[實(shí)用新型]一種三向管道動(dòng)力吸振器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420196041.8
• 申請(qǐng)日: 2014-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203927229U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李吉;常凱;肖挺楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連大學(xué)
• 主分類號(hào): F16L55/02
• 分類號(hào): F16L55/02;F16L55/033
• 代理公司: 大連八方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21226
• 代理人: 任洪成

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于對(duì)管道振動(dòng)噪聲有效控制的技術(shù)領(lǐng)域，并形成了三向管道動(dòng)力吸振器，特別是通過(guò)鋼絲繩將管道與附加質(zhì)量連接的管道吸振降噪技術(shù)方法及形成的可對(duì)管道軸向、徑向和繞軸線扭轉(zhuǎn)的三個(gè)方向的振動(dòng)進(jìn)行有效控制和吸收的三向管道動(dòng)力吸振器。

背景技術(shù)

管道廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)裝置和生活設(shè)施中，目前國(guó)內(nèi)外大量使用的管道普遍存在振動(dòng)大、噪聲高的問(wèn)題。關(guān)于管道振動(dòng)噪聲問(wèn)題研究者頗多，其方法大概可分為兩類。一類是從管道結(jié)構(gòu)、材料上入手，即采用彈性管段，用吸振、阻尼材料制作管壁以及在管道中加設(shè)脈動(dòng)衰減器等(孔建益等，潛艇振動(dòng)噪聲的控制研究，噪聲與振動(dòng)控制，2006,26(5))。此類措施需要考慮其對(duì)管道內(nèi)流體產(chǎn)生的影響，實(shí)施較復(fù)雜且費(fèi)用較高，不易普及。另一類是動(dòng)力吸振技術(shù)，即通過(guò)在管壁外加設(shè)動(dòng)力吸振器控制管道振動(dòng)(劉耀宗等，被動(dòng)式動(dòng)力吸振技術(shù)研究進(jìn)展，機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2007,43(3)；趙國(guó)遷等，柴油機(jī)管道系統(tǒng)全主動(dòng)吸振技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究，噪聲與振動(dòng)控制，2007,27(5))。動(dòng)力吸振器可以作為子系統(tǒng)直接附連于主管道系統(tǒng)上，而不受管道耐高溫、高壓及防泄漏等要求的限制。根據(jù)其是否需要外界提供能量，動(dòng)力吸振器可以分為主動(dòng)式、被動(dòng)式等。由于存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、需要外界能源的保障等不利特點(diǎn)，主動(dòng)式吸振器在實(shí)際應(yīng)用中具有很大局限性。被動(dòng)式吸振器是工程應(yīng)用的主流，相關(guān)研究也取得了許多新進(jìn)展。其中多自由度動(dòng)力吸振器能夠減小附加質(zhì)量，提高抑振效率，并使吸振器的結(jié)構(gòu)更加緊湊實(shí)用，因此成為動(dòng)力吸振技術(shù)重要的發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型就是針對(duì)上述管道的振動(dòng)噪聲控制存在的問(wèn)題，提供一種對(duì)管道振動(dòng)噪聲進(jìn)行有效控制的三向管道動(dòng)力吸振器及其管道振動(dòng)噪聲控制方法，三向管道動(dòng)力吸振器是由附加質(zhì)量環(huán)、鋼絲繩、固定環(huán)、連接螺栓、管道和螺釘組成，其中附加質(zhì)量環(huán)是由主環(huán)和調(diào)節(jié)環(huán)組成，可以沿任意方向自由振動(dòng)，其中調(diào)節(jié)環(huán)是用于質(zhì)量微調(diào)。固定環(huán)緊套在管道外壁上，固定環(huán)和附加質(zhì)量環(huán)上面相對(duì)應(yīng)位置均布六個(gè)圓形孔，鋼絲繩插入圓形孔中，其兩端通過(guò)螺釘分別與固定環(huán)和附加質(zhì)量環(huán)連接。固定環(huán)和附加質(zhì)量環(huán)都設(shè)計(jì)成兩個(gè)半圓環(huán)對(duì)接的形式，利用連接螺栓將兩個(gè)半環(huán)對(duì)接為一個(gè)圓環(huán)，以方便安裝。

作為彈性元件的鋼絲繩數(shù)量至少為3個(gè)對(duì)稱布置，以確保徑向剛度對(duì)稱，通過(guò)調(diào)節(jié)鋼絲繩軸向長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)軸向剛度和徑向剛度必須一致；鋼絲繩的外表面硫化一層橡膠層，以增大吸振器的阻尼，進(jìn)而增大吸振頻帶寬度，以適應(yīng)管道振動(dòng)頻率的波動(dòng)。

本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)利用鋼絲繩的彈性和阻尼特性，可以對(duì)管道軸向、徑向和繞軸線扭轉(zhuǎn)的三個(gè)方向的振動(dòng)加以控制和吸收，同時(shí)可獲得降低噪聲的效果；

(2)克服需改變管道結(jié)構(gòu)和材料的措施實(shí)施復(fù)雜、費(fèi)用較高的缺點(diǎn)，可制作成兩個(gè)半圓環(huán)對(duì)接的形式，使用方便，且不受管道耐高壓、防泄漏等要求的限制；

(3)采用被動(dòng)式動(dòng)力吸振原理設(shè)計(jì)，克服主動(dòng)式動(dòng)力吸振器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、需要外界能源的保障等缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的三向管道動(dòng)力吸振器側(cè)視圖

如圖中所示：1、主環(huán)；2、鋼絲繩；3、固定環(huán)；4、連接螺栓；5、管道；6、螺釘；7、調(diào)節(jié)環(huán)；8、橡膠層

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖的實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型的三向管道動(dòng)力吸振器由附加質(zhì)量環(huán)、鋼絲繩2、固定環(huán)3、連接螺栓4和螺釘6組成，圖中5為管道。其中附加質(zhì)量環(huán)是由主環(huán)1和調(diào)節(jié)環(huán)7組成，可以沿任意方向自由振動(dòng)，其中調(diào)節(jié)環(huán)7用于質(zhì)量微調(diào)。固定環(huán)3緊套在管道5的外壁上，固定環(huán)3和附加質(zhì)量環(huán)上面均布六個(gè)圓形孔，鋼絲繩2插入這些孔中，其兩端通過(guò)螺釘6分別與固定環(huán)3和附加質(zhì)量環(huán)連接。固定環(huán)3和附加質(zhì)量環(huán)均設(shè)計(jì)成兩個(gè)半圓環(huán)對(duì)接的形式，可利用連接螺栓4將兩個(gè)半環(huán)對(duì)接為一個(gè)圓環(huán)，以方便安裝。作為彈性元件的鋼絲繩數(shù)量至少為3個(gè)對(duì)稱布置，以確保徑向剛度對(duì)稱，通過(guò)調(diào)節(jié)鋼絲繩軸向長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)軸向剛度和徑向剛度必須一致；鋼絲繩的外表面硫化一層橡膠層8，以增大吸振器的阻尼，進(jìn)而增大吸振頻帶寬度，以適應(yīng)管道振動(dòng)頻率的波動(dòng)。該動(dòng)力吸振器可將管道5的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)移到附加質(zhì)量環(huán)上，并利用鋼絲繩2的阻尼特性將振動(dòng)能量逐漸消耗、吸收掉。通過(guò)設(shè)置合理的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，如通過(guò)控制鋼絲繩2的長(zhǎng)度、剛度、捻向和彎曲處曲率等參數(shù)調(diào)節(jié)其彈性及阻尼特性，通過(guò)控制附加質(zhì)量環(huán)的密度、內(nèi)外徑長(zhǎng)度等參數(shù)調(diào)節(jié)其尺寸及質(zhì)量大小等，可對(duì)管道軸向、徑向和繞軸線扭轉(zhuǎn)的三個(gè)方向的振動(dòng)加以控制和吸收，同時(shí)可獲得降低噪聲的效果。