用於電力設備的平衡支撐裝置的製作方法

2023-08-07 11:17:16

本發明涉及電氣電力設備技術領域，更具體地說，本發明涉及一種用於電力設備的平衡支撐裝置。

背景技術：

電氣電力設備是發電廠、變電站以及工業生產車間中非常重要且常見的機器，這些設備一旦出現問題，將會影響電廠、電站或是車間的正常運轉，帶來難以估量的損失。而機器的自振或是其他震源是導致設備出現問題的原因之一。

為了防止振動過度造成的問題，現有技術通常是在電氣電力設備的下方設置多個減振器，利用減振器的協同作用發揮減振效果。由於各個減振器的抗壓應變能力不同以及抗壓耐久度不同，電氣電力設備通常會往一個方向傾斜，久而久之，電氣電力設備的重量會壓在傾斜一方減振器下面，導致減振器失常甚至失去效用。

這些減振器通常使用機械彈簧做成，然而機械彈簧容易出現機械疲勞，且減振的效果不均衡，依然出現傾斜情況。

因此設計一種用於電力設備的平衡支撐裝置，防止電力設備因振動產生的失衡成為一個亟需解決的問題。

技術實現要素：

本發明的一個目的是解決至少上述缺陷，並提供至少後面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，本發明提供一種用於電力設備的平衡支撐裝置，其中，包括：豎向平衡模塊，其支撐在所述電力設備的下方，所述豎向平衡模塊包括具有一定凹陷深度的託盤、設置在所述託盤內的第一支撐板和第二支撐板，所述第一支撐板、第二支撐板以及託盤底部相對平行設置，且所述第一支撐板的側邊與所述託盤的內壁彈性連接並封閉，所述第二支撐板的側邊與所述託盤的內壁固定連接並封閉，以使第一和第二支撐板之間形成第一緩衝層，第二支撐板與託盤底部之間形成第二緩衝層；其中，所述第一緩衝層和第二緩衝層均被均勻分隔成至少四個獨立的空腔，所述第一緩衝層的四個空腔與第二緩衝層的四個空腔一一對應且均在所述第二支撐板上設置有通孔上下連通，所述空腔內均充滿緩衝液，所述通孔上均配合安裝有液壓泵。

橫向平衡模塊，其包括至少四根豎直設置的立柱，所述立柱為圓柱結構，所述立柱均勻分布所述電力設備的各個方位，且所述立柱的下端與所述託盤固定，在每個所述立柱上分別設置有橫向減振機構頂住所述電力設備。

控制模塊，其包括液壓感應器和控制器，所述液壓感應器分別設置所述四個空腔中以檢測液壓，所述控制器分別與所述液壓感應器、液壓泵電連接；所述控制器根據所述液壓感應器的液壓選擇性啟動所述液壓泵將所述第一緩衝層和第二緩衝層空腔中的緩衝液互通。

支撐部，其設置在所述託盤的底部。

傳統的減振平衡裝置只對豎直方向即y軸方向進行減振，不能有效的消除電力電氣設備的橫向振動，因此本發明將振動分割成橫向和豎向兩個方向，同時針對性的設置橫向和豎向平衡裝置，能夠有效的防止電氣電力設備因振動而失去平衡。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述橫向平衡模塊還包括由側板圍成的側壁，所述側板固定在兩個相鄰的立柱之間，中間形成用於容納所述電力設備的腔體。側板有助於保護內部的電力設備。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述側壁為內外兩側板組成的雙層結構，兩側板之間被分隔形成多個空間單元，每個空間單元封閉互不連通，所述空間單元內部均充滿緩衝液具有容納緩衝液或是緩衝質。通過設置空間單元，同時在空間單元中衝入緩衝質，能夠有效地對振動阻斷削弱，消震效果更佳。同時空間單元的厚度與側板的厚度保持上述比例能夠使得箱體的重量分別更加平衡，有助於均勻的削弱振動。空間單元的設置有助於緩衝液更加均勻分布，不會因為重力的作用而過分集中，不會導致上輕下重，利于振動的消除。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述空間單元中設置蜂窩結構的夾層，所述夾層所述側板相對固定上，且夾層上的蜂窩孔非垂直或非平行對應所述側板。蜂窩結構的夾層可以有效增加阻尼，特別是當蜂窩中充滿緩衝液時，更能提高減振，消除共振的效果，且蜂窩孔與側板存在一定的角度，震動經過蜂窩壁再傳遞到側板，增加阻尼效果。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述緩衝液包含以下重量組分的原料：

瀝青20～25、乳膠20～25、廢棄植物油20～25、廢棄機油40～50、增稠劑5～6、乳化劑5～6以及劍麻纖維20～25；

其中，所述廢棄機油使用前進行過濾；所述劍麻纖維的長度為0.5～1毫米，將所述劍麻纖維打散後，與上述其他原料一同攪拌均勻得到的膠狀物即為所述緩衝液。緩衝液的運動粘度介於油和膠之間，粘性適中，減振效果好，同時具有優良的彈性恢復能力。混合均勻後，劍麻纖維能夠形成緩衝液的構架，提高緩衝液的韌性和粘性，阻尼效果更佳，同時支撐效果也可以。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述橫向減振機構包括：套筒，其一端封閉，另一端開口；支撐柱，其從所述開口滑動配合至所述套筒，所述套筒與支撐柱之間的縫隙通過潤滑油封閉，使得套筒內部形成密閉的壓縮腔，所述支撐柱的中心設置有通道貫通支撐柱的兩個端面，且所述通道內設置有單向閥以使氣體單向進入所述壓縮腔內；支撐塊，其固定在所述套筒封閉的一端用於頂住所述電力設備；以及固定塊，其一面設置在所述立柱上，另一面與所述支撐柱固接，且所述支撐柱上還套設有一彈簧，所述彈簧一端頂住固定塊一端，一端頂住所述套筒以彈性回復所述套筒。

套筒與支撐柱組合形成氣筒結構，加上彈簧的彈力，使得橫向平衡模塊能夠保持機電設備的穩定性，當機電設備發生震動，特別是橫向的震動時，壓縮腔以及彈簧的彈性恢復力能夠有效緩解震動，且壓縮腔以及彈簧的形變恢復具有延時性，能夠有效避免共振，同時保持平衡。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述立柱上設置有豎直的軌道，所述固定塊配合設置在所述軌道上以調節所述橫向減振機構與所述電力設備的相對高度。以適應不同高度的機電設備。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述橫向減振機構還包括振動轉化單元，所述振動轉化單元的兩面分別以可拆卸的方式與所述立柱以及所述套筒固定；所述振動轉化單元包括：矩形塊，其一面與所述電力設備可拆卸固定，另一面設置有凹槽，所述凹槽具有兩個內槽角和槽口，所述槽口的上下兩側對應固定有限位塊，所述限位塊向內伸延以縮小所述槽口；彈力板，其兩端分別頂入兩個內槽角，中部彈性彎曲凸出所述槽口；其中，所述套筒可拆卸的頂在所述彈力板凸出的中部；其中，所述內槽角為圓弧形的非直角結構，所述彈力板的兩端均呈與所述內槽角弧度相匹配的彎曲形狀，以在所述彈力板受壓時，將橫向壓力轉化為豎向壓力。當彈力片的中部振動受壓時，兩端會翹起，彎曲形狀的兩端能夠將水平方向的壓力化解成豎直方向的推力，有助于振動的轉化和消除。由於彈力板的作用，套筒能夠將機電設備頂的更緊，更穩固，彈力板的彈性又有助于震動的消除。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述彈力板中部與所述套筒接觸的部位設置有曲折的紋理，同時套筒上對應的位置也設置曲折的紋理，兩者配合以增強配合強度。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述彈力板由至少兩塊弓形彈力片疊加形成，所述彈力片形狀相匹配以使片與片之間緊密貼合。彈力片的疊加能夠增強彈性，同時彈力片之間的間隙也有助于震動的消除。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述彈力片的兩端具有缺口，所述彈力片疊加後形成缺口槽，所述彈力片插入內槽角後，所述缺口槽與內槽角之間形成一個密閉空間，所述密閉空間填充緩衝膠體。填充緩衝液能夠有效避免彈力片與凹槽摩擦破損，同時密閉的空間避免緩衝液的洩露，而長時間發揮效用。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述第一緩衝層中的空腔由隔板分隔形成，所述隔板設置為可彈性彎曲或可彈性伸縮結構，以彈性支撐所述第一支撐板；所述電氣設備設置在所述第一支撐板上；所述第二緩衝層中的空腔由硬板分隔形成，所述硬板剛性支撐所述第二支撐板。電力設備固定在第一支撐板上，第一支撐板下方的空間層內充滿緩衝液形成緩衝層有效消除支撐板垂直方向即y軸方向的震動。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，每個所述空腔中至少設置有一限位柱，這裡的空腔是指第一緩衝層中的空腔，所述限位柱下端固定在所述第二支撐板上，所述第一支撐板的下面設置有與所述限位柱匹配的圓筒，所述限位柱套入所述圓筒中以限制所述第一支撐板的傾斜度。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述液壓感應器包括分別位於所述第一緩衝層四個空腔中的第一、第二、第三和第四液壓感應器，所述液壓泵也包括與所述通孔對應的第一、第二、第三和第四液壓泵；所述液壓泵用於將第二緩衝層空腔中的緩衝液泵入第一緩衝層對應的空腔，所述通孔設置有單向閥防止逆流；所述控制器被配置為：預設所述液壓泵單次點火後持續運轉的時間t；預設最大液壓差f；分別讀取所述液壓感應器的液壓並進行比對；當任意兩個液壓感應器的液壓差大於f時，單次點火與較小液壓對應的液壓泵；重複上兩個步驟，直至任意兩個所述液壓感應器的液壓差小于于f。當電力設備因振動傾斜時，其中一個空腔的緩衝液必定因為受壓而壓力增大，這些壓力直接被液壓傳感器感應到，控制器控制相應的液壓泵往受壓空腔中泵入緩衝液提高液壓，使得傾斜的電力設備回正。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述橫向減振機構還包括氣泵，所述氣泵通過氣管與所述通道連通，以向所述壓縮腔充入氣體；所述控制模塊還包括振動傳感器，所述振動傳感器設置在所述電力設備的側壁，以檢測所述電力設備水平振動幅度大小；所述氣泵和振動傳感器均與所述控制器電連接，所述控制器被配置為：預設水平振幅極限a；持續接受所述振動傳感器的振幅信號；當振幅大於所述振幅極限a時，啟動所述氣泵充氣；當振幅小於所述振幅極限a時，停止所述氣泵。電力設備一般是立式，具有相當的高度，重心也高，橫向的振動對電力設備的影響很大，為了控制電力設備的橫向振動使其保持在安全範圍內，氣泵能夠有效減振的同時，將橫向振動轉化更加容易控制的上下振動，豎向平衡模塊再進一步消除振動。

本發明至少包括以下有益效果：首先，本發明在電力設備的側部設置了橫向平衡模塊，為電力設備提供平衡，同時能夠將橫向振動轉化為豎向振動，進而更加有效地對振動消除。解決了傳統技術只注重豎直方向的減振而導致的減振效果不佳的問題。

其次，本發明在利用緩衝液充當彈性回復介質，不僅能夠有效增加阻尼，削弱甚至阻斷震動，還能保持適當的彈性和支撐力，並且緩衝液質地均勻，比彈簧更能保持平衡。

再次，本發明的緩衝液使用廉價原料配製而成，成本低，粘性好，阻尼大，彈性恢復能力好，能夠有效的削弱震動。

最後，本發明的平衡控制模塊能夠根據電力設備的傾斜狀態以及振動幅度自動調整豎向和橫向平衡模塊的壓力，以保證電力設備的平衡，高效省力。

本發明的其它優點、目標和特徵將部分通過下面的說明體現，部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

附圖說明

圖1為本發明所述用於電力設備的平衡支撐裝置的結構示意圖；

圖2為本發明所述豎向平衡模塊的俯視圖；

圖3為本發明所述橫向減振機構的結構示意圖；

圖4為本發明所述振動轉化單元的結構示意圖；

圖5為本發明所述的彈力板的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

如圖1～5所示，一種用於電力設備的平衡支撐裝置，包括：豎向平衡模塊1，其支撐在所述電力設備3的下方，所述豎向平衡模塊1包括具有一定凹陷深度的託盤、設置在所述託盤內的第一支撐板和第二支撐板，第一支撐板的上方用於固定電力設備3，託盤的凹陷深度主要是根據第一緩衝層6和第二緩衝層7的厚度設定，目的是容納第一和第二緩衝層，即託盤的深度大於或是等於所述第一和第二緩衝層的總厚度；所述第一支撐板、第二支撐板以及託盤底部相對平行設置，且所述第一支撐板的側邊與所述託盤的內壁彈性連接並封閉，彈性連接即通過彈簧或是彈性材料將支撐板和內壁連接，使得支撐板具有相對內壁上下振動的空間，以發揮緩衝液減振效果，可以使用彈力膠封閉。所述第二支撐板的側邊與所述託盤的內壁固定連接並封閉，可以進行焊接封閉，以使第一和第二支撐板之間形成第一緩衝,6，第二支撐板與託盤底部之間形成第二緩衝層7；其中，所述第一緩衝層和第二緩衝層均被均勻分隔成至少四個獨立的空腔9，空腔9的形狀根據託盤的形狀而定，可以是扇形、方形或是三角形，所述第一緩衝層6的四個空腔9與第二緩衝層7的四個空腔9一一對應且均在所述第二支撐板上設置有通孔10上下連通，所述空腔內均充滿緩衝液，所述通孔10上均配合安裝有液壓泵，液壓泵可以上下互抽。

橫向平衡模塊，其包括至少四根豎直設置的立柱4，所述立柱為圓柱結構，所述立柱4均勻分布所述電力設備3的各個方位，且所述立柱4的下端與所述託盤固定，立柱可以固定在託盤的四個角也可以固定在託盤的側邊上，在每個所述立柱上分別設置有橫向減振機構2頂住所述電力設備3。

控制模塊，其包括液壓感應器和控制器，所述液壓感應器分別設置所述四個空腔9中以檢測液壓，所述控制器分別與所述液壓感應器、液壓泵電連接；所述控制器根據所述液壓感應器的液壓選擇性啟動所述液壓泵將所述第一緩衝層6和第二緩衝層7空腔中的緩衝液互通。

支撐部5，其設置在所述託盤的底部，支撐部5可以是輪子也可以是螺栓。

進一步，所述橫向平衡模塊還包括由側板圍成的側壁，所述側板固定在兩個相鄰的立柱4之間，側板的兩邊分別於立柱4焊接或是彈性連接，側板中間圍成用於容納所述電力設備的腔體。

進一步，所述側壁為內外兩側板組成的雙層結構，兩側板之間被分隔形成多個空間單元，每個空間單元封閉互不連通，所述空間單元內部均充滿緩衝液具有容納緩衝液或是緩衝質。每個空腔可以設置用於充入緩衝液的閥門。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述空間單元中設置蜂窩結構的夾層，所述夾層所述側板相對固定上，且夾層上的蜂窩孔非垂直或非平行對應所述側板。傾斜的角度在10～80°最佳。

優選的是，所述的用於電力設備的平衡支撐裝置中，所述緩衝液包含以下重量組分的原料：瀝青20～25、乳膠20～25、廢棄植物油20～25、廢棄機油40～50、增稠劑5～6、乳化劑5～6以及劍麻纖維20～25；其中，所述廢棄機油使用前進行過濾；所述劍麻纖維的長度為0.5～1毫米，將所述劍麻纖維打散後，與上述其他原料一同攪拌均勻得到的膠狀物即為所述緩衝液。

進一步，如圖3所示，所述橫向減振機構2包括：套筒11，其一端封閉，另一端開口；支撐柱12，其從所述開口滑動配合至所述套筒11，所述套筒11與支撐柱12之間的縫隙通過潤滑油封閉，使得套筒內部形成密閉的壓縮腔，所述支撐柱12的中心設置有通道15貫通支撐柱的兩個端面，且所述通道15內設置有單向閥以使氣體單向進入所述壓縮腔內；支撐塊，其固定在所述套筒封閉的一端用於頂住所述電力設備；以及固定塊13，其一面設置在所述立柱4上，另一面與所述支撐柱12固接，且所述支撐柱上還套設有一彈簧14，所述彈簧14一端頂住固定塊13一端，一端頂住所述套筒11以彈性回復所述套筒。

進一步，所述立柱4上設置有豎直的軌道，所述固定塊13配合設置在所述軌道上以調節所述橫向減振機構2與所述電力設備的相對高度。以適應不同高度的機電設備。

進一步，如圖4，所述橫向減振機,2還包括振動轉化單元，所述振動轉化單元的兩面分別以可拆卸的方式與所述立柱4以及所述套筒11固定；所述振動轉化單元包括：矩形塊16，其一面與所述電力設備3可拆卸固定，另一面設置有凹槽17，所述凹槽具有兩個內槽角18和槽口，所述槽口的上下兩側對應固定有限位塊19，所述限位塊19向內伸延以縮小所述槽口；彈力板20，其兩端分別頂入兩個內槽角18，中部彈性彎曲凸出所述槽口；其中，所述套筒11可拆卸的頂在所述彈力板20凸出的中部；其中，所述內槽角18為圓弧形的非直角結構，所述彈力板20的兩端均呈與所述內槽角18弧度相匹配的彎曲形狀，以在所述彈力板20受壓時，將橫向壓力轉化為豎向壓力。當彈力板的中部振動受壓時，兩端會翹起，彎曲形狀的兩端能夠將水平方向的壓力化解成豎直方向的推力，有助于振動的轉化和消除。由於彈力板的作用，套筒能夠將機電設備頂的更緊，更穩固，彈力板的彈性又有助于震動的消除。

進一步，所述彈力板20中部與所述套筒11接觸的部位設置有曲折的紋理，同時套筒11上對應的位置也設置曲折的紋理，兩者配合以增強配合強度。

進一步，如圖5所示，所述彈力板20由至少兩塊弓形彈力片疊加形成，所述彈力片形狀相匹配以使片與片之間緊密貼合。彈力片的疊加能夠增強彈性，同時彈力片之間的間隙也有助于震動的消除。

進一步，所述彈力片的兩端具有缺口，所述彈力片疊加後形成缺口槽，所述彈力片插入內槽角後，所述缺口槽與內槽角之間形成一個密閉空間，所述密閉空間填充緩衝膠體。填充緩衝液能夠有效避免彈力片與凹槽摩擦破損，同時密閉的空間避免緩衝液的洩露，而長時間發揮效用。

進一步，如圖2所示，所述第一緩衝層中的空腔由隔板8分隔形成，所述隔板8設置為可彈性彎曲或可彈性伸縮結構，以彈性支撐所述第一支撐板，隔板8本身可以是彈性較好的薄鋼板塑料板，以保證第一支撐板受壓時能夠有相對的上下運動空間；所述電氣設備設置在所述第一支撐板上；所述第二緩衝層中的空腔由硬板分隔形成，所述硬板剛性支撐所述第二支撐板。電力設備固定在第一支撐板上，第一支撐板下方的空間層內充滿緩衝液形成緩衝層有效消除支撐板垂直方向即y軸方向的震動。

進一步，每個所述空腔9中至少設置有一限位柱，這裡的空腔為第一緩衝層中的空腔，所述限位柱下端固定在所述第二支撐板上，所述第一支撐板的下面設置有與所述限位柱匹配的圓筒，所述限位柱套入所述圓筒中以限制所述第一支撐板的傾斜度。限位柱與圓筒之間配合的空隙即為第一支撐板的傾斜自由度，該空隙可以填充潤滑油以避免剛性接觸而磨損。

進一步，所述液壓感應器包括分別位於所述第一緩衝層四個空腔9中的第一、第二、第三和第四液壓感應器，所述液壓泵也包括與所述通孔10對應的第一、第二、第三和第四液壓泵；所述液壓泵用於將第二緩衝層空腔9中的緩衝液泵入第一緩衝層對應的空腔9，所述通孔10設置有單向閥防止逆流；所述控制器被配置為：預設所述液壓泵單次點火後持續運轉的時間t，如1秒，由於液壓泵的流量恆定，因此設定時間即可設定緩衝液泵入的體積，採用單次點火有助於控制，便於統計泵入緩衝液的體積；預設最大液壓差f，當電力設備發生傾斜時，傾斜一方空腔9內的緩衝液受壓而增大液壓，各個空腔9內的液壓不再為平衡狀態，液壓差可以有效反應電力設備的平衡狀態；分別讀取所述液壓感應器的液壓並進行比對；當任意兩個液壓感應器的液壓差大於f時，單次點火與較小液壓對應的液壓泵；重複上兩個步驟，直至任意兩個所述液壓感應器的液壓差小于于f。當電力設備因振動傾斜時，其中一個空腔的緩衝液必定因為受壓而壓力增大，這些壓力直接被液壓傳感器感應到，控制器控制相應的液壓泵往受壓空腔中泵入緩衝液提高液壓，使得傾斜的電力設備回正。

進一步，所述橫向減振機構2還包括氣泵，氣泵可以固定在側板上，所述氣泵通過氣管與所述通道連通，以向所述壓縮腔充入氣體以增大橫向減振機構的推力；所述控制模塊還包括振動傳感器，所述振動傳感器設置在所述電力設備3的側壁，以檢測所述電力設備水平振動幅度大小；所述氣泵和振動傳感器均與所述控制器電連接，所述控制器被配置為：預設水平振幅極限a；持續接受所述振動傳感器的振幅信號；當振幅大於所述振幅極限a時，啟動所述氣泵充氣；當振幅小於所述振幅極限a時，停止所述氣泵。電力設備一般是立式，具有相當的高度，重心也高，橫向的振動對電力設備的影響很大，為了控制電力設備的橫向振動使其保持在安全範圍內，氣泵能夠有效減振的同時，將橫向振動轉化更加容易控制的上下振動，豎向平衡模塊再進一步消除振動。

儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用。它完全可以被適用於各種適合本發明的領域。對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改。因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。