[發(fā)明專利]一種抑制鋼管高聳結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)的自旋破渦裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811364295.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN109267668A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張軍鋒;曹晨;楊軍輝;管品武;李杰;李會(huì)知
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98;E04H9/14;E04H12/18
• 代理公司: 鄭州萬(wàn)創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41135
• 代理人: 任彬

一種抑制鋼管高聳結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)的自旋破渦裝置，包括環(huán)形的基座，基座的外壁旋轉(zhuǎn)套裝有環(huán)形的旋轉(zhuǎn)臂，即基座外壁設(shè)置有環(huán)形的凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置有滾珠，滾珠嵌入凹槽與旋轉(zhuǎn)臂的內(nèi)壁之間；所述旋轉(zhuǎn)臂的外壁上固定設(shè)置有四個(gè)連接臂，四個(gè)連接臂圍繞旋轉(zhuǎn)臂的軸線均勻設(shè)置；所述連接臂的另一端均固定設(shè)置有半球殼形的風(fēng)杯，四個(gè)風(fēng)杯的開口方向一致且與旋轉(zhuǎn)臂的直徑方向垂直。總之，本發(fā)明通過(guò)改變結(jié)構(gòu)物表面空氣旋渦脫離的規(guī)律性，有效抑制了橫風(fēng)向渦激振動(dòng)對(duì)鋼管高聳結(jié)構(gòu)造成的危害，減少了經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼管高聳結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)抑制裝置，具體涉及一種抑制鋼管高聳結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)的自旋破渦裝置。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，變電站規(guī)模不斷增大，電壓等級(jí)不斷提高，這也使得變電構(gòu)架的高度也在不斷提高，為了避免雷擊，工程應(yīng)用中往往在變電站內(nèi)建立高聳的獨(dú)立避雷針，或者是在變電構(gòu)架上安裝避雷針，以保護(hù)設(shè)備的安全。由于變電構(gòu)架大多采用鋼結(jié)構(gòu)特別是圓形鋼管這種輕質(zhì)高強(qiáng)材料，屬于鋼管高聳結(jié)構(gòu)，因此在橫風(fēng)向力作用下，鋼管圓截面兩側(cè)交替地產(chǎn)生脫離結(jié)構(gòu)物表面的旋渦，當(dāng)構(gòu)件的自振頻率與旋渦的脫離頻率相接近時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生共振破壞，這種現(xiàn)象稱為渦激振動(dòng)，而渦激振動(dòng)的長(zhǎng)期作用不僅會(huì)導(dǎo)致高聳結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低，嚴(yán)重的話甚至?xí)茐恼麄€(gè)鋼管高聳結(jié)構(gòu)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種抑制鋼管高聳結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)的自旋破渦裝置，所要解決的技術(shù)問題為：抑制橫風(fēng)向渦激振動(dòng)對(duì)鋼管高聳結(jié)構(gòu)造成的危害，減少經(jīng)濟(jì)損失。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種抑制鋼管高聳結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)的自旋破渦裝置，包括環(huán)形的基座，基座的外壁旋轉(zhuǎn)套裝有環(huán)形的旋轉(zhuǎn)臂，即基座外壁設(shè)置有環(huán)形的凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)置有滾珠，滾珠嵌入凹槽與旋轉(zhuǎn)臂的內(nèi)壁之間；所述旋轉(zhuǎn)臂的外壁上固定設(shè)置有四個(gè)連接臂，四個(gè)連接臂圍繞旋轉(zhuǎn)臂的軸線均勻設(shè)置；所述連接臂的另一端均固定設(shè)置有半球殼形的風(fēng)杯，四個(gè)風(fēng)杯的開口方向一致且與旋轉(zhuǎn)臂的直徑方向垂直，所述風(fēng)杯的直徑為基座內(nèi)徑的50%~80%。

優(yōu)選地，所述風(fēng)杯的杯面上分布設(shè)置有若干圓形通孔。

優(yōu)選地，所述圓形通孔的總面積為杯面面積的10%~20%。

優(yōu)選地，所述相鄰的連接臂之間設(shè)置有圓弧形肋條。

優(yōu)選地，所述連接臂與風(fēng)杯的最大圓截面邊緣處固定連接。

一種使用抑制鋼管高聳結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)的自旋破渦裝置抑制鋼管高聳結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)的方法，所述風(fēng)杯的直徑為基座內(nèi)徑的50%~80%，風(fēng)杯的杯面上分布設(shè)置有若干圓形通孔且圓形通孔的總面積為杯面面積的10%~20%。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明半球殼形風(fēng)杯帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂圍繞圓環(huán)形基座自由轉(zhuǎn)動(dòng)，改變結(jié)構(gòu)物表面空氣旋渦脫離的規(guī)律性，從而擬制高聳結(jié)構(gòu)的渦激振動(dòng)，避免其因?yàn)閺?qiáng)度降低而破壞；由于裝置可以在風(fēng)力作用下自由旋轉(zhuǎn)，在擬制鋼管高聳結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)的同時(shí)，不會(huì)增加額外的受風(fēng)面積以及相應(yīng)帶來(lái)的風(fēng)荷載，從而防止結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性降低；在杯面上設(shè)置有若干圓孔，防止風(fēng)力過(guò)大使得自旋破渦裝置強(qiáng)度降低而損壞；旋轉(zhuǎn)臂的連接臂之間有圈形肋條連接，確保四個(gè)連接臂的相對(duì)位置不變；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。總之，本發(fā)明有效抑制了橫風(fēng)向渦激振動(dòng)對(duì)鋼管高聳結(jié)構(gòu)造成的危害，減少了經(jīng)濟(jì)損失。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明安裝示意圖。

圖中：1、基座，2、旋轉(zhuǎn)臂，3、風(fēng)杯，4、連接臂，5、圈形肋條，6、加強(qiáng)肋，7、高聳鋼管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。