Опора для крепления модулей технологического оборудования

.8)свидетелР 16 М 1 тво СССР00, 24.04,8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ОПОРА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ МОДНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ(57) Изобретение может бытьвано для установки и креплениризонтальной плоскости крупнных модулей технологическогования в условиях изменяющихсратур, Цель изобретения - ул. Яцола Техред А.Кравчук Корректор Л. Пат едак аказ 6740 3 Тираж 58 ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 венно-изда роиз И Государственн 1130о комитета п Москва, Ж: одпис коеизобретениям и открьгтиям при ГКНТ СС Раушская наб., д, 4/51520294эксплуатационных 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 бх 3 х 5 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 по 35 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 парыф е55 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 восновании посредством упоров, При выполнении упоров жесткими узел крепления неподвижный. При выполнениидвух из четырех упоров упругими узеллинейно-подвижный. При выполнениивсех упоров упругими узел крепленияподвижный. Воэможность смещения вертикальных стержней 15 при температурных расширениях обеспечивает температурные развязки и повышает надежностьустановки 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 пересекающихся 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 закреюена 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 15202ложности смены модулей снизу. Каждаястойка 3 состоит иэ двух наклонныхстержней, пересекающихся с аналогичными стержнями соседних стоек и жесткосоединенных с ними в местах пересе- эчения,В процессе монтажа опорных стенок2 на заранее установленные фундаменты.горизонтальные платформы 4 каждыхдвух соседних опорных стенок 2 соеди 10няют горизонтальными стержнями 5 ина горизонтальных платформах 4 размещают узлы крепления модулей. Модуль1 опирается на неподвижный узел 6,два подвижных узла 7 и один линейноподвижный узел 8. Каждый из узлов 68 включает закрепленный на модуле 1фпанец 9, имеющий вертикальное цилиндрическое отверстие 10 со сферическим днищем 11 и заходным конусом12, стакан 13 со сферическим гнездом14, закрепленный на платформе 4 ивертикальный стержень 15 регулируемойдлины, снабженный сферическими головками 16 и 17 по концам,Верхняя сферическая головка 16 установлена в цилиндрическом отверстии10 с возможностью поворота, и ее диаметр 0 равен диаметру цилиндрического отверстия 10 и больше диаметрай верхней части вертикального стержня 15, Нижняя сферическая головка 17установлена в сферическом гнезде 14с возможностью поворота.Вертикальный стержень 15 включает З 5резьбовой участок 18, частично ввернутый во втулку 19 и застопоренныйконтргайкой 20, и хвостовик,21, жестко закрепленный на другом конце втулки 19Втулка 19 снабжена козырьком22, граненым пояском 23 под ключ,иэластичным кожухом 24 для перекрытияотверстия стакана 13. На резьбовомучастке 18 выполнены лыски 25 подключ для регулировки длины стержня15. Средняя часть вертикального стержня 15 и наружная поверхность втулки19 имеют четырехгранное сечение 26 ирасположены с зазором Ь в стакане13, в стенке которого установлены вгоризонтальной плоскости четыре регулируемых упора, взаимодействующих сгранями 23 средней части вертикального стержня 15.Неподвижный узел 6 включает четыре жестких регулируемых упора 27, линейно-подвижный узел 8 включает дважестких 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, вверну- того 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, Это 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 наклона воздействием сту" пенчатых толкателей Л 4 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 геодезических инструментов. Предварительное выставление узлов 6 - 8 необходимо для компенсации неизбежных ошибок изготовления опор" ного сооружения (ошибкн по высоте, вгоризонтальной плоскости, наклон платформы и т.д.). После закрепления узлов 6 - 8 на платформе 4 проверяют пространственное положение сферичес 5 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 пространственное положение каждого модуля 1 без его снятия, По предварительной оценке необходимо обеспечить возмож 20 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 це 40 пей модуля 1 с внешними цепями, расположенными на опорном сооружении. Установку модуля 1 на узлы 6 - 8 сначала производят посредством взаимодействия заходных конических поверхностей45 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 верстиях 10 соответствующих фланцев 9, закрепленных на модуле 1. При этом вертикальный стержень 15 нажимает на толкатель 34 упругого регулируемогоупора, утапливает его, дополнительносжимая 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 процессеустановки модуля 1 и при воздействииветра горизонтальными силами, поэтомуконструктивные элементы этих углов(стакан 13, втулка 19, резьбовой участок 18, жесткие регулируемые упоры27) должны быть рассчитаны не толькона вертикальную нагрузку от весамодуля 1, но и на горизонтальные нагрузки.Подвижный узел 7 не воспринимаетгоризонтальных нагрузок (или воспринимает их в пределах усилий предварительно сжатой пружины 35), поэтомуконструктивные элементы этого узламогут быть с уменьшенными сечениями.Практически целесообразно выполнятьэти детали типовыми для всех узловкрепления,Узлы 6 - 8 крепления в процессеустановки и эксплуатации модуля 1не испытывают нагрузок на скручиваниевертикальных стержней 15, поэтомудля предотвращения стержней 15 достаточно взаимодействия четырехгранногосечения втулки 19 и упоров 27 и 28 ивлияния эластичного кожуха 24. В случае, если необходимо предотвратитьвращение стержня 15, то можно установить в сферическом гнезде 14 штифты 37 и выполнить на нижней сферической головке 17 соответствующие пазы38 (Фиг. 15).Особенностью предлагаемого устройства является обеспечение необходимой площади контакта при передачевертикальных и горизонтальных нагрузок от модуля 1 на опорное сооружение, так как сферические головки 16и 17, сферическое дно 11 в Фланцах 19и сферическое гнездо 14 стаканов 13обеспечивают при любых положениях вертикального стержня 15 передачу усилийпо большой площади, По сравнению сточечным контактом, как это имеет место в паре шар-плоскость, и по сравнению с линейным контактом цилиндрпризма, предлагаемое устройство болеенадежно в эксплуатации и обеспечива152029;ет стабильность положения модуля при венин тем.;ор;:;туры, Раэнгс ть ;и1 а многократном снятии - постановке его турных расширений модуля и опоры в процессе настройки и испытаний тех- объясняется следующими фактора 1 и: нологического оборудования, В случае разные материалы опоры и каркаса мо- необхо имодимости трущиеся сферические по- дуля (например, сталь и алюминиевые5верхности могут быть покрыты смаз- сплавы); разная степеч- на рева апорь. кой, например графитовой. и модулей (односторонний солнечныйРассмотрим схему развязки темпера- нагрев); возможная стабилизация темтурных Расширений каждого модуля 1 1 О пературы модуля с помощью внутренних относительно опорного сооружения сис тем об еспеч ения температур ного р е(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 ня опоется за полюс относительных перемеще Ре в одной точке с помощью неподвижний модуля 1 и опоры. ной опоры 6, ориентирован с помощьюПри начальной температуре стержни линейно-подвижной опоры 8 и поддепжанн15 линеино-подвижного узла в точке в вертикальном направлении двумя под - Ж и подвижных узлов в точках Е и К вижными опорами 7. Обеспечена воэможвертикальны,В случае повышения темпе ность перемещения опор 7 и 8 в соотратуры модуль 1 будет изотропно рас- ветствии с температурным расширением ширяться по линиям ДЕ, ДЖ, ДК на со - модуля и независимо от характера. темответствующие величины а а 2 и азпературных расширений опорного соорору(пунктиром показан контур расширивше- жения, Таким образом, температурные гося модуля в плане). При этом верх деФормации опоры не приводят к де- ние сферические головки 16 стержней формации модуля, а температурные де 15 занимают положения в точках Е., формации модуля не приводят к дефорЖ, и К. Нижние сферические головки мациям опоры, т.е. Обеспечена раэвяэ остаются в данном случае на преж- ка температурных расширений, регулиних местах. Следовательно, положение З 0 розка пространственного положениянстержнеи 15 в узлах определяется по- повышение надежности установки моду" ложением сФерических головок 16 и 17. лейКак видно из схемы на фиг. 18, дляконкретного случая обеспечивается раз- Ф о р м у л а и э о о р . -. е вязка температурных расширений модуля351 и основания за счет наклона стерж: Опора для крепления ь,одулей ня 15 в точке Ж линейно-подвижного технологического обор цованичде" узла 8 в одной плоскости и за счетнаклона стержней 15 в точках Е и К ментах с площадками на вер. - .гах пеподвижных узлов, Величины перемеще- о ресечения наклонных элементов стоек лна и аз лежат ДлЯ конкРетно- со смонтиРованньми на этих плоЩавках го примера в пределах до 5-7 мм. узлами крепления углов смгжнъэ, модуРазвяэка температурных расширений лей, отличающаяся тем. модуля 1 и основания обеспечивается ЧТО р С ПЕЛЬЮ УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛЪЯТЯПчоя при любых схемах деформации основа ных характеристик путем обесг.ечения ния в горизонтальной плоскости; темп еряту рных ряэ Вяз ок в е 1 улир Овки5 1При Высоте стержн 15, Равной 200- пространственного положения и повэше" 2500 им,и наибольшем отклонении его от ния надежности устаньвки мод,еи ка;,- вертикали до 5 мм угол отклонения ле- дый узел крепления выпопкен сстав ожит в пределах 1-3, а проседание мо ным и включает фланец, и;еюший с - , эд дуля при повороте стержней 15 будет ва для закрепления на модуле, а со П енеб ежи оР Р жимо мало,стороны, обратной средствам дл эакустройстВО ОбеспечиВает РЯзВЯзку репления - цилиндрическоене,о о температурных расширений между каж-сферическим днищем и зяхопкм к дым модулем 1 и опорой, Эта развязка 55 сом, основание в форме стана. " со необходима для эксплуатации модулей сф гической выемкой в днище 1 с высокоточной и чувствительной средства для закрепления на -лощадке аппаратурой, где недопустимы механи- стоек, и соединяющий фланец с основ ческие нагрузки на модуль при изме- нием вертикальный стержень регулгау-"152029 емой дпины со сферическими головкамина концах, размещенный в основаниипосредством втулки с образованиемзазора между стенками основания ивтулки, причем верхняя сферическаяголовка стержня установлена в цилиндрическом отверстии фланца с возможностью поворота, ее диаметр равен диаметру цилиндрического отверстия ибольше диаметра стержня в его верхнейчасти, а нижняя сферическая головкастержня установлена с возможностью поворота в сферической выемке днища стакана, втулка, посредством которой вер тикальный стержень установлен в основании, имеет в поперечном сечении форму квадрата и сцентрирована в стаканеоснования посредством четырех упоров,расположенных в стенкак основания пер пендикулярно продольной оси стержня,при этом все центрирующие упоры узлакрепления одного иэ углов каждого модуля выполнены жесткими, в узле крепления второго угла этого модуля, расположенного вдоль его продольной стороны, два противолежащих центрирующихупора выполнены жесткими, а два других центрирующих упора - упругими, авсе четыре центрирующнх упора каждого 30 4 12узла крепления остальных двух углов модуля выполнены упругими для обеспечения наклона вертикальных стержней и смещения соединенных с модулем фланцев ири температурных расширениях.2. Опора по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что центрирующие упоры выполнены регулируемыми,3. Опора по пп. 1 и 2, о т л и 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 и ч 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