[發明專利]一種管道多方向粘彈性隔減振裝置及管道隔減振方法

有效

• 申請號: 201810270058.6
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108317300B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 徐趙東;苗安男
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F16L3/02
• 分類號: F16L3/02;F16L55/02;F16L55/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

本發明公開了一種管道多方向粘彈性隔減振裝置及管道隔減振方法，多方向隔減振裝置包括：用于支撐管道和耗散管道豎向振動能量的豎向隔減振部件以及用于耗散管道多方向振動能量的多方向隔減振部件。本發明充分利用了高耗散粘彈性材料的耗能特性，豎向隔減振部件來提供足夠的豎向剛度，能夠滿足承載能力要求和耗散豎向能量，同時用多方向隔減振部件多方向剪切變形耗能。本發明裝置能在多個方向隔離外部激勵的同時耗散振動能量，具有構造簡單、造價低廉、施工方便的優點。

技術領域

本發明是一種用于管道結構的被動隔減振裝置及管道隔減振方法，屬于管道減振領域。

背景技術

管道運輸相對于公路、鐵路等傳統運輸方式，運輸效率高、經濟成本低，因而成為了最主要的流體運輸方式，被廣泛應用于工業、農業生產的各個領域中。但是，由于管道設計不合理、機械振動不平衡、流固脈動作用等原因，管道極易發生振動，輕則影響管道運輸效率，提高運輸成本；重則影響設備和管道系統運行的可靠性，造成生產安全事故。因此，如何控制管道振動，減小其動力響應，恢復正常生產效率，成為了目前工程研究領域的熱點。

在實際的管道系統中，要根本上消除振動是極其困難的，若改變管系的結構特性如改變管長和彎管長度需要依賴于現場環境和管道排布空間；若采用主動消振控制，振動的偶然性和喘振的不確定性使工程人員很難對振源做出準確的數學模型；若采用半主動控制，造價也十分高昂。因此，綜合比較經濟效益和控制效果，合理估計管道系統的振動特性，分析外界給管道系統造成振動的原因，并結合一定的被動減振方法就成為了管道系統消振的最佳解決途徑。

在目前的被動減振研究中，粘彈性材料性能優良、成本低廉，因而用其制作而成的圓筒式粘彈性阻尼器得到了廣泛應用，但是圓筒式粘彈性阻尼器只能在其在單個方向進行剪切變形耗散能量，而管道振動具有多維性的特征，因此在應用上不夠廣泛。為此，本發明采用了夾片式粘彈性減振單元，夾片式粘彈性減振單元可以在各個方向進行剪切變形耗能，應用空間更為廣泛。此外，托板和柱形傳力件相連采用的鉸接體系使得管道在減振器處的位移較大，從而可以耗散大量振動能量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種管道多方向粘彈性隔減振裝置，該裝置具有在多個方向的隔振和減振能力，能有效減小多個方向的振動反應。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種管道多方向粘彈性隔減振裝置，包括安裝在管道底部的沿管道軸向間隔布置的多個隔減振裝置，每個隔減振裝置均包括：托板，支撐連接在管道底部外壁上；連接桿，上端和所述托板的底部剛性連接，下端和多方向隔減振裝置連接。多方向隔減振裝置包括：用于支撐管道和耗散管道豎向振動能量的豎向隔減振部件以及用于耗散管道多方向振動能量的多方向隔減振部件。

其中，豎向隔減振部件包括豎向布置的外筒、粘彈性層以及設置于外筒軸心處的柱形傳力件，所述柱形傳力件的頂部依次通過變角度傳力機構、連接桿以及托板和管道連接，柱形傳力件的外壁和外筒的內壁之間設置粘彈性材料層。

其中，所述柱形傳力件上方具有空腔，空腔內設置所述多方向隔減振部件，多方向隔減振部件包括沿連接桿桿壁周向對稱布置的多個夾片式粘彈性減振單元。

其中，每個夾片式粘彈性減振單元均由兩層粘彈性材料層和三層剛性板高溫高壓硫化而成，最中間的一層剛性板的端部和連接桿固定連接，外側兩層剛性板的另一端和外筒內壁固定，連接每層粘彈性材料層的厚度為1-10mm。

其中，外筒內壁和柱形傳力件外壁之間通過高溫高壓硫化連接粘彈性材料層，所述外筒內壁和柱形傳力件外壁之間的粘彈性材料層厚度為2-20mm。

其中，所述柱形傳力件為實心柱體或空心圓筒，當為實心柱體時，實心柱體的頂部通過變角度傳力機構、連接桿以及托板和管道連接；當為空心圓筒時，空心圓筒的內壁設有環形支撐件，環形支撐件的中心處依次通過連接桿、變角度傳力機構、連接桿以及托板和管道連接。