АМОРТИЗИРУЮЩИЙ МОСТ
SHOCK-ABSORBING BRIDGE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к крепежному устройству. Более конкретно, настоящее изобретение относится к крепежному устройству для крепления трубы к стенке или к поверхности для эффективного смягчения передачи вибрационных усилий трубы, перпендикулярных к стенке или к поверхности, обеспечивая сокращение интенсивности «конструкционного» шума, с одновременным обеспечением прочного закрепления трубы. Труба может быть заполнена водой или жидкостью, которая может представлять для больших диаметров системы каналов значительные силы, параллельные стенке или перегородке.
Описание предшествующего уровня техники
Крепежное устройство для трубы обычно содержит хомут для закрепления трубы, основание, соединенное с хомутом и выполненное с возможностью крепления к стене, и амортизирующее средство для гашения вибраций, передаваемых от трубы к стене. Целью такого устройства является ограничение конструкционного шума, создаваемого вибрациями, передаваемыми стене, и поэтому можно назвать этот тип крепежного устройства «акустическим хомутом».
В документе ЕР 0585543 описано крепежное устройство, имеющее двойной хомут, который имеет хорошие амортизирующие характеристики. Однако конструкция, имеющая двойной хомут, влечет за собой высокие затраты, трудности при сборке, является громоздкой, имеет неэстетичный вид и не может быть выполнена как деталь из одного материала.
В документе ЕР 0666628 описано крепежное устройство, в котором открытые хомуты соединены с основанием с помощью гибкого моста и работающие на изгиб элементов. Эта конструкция не обеспечивает ни хорошую амортизацию, ни хорошую механическую прочность.
В документе WO 2004/074707 описано крепежное устройство, в котором хомут соединен с основанием с помощью амортизирующего моста, состоящего из двух деформируемых колец. Амортизирующий мост может быть деформирован во всех направлениях, что подразумевает перемещение трубы во всех направлениях. Кроме того, это устройство не может выдерживать высокие нагрузки без чрезмерных деформаций.
В документе ЕР 1482205 описано гасящее вибрации устройство, содержащее корпус из одной детали, изготовленное из эластомерного материала и имеющее, по существу, цилиндрическую форму, причем в центре устройства предусмотрено открытое отверстие и на каждом из своих концов устройство имеет круговой выступ, называемый соответственно нижний круговой выступ и верхний круговой выступ, причем каждый из них представляет собой закругленный внутрь участок по направлению к корпусу и обращенный друг к другу, отличающееся тем, что устройство содержит третий круговой выступ, который является промежуточным, с поперечным сечением в виде параллелограмма, при этом три выступа выполнены с возможностью вхождения в состояние насыщения, когда давление выше 10 (N)Н приложено на каждом из концов корпуса и когда одновременно давление выше 50 (N) Н приложено сбоку на каждый выступ, при этом открытое отверстие имеет прямоугольное поперечное сечение на каждом конце и представляет собой полую форму между двумя краями.
Это устройство, имеющее загнутые внутрь выступы, должно быть изготовлено из эластомерного материала и может легко деформироваться в стороны и по диагонали.
В документе ЕР 0793432 описана подвесная концевая рамка с трехточечным мостом для поперечных реек для конструкции основания станины. Это устройство не может поглощать вибрации, которые направлены перпендикулярно к оси соответствующего устройства.
В документе DE 102006025055 описано соединительное устройство многонаправленной вибрации, содержащее сегмент, имеющий изменяемое крепежное устройство для выдерживания усилия, корпус, изготовленный из упругого постоянного материала, и два плоских жестких диска, соединенных друг с другом. Это устройство, имеющее упругие тороидальные элементы, легко деформируется по диагонали под действиями вынесенных боковых усилий, при этом его геометрическая форма не может гарантировать низкую аксиальную жесткость и большое аксиальное или диагональное сопротивление. Кроме того, трудно изготовить это устройство только из одного единственного материала.
Сущность изобретения
Задача, которую предлагает решить настоящее изобретение, заключается в создании крепежного устройства, которое не имеет, по меньшей мере, некоторых из вышеупомянутых недостатков по предшествующему уровню техники и которое позволяет отвечать требованиям данной области применения. В частности, задачей изобретения является создание амортизирующего моста, который обеспечивает эффективное гашение вибраций в направлении, перпендикулярном к плоскости стены, на которой он будет закреплен, одновременно обеспечивая хорошую опору для трубы.
Предметом изобретения является амортизирующий мост, который содержит две мембраны, центральное жесткое плечо, продолжающееся перпендикулярно к мембранам и соединяющее мембраны друг с другом, и поперечную жесткую конструкцию, соединяющую мембраны вместе, по меньшей мере, на некотором участке их наружной кромки, отличающийся тем, что мембраны являются, по существу, плоскими и, по существу, параллельны друг другу, отдалены друг от друга и закреплены, во-первых, в упомянутом центральном плече и, во-вторых, в упомянутой конструкции.
С этими признаками, с одной стороны, вибрации, испытываемые перпендикулярным к мембране плечом, встречают меньше усилий из-за реакции деформации мембран, при этом вибрации передаются смягченными на конструкцию, и, с другой стороны, плоскость и параллельные мембраны, закрепленные в центральном плече и в конструкции, только незначительно деформируются под нагрузками, ориентированными в направлении, перпендикулярном плоскости мембран. Подобно этому, перпендикулярные оси плеча нагрузки, например, труба, установленная в хомуте, закрепленном на центральном плече, будут переданы без существенной деформации амортизирующего моста. Кроме того, этот признак обеспечивает хорошую опору для трубы.
Очевидно, что под действием вынесенной нагрузки, действующей на центральное жесткое плечо в направлении, параллельном плоскости мембран, это плечо действует как рычаг, который берет опору на каждую из мембран, где результирующие усилия параллельны направлению нагрузки и действуют в плоскости этих мембран. Эти мембраны, будучи плоскими и закрепленными в жесткой поперечной конструкции, по существу, хорошо выдерживают, при растяжении, реактивные усилия, вызванные центральным плечом. За счет эффекта рычага это устройство будет более эффективным, когда мембраны отдалены друг от друга. Расстояние, следовательно, сокращает:
а) реактивные усилия, которым подвержены мембраны;
b) их деформацию, какими бы они не были маленькими; и
с) деформации конструкции и плеча, какими бы маленькими они не были.
Максимальное расстояние между мембранами будет функцией требуемого максимума полного размера устройства.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения конструкция имеет цилиндрическую форму с образующей, параллельной плечу, и направляющей, соответствующей кромке мембран.
Упомянутая конструкция предпочтительно имеет цилиндрическую вращающуюся форму, причем упомянутое плечо имеет цилиндрическую вращающуюся форму и является коаксиальным с упомянутой конструкцией.
Такая форма обеспечивает высокоэффективную амортизацию, параллельную центральному плечу, одновременно давая плечу очень хорошее механическое положение/фиксацию во всех направлениях, перпендикулярных плечу.
Предпочтительно, чтобы в плоской мембране были выполнены удлиненные, радиально ориентированные отверстия, или была произведена замена плоской мембраны плоской конструкцией, состоящей из набора радиусов материала, соединяющих центральное плечо с поперечной конструкцией, например, прямолинейных или в форме площади сегмента.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения конструкция включает в себя два поперечных плеча, распложенных на любой стороне плеча, причем мембраны имеют форму пластины, продолжаясь от одного из плечей до другого.
Амортизирующий мост предпочтительно изготовлен из детали из одного материала.
Мембраны предпочтительно имеют толщину меньше, чем упомянутое плечо и упомянутая конструкция.
Таким образом, конструкция и плечо являются более жесткими, чем мембраны, даже если они изготовлены из одного и того же материала. Следовательно, мембраны деформируются, когда амортизирующий мост подвержен вибрациям.
В настоящем изобретении также предложено крепежное устройство, содержащее хомут, выполненный с возможностью поддерживать трубу, основание для крепления к стене и амортизирующий мост, как описанный выше, соединяющий хомут с основанием.
В одном варианте, центральное плечо амортизирующего моста прикреплено к стене. Эта секция амортизирующего моста, прикрепленная в стене, составляет в данном варианте основание.
Предпочтительно, чтобы амортизирующий мост, основание и, по меньшей мере, часть хомута были изготовлены из детали, выполненной из одного материала.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения крепежное устройство включает в себя первый ограничитель, прикрепленный к хомуту, и второй ограничитель, соединенный с основанием, причем первый ограничитель и второй ограничитель выполнены с возможностью взаимодействовать, чтобы предотвращать перемещение хомута на некоторое расстояние от основания, с амплитудой больше, чем заданная пороговая величина.
Краткое описание чертежей
Дополнительные признаки и преимущества настоящей заявки будут понятны из нижеследующего подробного описания вариантов осуществления настоящего изобретения, приведенных для иллюстративных целей и не носящих ограничительного характера, совместно с приложенными чертежами.
Фиг.1 представляет собой вид в изометрии, в частичном разрезе, амортизирующего моста согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения и фиксирующего основания;
фиг.2 представляет собой вид в разрезе амортизирующего моста и основания по фиг.1;
фиг.3 и 4 представляют собой схематичные виды двух крепежных устройств, включающих в себя амортизирующий мост по фиг.1;
фиг.5 представляет собой вид в изометрии амортизирующего моста согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения; и
На фиг.6 и 7 показаны в изометрии два крепежных устройства, включающие в себя амортизирующий мост, подобный мосту по фиг.5.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 и 2 представлены амортизирующий мост 6 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения и основание 5.
Амортизирующий мост 6 содержит центральное плечо 7, две мембраны 8 и 9, плоские, параллельные и отдаленные друг от друга, и поперечную конструкцию 10. Мембраны в своих центрах зафиксированы в центральном плече и по своей периферии зафиксированы в поперечной конструкции.
Центральное плечо 7 имеет цилиндрическую вращающуюся форму, имеющую ось В, которая проходит через отверстие 11, размещенное с возможностью осуществления крепежного устройства. Мембраны 8 и 9 являются двумя дисками, параллельными друг другу, перпендикулярными оси В и центрированными на оси В. Центральное плечо 7 соответственно соединяет центр мембраны 8 с центром мембраны 9. Конец 15 центрального плеча 7 выходит за пределы диска 8. Конструкция 10 имеет цилиндрическую вращающуюся форму также с осью В, которая окружает центральное плечо 7. Конструкция 10 соединяет окружности мембран 8 и 9 вместе. Другими словами, в каждом направлении, перпендикулярном оси В, конструкция 10 соединяет мембраны 8 и 9 с обеих сторон центрального плеча 7.
В непоказанном варианте две мембраны имеют разную геометрию, например разный диаметр. Конструкция, которая соединяет их, может иметь сужающуюся форму.
Мембраны 8 и 9 имеют малую толщину по сравнению с их перпендикулярным размером до оси В. В дополнение, мембраны изготовлены из упругодеформируемого материала, такого как металл или термопластичный материал. Конструкция 10 и центральное плечо 7 являются более жесткими, чем мембраны 8 и 9. Например, если они изготовлены из одного и того же материала, они толще, чем мембраны 8 и 9.
Основание 5 имеет стенку 12 дна, в которой размещено центральное отверстие 14, чтобы получить крепежное устройство на стене, так что мембраны моста параллельны плоскости этой стены, и боковую стенку 13 в виде прямого цилиндрического цилиндра. Эта боковая стена 13 расположена прилегающей к поперечной конструкции 10, так что основание 5 охватывает секцию амортизирующего моста 7, и более конкретно, мембрану 9. Однако она не охватывает ни мембрану 8, ни конец 15 плеча. На фиг.1 и 2 амортизирующий мост 6 прочно прикреплен к основанию посредством конструкции 10. Это крепление может быть постоянным, например, путем усилия посадки, приклеивания или сварки. Оно также может быть быть управляемым, с тем чтобы регулировать или устанавливать расстояние между концом 15 центрального плеча 7 и стенкой 12 дна. Регулировка достигается путем скольжения конструкции 10 в боковой стене 13 и затем ее закрепления в требуемом положении с помощью любого пригодного средства (например, привинчивание конструкции 10 в продольной стене 13, прорези и защелкивающиеся лапки, размещенные на стенке 13 …).
Амортизирующий мост 6 может соединять с основанием 5 элемент, прикрепленный к концу 15 центрального плеча 7, одновременно выполняя две функции. С одной стороны, ориентированные параллельно оси В вибрации гасятся за счет деформации мембран 8 и 9. Поэтому основание 5 подвергается ограниченным вибрационным усилиям, параллельным оси В. С другой стороны, нагрузки, которые перпендикулярны оси В, передаются на основание 5 без ощутимой деформации амортизирующего моста 6. Таким образом, конец 15 плеча 7 является хорошей точкой крепления.
Элемент, прикрепленный к центральному плечу 7, является, например, хомутом 4, как будет показано ниже. Несомненно, амортизирующий мост 6 может быть использован для любого другого применения.
Фиг.3 представляет собой блок-схему, на которой показано крепежное устройство 1 для крепления трубы 2 к стене 3. Крепежное устройство 1 позволяет поглощать вибрации, передаваемые от трубы 2 к стене, и таким образом ограничивает вырабатываемый конструкционный шум. Таким образом, крепежное устройство 1 может быть также названо «акустическим хомутом». Стена 3, например, может быть стеной, перегородкой или потолком.
Труба 2 продолжается вдоль оси А, которая перпендикулярна плоскости чертежа и параллельна стене 3.
Крепежное устройство 1 включает в себя хомут 4, основание 5 и амортизирующий мост 6 по фиг.1 и 2, которые представлены более схематичным образом. Амортизирующий мост 6 соединяет хомут 4 на/к основанию 5. Хомут 4 прикреплен к амортизирующему мосту 6, например, с использованием винта (не показано), проходящего через отверстие 11. Основание 5 прикреплено к стене 3, например, с использованием винта (не показано), проходящего через отверстие 14.
Как пояснено выше, в одном варианте осуществления настоящего изобретения есть возможность регулировать расстояние между концом 15 и стенкой 12 дна. Расстояние между трубой 2 и стенкой 3 таким образом может быть отрегулировано.
На фиг.3 хомут 4 показан с двумя полукольцами, прикрепленными друг к другу, чтобы окружать трубу 2. В альтернативном варианте хомут 4 может представлять собой любую другую конфигурацию, чтобы удерживать на месте трубу 2. Благодаря амортизирующему мосту 6 есть возможность надежно закрепить трубу 2, чтобы удерживать ее прочно на месте и предотвращать скольжение в хомуте 4, и без нарушения акустических свойств крепежного устройства 1. То же самое крепежное устройство 1 может быть также использовано без затягивания хомута 4 на трубе 2, одновременно сохраняя те же самые акустические свойства.
Основание 5 имеет опорную поверхность, соприкасающуюся со стенкой 3, к которой оно прикреплено, например, путем привинчивания, и это позволяет располагать амортизирующий мост так, чтобы его мембраны были параллельны поверхности стены.
Таким образом, с одной стороны, мембраны 8 и 9 могут деформироваться, с возможностью обеспечения перемещения центрального рычага 7 относительно основания 5 в направлении оси В. Это смещение, вызывающее упругую деформацию, имеет эффект гашения вибраций трубы 2, перпендикулярных к стене 3. Усилия вибрации, переданные к стене 3, являются малыми, при этом создаваемый конструкционный шум ограничен.
Обычно для водоотводной линии амплитуда вибрации трубы составляет меньше, чем 100 или 200 микрон в диапазоне частоты от 50 до 800 Гц и становится даже ниже до самых высоких слышимых частот. Эти вибрации должны быть погашены наилучшим образом, насколько это возможно. Характеристики известных акустических хомутов могут быть измерены от 30 децибел (А) для самых простых и до 15-20 децибел (А) для топовых изделий. Некоторые измерения показали, что крепежное устройство 1 может достигать характеристики в 10 децибел (А) или меньше. Вышеприведенные величины являются величинами конструкционного шума, полученными в соответствии со стандартом EN 14366.
С другой стороны, за счет плоской геометрии и расположения мембран 8 и 9, которые соединены и параллельны, отдалены и закреплены, они не могут деформироваться в направлении, перпендикулярном оси В. Хомут 4 не может ни перемещаться параллельно стене 3, ни значительно отклоняться. Поэтому крепежное устройство 1 обеспечивает прочную посадку трубы 2.
Крепежное устройство 1 таким образом предотвращает, когда хомут 4 крепко зафиксирован на трубе 2, перемещение трубы 2 параллельно стене 3, одновременно позволяя и гася вибрации малой амплитуды перпендикулярно стене 3.
На фиг.4 показан вариант крепежного устройства 1 по фиг.3. Использованы те же самые ссылочные позиции, что и на фиг.1, при этом подробное описание не является необходимым.
В этом варианте осуществления настоящего изобретения основание 5 соединено с хомутом 4, при этом амортизирующий мост 6 соединен через плечо 7 со стеной 3. Конец 15 плеча 7 является, таким образом, основанием крепежного устройства 1 в том, что он является частью, соединенной со стеной 3.
На фиг.5 показан амортизирующий мост 106 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Согласно этому варианту мембраны не зафиксированы по всей их периферии на поперечной конструкции. Основной интерес в этом варианте осуществления настоящего изобретения заключается в обеспечении легкости способа изготовления отливки одной детали (монодетали), например, из термопластичного материала. Согласно этому варианту боковая стена 13 основания 5 не прилегает к поперечной конструкции 10 амортизирующего моста 7, но боковая стенка основания 5 может быть обнаружена в продолжение продольной конструкции амортизирующего моста 7. Таким образом, боковая стенка 13 и поперечная конструкция 10 образуют единую часть (конструкция 110 образована боковыми плечами 113).
Амортизирующий мост 106 включает в себя центральное плечо 107, две мембраны 108 и 109 и конструкцию 110.
Центральное плечо 107 имеет форму правильного цилиндра с осью В, которая проходит через отверстие 111 для крепления хомута или прикрепления к стене. В альтернативном варианте центральное плечо могло бы представлять собой другие геометрии, такие как, например, цилиндрическую форму квадратного или прямоугольного сечения. Мембраны 108 и 109 являются двумя прямоугольными плоскими пластинами, параллельными друг другу и перпендикулярными оси В, центрированными и зафиксированными на оси В. Центральное плечо 7 таким образом соединяет центр мембраны 108 с центром мембраны 109. Конец 115 центрального плеча выступает из мембраны 108. Конструкция 110 включает в себя стенку 12 дна и два боковых плеча 113, на которых могут быть закреплены концы мембран 108 и 109. Стенка 12 дна является прямоугольной, параллельной мембранам 108 и 109, но она толще и более жесткая. Она пересечена отверстием 114 для ее крепления к стене или крепления хомута. Боковые плечи 113 прямоугольной формы продолжаются от стенки 112 дна параллельно оси В с обеих сторон центрального плеча 107. Они соединяют концы мембран 108 и 109 вместе.
Другими словами, мембраны 108 и 109 соединены конструкцией 110 с обеих сторон центрального плеча 107 в направлении, перпендикулярном оси В и параллельном длине мембран 108 и 109.
В непоказанном варианте две мембраны имеют разную геометрию, например разную длину или разную ширину. Конструкция, которая их соединяет, таким образом имеет соответствующую форму.
Подобно амортизирующему мосту 6, амортизирующий мост 106 осуществляет две функции. С одной стороны, вибрации, ориентированные параллельно оси В и которые будут направлены к несущей стене, поглощаются путем деформации мембран 108 и 109. С другой стороны, нагрузки, перпендикулярные оси В и параллельные длине мембран 108 и 109, передаются без существенной деформации.
На фиг.6 показано крепежное устройство 101, которое включает в себя амортизирующий мост 206, изготовленный по тому же самому принципу, что и один из амортизирующих мостов 106 по фиг.5, то есть с двумя плоскими мембранами 208 и 209 в параллельных прямоугольных формах. Крепежное устройство 101 включает в себя хомут 104 и основание 105, соединенные амортизирующим мостом 206. Амортизирующий мост 206 включает в себя центральное плечо 207, две мембраны 208 и 209, которые зафиксированы с одной стороны центрального плеча 207 и с другой стороны на боковых плечах 213, и два продольных плеча 213.
Крепежное устройство 101 также включает в себя два ограничителя 116, соединенных с хомутом 104, и два ограничителя 117, расположенных на концах боковых плечей 213 амортизирующего моста 206. Как можно видеть, ограничители 116 и 117 выполнены крюками. В альтернативном варианте могут быть использованы другие формы и положения. Ограничители 116 и 117 могут взаимодействовать, чтобы предотвратить чрезмерные смещения широкой амплитуды центрального плеча 207, удаленного от основания 105. Это особенно полезно, когда основание 105 прикреплено к потолку. Несомненно, испытываемый трубой 2 вес может увеличиваться, например, в случае засоренной трубы. Ограничители 116 и 117 тогда входят в контакт и предотвращают чрезмерную деформацию амортизирующего моста 206.
Кроме того, преимущество крепежного устройства 101 заключается в том, что оно может быть изготовлено из материала монодетали, с использованием отливки, как можно предположить из формы, показанной на фиг.6.
На фиг.7 показано крепежное устройство 201, подобное крепежному устройству 101 на фиг.6. Нет необходимости описывать его подробно. Можно отметить, что мембраны 308 и 309 амортизирующего моста 306, каждая образует угол, немного меньше, чем 180°, на центральном плече 307. Например, угол находится между 175° и 180°. Другими словами, мембраны 308 и 309 являются, по существу, параллельными. Эта конфигурация имеет более низкую амортизацию по сравнению с конфигурацией, показанной на фиг.6. Однако такое крепежное устройство может быть легче изготовлено путем отливки.
Хотя выше было описано несколько конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения, является очевидным, что оно не ограничено этим и включает в себя все технические эквиваленты описанных средств и их комбинаций, если они подпадают под объем изобретения.
Например, разные части амортизирующего моста или монтажного устройства могут быть изготовлены из разных материалов, например, в соответствии с их разными признаками и характеристиками. Например, мембраны могут быть изготовлены из материала менее жесткого, чем материал конструкции, или из тонких металлических листов.