УПРУГОПОДАТЛИВАЯ ОПОРА
ELASTO-YIELDING SUPPORT

Изобретение относится к опорам большеобъемных изделий, преимущественно резервуаров, с циклической тепловой нагрузкой, и может быть использовано в теплообменной технике, например в химической промышленности.
Известен конденсатор намораживания фталевого ангидрида КН-4100 производства ОАО ПЗ «Машиностроитель», включающий резервуар с теплообменными трубами, вес которого через несущие элементы резервуара распределен по двум рядам опор, расположенных на одной раме. Каждая опора включает в себя винтовую пару, верхняя часть которой через сферическое соединение упирается в несущий элемент резервуара. Сферическое соединение установлено на антифрикционной прокладке с возможностью небольших перемещений в горизонтальной плоскости. Конденсатор намораживания работает в условии циклической тепловой нагрузки (см. местный вид М-М сборочного чертежа конденсатора намораживания КН-4100 разработки ОАО ПЗ «Машиностроитель»).
Конструкция опоры позволяет ориентировочно распределить вес резервуара по всем опорам и разгрузить резервуар от напряжений, связанных с тепловым расширением резервуара и перемещением, вследствие этого, его несущих элементов по горизонтальной плоскости, а также их скручиванием.
Недостатком конструкции является отсутствие возможности контроля распределения веса резервуара по опорам. Резервуар имеет большие размеры и, соответственно, при распределении веса имеет большие перемещения своих несущих элементов в зоне упругих деформаций стенок резервуара. Визуальный контроль контакта подводимой опоры с несущим элементом будет свидетельствовать только о том, что опора действительно подведена под несущий элемент резервуара где-то в зоне упругой деформации, но не более того. Нет возможности оценки величины усилия, воспринимаемого опорой. Следующим недостатком конструкции является то, что опора при тепловых деформациях не позволяет разгрузить резервуар от напряжений, связанных с неравномерным перемещениям несущих элементов резервуара в вертикальном направлении, т.к. перемещение несущих элементов резервуара относительно друг друга в вертикальном направлении не влечет за собой перемещения элементов опоры, и часть опор могут оказаться без нагрузки, а другая часть перегружена. В результате этого резервуар испытывает циклические деформации от неравномерного распределения веса по опорам, что ведет к преждевременному его разрушению. Отсутствие контроля при первоначальном распределении веса резервуара усиливает этот негативный фактор.
Наиболее близким аналогом является упругоподатливая опора под патрубок преимущественно резервуаров по патенту РФ №2069726, МПК Е04Н 07/00.
Опора включает в себя верхнюю и нижнюю опорные плиты, между которыми расположена цилиндрическая обойма с набором тарельчатых пружин, упирающихся в верхний опорный элемент через диафрагму с антифрикционным материалом.
Известная конструкция опоры способна разгрузить изделие от напряжений, связанных с тепловым расширением резервуара и перемещением вследствие этого его несущих элементов не только по горизонтальной плоскости и их скручиванием несущих элементов, но и разгрузить изделие от напряжений, связанных с перемещением несущих элементов в вертикальном направлении, при условии, что во время монтажа должна быть обеспечена возможность контроля распределения веса и его регулирование.
Недостатком конструкции остается невозможность контроля распределения веса по опорам и его регулирование при монтаже и эксплуатации.
Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении ресурса работы изделия за счет уменьшения циклических деформаций в вертикальном направлении из-за неравномерного распределения веса изделия по опорам. При решении задачи достигается следующий технический результат:
- обеспечение возможности контроля и регулирования равномерности распределения веса изделия по опорам при его монтаже и эксплуатации.
- наряду со способностью опоры разгрузить изделие от напряжений, связанных с тепловым расширением резервуара и перемещением вследствие этого его несущих элементов по горизонтальной плоскости и их скручиванием, достигается обеспечение равномерности распределения веса изделия по опорам при перемещении несущих элементов резервуара в вертикальном направлении.
Технический результат достигается тем, что в известной упругоподатливой опоре под большеобъемные теплонагруженные изделия, включающей две опорные плиты, между которыми последовательно расположены цилиндрическая обойма с набором тарельчатых пружин, диафрагма и антифрикционный материал, в отличие от прототипа, одна из опорных плит имеет возможность регулировки своей высоты, при этом рабочий ход набора тарельчатых пружин оттарирован в соответствии с их жесткостью в единицах силы.
Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображен вариант исполнения предлагаемой опоры с обстановкой изделия.
Опора включает в себя верхнюю 1 и нижнюю 2 опорные плиты, между которыми установлены цилиндрическая обойма 3 с набором тарельчатых пружин 4 и диафрагма 5. Между диафрагмой 5 и плитой 2 в ее углублении расположена фторопластовая пластина 6. Верхняя опорная плита 1 выполнена составной с платиком 7, в который она ввинчена хвостовиком 8. Платик 7 для удобства монтажа прихвачен сваркой к несущему элементу изделия 9. Для завинчивания верхней опоры 1 в платик 7 в ее теле выполнено несколько прямоугольных пазов 10. Диафрагма 5 и обойма 3 прихвачены между собой сваркой, а верхняя опорная плита 1 закреплена в обойме 3 от выпадания с помощью стопорного кольца 11. Неразъемность конструкции обеспечивает удобство монтажа резервуара на опоры. Расстояние «h» между опорными плитами 1 и 2 соответствует рабочему ходу набора тарельчатых пружин 4. Расстояние «h» оттарировано в единицах силы в соответствии с жесткостью тарельчатых пружин 4. Жесткость пружин выбирают исходя из конкретных условий эксплуатации.
Устройство работает следующим образом. После установки изделия на опоры измеряют расстояние «h» на всех опорах и сравнивают его с допустимым тарировочным значением, т.е. проверяют равномерность распределения веса по опорам. При необходимости завинчивая или вывинчивая плиту 1 из платика 7, изменяют ее высоту, доводя размер «h» до тарировочного значения. При возникновении тепловых деформаций изделия в горизонтальной плоскости вся верхняя часть опоры перемещается следом за изделием, скользя диафрагмой 5 по фторопластовой пластине 6 нижней опорной плиты 2. Также при тепловой деформации несущего элемента изделия 9 в виде кручения верхняя опорная плита 1 беспрепятственно поворачивается на наборе пружин 4. При изменении взаимного расположения несущих элементов изделия 9 в вертикальном направлении верхняя опора 1 перемещается следом за несущим элементом 9, продолжая воспринимать вертикальную нагрузку в соответствии с тарировкой изменившегося расстояния «h».
Предлагаемая опора наряду со способностью разгрузить изделие от напряжений, связанных с тепловым расширением резервуара и перемещением вследствие этого его элементов не только по горизонтальной плоскости и скручивания несущих элементов резервуара, обеспечивает равномерное распределения веса изделия по опорам при перемещении несущих элементов резервуара в вертикальном направлении. Предлагаемая опора может быть использована для компенсации не только тепловых деформаций, но и деформаций, вызванных иными причинами, например, при подвижках грунта, на котором установлены опоры.