Опора постоянного усилия Российский патент 2021 года по МПК F16L3/21 

Изобретение относится к области техники, где применяются опорные устройства подвижных элементов с постоянным усилием. Преимущественная область применения - подвески участков трубопроводов, испытывающих температурные деформации.

Известна опора постоянного усилия, содержащая корпус, элемент жесткости, закрепленный в корпусе опоры постоянного усилия, поворотные кулачки и грузонесущую часть. Элемент жесткости выполнен в виде одной пружины, воспринимающей только вертикальную нагрузку, и одним концом, закрепленным на опорной плите во внутренней полости корпуса опоры постоянного усилия, на втором конце пружины размещается центрирующая деталь с двумя симметрично расположенными пальцами, на которых размещаются вращающиеся элементы и взаимодействуют с криволинейным профилем кулачков. Ось вращения поворотных кулачков располагается в вертикальных пазах корпуса и фиксируется тягой с резьбовым отверстием, образующей винтовую пару с регулировочным винтом, головка которого размещена на наружной поверхности корпуса и имеющим вращательную степень свободы вокруг собственной оси [Патент №2734383, МПК F16L 3/20, F16L 3/205, F16L 3/2056, опубл. 15.10.2020, БИ №29].

Недостатками данной опоры постоянного усилия являются сложность конструкции, не постоянство усилия, использование деталей сложного профиля и возможность возникновения колебаний и вибраций.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является подвеска постоянного усилия [Патент РФ №2444667, МПК F16L 3/205, опубл. 10.03.2012, БИ №7], содержащая корпус, в середине которого подвижно в вертикальном направлении размещена грузонесущая часть, снабженная вращающимися элементами, взаимодействующими с криволинейным профилем рабочей поверхности рычагов, попарно размещенных по обе стороны грузонесущей части, пружину. Верхние концы рычагов снабжены пазами с размещенными в них с возможностью перемещения тягами для регулирования предварительного сжатия и изменения высоты оси пружины, расположенной между рычагами на одной из тяг и взаимодействующей с ними посредством тяг и осей, соединенных между собой крепежными элементами, грузонесущая часть с вращающимися элементами расположена в пространстве, образованном путем заведения за них нижних концов рычагов и удержанием в нем грузонесущей части посредством опирания вращающихся элементов на криволинейный профиль рабочей поверхности рычагов.

Недостатками данной опоры постоянного усилия являются сложность конструкции, непостоянство усилия, использование деталей сложного профиля и возможность возникновения колебаний и вибраций.

Задачей данного изобретения является создание опоры постоянного усилия без использования деталей сложного профиля, предотвращающей возможность возникновения колебаний и вибраций, обеспечивающей постоянство усилия.

Поставленная задача достигается тем, что опоре постоянного усилия содержащей корпус, в середине которого подвижно в вертикальном направлении размещена грузонесущая часть, снабженная вращающимися элементами, взаимодействующими с криволинейным профилем рабочей поверхности рычагов, попарно размещенных по обе стороны грузонесущей части, пружины, тяги.

Отличительными признаками предлагаемой опоры постоянного усилия является то, что центральные зоны грузонесущей части боковыми сторонами находятся в зацеплении с вращающимися элементами, на боковых поверхностях которых установлены цилиндрические крепления, к которым присоединены пружины растяжения, противоположными концами закрепленные на кронштейнах в нижней части корпуса, оси вращения вращающихся элементов и кронштейны находятся на одном расстоянии от оси симметрии корпуса.

На фиг. 1 показана схема опоры постоянного усилия.

Опора постоянного усилия содержит корпус 1, в середине которого подвижно в вертикальном направлении размещена грузонесущая часть 2, снабженная вращающимися элементами 3, взаимодействующими с криволинейным профилем рабочей поверхности рычагов 4, попарно размещенных по обе стороны грузонесущей части 2, пружины 5, тяги 6. Центральные зоны грузонесущей части 2 боковыми сторонами находятся в зацеплении с вращающимися элементами 3, на боковых поверхностях которых установлены цилиндрические крепления 7, к которым присоединены пружины растяжения 8, противоположными концами закрепленные на кронштейнах 9 в нижней части корпуса 1. Оси вращения вращающихся элементов 3 и кронштейны 9 находятся на одном расстоянии от оси симметрии корпуса 1.

Опора постоянного усилия работает следующим образом.

Опора постоянного усилия устанавливается под трубопроводом. При установке опоры (начальное положение) грузонесущая часть 2 находится в среднем положении, в котором пружины 5 сжаты, а пружины растяжения 8 находятся в не деформированном состоянии. В этом положении вся нагрузка от трубопровода воспринимается пружинами 5.

При возникновении деформаций в трубопроводе, например температурных удлинений, происходит перемещение грузонесущей части 2 вниз и сжатие пружин 5. При движении грузонесущей части 2 вниз происходит поворот вращающихся элементов 3 и удлинение пружин растяжения 8. Деформации пружин растяжения 8 компенсируют увеличение сил упругости в пружинах 5 при их удлинении, что позволяет обеспечить постоянство усилий на всем диапазоне перемещения грузонесущей части 2.

С целью предотвращения возникновения колебаний и вибраций вращающиеся элементы 3, взаимодействуют с криволинейным профилем рабочей поверхности рычагов 4, попарно размещенных по обе стороны грузонесущей части 2. При этом взаимодействии возникает трение, предотвращающее колебание и вибрации. С целью изменения усилия прижатия рычагов 4 к вращающимся элементам 3 они соединены с тягами 6, перемещая который изменяется усилие прижатия.

За счет того, что центральные зоны грузонесущей части 2 боковыми сторонами находятся в зацеплении с вращающимися элементами 3, происходит передача усилия от пружин растяжения 8 к грузонесущей части 2. Для обеспечения возможности изменения угловых положений пружин растяжения 8 на боковых поверхностях вращающихся элементов 3 установлены цилиндрические крепления 7, к которым присоединены пружины растяжения 8, противоположными концами закрепленные на кронштейнах 9 в нижней части корпуса 1.

С целью обеспечения постоянства усилия на грузонесущей части 2 оси вращения вращающихся элементов 3 и кронштейны 9 размещены на одном расстоянии от оси симметрии корпуса 1. Такое расположение обеспечивает изменение длины пружин растяжения 8 и момента на вращающихся элементах 3, что компенсирует рост сил упругости в пружинах 5 при их удлинении, что позволяет обеспечить постоянство усилий на всем диапазоне перемещения грузонесущей части 2.

Предлагаемая опора постоянного усилия имеет относительно простую конструкцию, т.к. не используются детали сложного профиля, обеспечивает постоянное усилие и предотвращает возможность возникновения колебаний и вибраций.

Изобретение относится к области техники, где применяются опорные устройства подвижных элементов с постоянным усилием. Преимущественная область применения - подвески участков трубопроводов, испытывающих температурные деформации. Предлагается опора постоянного усилия, содержащая корпус, в середине которого подвижно в вертикальном направлении размещена грузонесущая часть, снабженная вращающимися элементами, взаимодействующими с криволинейным профилем рабочей поверхности рычагов, попарно размещенных по обе стороны грузонесущей части, пружины, тяги. Конструктивной особенностью предлагаемой опоры является то, что центральные зоны грузонесущей части боковыми сторонами находятся в зацеплении с вращающимися элементами, на боковых поверхностях которых установлены цилиндрические крепления, к которым присоединены пружины растяжения, противоположными концами закрепленные на кронштейнах в нижней части корпуса, оси вращения вращающихся элементов и кронштейны находятся на одном расстоянии от оси симметрии корпуса. Предлагаемая опора постоянного усилия имеет относительно простую конструкцию, так как не используются детали сложного профиля, обеспечивает постоянное усилие и предотвращает возможность возникновения колебаний и вибраций. 1 ил.

Опора постоянного усилия, содержащая корпус, в середине которого подвижно в вертикальном направлении размещена грузонесущая часть, снабженная вращающимися элементами, взаимодействующими с криволинейным профилем рабочей поверхности рычагов, попарно размещенных по обе стороны грузонесущей части, пружины, тяги, отличающаяся тем, что центральные зоны грузонесущей части боковыми сторонами находятся в зацеплении с вращающимися элементами, на боковых поверхностях которых установлены цилиндрические крепления, к которым присоединены пружины растяжения, противоположными концами закрепленные на кронштейнах в нижней части корпуса, оси вращения вращающихся элементов и кронштейны находятся на одном расстоянии от оси симметрии корпуса.