Опора для крепления модулей технологического оборудования

 

Изобретение может быть использовано для установки и крепления в горизонтальной плоскости крупногабаритных модулей технологического оборудования в условиях изменяющихся температур. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик опоры и повышение надежности установки и крепления. Продольные ряды опоры образованы стойками, размещенными на отдельных фундаментах. Стойки состоят из сходящихся в вершине наклонных элементов. На вершинах стоек расположены площадки для размещения узлов крепления модулей, каждый модуль имеет один неподвижный узел крепления, один линейно-подвижный и два подвижных узла крепления. Каждый узел крепления включает закрепленный на модуле фланец 9, основание 13, закрепленное на площадке 4, и вертикальный стержень 15 со сферическими головками 16 и 17. Стержень 15 размещен в основании 13 посредством втулки 19, соединенной с основанием эластичным кожухом 24. Втулка 19 имеет квадратное поперечное сечение и сцентрирована в основании посредством упоров. При выполнении упоров жесткими узел крепления неподвижный. При выполнении двух из четырех упоров упругими узел линейно-подвижный. При выполнении всех упоров упругими узел крепления подвижный. Возможность смещения вертикальных стержней 15 при температурных расширениях обеспечивает температурные развязки и повышает надежность установки модулей. 4 з.п. ф-лы, 18 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 1 16 М 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4293481/25-12 (22) 30.07.87 (46) 07. 11.89. Бюл. Ф 41 (72) А.В. Самоцветов, А.Ф. Бойченко, Б.С.-Г. Рябой и В.Л. Долгицер (53) 683 .4 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1395892, кл. F 16 M 11/00, 24.04.87, „„Я0„„1520294 А 1

2 (54) ОПОРА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ МОДУЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для установки и крепления в горизонтальной плоскости крупногабаритных модулей технологического оборудования в условиях изменяющихся температур, Цель изобретения — улучшение

1520294 эксплуатационных характеристик опоры и повышение надежности установки и крепления. Продольные ряды опоры образованы стойками, размещенными на отдельных фундаментах. Стойки состоят иэ сходящихся в вершине наклонных элементов. На вершинах стоек расположены площадки для размещения узлов крепления модулей, каждый модуль имеет один неподвижный узел крепления, один линейно-подвижный и два подвижных узла крепления. Каждый узел крепления включает закрепленный на модуле фланец 9, основание 13, закрепленное на площадке 4, и вертикальный стержень 15 со сферическими головками

Изобретение относится к опорам для размещения в горизонтальной плоскости крупногабаритных модулей технологического оборудования, в частности, с габаритами бх3х5 м и массой 12-15 т, все модули должны быть установлены над землей на высоте порядка 7 м в одной горизонтальной плоскости в 30

> .строчно-столбцевом порядке с возможностью замены модулей.

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных характеристик опоры путем обеспечения температурных развязок, регулировки пространственного по35 ложения и повышение йадежности уста". новки модулей.

На фиг. 1 представлен план расположения модулей на опорном сооружении; на фиг. 2 — разрез А-А- на фиг. 1; на фиг. 3 — линейно-подвижный узел крепления; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3 на фиг. 5 — подвижный узел крепления; на фиг. 6 — разрез В-В на 45 фиг. 5; на фиг. 7 — неподвижный узел крепления; на фиг. 8 — разрез Г-Г на фиг. 7; на фиг. 9 — 11 — схема положения вертикального стержня подвижного узла при посадке на него модуля; на фиг. 12 — узел Е на фиг, 4; на фиг. 13 — положение упругих регулируемых упоров при отклонении вертикального стержня линейно-подвижного узла на фиг, 14 — характеристика пары ф е

55 днаметральных упругих регулируемых упоров; на фиг. 15 — пример выполнения нижней сферической головки с ог раничителем вращения; на фиг. 16

16 и 17. Стержень 15 размещен в основании 13 посредством втулки 19, соединенной с основанием эластичным кожухом 24. Втулка 19 имеет квадратное ,поперечное сечение и сцентрирована в основании посредством упоров. При выполнении упоров жесткими узел крепления неподвижный. При выполнении двух из четырех упоров упругими узел линейно-подвижный. При выполнении всех упоров упругими узел крепления подвижный. Воэможность смещения вертикальных стержней 15 при температурных расширениях обеспечивает температурные развязки и повышает надежность установки модулей, 4 э.п. ф-лы, 18 нл . схема самоцентрирования модуля при

его посадке на неподвижный узел крепления; на фиг. 17 — схема компенсации ошибок опорного сооружения путем изменения длины вертикального стержня и его поворота; на фиг. 18 — схема развязки температурных расширений в плане.

Технологические модули 1 расположены с продольными зазорами и поперечными зазорами в одной плоскости в строчно-столбцевом порядке (на фнг.1 представлен пример из 5 строк и 8 столбцов, всего 4 0 модулей) .

Модули 1 размещены на опорном сооружении, состоящем из нескольких параллельных опорных стенок 2, в том числе двух крайних стенок, снабженных наружными подкосами. Каждая опорная стенка 2 расположена в вертикальной плоскости и состоит иэ нескольких стоек 3, выполненных из пересекаюшихся наклонных стержней. Каждая стойка 3 закреплена концами своих стержней на отдельных фундаментах, наружные подкосы также укреплены концами на отдельных фундаментах, при этом отдельные фундаменты расположены в грунте в точках прямоугольной сетки. На вершине каждой стойки 3 жестко закреютена горизонтальная платформа 4, на которую опирается один из углов модуля 1. Вершины стоек

3 каждых двух соседних опорных стенок

2 соединены между собой горизонтальными стержнями 5. Высота стоек 3 выбрана с учетом высоты модуля 1 и воз5 15202

:можности смены модулей снизу. Каждая стойка 3 состоит иэ двух наклонных стержней, пересекающихся с аналогичными стержнями соседних стоек и жестко соединенных с ними в местах пересечения.

В процессе монтажа опорных стенок

2 на заранее установленные фундаменты .горизонтальные платформы 4 каждых двух соседних опорных стенок 2 соеди10 няют горизонтальными стержнями 5 и на горизонтальных платформах 4 размещают узлы крепления модулей. Модуль

1 опирается на неподвижный узел 6, два подвижных узла 7 и один линейноподвижный узел 8. Каждый из узлов 6

8 включает закрепленный на модуле 1 фпанец 9, имеющий вертикальное цилиндрическое отверстие 10 со сферическим днищем 11 и заходным конусом

12, стакан 13 со сферическим гнездом

14, закрепленный на платформе 4 и вертикальный стержень 15 регулируемой длины, снабженный сферическими головками 16 и 17 по концам, Верхняя сферическая головка 16 установлена в цилиндрическом отверстии

10 с возможностью поворота, и ее диаметр D равен диаметру цилиндрического отверстия 10 и больше диаметра

d верхней части вертикального стержня 15. Нижняя сферическая головка 17 установлена в сферическом гнезде 14 с возможностью поворота .

Вертикальный стержень 15 включает резьбовой участок 18, частично ввернутый во втулку 19 и застопоренный контргайкой 20, и хвостовик .21,.жестко закрепленный на другом конце втулки 19 ° Втулка 19 снабжена козырьком

22, граненым пояском 23 под ключ,и эластичным кожухом 24 для перекрытия отверстия стакана 13. На резьбовом

I участке 18 выполнены лыски 25 под ключ для регулировки длины стержня

15. Средняя часть вертикального стержня 15 и наружная поверхность втулки

19 имеют четырехгранное сечение 26 и расположены с зазором Ь в стакане

13, в стенке которого установлены в горизонтальной плоскости четыре pery" лируемых упора, взаимодействующих с гранями 23 средней части вертикального стержня 15.

Неподвижный узел 6 включает четыре жестких регулируемых упора 27, линейно-подвижный узел 8 включает два жестких регулируемых упора 27, расположенных в вертикальной плоскости, параллельной длинной стороне модуля

1. Подвижный узел 7 включает четыре упругих регулируемых упора 28.

Каждый жесткий регулируемьй упор

27 выполнен в виде винта 29 с упорным концом 30, ввернутого в резьбовое отверстие в стенке стакана 13 и законтренного контргайкой 31. Каждый упругий регулируемый упор 28 выполнен в виде полого винта 32, ввернутого в резьбовое отверстие в стенке стакана 13 и эаконтренного контргайкой 33, и размещенных в полом винте

32 ступенчатого толкателя 34, пружины 35 сжатия и регулировочного винта 36, ввернутого в резьбовое отверстие полого винта 32. В упругом регулируемом упоре пружина 35 предварительно поджата на заданное начальное усилие сдвига вертикального стержня

15 иэ вертикального положения. Так, при отсутствии модуля 1 вертикальный стержень 15 должен занимать расчетное положение и не отклоняться, например, при воздействии ветра. Зто необходимо для обеспечения надежности установки модуля 1 и его самоцентрирования.

Пара диаметрально размещенных упругих регулируемых упоров 28 обеспечивает в их плоскости подпружинивание вертикального стержня 15 в расчетное положение после снятия, модуля

1 с опорного сооружения. В этом положении вертикальный стержень 15 удерживается от наклоча воздействием сту" пенчатых толкателей 34 с предварительно сжатыми пружинами 35.

Система узлов 6 — 8 крепления обеспечивает регулировку пространственного положения модуля 1 как по высоте — посредством регулировки длины вертикальных стержней 15, так и в горизонтальной плоскости — посредством наклона вертикальных 1 стержней 15 в узлах 6 и 8 с помощью перемещения жестких регулируемых упоров 28.

Регулировка положения модуля 1 может производиться как в случае размещения модуля 1 на узлах 6 - 8 крепления, так и в случае предварительного выставления узлов 6 — 8 крепления с применением г еод езич еских инструментов. Предварительное выставление узлов 6 — 8 необходимо для компенсации неизбежных ошибок изготовления опорного сооружения (ошибкр по высоте, в

1520294 горизонтальной плоскости, наклон платформы и т.д.) . После закрепления узлов 6 — 8 на платформе 4 проверяют пространственное положение сферичес5 ких головок 16 всех узлов, регулируют длину вертикальных стержней 15 и их наклон в двух плоскостях до тех пор, пока сферические головки 16 не займут теоретическое положение (фиг. 17). С другой стороны, в процессе эксплуатации опорное сооружение под действием веса крупногабаритных модулей 1 может упруго деформироваться, фундаменты могут неравномерно осесть. Система узлов 6 — 8 креп;ления позволяет юстировать простран ственное положение каждого модуля 1 без его снятия. По предварительной оценке необходимо обеспечить возмож20 ность регулировки по вертикали 10—

15 мм, в горизонтальной плоскости по двум направлениям 5 — 7 мм.

При проведении описанной юстировки пространственного положения модуля 1 (или сферических головок 16) вертикальные стержни 15 могут быть отклонены от вертикали на небольшой угол порядка 3 — 5 . Поэтому для обеспечения возможности вертикального пе.ремещения модуля 1 при его установке по наклонным стержням 15 диаметр верхней части стержня 15 меньше диаметра сферической головки 16 и цилиндрического отверстия 10 (фиг. 3).

Выполнение цилиндрических отверстий 10 во втулках 9, прикрепленных к модулю 1, необходимо для обеспечения автоматического контактирования электрических разъемов внутренних це40 пей модуля 1 с внешними цепями, расположенными на QIlopHoM сооружении. Установку модуля 1 на узлы 6 — 8 сначала производят посредством взаимодействия заходных конических поверхностей

12 и верхних шаровых головок 16 неподвижного узла 6 и линейно-подвижного узла .8 (фиг. 9 — 11) . Производится автоматическая центровка модуля 1 в горизонтальной плоскости (в процессе опускания модуля 1 на высоту этой конической поверхности), при дальнейшем опускании модуля 1 (фиг. 16) обеспечивается его вертикальное перемещение посредством скольжения шаровых головок 16 в цилиндрических от- 55 верстиях 10 соответствующих фланцев

9, закрепленных на модуле 1. При этом вертикальный стержень 15 нажимает на толкатель 34 упругого регулируемого упора, утапливает его, дополнительно сжимая пружину 35, и отходит от противоположного толкателя (фиг. 13) .

При этом вертикальном опускании модуля 1 происходит автоматическая стыковка врубных электрических разъемов (не показаны) .

Неподвижный узел 6 и линейно-под-. вижный узел 8 нагружаются в процессе установки модуля 1 и при воздействии ветра горизонтальными силами, поэтому конструктивные элементы этих углов (стакан 13, втулка 19, резьбовой участок 18, жесткие регулируемые упоры

27) должны быть рассчитаны не только на вертикальную нагрузку от веса модуля 1, но и на горизонтальные нагрузки.

Подвижный узел 7 не воспринимает горизонтальных нагрузок (или воспринимает их в пределах усилий предварительно сжатой пружины 35), поэтому конструктивные элементы этого узла могут быть с уменьшенными сечениями.

Практически целесообразно выполнять эти детали типовыми для всех узлов крепления.

Узлы 6 — 8 крепления в процессе установки и эксплуатации модуля 1 не испытывают нагрузок на скручивание вертикальных стержней 15, поэтому для предотвращения стержней 15 достаточно взаимодействия четырехгранного сечения втулки 19 и упоров 27 и 28 и влияния эластичного кожуха 24. В случае, если необходимо предотвратить вращение стержня 15, то можно установить в сферическом гнезде 14 штифты 37 и выполнить на нижней сферической головке 17 соответствующие пазы

38 (фиг. 15) .

Особенностью предлагаемого устройства является обеспечение необходимой площади контакта при передаче вертикальных и горизонтальных нагрузок от модуля 1 на опорное сооружение, так как сферические головки 16 и 17, сферическое дно 11 в фланцах 19 и сферическое гнездо 14 стаканов 13 обеспечивают при любых положениях вертикального стержня 15 передачу усилий по большой площади. По сравнению с точечным контактом, как это имеет место в паре шар-плоскость, и по сравнению с линейным контактом цилиндр призма, предлагаемое устройство более надежно в эксплуатации и обеспечива9 1520294 ет стабильность положения модуля при „-енин тем.;,peò,ðû. Ра знсс т, многократном снятии — постановке его турных Расширений модуля и споры в процессе настройки и испытаний тех- объясняется следующими фактораыл: нологического оборудования. В случае разные материалы опоры и каркаса мс необхо имо димости трущиеся сферические по- дуля (например, сталь и алюминиевые

5 верхности могут быть покрыты смаз- сплавы); разная степе » а ре а спорь. кой, например графитовой. II модулей (односторонний солнечный

Рассмотрим схему развязки темпера- нагрев); возможная стабилизация темтурных расширений каждого модуля 1 10 пературы модуля с помощью внутренних относительно опорного сооружения систем обеспечения температурного ре(фиг. 18) . Так как модуль 1 эакреп- жима (СОТР), лен посредством одной неподвижной опо- В предлагаемом устройстве каждый ры 6 в точке Д, то эта точка принима- модуль 1 неподвижно закреплен на опоется за полюс относительных перемеще- 15 Ре в одной точке с помощью неподвиж— ний модуля 1 и опоры. ной опоры 6, ориентирован с помощью

При начальной температуре стержни линейно-подвижной опоры 8 и поддесжан

15 линеино-подвижного узла в точке в вертикальном направлении двумя псд—

Ж и подвижных узлов в точках E и К вижными опорами 7. Обеспе . ена всэможвертикальны.В случае повышения темпе- 20 ность перемещения опор 7 и 8 в ссотратуры модуль 1 будет изотропно рас- ветствии с температурным расширением ширяться по линиям ДЕ, ДЯ, ДК на со — модуля и независимо от характера темответствующие величины а,, а2 и а з пературных Расширений опорного соср сру(пунктиром Показан контур расширивше- zeIIIIII ° Таким Обра- см температурныгося модуля в плане) . При этом верх- 25 дефоРмации опоРы не пРивоДЯт к де-ние сферические головки 16 стержней формации модуля, а температурные де15 занимают положения в точках Е., формации модуля не приводят к дефор1Э

Ж, и К „. Нижние сферические головки мациям опоры, т.е. Обеспечена паэвяэ1/ остаются в данном случае на прежних местах. Следовательнс, положение 30 розка пространственного положения стержнеи 15 в узлах определяется по- повышение надежности установки модуложением сферических головок 16 и 17.

Как видно иэ схемы на фиг. 18, для конкретного случая обеспечивается раз- Ф о Р м у л а и = с с р - е вязка температурных Расширений модуля

1 и основания за счет наклона стерж- 1- Опора для крепления ь;сдул;-.й ня 15 в точке Ж линейно-подвижного технслсгическОГО сбср1 цсвлнич, - дe" узла 8 в одной плоскости и за счет наклона стержней 15 в точках Е и К ментах с площадками на вер.—:=;:- ÿõ пеподвижных узлов. Величины перемеще- ро ресечения наклонных элеме ь тсв стоек л а> и à > лежат для конкретно- со смонтированньми на этих ппощацках

ro примера в пределах до 5-7 мм. узлами крепления углов смгжньэ, модуРазвяэка температурных расширений лей,отличающаяся тем. модуля 1 и основания обеспечивается что с пелью улучшения эксплъя" аписн при Любых схемах деформации основа- 4g HIIx характеристик путеч ofеспечения ния в горизонтальной плоскости; температурных развязок вех улирсвки 5 1

При высоте стержня 15, равной 200- прсстранственногс положения ; D0àëâe.. 250

0 им,и наибольшем отклонении его от ния надежности устаньвки моду.,ei-;-, ка ;,вертикали до 5 мм угол отклонения ле- дый узел крепления выпспкен сстав° о жит в пределах 1-3, а проседание мо- $0 ным и включает фланец, и;.еюш-.й =- эв; ", дуля при повороте стержней 15 будет ва для закрепления на модуле, а сс

П енеб ежи о р р жимо мало. стороны, обратной средствам дл эак

Устройство обеспечивает развязку репления, — цилинд ическсe ; e „ с температурных расширений между каж- сферическим днищем и звходкь.. <Сн.-. дым модулем 1 и опорой. Эта развязка > сом. основание в форме eòàiia сс необходима для эксплуатации модулей Сф -гИЧЕСКОЙ ВЫЕМКОЙ В динщв .. : ш .

1 с высокоточной и чувствительной средства для з- крегления на -лсщадке аппаратурой, где недопустимы механи- стоек, и соединяющий фланец с снов ческие нагрузки на модуль при изме- нием вертикальный стержень регулгсу-"

152029 емой дпины со сферическими головками на концах, размещенный в основании посредством втулки с образованием зазора между стенками основания и втулки, причем верхняя сферическая головка стержня установлена в цилиндрическом отверстии фланца с возможностью поворота, ее диаметр равен диаметру цилиндрического отверстия и больше диаметра стержня в его верхней части, а нижняя сферическая головка стержня установлена с возможностью поворота в сферической выемке днища стакана, втулка, посредством которой вер-15 тикальный стержень установлен в основании, имеет в поперечном сечении форму квадрата и сцентрирована в стакане основания посредством четырех упоров, расположенных в стенках основания пер-20 пендикулярно продольной оси стержня, при этом все центрирующие упоры узла крепления одного иэ углов каждого модуля выполнены жесткими, в узле крепления второго угла этого модуля, рас- 25 положенного вдоль его продольной стороны, два противолежащих центрирующих упора выполнены жесткими, а два других центрирующих упора — упругими, а все четыре центрирующнх упора каждого 30

4 12 узла крепления остальных двух углов модуля выполнены упругими для обеспечения наклона вертикальных стержней и смещения соединенных с модулем фланцев ири температурных расширениях.

2.0порапоп.1,отличающ а я с я тем, что центрирующие упоры выполнены регулируемыми.

3. Опорапопп. 1 и 2, о тли ч а ю щ а я с я тем, что центрирующий жесткий регулируемый упор включает ввернутый в резьбовое отверстие в стенке основания винт с опорной поверхностью на конце и контргайкой.

4. Опора по пп. 1 — 3, о т л ич а ю щ а я с я тем, что центрирующий упругий, регулируемый упор включает полый расположенный в стенке основания винт с внутренним ступенчатым отверстием и размещенные в его отверстии подпружиненные толкатель и регулировочный винт.

5. Опора по пп. 1 4, о т л ич а ю щ а я с я тем, что втулка, посредством которой вертикальный стержень размещен в основании, имеет круговой фланец, соединенный с торцом основания посредством эластичного кожуха °

А1520294

Фиг. ФfY

1 зЫ294

В- Я

9ra9

1520294 фиг. Ю

Фиг. Q

1510294

1520294

Таорваи честное полохЕние

Составитель: M. Рябова г

Техред А.Кравчук Корректор Л. Патай

Редактор Н. Яцола

Заказ 6740/39 Тираж 584 : одпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьгтиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, .Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101