Опорная лапа аппарата Советский патент 1993 года по МПК F16M11/04 

Изобретение относится к химической и теплоэнергетической промышленности и может быть использовано в аппаратах, работающих в нестационарном температурном режиме.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности в условиях термоциклических нагрузок путем обеспечения упругой деформации подкладного элемента как в осевом, так и в радиальном направлениях.

На фиг. 1 изображена опорная лапа, разрез; на фиг. 2 - принцип работы опорной лапы при повышении температуры в аппарате по сравнению с исходной при местных удлинениях: на фиг. 3 - принцип работы опорной лапы при понижении температуры в аппарате по сравнению с исходной при местных сокращениях; на фиг 4 при повышении температуры при взаимном влиянии опор; на фиг. 5 - при понижении температуры, при взаимном влиянии опор.

Опорная лапа аппарата содержит подкладные элементы, выполненные в виде двух колец 1 и 2, трубчатую стойку 3 с опорной пластиной 4. Кольца 1 и 2 жестко соединены собой меньшими диаметрами, кольцо 1 большим диаметром жестко соединено с днищем рубашки 5 аппарата 6. кольцо 2 большим диаметром жестко соединено со стойкой 3.

Кольца 1 и 2 на поверхностях взаимодействия между собой имеют кольцевые проточки (выемки) 7 и 8, кольцо 1 кроме этого имеет кольцевую проточку 9 на поверхности взаимодействия (контакта) с днищем 5. В кольце 2 выполнен дренажный канал 10

О xj N3 vj 00 00

Кольцевые проточки 7, 8 и 9 выполнены таким образом, что топщина с. живого металла колец I и 2 в месте проточек в продольном и поперечном сечениях одинакова и равна половине толщины листа кольца Это ослабляет жегткосгь колец 1 и в продольном и поперечном направлениях и позволяет значительно уменьшить температурные нагрузки на сварные швы особенно топ приварки кольца 1 к днищу рубашки 5 и, в то же время, не снижает нагрузочной способности опорной лапы пцелом

Опорная лапа аппарата работает следующим образом.

При подаче о руЬашку 5 аппарата R теплоносителе с высокой температурой, например перегретого паца днище рубашки быстро прогревается и расширяется, а при подаче в рубашку хпадоносителя днище рубашки быстро охпаждается и сокращается,

При этом п местах закрепления опорных лап к днищу рубашки создаются значительные напряжения, с одной стороны, мастнге, локальные п пределах одной (каждой) опорной лэпы, возникающие на принципе запаздывания прогревания (олпаждени) и соответственно расширения (сокращений р ле.ц 1, и стойки 3 по отношению к дн.ицу рубашки, а, с другой сторонч. общие для всех опорных лап возникающие от расширения (сокр31цения)диии1а рубашки в цепом и отсутствия возможности радиальною перемещения опорных лап - они жестко закреплены опорными пластинами 4 к фундаменту. Местные локальные nar.pj .ueiH b возникающие при нагревании днища рубай;; г ч ею расширении, приводят к деформации юлец 2, как показано на фиг Днищ рубашки, расширяясь в стороны, через сварной шов тянет за обой не успешнее прогреться кольцо 1 которое довольно лоо отгибает ся (деформируется) по попточ о ° (по сечениям А), значительно снижая иапряугчпп1 в сварном ШПР припарки кольца 1 к днищу рубашки. В дальнейшем при прогревании кольца I и его расширении лнапог IVJHI IM образом вступают в работу проточки 7 и 8

По мере удаления от днища рубашки через кольца 1, 2, к стойке 3 и опорной пластине 4 температурные перелады взаимодействующих между собой элементов опорной лапы уменьшаются уменьшаются и напряжения в сварных швах, их соединяющих

При охлаждении днища рубашки (в пе риод подачи в рубашку аппарата хладоноси теля) и его сокращении деформация колец по проточкам 9 Я и 7 происходит в обоатном направлении как гк.азапо на фиг 5

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Напряжения же общие для всех опор, возникающие ot расширения - сокращения днища рубашки в целом относительно жестко закрепленных к фундаменту опорных лап, деформируют кольца 1 и 2 при расширении (нагревании) днища, как показано на фиг. 4, и при сокращении (охлаждении) днища, как показано на фиг. 5.

При охлаждении от исходной температуры днища 5 при отставании охлаждения кольца 1. а тем более кольца 2 не закрепленный внутренний край кольца 1 и не закрепленный наружный край кольца 2 не успевают за деформацией соответствующего вышенаходящегося элемента, поэтому между внутренним краем кольца 1 и днищем 5, а также между наружным краем кольца 2 и кольцом 1 появляются щели (принцип гармошки). Это положение показано на рис. 5.

При С1эбилизации процесса, выравнивании температур днища и колец, выравниваются и внутренние напряжения в них, что ведет к исчезновению щелей. Изгиб контуров колец происходит на протяженном участке, включая кольцевую проточку соответствующего кольца до сварного шва. Поэтому напряжения не локализуются на сварном шве, а распределяются на указанном протяженном участке, что в значительной степени разгружает сварной шов.

В действительности же температурные напряжения, локальные в пределах одной опорной лапы и общие для всех опорных лап п целом от днища, действуют на опорные лапы одновременно и картина деформации юлец при, нагревании днища, представленная на фиг 2 и 4. и при охлаждении днища, представленная на фиг. 3 и 5, будет несколько иной, так как деформации от возникающих в этих случаях напряжений будут в ь . оюрыл местах гасить друг друга, а в не- ютирых усиливать друг друга.

При огмыпке аппарата раствор, попадающий в полость проточки 8, выводится через дренажный ктнал 10.

В совокупности наличие кольцевых проточек на кольцах, установка колец одно на другом и скрепление их сварным швом по их меньшим диаметрам делает опорную лапу менее жесткой при термоциклических нагрузках R результате чего концентрация напряжений происходит не в зоне сварных швов а на участке охватывающем зону кольцевой проточки до соответствующего ближайшего сварного шва. От локального воздействия на соответствующий сварной шов происходит переход к распределению напряжений на протяженную зону, что в значительной степени уменьшает напряжения непосредственно на сварных швах и облегчает их работу

Формула изобретения Опорная лапа аппарата, содержащая трубчатую стоику с опорной пластиной и подкладной элемент в виде установленных одна над другим и жестко закрепленных верхнего на корпусе аппарата, а нижнего - на стойке колец с опорными поверхностями, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности в условиях термоциклических нагрузок, пу0

тем обеспечения упругой деформации подкладного элемента как в осевом, так и в радиальном направлениях, верхнее и нижнее кольца внутренними диаметрами жестко соединены между собой, а наружными соответственно с корпусом и со стойкой, при этом на опорных поверхностях колец, установленных в контакте между собой и с корпусом, выполнены концентричные кольцевые проточки, причем кольцевые проточки, выполненные на противоположных опорных поверхностях верхнего кольца, имеют различный диаметр

Изобретение относится к химической и теплоэнергетической промышленности, в частности к опорным конструкциям аппаратов, работающих в нестационарном температурном режиме с циклическими . нагревами и охлаждениями. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности в условиях термоциклических нагрузок путем обеспечения упругой деформации подкладного элемента как в осевом, так и в радиальном направлениях. Опорная лапа аппарата содержит подкладные элементы, выполненные в виде двух колец (К) 1 и 2, трубчатую стойку 3 с опорной пластиной 4. К 1 и 2 жестко соединены между собой меньшими диаметрами. К 1 большим диаметром жестко соединено с-днищем 5 рубашки аппарата. К 2 большим диаметром жестко соединено со стойкой 3. К 1 и 2 на поверхностях взаимодействуя между собой имеют кольцевые проточки 7, 8, а К 1 кроме этого имеет кольцевую проточку 9 на поверхности взаимодействия с днищем 5. При эксплуатации аппарата в нестационарном температурном режиме возникающие температурные напряжения будут перераспределяться между кольцами подкладного элемента и стойкой и уменьшаться за счет податливости и деформации элементов по проточкам.5 ил. Ё

92 «

Фи$. 5

ггз.

9иг.5

5