[發明專利]一種基于非線性調節技術的管道吸振裝置

在審

• 申請號: 202010066471.8
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111120768A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 董雷;陳旭東;衛大為;趙博;蔣建輝
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F16L55/033
• 分類號: F16L55/033
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種基于非線性調節技術的管道吸振裝置，包括半圓柱形外殼體和半圓柱形內殼體，半圓柱形外殼體和半圓柱形內殼體兩側分別設置有左蓋板和右蓋板，半圓柱形外殼體和半圓柱形內殼體上下端分別設置有擋板，半圓柱形外殼體、半圓柱形內殼體、左蓋板、右蓋板和擋板形成一個密封的半圓柱形腔體，腔體通過隔板將腔體空間分割成多個腔室，在每個腔室中有振動體安裝在導柱上，導柱固定在箱體壁上，振動體可以沿導柱滑動。本發明具有結構簡單，設計合理，安裝操作方便，有效吸振頻帶寬，吸振耗能效果好的特點。

技術領域

本發明涉管道吸振器技術領域，特別涉及一種基于非線性調節技術的管道吸振裝置。

背景技術

振動，指物體的全部或一部分沿直線或曲線往返運動，有一定的時間規律和周期。振動的強弱用振動量來衡量，振動量可以是振動體的位移、速度或加速度。振動量如果超過允許范圍，機械設備將產生較大的動載荷和噪聲，從而影響其工作性能和使用壽命，嚴重時會導致零部件的早期失效。設計機械設備時，應周密地考慮所設計的對象會出現何種振動:是線性振動還是非線性振動；周期振動還是隨機振動；振動的程度。把振動量控制在允許范圍內的方法，這是決定設計方案時需要解決的問題。已有的機械設備出現超過允許范圍的振動時，需要采取吸振措施。為了減小機械設備本身的振動，可配置各類吸振器。為減小機械設備振動對周圍環境的影響，或減小周圍環境的振動對機械設備的影響，可采取隔振措施。系統受到瞬態激勵時，它的力、位移、速度、加速度發生突然變化的現象，稱為沖擊。一般機械設備經受得起微弱的沖擊，但經受不起強烈的沖擊。為了保護機械設備不致于受強烈沖擊而破壞，可采取緩沖措施，以減輕沖擊的影響。如飛機著落時，輪胎、起落架和緩沖支柱等分別承受和吸收一部分沖擊能量，借以保護飛機安全著陸。減小機械噪聲的根本途徑主要在于控制噪聲源的振動,在需要的場合,也可配置消聲器。

采用隔振技術來降低振動的傳遞率；用振動阻尼減弱物體振動強度并減低向空間的聲輻射；用動態吸振器將機械的振動能量轉移并消耗在附加的振動系統上等技術稱為振動控制。在噪聲控制工程中，振動控制技術是一個重要方面。有些精密機械、精密儀表以及要求低噪聲的實驗室，也需要振動控制來避免環境振動對它們的影響。振動控制在現代工程中應用十分廣泛，很多工程因為沒有考慮共振效應而失敗，造成經濟上的損失和人員上的傷亡。因此，其研究價值不言而喻。

通常，對于結構件振動的抑制采用三種方式，即主動控制、被動控制和主被動聯合控制。其中，主動控制通過傳感器采集受控對象振動信號并輸入控制器，控制器根據不同控制方法設計控制參數并輸出控制信號，輸出的控制信號控制作動器實現對受控對象的振動控制，常見主動控制技術的形式有壓電式、電磁式、液\氣壓式。由于需要外界提供能量源，且實際應用的耐久性、穩定性較差，目前主動控制方式在工業中應用較少。被動控制是不需要系統之外能量源支持的吸振技術，常見管道被動吸振裝置有調諧質量阻尼器等。被動控制是一種事中控制和事后控制，其具有結構簡單、無需能量源和成本低的特點，但其頻帶控制范圍和吸振效果有限。主被動聯合控制就是利用主動控制和被動控制各自的優點，互相彌補各自的不足，實現目標的精確控制，其吸振效果良好，但結構復雜，成本高，且需要能量源，因此使其應用范圍也受到了限制。

在為了提高設備振動控制的精度和運行的穩定性，且在能源供應不便利的情況下，被動控制應用較為廣泛，尤其是多用于工業設備的振動抑制上。另外，從節約能源的角度出發，也需要較好的被動控制吸振裝置。被動控制吸振裝置是利用結構件自身運動產生的能量帶動被動控制吸振裝置，使被動控制吸振裝置發生運動，吸收和消耗結構件振動產生的能量，實現快速耗能，以降低結構件的振幅，提高運動精度，降低結構件相互之間的運動磨損，提高其疲勞強度。但是，由于常規的被動控制吸振裝置往往在運動過程中產生較大的噪音，對作業環境產生污染，且常規的被動控制吸振裝置往往都是以線性振動控制為主，因此其使用的頻帶范圍窄，只對幾個有效的頻率點能進行振動控制，無法實現較寬頻域范圍的吸振，且振動能量耗散效果不理想。

發明內容