Опора для размещения модулей технологического оборудования

(51) 4 1 16 М 11 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ОПОРА ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ МОДУЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ(57) Изобретение может быть использовано для обеспечения установки крупногабаритных модулей. технологического оборудования в горизонтальной плоскости в условиях изменяющихся температур. Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение металлоемкости. Продольные рядыопоры образованы стойками, размещеннымина отдельных фундаментах. Каждая стойка,801395892 А 1 состоит из двух сходящихся в вершине наклонных стержней. Стержни каждой из стоек соединены в местах пересечения с наклонными стержнями соседних стоек. На вершинах стержней установлены площадки для размещения узлов крепления модулей. Вершины стержней соединены поперечными балками. Каждая из балок выполнена из трех телескоп ически вставленных одна в другую труб, которые последовательно жестко соединены между собой. Температурный коэффициент линейного расширения материала средней трубы больше, чем у материала наружной и внутренней труб. Длина 1 средней трубы определяется из выражения =1 г(аг/а 1 - аг), где 1 г - расстояние между соседними рядами стоек; а и аг - темпес ратурные коэффициенты линейного расшире- Ж ния материала соответственно средней трубы и наружной и внутренней труб. 6 ил.Изобретение относится к опорам для установки в горизонтальной плоскости крупногабаритных модулей технологического оборудования. Каждый модуль с габаритами 6 КЗ)(5 м имеет массу 12 - 15 т. Все модули должны быть установлены над землей )а высоте порядка 7 м в одной горизонтальной плоскости в строчностолбцевом порядке с возможностью смены снизу, При изМенении температуры от - 40 до +40 С (пора обеспечивает стабильность расстояний одежду центрами модулей, что необходимо ля эффективной работы технологического борудования, например, измерительного.Целью изобретения яляется упрощение онструкции и снижение металлоем кости поры для размещения модулей.На фиг. 1 приведен план опоры; наиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 -ид Б на фиг, 1; на фиг. 4 - пример контрукции поперечной балки; на фиг. 5 - один крайний ряд стоек с поперечными подосами, аксонометрия; на фиг, 6 - схема емпературной деформации стойкиОпора для размещения модулей 1 техноогического оборудования содержит несколько продольных параллельных рядов 2 из сток 3. Каждая стойка 3 состоит из двух сим. етрично расположенных сходящихся в вер-ине наклонных стержней 4 и 5, которые . ежат в вертикальной плоскости данного ряда стоек 3, пересекаются с наклонными тержпями 4 и 5 соседних в данном ряду тоек 3 и жестко или шарнирно соедине-ы в местах пересечения между собой. теркни 4 и 5 опираются на отдельные ундаменты 6. На вершине каждой стойки 3 акреплена неподвижно площадка 7, на котоой углами установлены модули 1. Крайние яды 8 и 9 снабжены поперечными подосами 10, установленными снаружи опоры и пирающимися на отдельные фундамены 11. Угол наклона каждого поперечного одкоса 10 равен углу наклона стержней 4 и 5 стойки 3 относительно горизонтальной плос Кости. Отдельные фундаменты 6 и 11 разМещены по узлам прямоугольной сетки. Все вершины стоек 3 каждых двух соседних рядов 2, 8 и 9 соединены попарно посредством поперечных балок 12, расположенных горизонтально, Каждая поперечная балка 12 выполнена составной в виде трех труб 13 - 15, телескопически вставленных одна в другую и последовательно жестко соединенных концами между собой, причем наружная труба 13 и внутренняя труба 15 выполнены 50 из стали, а средняя труба 14 выполнена из алюминиевого сплава и ее длина определена из выражения 1 = 1 - , где 1, - расстояние между двумя соседними рядами 2, 8 и 9, ыих, - температурный коэффициент 55 линейного расширения соответственно алюминиевого сплава и стали. Трубы 13 - 15 соединены последовательно концами посредством резьбы 16, штифтов, болтов или других крепежных средств, а для обеспечения свободы продольного смещения и обеспечения необходимой жесткости в зазорах между трубами установлены направляющие 17, отдельные опоры скольжения или выступы труб. Для повышения равномерности нагревания или охлаждения внутренней трубы 15 и средней трубы 14 в трубах 13 - 15 выполнены отверстия 18 для движения воздуха. На свободных концах наружной трубы 13 и внутренней трубы 15 закреплены снаружи или изнутри планки 19 с отверстиями для крепления болтами к площадкам 7 на вершинах стоек 3.Опора обеспечивает возможность транспортировать модули 1 (фиг. 3) в пространстве между двумя рядами 2, 8 и 9 по рельсовым путям 20 и производить установку и смену модулей 1 снизу и с помощью манипулятора 21, установленного на рельсовом пути 20,Опора обеспечивает повышенную стабильность размещения модулей в горизонтальной плоскости, так как использованные технические средства при изменении температуры обуславливают одновременное и одинаковое перемещение всех площадок 7 строго по вертикальному направлению, предотвращая смещение рядов 2, 8 и 9 в поперечном направлении.При изменении температуры опора работает следующим образом. Как известно, при достаточном заглублении отдельных фундаментов 6 и 11 (на глубину 1,5 - 2 м) при изменении температуры воздуха расстояния между центрами фундаментов не изменяются. Поэтому в каждой опорной стенке 2, 8 и 9 (фиг, 5) ва стержня 4 и 5 каждой стойки 3 удлиняются на одинаковую величину и вершина А перемещается по вертикали ОА вверх в точку Аь Аналогично смещаются при повышении температуры вершины Б, В, Г всех стоек 3. Для того, чтобы стойка 3 осталась в вертикальной плоскости 22 ряда 8, необходимо равенство углов наклона 3 у поперечного подкоса 10 и у стержней 4 и 5. Если этого равенства не будет, то собственное удлинение поперечного подкоса 10 приведет к отклонению стойки 3 от вертикальной плоскости. Так, если угол наклона поперечного подкоса 10 будет меньше угла наклона стержней 4 и 5, то при повышении температуры стойка 3 будет наклонена внутрь опорного сооружения. Если же угол наклона подкоса будет больше, чем у стержней 4 и 5, то стойка 3 будет наклонена наружу. Оба этих случая недопустимы. На фиг. 5 пунктиром показано положение элементов крайнего ряда при повышении температуры.Перемещение вершины стойки 3 (фиг. 5 и 6) происходит следующим образом. Вершина А при повышении температуры на Л 1 вследствие удлинения стержней 4 и 5 перемеща 139589220 30 35 Фор.су.а 1 зобретсии) 40 45 50 55 ется вверх в т. А. Определим величину АА при условии, что расстояния между точками Ж, О, Д оста)отся стабильными. Вследствие симметрии стержней 4 и 5, лежащих в вертикальной плоскости 22, вершина А перемещается по вертикали ОА, являющейся осью симметрии. Собственное удлинение стального стержня 5 длиною 1 будет равно с =1 а Л. Из прямоугольного треугольника АКА видно, что с = 1) Вп(3, где 1 - угол наклона стержня 5. Если поперечный подкос 10 выполнен из стали и наклонен под тем же углом р к горизонтальной плоскости, то он при своем расширении обеспечивает аналогичным образом перемещение вердины А по вертикальной линии ОА. Следовательно, для сохранения каждой ,Л-образной стойки 3 в вертикальной плоскости необходимо выдержать два условия: выполнить поперечные подкосы 10 из стали и наклон этих подкосов выполнить равным наклону стержней 4 и 5.Для примера определим величину вертикального смещения АА каждой вершины при Л 1 = 40 С, а = 11,110, Н = 6000 мм, Д = = 60.Из треугольника АОД видно, чтоН/эп(3, подставим это значение в уравнение с = 1 а 2.Х 1 и получим с = Н а Л 1/ /э 1 п)3. Подставим полученное выражение в уравнение С=1) э)п 13 и получим Н с 2 Л 1/ /Ви 3=1 эп), откуда 1)=Но. Л 1/Ви Подставим заданные значения; 1)6000 11,1 10" 40/0,866- = 3,56 мм.Так как все вершины стоек 3 перемещаются по вертикальным направлениям одцовременцо цо мере изменения температуры воздуха, то горизонтальная плоскость расположения модулейсохраняется ца повышенном уровне.Поперечные балки 2 обеспечивают силовое замыкание конструктивной схемы, поддеркивдют средние ряды 2 в вертикальном положении и обеспечивают стабильное положение площадок в горизонтальной плоскости. Тдк как каждый ряд 2, 8 и 9 размещен на своем ряду отдельных фундаментов 6, то расстояния между рядами 2, 8 и 9 будут постоянными при изменении температуры. Для обеспечения постоянных расстояний в поперечном направлении между площадками 7 каждая поперечная балка 2 выполнена составной таким образом, чтобы ее эффективный температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) позволил бы компенсировать расширение стальных площадок 7 и самой поперечной балки 12 и сохранить расстояние 1 между соседними рядами 2, 8 и 9. Определим длину 1 средней трубы 14, вьшолненцой из алюминиевого сплава. Телескопическое расположение труб 13 в 5, соединение их концами последовательно и выполнение из материалов с разными ТКЛР приводи к тому, что средняя труба 14, выполнеьчдя из материала с более высоким ТК,1 Р, является компенсирующим элементом. Тдк цз фцг. 4 видно, что ПРЦ ПОВЫЦ С НЦ и ТЕ) ПЕР)ТУРЫ НД УВЕ,1 1 ЕЦЦЕ расстояния 1 положительно действует расширение стальных площадок 7, плди)к 19, тр) Оы 13 и труоы 1 О (сх мхд 1)цд 51 .линд участкоВ 1, + 1) ц Отрццдтельц),ествует расширение трубы 14 длиною 1. Оевидно для обеспечения стабильности рсстояния между площадками 7 необходимо, чтобы этц два фактора взаимно компецсцров 1- лись, т.е. приращения длин были рдвцы по абсолютной величине. С учетом заданных а и а и перепада температуры Л составим уравнение прцращеццй:(1+1 ) ) а = 1 А а.Сокращаем на Л( ц, раскрыв скобки, на- ходим Используя полученную расчетную формулу, определим для конкретного примера необходимую длину средней трубы 14, если задано: 1 = 7000 мм, а = 24,0 1 О (для сплава АМГ); а = 11,1 Оь (сталь 10),11,1 1 О(24,0 11,1) 10 " Расчетная формула не содержит Л 1, что свидетельствует о стабильности расстояния 1 между рядами 2, 8 и 9 прц любой тсмпературе воздуха. Поперечные сечения труб 13 - 15 подбираются с учетом продольных (ветровых) ц весовых нагрузок в каждом конкретном случае.Совокупность поперечных подкосов 0 и поперечных балок 12 обеспечивает стабильное положение площадок 7 прц цзмецеццц температуры, а также стабильное положение в горизонтальной плоскости всех модулей 1, опирающихся ца площддкц 7. Опора для размещения модулей технологического оборудования, содержащая продольные ряды стоек ца отдельных фундаментах, соединяющие вершины стоек поперечные балки, узлы крепления модулей и средство стабилизации расстояний между центрами модулей прц изменении температуры, отлачающаяся тем, что. с целью упрощения конструкции и снижения )ста,лоемкости, средство стабилизации образовано продольными рядамц стоек, каждая цз которых выполнена из двух сходящихся В вор. шине наклонных стержней, соединенных В местах пересечения с наклонными стержця- МИ СОСЕДНИХ СТОЕК, Ц ЦХГЕЕТ ЦД ВСРПни. ПЛО- щадку для рс 3)ецгс 1 ця соответствуюЦсго узла крепления хи)дг 51, д также цоцереч- НЫМЦ ОД;КДМЦ, иЖД 5 3 КОТОРЬХ ВЫО,1- нснд состдвноц пз трех Гр 1), телескопцчески встдвлсццых Одцд В другую ц цос,и1395892 довательно жестко соединенных концами между собой, при этом свободные концы нешней и внутренней труб каждой из балок закреплены на соответствуюших плошадках. а температурный коэффициент линейного расширения материала средней трубы больШе, чем у материала наружной и внутренней труб, причем длина 1 средней трубы определена из выражения 61 - 122а - агде - расстояние между соседними рядами стоек;и - температурный коэффициент линей ного расширения материала среднейтрубы;а - температурный коэффициент линейного расширения материала наружной и внутренней труб.1395892 у го цг 5 ель Г. Кврес Мус кытин СР по делааушскаяриятие, г. л. Проектная,СоставиРедактор Э. Слиган Техред И. ВЗаказ 1970/38 Тираж 628НИИПИ Государственного комитета СС113035, Москва, Ж - 35, РПроизводственно-полиграфическое предп щенкоКорре Подп 1 изобрет аб., д. жгород,ктор Исноеений и45