CN105605316B - 管托固定器 - Google Patents

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张梅荪
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets

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Abstract

本发明公开了一种管托固定器包括有环形挡圈，紧贴所述环形挡圈的内侧设置有若干个楔块；所述楔块的厚度沿轴向递增，且所述楔块从横截面看具有与所述环形挡圈的内侧相对应的弧度。通过楔块与环形挡圈之间的斜面将管托传递过来的轴向推力作用到楔块斜面，安装时，环形挡圈与楔块设置一定的预紧载荷，当环形挡圈承受到轴向推力，环形挡圈与楔块表面挤压产生微小的弹性变形，根据胡克定律，这种变形转换为沿楔块斜面法向向下的压力，由于楔块的斜角（楔块的厚度沿轴向递增），这个沿楔块斜面向下的压力将楔块固定在管托表面，从而实现管托的轴向固定。管托固定器将成对使用，分别安装在固定管托或轴向限位（止推）管托的两端。

Description

管托固定器
技术领域
本发明涉及石化管道装置技术领域，特别是涉及一种用于固定管道的管托固定器。
背景技术
在配管设计中，通常需要在管道上设置固定管托、轴向限位（止推）管托、径向限位（导向）管托以及滑动管托等类型的管道支吊架，由于固定管托、轴向限位（止推）管托需要承受较大的轴向载荷，通常需要在管道上焊接挡块来实现固定管托和轴向限位（止推）管托的定位。但是在管道上焊接挡块又会产生如下的问题：
1、在施工现场的焊接过程中，管道会产生应力，影响管道使用寿命。
2、对于部分高合金钢管道来讲，材料焊接性能差，容易产生裂纹等焊接缺陷，如果挡块焊接失败，则会造成固定管托和轴向限位（止推）管托失效。
3、通常化工厂都有防火要求，在管道上焊接的挡块，如果失效在现场动火焊接修补很困难。
因此，有必要研究出一种的管托固定器，可在不需要焊接就可以将热管托管托按轴向固定在管托上，并能承受管托热胀冷缩带来的轴向推力，特别适合于输送热介质，且对管托强度要求高，不允许在管托上焊接附件的管托。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种简单，安装方便的管托固定器。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该管托固定器包括有环形挡圈，紧贴所述环形挡圈的内侧设置有若干个楔块；所述楔块的厚度沿轴向递增，且所述楔块从横截面看具有与所述环形挡圈的内侧相对应的弧度。
上述技术方案的管托固定器, 可以在不与管道焊接的情况下实现固定管托和轴向限位（止推）管托的轴向定位，并能承受轴向载荷；通过一个楔块与环形挡圈之间的斜面将管托传递过来的轴向推力作用到楔块斜面，安装时，环形挡圈与楔块设置一定的预紧载荷，当环形挡圈承受到轴向推力，环形挡圈与楔块表面挤压产生微小的弹性变形，根据胡克定律，这种变形转换为沿楔块斜面法向向下的压力，由于楔块的斜角，这个沿楔块斜面向下的压力将楔块固定在管道表面，从而实现轴向的固定。管托轴向固定器将成对使用，分别安装在固定管托或轴向限位（止推）管托的两端。
进一步的改进在于，该管托固定器设置有多个（根据管径和应力确定）楔块，均匀分布在所述环形挡圈的内侧。
进一步的改进在于，所述环形挡圈的内径与管托的直径之差小于所述楔块的最大厚度值；且所述环形挡圈的内径与管托的直径之差大于所述楔块的最小厚度值。
进一步的改进在于，所述楔块的长度为20-50mm。
进一步的改进在于，所述楔块的楔角小于或等于相应材料的摩擦角。
本发明的优点在于：
1、不需要焊接就可以实现固定管托和轴向限位（止推）管托的轴向定位，并承受轴向载荷。
2、可以反复使用。
附图说明
下面结合附图和本发明的实施方式进一步详细说明：
图1是本发明管托固定器的主视图；
图2是本发明管托固定器使用状态结构示意图；
图3是图1中楔块的横截面结构示意图；
图4是图1中楔块的轴向截面结构示意图；
图5是图2中管托固定器使用时的受力分析图；
其中：1-环形挡圈；2、3、4-楔块。
具体实施方式
如图1所示，本发明的管托固定器包括有环形挡圈1，紧贴所述环形挡圈的内侧设置有若干个楔块，均匀分布在所述环形挡圈1的内侧；如图3、4所示，所述楔块2的厚度沿轴向递增，且所述楔块2从横截面看具有与所述环形挡圈1的内侧相对应的弧度，所述环形挡圈1的内径与管托的直径之差小于所述楔块2的最大厚度值；且所述环形挡圈1的内径与管托的直径之差大于所述楔块2的最小厚度值，所述楔块2的长度为20-50mm，所述楔块2的楔角小于或等于相应材料的摩擦角。
具体使用时，如图2所示，本发明的管托固定器利用是自锁原理来实现固定作用。所谓自锁就是一个物体受静摩擦力作用而静止，当外力试图使这个物体运动时，外力越大，物体被挤压的越紧，越不容易运动，即最大静摩擦力的保护能力越强，这种现象叫做自锁（定）现象。
当有摩擦时，支承面对平衡物体的约束力包含法向约束力FN和切向约束力Fs（即静摩擦力）。这两个分力的矢量和称为支撑面的全约束力，它的作用线与接触面的公法线成一偏角如图5。
当物块处于平衡的临界状态时，静摩擦力达到最大值，偏角也达到最大值，全约束力与法线间的夹角的最大值称为摩擦角，即摩擦角的正切等于静摩擦系数。物块平衡时，静摩擦力不一定达到最大值，可在0与最大值Fmax之间变化，所以全约束力与法线间的夹角也在0与之间变化，即。如果作用于物块的全部主动力的合力FR的作用线在摩擦角之内，则无论这个里怎样大，物块补丁保持静止，这就是自锁现象的原理。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种管托固定器，其特征在于，包括有环形挡圈，紧贴所述环形挡圈的内侧设置有若干个楔块；所述楔块的厚度沿轴向递增，且所述楔块从横截面看具有与所述环形挡圈的内侧相对应的弧度；该管托固定器设置有多个楔块，均匀分布在所述环形挡圈的内侧；所述环形挡圈的内径与管托的直径之差小于所述楔块的最大厚度值；且所述环形挡圈的内径与管托的直径之差大于所述楔块的最小厚度值；所述楔块的长度为20-50mm；所述楔块的楔角小于或等于相应材料的摩擦角。
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