[發(fā)明專利]對(duì)稱三岔形梁式岔管及其設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811393145.7
• 申請(qǐng)日: 2018-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN109598039B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張燕;尹華安;楊興義;黃克戩;張君;陳陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F30/17
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 敬川

本發(fā)明屬于岔管及其設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種對(duì)稱三岔形梁式岔管的設(shè)計(jì)方法及采用該方法設(shè)計(jì)制造的對(duì)稱三岔形梁式岔管，旨在解決現(xiàn)有的對(duì)稱三岔形梁式岔管的設(shè)計(jì)方法對(duì)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)要求較高的問(wèn)題。該對(duì)稱三岔形梁式岔管的設(shè)計(jì)方法根據(jù)設(shè)計(jì)要求，以主管的軸線和分岔點(diǎn)為基準(zhǔn)首先確定出分岔角ω和各支管的軸線，然后再設(shè)計(jì)主、支管的基本錐，接著確定相貫線，并設(shè)計(jì)主、支管的過(guò)渡錐，最后設(shè)計(jì)出加強(qiáng)梁；通過(guò)將對(duì)稱三岔形梁式岔管以構(gòu)件的方式進(jìn)行拆解分步設(shè)計(jì)，利于針對(duì)每個(gè)構(gòu)件設(shè)置合理的控制參數(shù)體系，使得體型參數(shù)調(diào)整的目標(biāo)明確，且使各參數(shù)的影響鏈較短，降低了設(shè)計(jì)難度，對(duì)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)要求不高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于岔管及其設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)稱三岔形梁式岔管及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

岔管是水電站壓力輸水系統(tǒng)中用于分流以及合流的重要構(gòu)件，而對(duì)稱三岔形梁式岔管是最常用的岔管之一。如圖1所示，對(duì)稱三岔形梁式岔管主要由主管A、第一支管B、第二支管C、第三支管D以及加強(qiáng)梁E構(gòu)成，是一種體型復(fù)雜的空間曲面薄壁結(jié)構(gòu)，通常由鋼材制成，分岔部位各管的相貫線交于一點(diǎn)。主管A、第一支管B、第二支管C和第三支管D通常均包括基本錐、過(guò)渡錐和悶頭，且各管的基本錐連為一體。

對(duì)稱三岔形梁式岔管的主、支管合計(jì)四條，各空間曲面的參數(shù)影響關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，傳統(tǒng)采用特征線運(yùn)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。該方法首先逐次擬定岔管每個(gè)管節(jié)的腰線長(zhǎng)度和腰線折角；之后，通過(guò)腰線折角計(jì)算相應(yīng)管節(jié)的半錐角、公切球半徑和各支管腰線折點(diǎn)，從而確定岔管體型。現(xiàn)有對(duì)稱三岔形梁式岔管的設(shè)計(jì)方法對(duì)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)要求較高，一旦設(shè)計(jì)參數(shù)選取不合理，或者是主從關(guān)系顛倒會(huì)導(dǎo)致管節(jié)曲面出現(xiàn)幾何矛盾，無(wú)法獲得體型成果。而且，參數(shù)的影響鏈很長(zhǎng)，體型設(shè)計(jì)時(shí)某個(gè)參數(shù)調(diào)整會(huì)導(dǎo)致大量管節(jié)體型調(diào)整，梳理追溯參數(shù)的互相影響關(guān)系的難度很大，一旦出錯(cuò)很難追溯錯(cuò)誤原因，往往不得不再?gòu)念^開始設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工作量大，工作效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種對(duì)稱三岔形梁式岔管的設(shè)計(jì)方法，旨在解決現(xiàn)有的對(duì)稱三岔形梁式岔管的設(shè)計(jì)方法對(duì)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)要求較高的問(wèn)題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：對(duì)稱三岔形梁式岔管的設(shè)計(jì)方法，包括下列步驟：

步驟一，以主管的軸線和分岔點(diǎn)為基準(zhǔn)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定分岔角ω以及第一支管、第二支管和第三支管各自的軸線，ω＜90°；

步驟二，首先，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定主管的最大半徑R_A、主管的基本錐的半錐角α_A、第一支管的最大半徑R_B和第一支管的基本錐的半錐角α_B；其次，以分岔點(diǎn)作為主管、第一支管、第二支管和第三支管各自基本錐的公切球的球心，并根據(jù)R_A、R_B、α_A和α_B確定所述公切球的半徑R₀；最后，計(jì)算第二支管的基本錐的半錐角α_C，第三支管的基本錐的半錐角α_D與第一支管的基本錐的半錐角α_B相等；

步驟三，以任意兩個(gè)基本錐的腰線的交點(diǎn)確定該兩個(gè)基本錐的相貫線；

步驟四，分別對(duì)主管、第一支管、第二支管和第三支管，從基本錐往遠(yuǎn)岔方向逐節(jié)設(shè)計(jì)過(guò)渡錐；過(guò)渡錐的節(jié)數(shù)為n，n為整數(shù)且0≤n≤4；過(guò)渡錐各節(jié)的錐邊線相等，且各節(jié)的半錐角以n為自變量線性變化；

步驟五，以任意相鄰的兩個(gè)基本錐的相貫線為基準(zhǔn)線，并根據(jù)橢圓曲線方程設(shè)計(jì)出該基準(zhǔn)線所對(duì)應(yīng)的加強(qiáng)梁。

進(jìn)一步的是，步驟二中，所述公切球的半徑R₀由公式1計(jì)算得到；

R_O＝K×R_A……………………公式1；

其中，K為岔管擴(kuò)大系數(shù)，1.05≤K≤1.15。