專利名稱：防止高溫下螺栓連接組件失效的方法及所采用的卸載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止高溫下螺栓連接組件失效的方法，本發(fā)明還涉及防止高溫下 螺栓連接組件失效所采用的連接螺紋用卸載裝置，主要用于太陽能領(lǐng)域使用的多晶鑄錠爐 加熱器。
背景技術(shù)：
在太陽能領(lǐng)域使用的多晶鑄錠爐加熱器結(jié)構(gòu)里面，大量采用了 C/C(炭纖維增強(qiáng) 炭復(fù)合材料)螺栓連接石墨板加熱器，以解決1700°C下高溫連接的問題。因C/C螺栓與被連 接件屬于不同材質(zhì)，兩者之間熱膨脹系數(shù)相差5 10倍，C/C螺栓熱膨脹系數(shù)比石墨小，如 果完全擰緊，就會(huì)因?yàn)楦邷叵聼崤蛎浵禂?shù)造成的熱應(yīng)力使螺栓斷裂。所以目前在使用過程 中一般通過人工的手感來控制緊固力的大小，為防止螺栓斷裂，一般螺母不能擰得太緊；而 因?yàn)榧訜岚逍枰獙?dǎo)電發(fā)熱，螺母又不能擰得太松，所以，安裝不合適很容易發(fā)生螺栓斷裂， 或者因間隙過大，導(dǎo)致加熱板虛接打火，損壞加熱板的情況出現(xiàn)，嚴(yán)重影響加熱器的安全穩(wěn) 定運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種能防止高溫下螺紋連接 組件失效的方法。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種防止高溫下螺紋連接組件失效的方 法，其特征是在被連接件和螺紋連接組件之間設(shè)置至少一組應(yīng)力卸載裝置，所述應(yīng)力卸 載裝置包括一碗狀墊片和設(shè)在碗狀墊片開口側(cè)的平墊片，碗狀墊片和平墊片之間構(gòu)成一間 隙，其中，平墊片的外側(cè)設(shè)有直徑小于碗狀墊片開口直徑的擋塊。本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理是在高溫下，利用平墊片吸收由于熱膨脹系數(shù)差異造成的熱 應(yīng)力。由于碗狀墊片和平墊片之間存在一碗形的間隙，當(dāng)高溫下被連接件和螺紋連接件之 間因熱膨脹系數(shù)差異而產(chǎn)生熱應(yīng)力時(shí)，平墊片會(huì)向兩個(gè)墊片之間的間隙側(cè)發(fā)生變形，從而 吸收熱應(yīng)力，保護(hù)螺栓不因熱應(yīng)力而發(fā)生斷裂，提高了螺紋連接的可靠性，延長(zhǎng)了螺栓的使 用壽命。本發(fā)明中所述的應(yīng)力卸載裝置根據(jù)設(shè)計(jì)需要可設(shè)置一組或一組以上。本發(fā)明中的應(yīng)力卸載裝置可設(shè)置在被連接件和螺紋連接組件之間的任一位置， 如可設(shè)置在兩個(gè)被連接件之間或設(shè)置在被連接件外側(cè)和螺紋連接組件的螺母之間，當(dāng)其 設(shè)置在被連接件之間時(shí)，為了保證平墊片在應(yīng)力作用下能產(chǎn)生適當(dāng)變形以吸收熱應(yīng)力，則 平墊片的外側(cè)應(yīng)設(shè)置一直徑小于碗狀墊片開口直徑的擋塊。考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單及可靠 性，所述應(yīng)力卸載裝置可設(shè)置在被連接件的外側(cè)和螺紋連接組件的螺母之間，其中，碗狀墊 片緊靠被連接件，設(shè)在平墊片外側(cè)的擋塊是螺紋連接組件的螺母，即平墊片緊靠螺紋連接 組件的螺母。本發(fā)明中的平墊片的直徑可以小于或大于或等于碗狀墊片的直徑，其直徑大小只 要能保證兩個(gè)墊片在裝配后之間存在可容納平墊片變形的空間即可，考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性，所述平墊片的直徑最好大于或等于碗狀墊片的直徑，以保證連接的可靠性。本發(fā)明還提供了一種高溫連接螺紋用卸載裝置，其采用的技術(shù)方案是包括可分 別穿設(shè)在螺栓/螺柱上的碗狀墊片和平墊片，平墊片設(shè)置在碗狀墊片開口側(cè)，碗狀墊片和 平墊片之間構(gòu)成一間隙。為了保證螺栓連接的可靠性，所述平墊片的直徑大于或等于碗狀 墊片的直徑。本發(fā)明的有益效果是其通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，很好地解決了高溫下因膨脹系數(shù) 差異產(chǎn)生的熱應(yīng)力容易導(dǎo)致連接螺紋失效的問題，且其連接可靠。用于多晶鑄錠爐加熱器 時(shí)，既能大大延長(zhǎng)螺栓的使用壽命，又保護(hù)了加熱器，增強(qiáng)了加熱板安裝的可靠性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例3中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1、碗狀墊片，2、平墊片，3、螺母，4、間隙，5、螺栓，6、被連接件一，7、被連接件
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及非限定性的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明實(shí)施例1如附圖1所示，是多晶鑄錠爐加熱器中石墨板加熱器采用C/C螺栓連接的連接結(jié) 構(gòu)形式。本實(shí)施例中，被連接件一 6和被連接件二 7通過螺栓5和螺母3連接，其中被連接 件一 6與螺栓5通過螺紋連接，螺栓5和螺母3均為C/C材質(zhì)，被連接件一 6和被連接件二 7均為各向同性石墨。在被連接件二 7的外側(cè)和螺母3之間設(shè)有應(yīng)力卸載裝置，該應(yīng)力卸載 裝置包括一碗狀墊片1和一平墊片2，平墊片2設(shè)在碗狀墊片1的開口側(cè)，碗狀墊片1和平 墊片2配合后之間構(gòu)成一碗形的間隙4，其中，碗狀墊片1緊靠被連接件二 7，平墊片2的外 側(cè)緊靠螺母3，螺母3的直徑小于碗狀墊片1的直徑。本發(fā)明是通過使平墊片2產(chǎn)生變形來吸收螺紋連接組件和被連接件之間由于熱 膨脹系數(shù)差異產(chǎn)生的熱應(yīng)力，從而保證螺栓在高溫下不易發(fā)生斷裂。因此，為了保證連接的 可靠性及平墊片2能產(chǎn)生可靠的變形，一般碗狀墊片1設(shè)計(jì)得較厚，而平墊片2設(shè)計(jì)得較薄。本發(fā)明中的其他部分采用已有技術(shù)，在此不再贅述。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，既保護(hù)了加熱器，增強(qiáng)了加熱板安裝的可靠性，又大 大延長(zhǎng)了螺栓的使用壽命。實(shí)施例2本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于本實(shí)施例中被連接件一 6、被連接 件二 7和螺栓5之間均為螺栓連接，應(yīng)力卸載裝置可設(shè)置在被連接件一 6和被連接件二 7 中任一側(cè)的外側(cè)，碗狀墊片1緊靠被連接件，平墊片2的外側(cè)緊靠螺母3。本實(shí)施例的其他部分均與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。實(shí)施例3
本實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，不同之處在于本實(shí)施例中設(shè)有兩組應(yīng)力卸載裝 置，分別設(shè)置在被連接件一 6和被連接件二 7的外側(cè)，碗狀墊片1緊靠被連接件，平墊片2 的外側(cè)緊靠螺母3。上述實(shí)施例僅用作對(duì)本發(fā)明的說明，并非對(duì)其的限制，本發(fā)明中的應(yīng)力卸載裝置 還可設(shè)置在被連接件和螺紋連接組件之間的任一位置。本發(fā)明也不局限于用在多晶鑄錠爐 加熱器中石墨板加熱器的連接，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于其他高溫環(huán)境下需要采用螺紋連接的 連接結(jié)構(gòu)中。
權(quán)利要求
一種防止高溫下螺紋連接組件失效的方法，其特征是在被連接件和螺紋連接組件之間設(shè)置至少一組應(yīng)力卸載裝置，所述應(yīng)力卸載裝置包括一碗狀墊片(1)和設(shè)在碗狀墊片(1)開口側(cè)的平墊片(2)，碗狀墊片(1)和平墊片(2)之間構(gòu)成一間隙(4)，其中，平墊片(2)的外側(cè)設(shè)有直徑小于碗狀墊片(1)開口直徑的擋塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止高溫下螺紋連接組件失效的方法，其特征是所述應(yīng)力 卸載裝置設(shè)置在被連接件的外側(cè)和螺紋連接組件的螺母(3)之間，其中，碗狀墊片(1)緊靠 被連接件，設(shè)在平墊片(2)外側(cè)的擋塊是螺紋連接組件的螺母(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防止高溫下螺紋連接組件失效的方法，其特征是所述 平墊片(2)的直徑大于或等于碗狀墊片(1)的直徑。
4.一種高溫連接螺紋用卸載裝置，其特征是包括可分別穿設(shè)在螺栓/螺柱上的碗狀 墊片(1)和平墊片(2)，平墊片(2)設(shè)置在碗狀墊片(1)開口側(cè)，碗狀墊片(1)和平墊片(2) 之間構(gòu)成一間隙(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫連接螺紋用卸載裝置，其特征是所述平墊片(2)的直 徑大于或等于碗狀墊片(1)的直徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防止高溫下螺栓連接組件失效的方法及所采用的卸載裝置，主要用于太陽能領(lǐng)域使用的多晶鑄錠爐加熱器。防止高溫下螺紋連接組件失效的方法，所采用的技術(shù)方案是在被連接件和螺紋連接組件之間設(shè)置至少一組應(yīng)力卸載裝置，所述應(yīng)力卸載裝置包括一碗狀墊片和設(shè)在碗狀墊片開口側(cè)的平墊片，碗狀墊片和平墊片之間構(gòu)成一間隙，其中，平墊片的外側(cè)設(shè)有直徑小于碗狀墊片開口直徑的擋塊。本發(fā)明利用應(yīng)力卸載裝置很好地解決了高溫下連接螺紋容易失效的問題，大大延長(zhǎng)了螺栓的使用壽命，保護(hù)了加熱器。
文檔編號(hào)F16B39/01GK101900159SQ20101022161
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者劉添華, 李奎武, 李文江, 王建星, 鄒志勇, 雷衡章 申請(qǐng)人:山東偉基炭科技有限公司;濟(jì)南偉得熱工材料有限公司