ВИБРОИЗОЛЯТОР ФУНДАМЕНТА ПОД ТУРБОАГРЕГАТ

Полезная модель относится к области строительства, более конкретно -к конструктивному выполнению виброизолирующих устройств виброизоляторов для фундаментов под турбоагрегаты, и может использоваться также в машиностроении.
Известно опорное устройство под турбоагрегат, предназначенное для поддержания проектного уровня опорной плиты и гашения разночастотной вибрации, которое содержит опорную плиту для установки турбоагрегата, уложенную на основание базу и размещенные между базой и опорной плитой опоры, каждая из которых снабжена упругим элементом и заполненной рабочей средой емкостью, причем емкости всех опор соединены между собой системой трубопроводов. Дополнительно устройство снабжено источником постоянного давления, соединенным с системой трубопроводов, и установленными на трубопроводах запорно-регулирующими приспособлениями. Упругий элемент размещен под соответствующей емкостью или над ней (Авторское свидетельство СССР №702117, E02D 27/44, 1979).
Недостатком аналога является отсутствие возможности управления собственными частотами системы в случае возникновения в ней резонансных явлений.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является сильфонный компенсатор (СК), воспринимающий тепловые удлинения трубопроводов, которые снабжены запорно-регулирующими приспособлениями. СК состоит из многослойного сильфона и приваренных к нему с обеих сторон патрубков, на которых крепятся фланцы со стяжными устройствами, состоящими из тяг и гаек. На фланцах закреплен кожух, а внутри полости компенсатора устанавливается обечайка, приваренная одним
концом к одному из патрубков (Энергетика и электрификация. Серия 1. Тепловые электростанции, теплофикация и тепловые сети. Выпуск 3. Новые конструкции компенсаторов для тепловых сетей. - М.: 1987, с.7-15, рис.6).
Недостатком прототипа является невозможность отстройки его собственных частот от частот возмущающих сил, при которых наблюдаются резонансные колебания возникающие при работе оборудования.
Предлагаемым техническим решением решается задача обеспечения возможности регулирования собственных частот виброизолятора, повышения демпфирующих свойств и эффективности его работы в процессе эксплуатации оборудования.
Для достижения этого технического результата виброизолятор фундамента под турбоагрегат, содержащий верхний и нижний патрубки, размещенный между ними эластичный многослойный герметичный тонкостенный сильфон и трубопровод, снабженный запорно-регулирующими приспособлениями, снабжен регулятором давления и нагнетательным устройством, от которого подается воздух в полость виброизолятора с исключением его обратного хода по трубопроводу, а каждый слой гофрированной обечайки эластичного многослойного герметичного тонкостенного сильфона покрыт вибропоглащающим материалом.
Кроме того, заявленное техническое решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, а именно:
- в качестве регулятора давления использован сбросной клапан,
- в качестве запорно-регулирующего приспособления использованы обратный клапан и манометр.
Отличительными признаками предлагаемого виброизолятора фундамента под турбоагрегат от указанного выше известного является наличие регулятора давления и нагнетательного устройства для подъема давления воздуха внутри полости эластичного многослойного герметичного тонкостенного сильфона, каждый слой гофрированной обечайки которого
покрыт вибропоглощающим материалом, и подача воздуха в полость виброизолятора с исключением его обратного хода по трубопроводу.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.
На фиг.1 показан фундамент под турбоагрегат, общий вид.
На фиг.2 - виброизолятор фундамента, внешний вид.
На фиг.3 - продольное сечение виброизолятора.
На фиг.4 - вид гофра многослойного сильфона.
Виброизолятор установлен в фундаменте под турбоагрегат 1, состоящем из верхней плиты 2, опирающейся на гибкие стойки 3, заделанные в нижней плите 4, которая расположена на грунтовом основании 5 (фиг.1). Между верхней плитой 2 и гибкими стойками 3 размещен виброизолятор 6, состоящий из верхнего 7 и нижнего 8 патрубков, между которыми расположен эластичный многослойный герметичный тонкостенный сильфон 9 (фиг.2). Верхний и нижний патрубки 7 и 8 представляют собой сварные конструкции, выполненные из цилиндрических колец 10 и 11, на внутренних стенках которых сделаны специальные крючки 12, к которым с помощью сварки присоединен эластичный многослойный герметичный тонкостенный сильфон 9. Стальные плиты 13 с отверстиями 14 приварены к свободным концевым участкам цилиндрических колец 10 и 11 (фиг.3). В результате чего образуется виброизолятор 6, который с помощью крепежных элементов 15 прикреплен к закладным стальным деталям 16 верхней плиты 2 и гибких стоек 3 фундамента. Полость 17 эластичного многослойного герметичного тонкостенного сильфона 9 с помощью отверстия 18 и трубопровода 19, оснащенного обратным клапаном 20 и манометрами 21, соединена с нагнетательным устройством 22 для подъема давления воздуха внутри виброизолятора 6. Виброизолятор 6 оборудован регулятором давления 23, который соединяется с внутренней полостью 17 с помощью штуцера 24.
Основной деталью виброизолятора 6 является эластичный многослойный герметичный тонкостенный сильфон 9, представляющий
собой гофрированную обечайку 25 с горообразным профилем гофр 26 (фиг.4). Для увеличения эффекта ослабления энергии колебаний системы турбоагрегат-фундамент-основание (ТФО) каждый слой гофрированной обечайки 25 эластичного многослойного герметичного тонкостенного сильфона 9 покрыт вибропоглощающим материалом (на фиг.4 не показан). Кроме этого в виброизоляторах данного типа демпфирование создается силами сухого трения между слоями эластичного многослойного герметичного тонкостенного сильфона 9. Устойчивость формы виброизолятора 6 обеспечивается жесткими кольцами 27, выполненными с канавками, во внутренних пазах 28 гофрированной обечайки 25 эластичного многослойного герметичного тонкостенного сильфона 9.
Работа виброизолятора фундамента под турбоагрегат осуществляется следующим образом.
При эксплуатации турбоагрегата 1 в результате неуравновешенности валопровода возникают динамические нагрузки, вызывающие колебания как самого турбоагрегата 1, так и фундамента. Колебания передаются с верхней плиты 2 фундамента через закладную стальную деталь 16, верхний патрубок 7 на эластичный многослойный герметичный тонкостенный сильфон 9, которым большая часть энергии колебаний гасится. Оставшаяся часть энергии колебаний через нижний патрубок 8 виброизолятора 6 и закладную стальную деталь 16 передается на гибкие стойки 3 и гасится ими. Количество виброизоляторов 6 на один турбоагрегат 1 зависит от его мощности.
При работе системы ТФО для изменения резонансной частоты приводят в действие нагнетательное устройство 22. Перед включением нагнетательного устройства 22 на виброизолятор 6, верхнюю плиту 2 и гибкую стойку 3 устанавливаются вибродатчики, которые соединяются, например, с балансировочно-измерительным прибором типа БИП-6 (на чертеже не показан). Затем подают давление воздуха с помощью нагнетательного устройства 22 в полость 17 виброизолятора 6, посредством
трубопровода 19, оборудованного обратным клапаном 20 и манометром 21, резонансную частоту которого необходимо изменить. При этом обратный ход воздуха в направлении нагнетательного устройства 22 исключен. Изменение подачи давления воздуха приводит к изменению эффективной жесткости виброизолятора 6, что в свою очередь находит отражение на экране прибора БИП-6 и по его стрелочному указателю, где прослеживается изменение (например, уменьшение) амплитуды колебаний элементов фундамента, на которых установлен виброизолятор 6, и собственно виброизолятора 6. Так как частота собственных колебаний виброизолятора 6 была отстроена от частоты, при которой наблюдались резонансные колебания системы ТФО, то амплитуды колебаний элементов фундамента вблизи виброизолятора 6 существенно снижаются. В процессе дальнейшей эксплуатации системы ТФО при возникновении необходимости повторной отстройки частоты, при которой наблюдается резонанс системы, с помощью регулятора давления 23 и штуцера 24 часть воздуха удаляется с внутренней полости 17 виброизолятора 6. Это ведет к изменению эффективной жесткости виброизоляторя 6, а следовательно и его собственной частоты. При этом амплитуды колебаний элементов системы значительно снижаются. Таким образом, в процессе эксплуатации системы ТФО производится отстройка резонансных частот фундамента от частот возмущающих сил, возникающих при эксплуатации турбоагрегата 1 без останова работы оборудования.
Предлагаемый виброизолятор 6 служит также и для защиты системы ТФО от кинематического возмущения грунтового основания 5. В этом случае колебания грунтового основания 5 передаются нижней плите 4 и далее гибким стойкам 3, которыми горизонтальная составляющая колебаний гасится; вертикальная составляющая колебаний через закладную стальную деталь 16 гибких стоек 3 передается виброизолятору 6 и последним гасится. При возникновении резонансных колебаний отдельных гибких стоек 3 их частотная отстройка от частот возмущающего воздействия источника
осуществляется при помощи нагнетательного устройства 22 путем подъема давления воздуха внутри полости 17 виброизолятора 6 по описанной выше методике.
Использование данного технического решения позволяет повысить виброизолирующие свойства, несущую способность, надежность и долговечность виброизоляторов, которые способны нести достаточно большую нагрузку, обладая при этом высокими демпфирующими свойствами.