[0001] 本实用新型属于支吊架技术领域，具体涉及一种在热力系统使用的管道支吊架。

[0002] 热力系统（例如：热力发电、石油化工、冶金等系统）中存在各种热力管道，包括蒸汽管道、汽水管道等。支吊架是管道系统的重要组成部分，包括用于承受荷载、限制位移、控制振动，并将荷载传递至承载结构上（土建基础等）的各类组件或装置，支吊架的正常服役对各种热力管道安全稳定运行具有重要意义。

[0003] 目前，热力系统常用的支吊架有变力弹簧支吊架（以下简称弹吊）、恒力弹簧支吊架（以下简称恒吊）、刚性支吊架、刚性支吊架、滑（滚）动支架等。工程上常使用弹吊和恒吊承受管道在冷热变化过程中，由自重及位移变化产生的垂直方向上的荷载，当吊点向下位移时，弹吊可实现荷载逐渐增加，反之向上位移时则荷载逐渐减少；恒吊则实现荷载的基本恒定。可见，这两类支吊架均缺少“吊点向上位移时荷载逐渐增加”这一重要功能。该功能在实际工程应用中有一定范围的需求，例如：用于控制因管道制造壁厚偏差、保温重量偏差等造成的管系下沉；用于改善因管道自身刚性不足而无法实现向上自由膨胀位移造成的变形（例如循环流化床锅炉中，上下悬吊式管屏的变形控制）；使得管系应力分析计算中同时进行冷态吊零和热态吊零成为可能，以改善管系的应力水平和减少设备端口的受力和扭矩等。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的在于提供一种具备“吊点向上位移时荷载逐渐增加”和“荷载变化率可调节”功能的支吊架，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0005] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案。

[0006] 冷态时，配重处于原始位置并通过杠杆悬挂吊物，吊物（例如：管道等）处于冷态位置。

[0007] 热态时，杠杆随着吊物的逐渐向上位移，其绕支点向下旋转一定角度，同时，配重在连杆机构的作用下向外推移至杠杆远端的后达到终止位置，吊物（例如：管道等）处于热态位置。

[0008] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：该支吊架利用杠杆原理，实现对吊物的悬吊；利用连杆机构，实现吊点向上位移时荷载逐渐增加的功能；连杆长度可调节，具有“荷载变化率”调节功能。采用全机械金属结构，具有结构紧凑、制造工艺简单、安装便捷、运行稳定及荷载调节方便等特点。

[0011] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0012] 本实施例的一种杠杆式可调荷载支吊架，如图1所示，部件包括吊耳1，框体2，杠杆3，挂点4，主轴5，下限位6，可调连杆7，配重8，滑块9，水平限位10。所述框体2，杠杆3，主轴5，可调连杆7，滑块9刚性构件用低副联接成为连杆机构。所述挂点4悬挂吊物后与杠杆3铰接，滑块9悬挂配重8后可在杠杆3上滑动，杠杆3绕固定于框体2上的主轴5旋转，可调连杆7绕固定于框体2上的铰接点旋转，可调连杆7与滑块9铰接，下限位6固定于框体2上，水平限位10固定于杠杆3上，吊耳1悬吊框体2后与基础结构相连。

[0013] 冷态时，滑块9连同悬挂配重8处于原始位置，并通过杠杆3“撬起”吊物，吊物（例如：蒸汽管道等）处于冷态位置。配重8的重量及初始位置、位移量根据杠杆原理确定。

[0014] 热态时，吊物需要随管道膨胀向上位移至热态位置，杠杆3的短臂随着吊物的逐渐向上旋转，其长臂绕主轴5（支点）向下旋转一定角度，同时，滑块9连同悬挂配重8在可调连杆7的作用下向外推移至杠杆3远端的后达到终止位置。

[0015] 调节可调连杆7的长度，连杆机构的运动参数会相应改变，具有“荷载变化率”调节功能（详见：“实例计算”）。

[0016] 当意外原因导致杠杆3可能超越下行程时，下限位6将阻止杠杆继续下行；当意外原因导致滑块9可能脱离杠杆时，水平限位10将阻止滑块9飞脱。

[0017] 计算公式

[0018] 根据图2连杆机构示意图可知，滑块的运动轨迹为在杠杆上滑移的同时，围绕支点O’做半径为r的圆周运动。通过三角函数关系，可求出滑块距离支点O的距离（b）与杠杆转动角度（α）之间的函数表达式及相关参数。

[0019] 已知条件为：两个支点O与O’之间的距离（L）、可调连杆的半径（r）、杠杆短臂长度（a）。

[0020] （1）函数表达式：b2+L2-r2-2bL COSα=0

[0021] 求得：b =(2LCOSα±((2LCOSα）2-4×（L2-r2)) -2)/2

[0022] 可见，长度b与角度α的关系为一个带三角函数的二次方程。

[0023] （2）滑块极限行程计算：当α=0°时连杆机构处于极限行程位置，COSα=1代入函数表达式：b2+L2-r2-2bL COSα=0，得：(b-L) 2 = r2

[0024] 即：远程点= L+r、近程点= L-r，实际应用是远程点。

[0025] （3）连杆机构死点计算：当杠杆与滑块的圆形轨迹（围绕支点O’做半径为r变速圆周运动）相切时，达到连杆机构死点，即：α= arcsin（r/L）。设计时应注意L 、r、α的选取，避免杠杆在转动过程中到达死点。

[0026] （4）支吊架荷载：G1=(b×G2) /a,其中G2为配重荷载。

[0027] （5）荷载变化率：△G1

[0028] 实例计算

[0029] 设短臂a=200mm、两个支点O与O’之间的距离L=650mm、可调连杆长度r=350～450mm，代入函数表达式：b2+L2-r2-2bL COSα=0，实际应用α的取值范围为：15～0°（模拟吊点向上位移工况），配重G2=2000N（即200Kg的配重）时，求杠杆长臂b、支吊架荷载G1、荷载变化率△G1：

[0030] r=350 mm时：b =935～1000（mm）、G1=9350～10000（N）、△G1 = 7%；

[0031] r=400 mm时：b =991～1050（mm）、G1=9910～10500（N）、△G1 = 6%；

[0032] r=450 mm时：b =1045～1100（mm）、G1=10450～11000（N）、△G1 = 5%。

[0033] 可见杠杆长臂b出现变化，造成了支吊架荷载G1增加，从而实现“吊点向上位移时荷载逐渐增加”功能的支吊架；由于b取决于L 、r，而r可以在一定范围内调节，即该支吊架具有“荷载变化率”调节功能。

[0034] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种具体实施方式，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可按测试需求对技术方案进行改进和变化，如改可调连杆7的调节范围，改变两个支点之间的距离及杠杆长度等以适应各种支吊架应用环境，也均属于本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。