一种带监测功能的节能主动型滚动隔热管托结构
阅读说明：本技术 一种带监测功能的节能主动型滚动隔热管托结构 (Energy-saving active rolling heat insulation pipe carrier structure with monitoring function ) 是由 纪国剑 郭晶晶 朱志伟 王政伟 于 2020-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种带监测功能的节能主动型滚动隔热管托结构,包括管箍和管托支架,管箍包括上管箍和下管箍,管托支架包括侧板和底板,底板、侧板与上方支撑的蒸汽管道构成三角形支撑；侧板顶部固定有滚珠盘,滚珠盘顶部具有凹槽,凹槽内滚动设有滚珠,下管箍表面则固定有爪形限位装置。本发明结构设计合理,利用压力传感器检测压差,控制集油器及喷油器工作主动让滚珠滚动；滚珠进行轴向和径向位移实现应力和位移卸载,摩擦阻力小,热传导接触面积少；管道的安全性高、使用寿命长；软质保温材料层、耐高温反射材料层和保温材料的设置,可减少散热损失；维护和更换管托支架十分便利；同时可监测压力和管道位移。(The invention provides an energy-saving active rolling heat insulation pipe bracket structure with a monitoring function, which comprises a pipe hoop and a pipe bracket, wherein the pipe hoop comprises an upper pipe hoop and a lower pipe hoop; the top of the side plate is fixed with a ball disc, the top of the ball disc is provided with a groove, balls are arranged in the groove in a rolling mode, and the surface of the lower pipe hoop is fixed with a claw-shaped limiting device. The oil collector and the oil injector are controlled to work and actively roll the ball by utilizing the pressure sensor to detect the pressure difference; the balls perform axial and radial displacement to realize stress and displacement unloading, the friction resistance is small, and the heat conduction contact area is small; the pipeline has high safety and long service life; the arrangement of the soft heat-insulating material layer, the high-temperature-resistant reflecting material layer and the heat-insulating material can reduce heat dissipation loss; the pipe bracket is very convenient to maintain and replace; pressure and pipe displacement may be monitored simultaneously.)
技术领域
本发明涉及管道托架技术领域，尤其涉及一种带监测功能的节能主动型滚动隔热管托结构。
背景技术
能源是国民经济的命脉。在当今能源消耗急剧增加的情况下，节能减排工作必须深入推进。目前正在逐渐集中供热，逐步替代燃煤小锅炉。但是按照现有条件设计，集中供热管道的散热损失占总热量的5-20％，管托对散热损失的影响非常大。
管道内介质温度发生变化会造成管道热胀冷缩的情况，管道变形从而导致应力和位移变化，由于管道不是一条直管，位移方向不确定。现有的隔热管托，需要将支撑管道的管托放在可滑动的滑板上，利用管托底部的底板与下滑板之间的板体承载管道，并通过板体之间的摩擦适应热胀冷缩带来的应力和位移变化。但是这种隔热管托承摩擦力较大，效果不理想，如若需要减少摩擦力，则生产原料成本较大。CN201034215Y公开了一种滚滑动隔热管托，将传动的滑动摩擦力改为滚动摩擦，从而减小摩擦系数，节约了生产成本。但是这种隔热管托，为在支撑座底部设计滚动体，在底部滚动中，存在底部滚动体接触面积少，滚动摩擦处压力较大，安全性和使用寿命存在疑虑。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本发明提供一种带监测功能的节能主动型滚动隔热管托结构，可内置保温材料，减少散热损失，并进行监测，便于对应力和位移进行主动卸载，有效延长管托的使用安全性和使用寿命，更加便于维护更换。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带监测功能的节能主动型滚动隔热管托结构，用于包裹承载蒸汽管道，包括管箍和管托支架，所述的管箍包括上管箍和下管箍，所述的上管箍和下管箍呈弧形结构，且上管箍与下管箍弧形端面合拢形成外包在管道外的环形结构，所述的管托支架包括对称设置的侧板和设置在侧板底部的底板，所述的底板、侧板与上方支撑的蒸汽管道构成三角形支撑；所述的侧板顶部固定有滚珠盘，所述的滚珠盘顶部具有凹槽，所述的凹槽内滚动设有滚珠，所述的下管箍表面则固定有爪形限位装置，所述的爪形限位装置外包在滚珠盘外、且下管箍表面与滚珠接触。
进一步的，所述的滚珠盘表面矩阵分布有若干凹槽，所述的凹槽为与滚珠相适配的圆形槽，滚珠盘表面周向外侧具有侧壁，所述的侧壁高度大于滚珠半径。滚珠对应在圆形槽内滚动，每个滚珠不会对其他滚珠的滚动造成干涉。
进一步的，所述的滚珠盘对应凹槽表面设有收集油液的集油器，滚珠盘还设有对应向凹槽内滚珠喷油的喷油器，所述的滚珠盘沿蒸汽管道的轴向方向上设有压力传感器和位移传感器，所述的位移传感器与下管箍接触，且压力传感器与集油器和喷油器分别信号连接。通过压力传感器检测压差后，将压差信号传递并控制给集油器和喷油器工作。在检测压差大于等于设定压差时，喷油器向滚珠盘内喷入润滑油，集油器关闭，润滑油帮助滚珠滚动卸载压力。当压差小于设定压差时，喷油器关闭，集油器开启，润滑油流入集油器，滚珠固定，不会发生滚动。
进一步的，所述的爪形限位装置为两组L形爪，每组L形爪均包括两个开口方向相对的L形爪，分别为沿蒸汽管道轴向方向布置的轴向L形爪组和沿蒸汽管道环向布置的环向L形爪组，其中每个L形爪相对于下管箍表面的凸出高度大于滚珠盘厚度与滚珠直径之和，轴向L形爪组的L形爪沿蒸汽管道轴向的长度小于下管箍沿蒸汽管道轴向的长度，环向L形爪组的L形爪沿蒸汽管道周向的长度大于滚珠盘沿蒸汽管道周向的长度，两组L形爪构成的区域为下管箍的移动范围。通过L型爪对滚珠盘进行限位，使得下管箍可相对于滚珠盘做限位范围内的移动，保证下管箍不会脱离管托支架。
进一步的，所述的蒸汽管道与管箍内壁之间从内向外依次具有软质保温材料层和耐高温反射材料层。
进一步的，所述的上管箍、下管箍、侧板和底板内部均中空具有腔室，所述的腔室内填充有保温材料。
本发明的有益效果是，本发明提供的一种带监测功能的节能主动型滚动隔热管托结构，结构设计合理，利用压力传感器检测压差，控制集油器及喷油器工作主动让滚珠滚动；滚珠进行轴向和径向位移实现应力和位移卸载，摩擦阻力小，热传导接触面积少；管道的安全性高、使用寿命长；软质保温材料层、耐高温反射材料层和保温材料的设置，可减少散热损失；维护和更换管托支架十分便利；同时可监测压力和管道位移。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明最优实施例的剖视图。
图2是本发明最优实施例的侧视图。
图3是本发明最优实施例中滚珠盘的结构示意图。
图4是本发明最优实施例中管托支架的结构示意图。
图中1、上管箍 2、下管箍 21、爪形限位装置 3、管托支架 31、滚珠盘 311、滚珠312、凹槽 313、喷油器 314、集油器 315、压力传感器 316、位移传感器 32、侧板 33、底板4、螺栓 5、保温材料 51、软质保温材料层 52、耐高温反射材料层 53、硬质材料。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1至图4所示的一种带监测功能的节能主动型滚动隔热管托结构，是本发明最优实施例，用于包裹承载蒸汽管道，包括管箍和管托支架3。
管箍包括上管箍1和下管箍2，上管箍1和下管箍2呈弧形结构，且上管箍1与下管箍2弧形端面合拢形成外包在管道外的环形结构。上管箍1和下管箍2之间通过螺栓4连接固定。蒸汽管道与管箍内壁之间从内向外依次具有软质保温材料层51和耐高温反射材料层52。软质保温材料层51和耐高温反射材料层52的厚度可根据实际应用情况决定，且对应上管箍1的材料层和对应下管箍2的材料层的材料、厚度可不一致。
管托支架3包括对称设置的侧板32和设置在侧板32底部的底板4，底板4、侧板32与上方支撑的蒸汽管道构成三角形支撑。对于蒸汽管道和管箍来说，中心位置为蒸汽管道的中心，下管箍2与侧板32的接触位置为两处支撑位置，中心与两处支撑位置形成了稳定的三角支撑。对于管箍来说，底板4与两侧对称的侧板32，也形成了一个稳定的三角支撑，有效起到了稳定支撑蒸汽管道的作用。
侧板32顶部固定有滚珠盘31，滚珠盘31表面矩阵分布有若干凹槽312，每个凹槽312内均对应设有滚珠311。凹槽312为与滚珠311相适配的圆形槽，滚珠盘31表面周向外侧具有侧壁，侧壁高度大于滚珠311半径。滚珠311对应在圆形槽内滚动，每个滚珠311不会对其他滚珠311的滚动造成干涉。
下管箍2表面则固定有爪形限位装置21，爪形限位装置21外包在滚珠盘31外、且下管箍2表面与滚珠311接触。爪形限位装置21为两组L形爪，每组L形爪均包括两个开口方向相对的L形爪，分别为沿蒸汽管道轴向方向布置的轴向L形爪组和沿蒸汽管道环向布置的环向L形爪组。其中每个L形爪相对于下管箍2表面的凸出高度大于滚珠盘31厚度与滚珠直径之和。轴向L形爪组的L形爪沿蒸汽管道轴向的长度小于下管箍2沿蒸汽管道轴向的长度。环向L形爪组的L形爪沿蒸汽管道周向的长度大于滚珠盘31沿蒸汽管道周向的长度。两组L形爪构成的区域为下管箍2的移动范围。通常，该移动范围大致为矩形。通过L型爪对滚珠盘31进行限位，使得下管箍2可相对于滚珠盘31做限位范围内的移动，保证下管箍2不会脱离管托支架3。
滚珠盘31对应凹槽312表面设有收集油液的集油器314，滚珠盘31还设有对应向凹槽312内滚珠喷油的喷油器313，滚珠盘31沿蒸汽管道的轴向方向上设有压力传感器315和位移传感器316，位移传感器316与下管箍2接触，且压力传感器315与集油器314和喷油器313分别信号连接。同时，在实际管路设计中，可将集油器314与喷油器313的油路设置为相同，实现对润滑油的循环利用。
该管托结构在使用中，位移传感器316通过接触下管箍2对比初始位置可得蒸汽管道相对于管托支架3的轴向位移；压力传感器315则可监测压力传感器315位置处的压差ΔP，并可通过测量实验预先设置一个临界值P0。使用中，通过压力传感器315检测获得压差后，将压差信号传递并控制给集油器314和喷油器313工作。当ΔP≥P0时，喷油器313向滚珠盘31内喷入润滑油，集油器314关闭，润滑油帮助滚珠311滚动卸载压力。当Δ＜P0时，喷油器313关闭，集油器314开启，润滑油流入集油器314，滚珠311固定，不会发生滚动。
为了提高管箍与管托支架3的保温性能，上管箍1、下管箍2、侧板32和底板4内部均中空具有腔室，腔室内填充有保温材料5，为了保证承托效果，该保温材料可优选为硬质材料53。
相应的，上述方案提供的管托支架3也可单独拆分使用，该管托支架3可应用于工业通风、燃气输配的其他领域的管道，用于起到滚动支撑的作用。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
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