一种具有吊杆偏斜警示功能的管道吊挂装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种管道吊挂装置，具体涉及一种具有吊杆偏斜警示功能的管道吊挂装置。


背景技术：

2.管道是连接两个、多个设备之间运送介质的运输系统，广泛应用于火力发电厂、核电厂、石油化工等能源行业领域。在服役过程中，为克服机械载荷、位移载荷、热载荷的作用，需要在管道上适当位置布置吊挂装置，以确保管道安全运行。吊挂装置通常由建筑结构连接件、功能组件、中间连接件及管部组成，其中建筑结构连接件及管部直接与生根梁、被吊挂管道相连，中间连接件则起到连接功能组件与管部的作用，是主要受力结构。
3.为了减少被悬吊管道在非设计方向上的受力，需将中间连接件(如吊杆等)与设计方向的夹角控制在一定范围内。《火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则》(dl/t616-2006)、《火力发电厂金属金属监督规程》(dl/t438-2016)要求：变力弹簧吊架、恒力弹簧吊架的吊杆与垂线间夹角小于4
°
；刚性支吊架的吊杆与垂线间夹角小于3
°
。但实际运行过程中吊杆呈三维状态偏斜，受火力发电厂布局的影响，大多支吊架为悬空布置，不易抵近观测，进而无法准确获知吊杆的偏斜状态，最终造成吊杆偏斜问题的漏检，严重影响火力发电机组的安全运行。
4.因此，有必要设计一种更合理有效的一种管道吊挂装置，其需具备以下功能：吊杆偏斜警示、偏斜角度警示阈值可调。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种具有吊杆偏斜警示功能的管道吊挂装置，该装置具有吊杆偏斜警示及偏斜角度警示阈值可调的特点。
6.为达到上述目的，本实用新型所述的具有吊杆偏斜警示功能的管道吊挂装置包括销座、第一环形耳子、保险绳、万向连接螺栓、垂杆、上拉杆、主重力块、连接软绳、次重力块、下拉杆、第二环形耳子及管夹；
7.上拉杆的上端与第一环形耳子相连接，上拉杆的下端通过与下拉杆的上端相连接，下拉杆的下端与第二环形耳子，销座与第一环形耳子相连接，管夹与第二环形耳子相连接，上拉杆的上侧设置有第一保险卡环及第二保险卡环，其中，保险绳的一端与第一保险卡环及第二保险卡环相连，保险绳的另一端与垂杆的中部相连接，垂杆的上端通过第一主支点卡环及第二主支点卡环与上拉杆的中部相连接，上拉杆的下侧设置有第一次支点卡环及第二次支点卡环，其中，连接软绳的一端与次重力块相连接，连接软绳的另一端绕过第一次支点卡环及第二次支点卡环后通过第一连接卡环及第二连接卡环连接于垂杆的下侧，垂杆的底部设置有主重力块；
8.连接软绳上靠近第一连接卡环及第二连接卡环的一侧长度为l4的部分为一种颜色，其余部分另一种颜色；第一主支点卡环及第二主支点卡环通过万向连接螺栓固定于垂
杆相连接；
9.其中，l1为第一主支点卡环及第二主支点卡环与第一次支点卡环及第二次支点卡环之间的距离，l2为万向连接螺栓的半球形端部球心至第一连接卡环及第二连接卡环中心的距离，k为常数。
10.上拉杆的下端通过花兰螺丝与下拉杆的上端相连接。
11.销座通过销轴与第一环形耳子相连接。
12.管夹通过管夹螺栓与第二环形耳子相连接。
13.保险绳通过保险螺栓及保险扣螺母与垂杆的中部相连接。
14.第一保险卡环及第二保险卡环通过保险卡环螺栓固定于上拉杆上。
15.第一主支点卡环及第二主支点卡环通过主卡环螺栓固定于上拉杆上。
16.k为1.995或者1.997。
17.第一次支点卡环及第二次支点卡环通过次支点卡环螺栓固定于上拉杆上。
18.第一连接卡环及第二连接卡环通过连接卡环螺栓与垂杆相连接。
19.本实用新型具有以下有益效果：
20.本实用新型所述的具有吊杆偏斜警示功能的管道吊挂装置在具体操作时，连接软绳上靠近第一连接卡环及第二连接卡环的一侧长度为l4的部分为一种颜色，其余部分另一种颜色，其中，l4根据l1及l2确定，l1为第一主支点卡环及第二主支点卡环与第一次支点卡环及第二次支点卡环之间的距离，l2为万向连接螺栓的半球形端部球心至第一连接卡环及第二连接卡环中心的距离，在实际使用时，仅需观测连接软绳的颜色，即可判断吊杆偏斜是否超标，便于现场巡检人员做出准确判断。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为本实用新型的局部结构示意图；
23.图3为本实用新型中连接软绳12示意图；
24.图4为本实用新型中各设计参数间的关系示意图；
25.图5为本实用新型中垂杆7受力示意图。
26.其中，1为销座、2为第一环形耳子、21为销轴、301为保险卡环螺栓、31为第一保险卡环、32为第二保险卡环、4为保险绳、501为主卡环螺栓、51为第一主支点卡环、52为第二主支点卡环、53为万向连接螺栓、61为保险螺栓、62为保险扣螺母、7为垂杆、801为连接卡环螺栓、81为第一连接卡环、82为第二连接卡环、901为次支点卡环螺栓、91为第一次支点卡环、92为第二次支点卡环、10为上拉杆、11为主重力块、12为连接软绳、13为次重力块、14为花兰螺丝、15为下拉杆、16为第二环形耳子、17为管夹螺栓、18为管夹。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆
本实用新型公开的概念。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
28.在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
29.参考图1至图4，本实用新型所述的具有吊杆偏斜警示功能的管道吊挂装置包括销座1、第一环形耳子2、销轴21、保险卡环螺栓301、第一保险卡环31、第二保险卡环32、保险绳4、主卡环螺栓501、第一主支点卡环51、第二主支点卡环52、万向连接螺栓53、保险螺栓61、保险扣螺母62、垂杆7、连接卡环螺栓801、第一连接卡环81、第二连接卡环82、次支点卡环螺栓901、第一次支点卡环91、第二次支点卡环92、上拉杆10、主重力块11、连接软绳12、次重力块13、花兰螺丝14、下拉杆15、第二环形耳子16、管夹螺栓17及管夹18；
30.上拉杆10的上端与第一环形耳子2相连接，上拉杆10的下端通过花兰螺丝14与下拉杆15的上端相连接，下拉杆15的下端与第二环形耳子16，销座1通过销轴21与第一环形耳子2相连接，管夹18的一端通过管夹螺栓17与第二环形耳子16相连接，上拉杆10的上侧设置有第一保险卡环31及第二保险卡环32，其中，保险绳4的一端与第一保险卡环31及第二保险卡环32相连，保险绳4的另一端通过保险螺栓61及保险扣螺母62与垂杆7的中部相连接，垂杆7的上端通过第一主支点卡环51及第二主支点卡环52与上拉杆10的中部相连接，上拉杆10的下侧设置有第一次支点卡环91及第二次支点卡环92，其中，连接软绳12的一端与次重力块13相连接，连接软绳12的另一端绕过第一次支点卡环91及第二次支点卡环92后通过第一连接卡环81及第二连接卡环82连接于垂杆7的下侧，垂杆7的底部设置有主重力块11。
31.第一保险卡环31及第二保险卡环32通过保险卡环螺栓301固定于上拉杆10上，第一主支点卡环51及第二主支点卡环52通过主卡环螺栓501固定于上拉杆10上，第一主支点卡环51及第二主支点卡环52通过万向连接螺栓53固定于垂杆7相连接，第一次支点卡环91及第二次支点卡环92通过次支点卡环螺栓901固定于上拉杆10上，第一连接卡环81及第二连接卡环82通过连接卡环螺栓801与垂杆7相连接。
32.万向连接螺栓53与垂杆7的轴线垂直分布。第一保险卡环31、第二保险卡环32、第一主支点卡环51、第二主支点卡环52、第一连接卡环81、第二连接卡环82、第一次支点卡环91及第二次支点卡环92均为半圆形结构。销座1通过焊接与生根结构(钢梁等)连接。
33.连接软绳12设有颜色分区，用以标识偏斜角度；且靠近第一连接卡环81及第二连接卡环82的一侧长度为l4，且绳段部分标识为绿色，其余部分标识为红色；
34.实际使用时，仅需观测第一连接卡环81及第二连接卡环82至第一次支点卡环91及第二次支点卡环92之间是否出现红色绳段，若观测到红色绳段，即代表吊杆偏斜超标，便于现场巡检人员做出准确判断。
35.本实用新型的原理为：
36.第一主支点卡环51及第二主支点卡环52装配后端部形成半球形内腔，半球形内腔曲率半径为r1，球形内腔底部设有圆形通孔，通孔直径为d1；万向连接螺栓53设有半球形端部，半球形弧面曲率半径为r2，且满足：r1》2r2；万向连接螺栓53的螺纹外径为d2，且满足：d1》
2d2；万向连接螺栓53的半球形端部置于该半球形内腔中，万向连接螺栓53的另一端穿过球形内腔底部圆形通孔并与垂杆7通过螺纹连接；当管道产生三向位移时，吊杆也随之产生偏斜，由于r1》2r2且d1》2d2，故万向连接螺栓53可灵活摆动，不与主支点卡环发生干涉，在重力作用下，万向连接螺栓53及垂杆7始终与重垂线重合。
37.主重力块11的质量为m1，重力为g1；次重力块13的质量为m2，重力为g2，对垂杆7进行受力分析，受力分析示意图如图5所示。垂杆7受连接软绳12的拉力g2、主重力块11的压力g1、万向连接螺栓53对垂杆7的拉力f，当吊杆发生偏斜，与重垂线存在α夹角时，在连接软绳12的拉力g2作用下，垂杆7较于重垂线产生β夹角的倾斜，依据受力平衡可得：
38.f*sinβ＝f1＝f3＝g2*sinγ
39.f*cosβ+g2*cosγ＝g140.当m1》》m2，即g1》》g2时，得：sinβ≈0；cosβ≈1，即β≈0
°
。即可保证在吊杆在任意偏斜状态下，垂杆7均可认为与重垂线重合。
41.基于现场安装条件，确定第一主支点卡环51及第二主支点卡环52与第一次支点卡环91及第二次支点卡环92之间的距离l1、万向连接螺栓53半球形端部球心至第一连接卡环81及第二连接卡环82中心的距离l2，第一连接卡环81及第二连接卡环82至第一次支点卡环91及第二次支点卡环92之间的连接软绳12长度为l3，吊杆发生偏斜时，与重垂线夹角为α，根据余弦定理得：
[0042][0043]
当α达到《火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则》、《火力发电厂金属金属监督规程》所规定的偏斜角度阈值时，对应的设置为连接软绳12靠近第一连接卡环81及第二连接卡环82一侧的长度，即令
[0044]
故当吊架为刚性吊架时，吊杆偏斜角度阈值3
°
，即，即当吊架为变力弹簧吊架或恒力弹簧吊架时，吊杆偏斜角度阈值4
°
，即
[0045]
连接软绳12设有颜色分区，用以标识偏斜角度；且靠近第一连接卡环81及第二连接卡环82一侧长度为l4的绳段部分标识为绿色，其余部分标识为红色。实际使用时仅需观测第一连接卡环81及第二连接卡环82至第一次支点卡环91及第二次支点卡环92之间是否出现红色绳段，若观测到红色绳段即代表吊杆偏斜超标，便于现场巡检人员做出准确判断。
[0046]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型介绍的技术范围内，可轻易想到的变化或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。