[发明专利]一种船用气瓶组固定装置及其结构变形校核方法

说明书

一种涉及船用高压气瓶调压设备领域的船用气瓶组固定装置及其结构变形校核方法，固定装置包含固定架，固定架包含上限位架、下限位架、底架、竖撑杆、斜撑杆、十字撑杆组和横撑杆；上限位架和下限位架分别分隔为多个上方框单元和下方框单元，下方框单元内固定有支撑板单元，上方框单元内固定有加紧板单元；气瓶的上、下瓶身处均设有夹具，夹具包含活动夹板和固定夹板；结构变形校核方法包含：对固定架和夹具进行有限元计算模型建模；施加夹具以及两种情况下固定架的载荷和边界条件；对夹具和固定架结构逐步加载求解；该固定装置及其结构变形校核方法保证整个固定装置节省占地空间，且能够满足摇摆角度和摇摆周期的环境要求。

技术领域

本发明涉及船用高压气瓶调压设备领域，尤其是涉及一种船用气瓶组固定装置及其结构变形校核方法。

背景技术

高压氮气瓶的储气压力一般在25MPa左右，如果气瓶瓶身被破坏出现漏气现象，会造成极大的安全事故，因此，在使用时不仅要检查连接部位是否漏气，更重要的是要防止气瓶翻倒；常见的高压气瓶一般是底部放置在平面上，或者是利用卡箍卡住瓶身固定在架子上，来使其保持特定的安放姿态，对架子的结构要求较低，但是并不适合用来在船只上固定气瓶；由于船体在水面上晃动比较严重，因此，固定气瓶的架子要能够保证在摇摆角度±45°，摇摆周期3s～14s的环境下具备一定的强度和刚度，不会在长期实用过程中出现气瓶脱离架子而翻倒的现象，此外，由于船只的内部空间有限，高压气瓶的使用数量较多，如何在保证结构稳定便于拆装气瓶的同时节省占地空间，也是气瓶架体设计需要考虑的重点。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种船用气瓶组固定装置及其结构变形校核方法，保证整个固定装置节省占地空间，且能够满足摇摆角度和摇摆周期的环境要求。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种船用气瓶组固定装置，包含固定架，所述固定架包含从上到下依次对应水平设置，且均呈方形框架结构的上限位架、下限位架和底架，所述底架通过固定螺栓与外部船体固定连接；所述上限位架和下限位架对应的四角分别通过四根竖撑杆固定连接，所述竖撑杆的下端向下延伸并与底架对应边框固定连接，所述底架的框角与对应的竖撑杆杆身之间固定有斜撑杆，所述斜撑杆与底架的夹角为45～70度，所述上限位架和下限位架同侧的两根竖撑杆之间可拆卸固定有十字撑杆组，所述上限位架和下限位架同端的两根竖撑杆之间可拆卸固定有横撑杆；所述上限位架和下限位架分别由若干横杆和纵杆分隔为多个呈矩阵排列的上方框单元和下方框单元，所述上方框单元和对应的下方框单元之间设有竖直的气瓶，所述下方框单元内固定有用于支撑气瓶底部的支撑板单元，所述上方框单元内固定有用于压紧气瓶顶部的加紧板单元；所述气瓶的上、下瓶身处均设有夹具，所述夹具包含活动夹板以及与固定架可拆卸固定连接的固定夹板，所述固定夹板和活动夹板对应的内侧面中部均设有适配气瓶瓶身的圆弧面，所述固定夹板和活动夹板的外侧面均设有贯通至相应内侧面中部的紧定螺孔，所述紧定螺孔中配设有紧定螺钉，所述固定夹板和活动夹板对应的内侧面两端均延伸设有连接块，所述固定夹板和活动夹板相对应的两个连接块之间通过夹具螺栓可拆卸固定连接。

进一步，所述上限位架和下限位架同侧的两根竖撑杆之间加强固定有多个辅助竖撑和辅助横撑。

进一步，所述十字撑杆组主要有中央撑块和对称固定于中央撑块四角的四个辅助斜杆组成，且所述辅助斜杆与水平面的锐角夹角设为45～70度。

进一步，所述加紧板单元的板面中央设有穿孔，所述穿孔的直径小于气瓶瓶身的外径，大于气瓶瓶颈的外径。

进一步，所述固定架的一侧固定有用于安装气瓶控制箱的箱架，另一侧固定有挡板，所述固定架的底面固定有底板。

进一步，所述上限位架和底架分别与竖撑杆连接处均固定设有加强角板。

进一步，所述固定夹板和活动夹板相对的圆弧面贴附有防撞垫圈。