РЕГУЛИРУЕМАЯ ВИБРООПОРА СО СФЕРИЧЕСКИМИ УПРУГИМИ ДЕМПФЕРАМИ

Полезная модель относится к нефтегазовой отрасли и может быть использована совместно с разнообразным технологическим оборудованием, в том числе, с различными типами насосов, компрессоров и вибросит, и предназначена для их виброизоляции.
Известна резиновая виброопора, которая содержит каркас, выполненный в виде двух опорных горизонтальных пластин, опирающихся на соответственно, левый и правый упругие элементы. Горизонтальные пластины жестко соединены с вертикальными пластинами, которые в нижней части каркаса соединены между собой опорной плитой. На опорную плиту через вибродемпфирующую прокладку и вертикальную стойку установлена платформа для виброизолируемого объекта. Левый упругий элемент выполнен в виде демпфера, содержащего корпус в виде цилиндра с днищем, в котором расположен поршень. Поршень выполнен в виде стакана с параллельными между собой и соосными корпусу верхним и нижним буртиками. Между буртиками расположен спеченный фрикционный материал на основе меди. В нижнюю поверхность поршня упирается коническая пружина, витки которой покрыты полиуретаном. Полость между поршнем и днищем корпуса заполнена фрикционным материалом. В канавке внутренней поверхности цилиндра фиксируется стопорное кольцо, удерживающее поршень в исходном состоянии. Правый упругий элемент представляет собой упругий элемент из эластомера, соединенный с сетчатым демпфером (Патент РФ №2653971 С1, дата приоритета 04.08.2017, дата публикации 15.05.2018, автор Кочетов О.С, RU).
Недостатком известного аналога является низкая ремонтопригодность виброопоры в условиях эксплуатации при низких температурах в северных районах нефтедобывающих месторождений РФ, обусловленная большим количеством узлов конструкции и высокими требованиями к материалам деталей.
В качестве прототипа принята известная виброопора со сферическими упругодемпфирующими элементами, которая содержит стержень с установленными на нем двумя основаниями и расположенный между ними корпус с размещенными в нем направляющими трубками, в которых расположены вертикальные ряды сферических упругодемпфирующих элементов, взаимодействующих со сменными толкателями, поджатие которых осуществляется нижней гайкой (Патент РФ №181210 U1, дата приоритета 22.12.2017, дата публикации 06.07.2018, авторы: Петровский Э.А. и др., RU, прототип).
Недостатками прототипа являются: во-первых, вероятность нарушения характеристик работы, вследствие развития поперечных нагрузок при эксплуатации из за отсутствия соединения с возможностью перемещения между нижним основанием и тарелкой в горизонтальной плоскости упругого элемента, расположенного между ними, во-вторых, низкая ремонтопригодность виброопоры в условиях эксплуатации при низких температурах в северных районах нефтедобывающих месторождений РФ, обусловленная большим количеством узлов конструкции и трудозатратами монтажа.
Технической проблемой настоящей полезной модели является повышение эффективности гашения поперечных колебаний, действующих на технологическое оборудование, с возможностью регулирования параметров виброгашения в процессе эксплуатации, а также повышение ремонтопригодности виброопоры путем снижения количества деталей и узлов конструкции.
Для решения технической проблемы предложена регулируемая виброопора со сферическими упругими демпферами, содержащая верхнее и нижнее основания, связывающий их центральный стержень, между основаниями на стержне установлен стакан со сферическими упругими демпферами, на нижнем основании установлен цилиндрический упругий элемент, а на нижнем конце стержня установлена регулирующая гайка. Новым является то, что сферические упругие демпферы свободно расположены в стакане с возможностью контактирования с верхним основанием, которое выполнено с полостью и с центральным стержнем, причем полость образована боковыми стенками, охватывающими стакан с возможностью вертикального перемещения, а контактирующая со сферическими упругими демпферами поверхность выполнена выпуклой с конусностью по направлению к стержню, нижнее основание снабжено выступом, охватывающим нижнюю часть стакана и образующим между ним и нижним основанием полость, в которой установлены размещенные в соответствующих пазах упомянутый цилиндрический упругий элемент и упругое кольцо, причем цилиндрический упругий элемент установлен в кольцевых пазах стакана и основания, а паз, в котором установлено упругое кольцо, образован стенками выступа, охватывающего нижнюю часть стакана, и выступом внизу стакана, охватываемым упругим кольцом, кроме того, в нижнем основании вырезан сегмент для обеспечения доступа к регулирующей гайке.
Согласно полезной модели, угол наклона конической поверхности верхнего основания по отношению к горизонтали составляет 10 градусов.
На фиг. 1 схематично показана регулируемая виброопора со сферическими упругими демпферами, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
Регулируемая виброопора со сферическими упругими демпферами содержит верхнее основание с центральным стержнем 1, на котором закреплено виброизолируемое оборудование 2 (показано условно) через резьбовое соединение с помощью крепежной гайки 3. Сферические упругие демпферы 4 свободно расположены в полости, образуемой между верхним основанием со стержнем 1 и установленным на стержне стаканом 5, с. возможностью контактирования с верхним основанием. При этом верхнее основание со стержнем 1 выполнено с полостью, образованной боковыми стенками 6, охватывающими стакан 5 с возможностью вертикального перемещения, а контактирующая со сферическими упругими демпферами 4 поверхность 7 выполнена выпуклой с конусностью по направлению к стержню, причем оптимальный угол наклона конической поверхности верхнего основания по отношению к горизонтали составляет 10°. Нижнее основание 8 снабжено выступом 9, охватывающим нижнюю часть стакана 5 и образующим между ним и нижним основанием полость, в которой установлены размещенные в соответствующих пазах цилиндрический упругий элемент 10 и упругое кольцо 11. Причем цилиндрический упругий элемент 10 установлен в кольцевых пазах стакана 5 и нижнего основания 8, а паз, в котором установлено упругое кольцо 11, образован стенками выступа 9, охватывающего нижнюю часть стакана, и выступом 12 внизу стакана, охватываемым упругим кольцом 11, как показано на фиг. 1. Кроме того, в нижнем основании 8 вырезан сегмент для обеспечения доступа в его полость к регулирующей гайке Постановленной на нижнем резьбовом конце центрального стержня, как показано на фиг. 2.
Заявляемая регулируемая виброопора со сферическими упругими демпферами работает следующим образом:
Сферические упругие демпферы 4, цилиндрический упругий элемент 10 и упругое кольцо 11 воспринимают и рассеивают вибрационные нагрузки различных векторов от колебаний виброизолируемого оборудования 2, тем самым, изолируя их. Гашение колебаний в вертикальном направлении в большей степени определяется работой сферических упругих демпферов 4. При воздействии контактирующей поверхности верхнего основания со стержнем 1 на сферические упругие демпферы 4, они деформируются в поперечном направлении, приобретая эллиптическую форму. Значительная часть энергии идет на работу сил упругости и сил трения, как в материале сферических упругих демпферов 4, так и на трение между самими сферическими упругими демпферами, а также трения сферических упругих демпферов 4 о поверхности верхнего основания со стержнем 1 и стакана 5. При этом коническая контактирующая поверхность 7 верхнего основания со стержнем 1, выполненная под углом 10° к горизонтали, обеспечивает передачу большего количества энергии поперечных колебаний в сферические упругие демпферы 4, чем объясняется повышение эффективности гашения поперечных колебаний. При этом, за счет соединения с возможностью вертикального движения стакана 5 и нижнего основания 8 в основании со стержнем 1, обеспечивается соосность стакана 5 и нижнего основания 8, что исключает возможность развития поперечных колебаний в горизонтальной плоскости упругого кольца 11.
Сферические упругие демпферы 4 могут быть выполнены из резины с такой твердостью, которая реализует необходимую для данного оборудования осадку, обеспечивая максимальную степень виброизоляции в осевом и радиальном направлениях. Регулировка амплитудно-частотной характеристики виброопоры осуществляется также за счет изменения величины предварительного поджатая сферических упругих демпферов 4, цилиндрического упругого элемента 10 и упругого кольца 11 при помощи регулирующей гайки 13, тем самым реализована возможность регулятора жесткости виброопоры, что позволяет осуществить гашение широкого спектра колебаний. Для обеспечения возможности регулировки амплитудно-частотной характеристики виброопоры, без ее отсоединения от виброизолируемого оборудования, в нижнем основании 8 предусмотрен вырез для доступа к регулирующей гайке 13 (фиг. 2).
Положительной отличительной особенностью виброопоры также является упрощенная конструкция, состоящая из минимального количества элементов, что обеспечивает повышение ремонтопригодности виброопоры в условиях эксплуатации при низких температурах в северных районах нефтедобывающих месторождений РФ.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в повышении эффективности гашения поперечных колебаний, действующих на технологическое оборудование, с возможностью регулирования параметров виброгашения, а также в повышении ремонтопригодности виброопоры за счет снижения количества деталей и узлов конструкции.