支架在结构中加入了金属橡胶元件，由不锈钢金属丝编织冲压而成的空心圆柱型金属橡胶7既保留了金属材料耐磨、耐腐蚀的性能，并具备高分子材料相同的可压缩性，且在拉压过程中会通过内部金属丝之间的相互摩擦及挤压运动实现对冲击以及振动能量的吸收。同时又兼具一定的支撑刚度。克服了传统变力支架只能承受较小的应力和位移量的缺点，并且相同的使用条件下，其性能更优越，抵抗破坏的能力更强。