[發明專利]一種安設軸向滑移旋轉葉輪對的渦激振動抑制裝置及方法

有效

• 申請號: 201610945326.0
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN106499352B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 朱紅鈞;張愛婧;廖梓行
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B17/10
• 分類號: E21B17/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種安設軸向滑移旋轉葉輪對的渦激振動抑制裝置，其特征在于：由上、下兩個轉動件、一個套筒（2）、兩個固定環（3）和四根彈簧（6）組成；套筒（2）內徑等于立管（1）外徑，套筒（2）套裝在立管（1）外，套筒（2）外壁周向等間距均布四條滑軌（5），滑軌（5）與套筒（2）軸線平行；轉動件由轉動件內圈（8）、轉動件外圈（7）和滾珠（9）組成，轉動件內圈（8）為一圓環，其內壁面周向等間距均勻開設有四條滑槽，該滑槽與套筒（2）外壁上的滑軌（5）對應契合；轉動件內圈（8）一側端面沿周向均布四個螺紋孔（11），且每個螺紋孔（11）剛好位于兩個滑槽中間，轉動件內圈（8）外壁面開設一圈凹槽；轉動件外圈（7）為對稱的兩個半圓環形構件通過螺栓連接而成，其內壁面開設一圈凹槽，轉動件內圈（8）與轉動件外圈（7）的凹槽間布置滾珠（9），轉動件外圈（7）套裝在轉動件內圈（8）外，可發生相對轉動；轉動件外圈（7）的外壁面沿周向等間距布設四片尺寸相同的圓弧形葉片（4），且四片葉片（4）的圓弧與水平面的夾角相同；上轉動件內圈（8）端面的螺紋孔（11）開口向下，下轉動件內圈（8）端面的螺紋孔（11）開口向上，且上、下轉動件內圈（8）的螺紋孔（11）在垂線上成對對齊；上轉動件外圈（7）葉片（4）的圓弧凹面向上，下轉動件外圈（7）葉片（4）的圓弧凹面向下，即上、下轉動件外圈（7）葉片（4）關于水平面鏡像對稱；彈簧（6）兩端各連有一個固定鉤（10），固定鉤（10）端部布有螺紋，與轉動件內圈（8）的螺紋孔（11）嚙合，在上、下轉動件的四對螺紋孔（11）間各布置一根彈簧（6），使上、下轉動件由四根彈簧（6）連接，且彈簧（6）的初始狀態為自然伸長狀態；固定環（3）由對稱的兩個半圓環形構件組成，通過螺栓套裝固定在套筒（2）的端部；兩個固定環（3）分別與套筒（2）頂端和底端相抵，固定環（3）外壁直徑等于滑軌（5）高度，可以防止轉動件從滑軌（5）兩端滑出。

2.一種安設軸向滑移旋轉葉輪對的渦激振動抑制方法，采用如權利要求1所述的安設軸向滑移旋轉葉輪對的渦激振動抑制裝置，其特征在于：海流流經立管（1）時，由于葉片（4）和彈簧（6）存在，影響了海水繞流，破壞了邊界層，進一步影響旋渦的形成和脫落，起到了被動控制渦激振動的效果；同時，海水沖擊兩個轉動件的葉片（4），在葉片（4）上下表面產生壓力差，驅動葉片（4）帶動轉動件外圈（7）旋轉，且葉片（4）產生垂向升力，可帶動轉動件在軸向沿滑軌（5）滑移；由于上、下轉動件葉片（4）圓弧凹面方向相反，所以上、下兩個轉動外圈（7）的旋轉方向相反，上、下兩個轉動件受到的軸向升力也相反；上、下兩轉動件在軸向向相反方向運動，將拉伸彈簧（6）受力；由于海水速度和方向的不穩定性，會使彈簧（6）不斷的伸長與收縮，使轉動件在滑軌（5）上不斷滑移，套筒（2）兩端的固定環（3）對轉動件的軸向滑移起到有效限位；旋轉的葉片（4）和軸向滑移的轉動件使立管（1）壁面繞流邊界層受到深度破壞，起到了主動控制渦激振動的作用；因而，實現主動與被動共同抑制渦激振動的功能。