[發(fā)明專(zhuān)利]一種含鋼絲繩隔振器的TMD減振裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111112570.6
• 申請(qǐng)日: 2021-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113622539B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁振宇;馬玉帥;羅威;郭禮建;宋家輝;何偉;管陳鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E04B1/98
• 分類(lèi)號(hào): E04B1/98;E04H9/02
• 代理公司: 杭州浙科專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

本發(fā)明公開(kāi)了一種含鋼絲繩隔振器的TMD減振裝置，屬于振動(dòng)控制領(lǐng)域，包括主體架、墊板、頂部支架、鋼絲繩隔振器和質(zhì)量環(huán)，所述主體架的頂部的外壁上設(shè)有墊板，所述墊板與頂部支架相連接，所述頂部支架的下方連接有鋼絲繩隔振器，所述鋼絲繩隔振器與質(zhì)量環(huán)相連接。本發(fā)明通過(guò)采用鋼絲繩隔振器取代懸吊元件、彈簧元件、阻尼元件，極大減少了裝置的復(fù)雜性，縮小了裝置安裝所需的空間；鋼絲繩隔振器采用不銹鋼絲繩作為彈性元件，具有良好的干摩擦高阻尼特性，本身耐腐蝕，能在惡劣的工況下正常工作，無(wú)需頻繁更換和維修。整套裝置安裝于高聳設(shè)備的上部或頂部，具有占用空間小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝、不需頻繁檢修和更換的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振動(dòng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種含鋼絲繩隔振器的TMD減振裝置。

背景技術(shù)

塔器，煙囪等高聳設(shè)備被廣泛的應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、石油化工、能源產(chǎn)業(yè)等。以塔設(shè)備為例，其在吸收、氣提、蒸餾、分離、冷卻等單元操作中有著廣泛應(yīng)用，塔設(shè)備的性能將直接影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。而同時(shí)隨著工藝流程的不斷更新，此類(lèi)設(shè)備向著大型化發(fā)展，塔器和煙囪這類(lèi)高聳結(jié)構(gòu)的高徑比將更大。在石油化工領(lǐng)域，鋼制煙囪、塔器往往是高徑比大的高柔結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行過(guò)程中容易受到風(fēng)載的影響，一般情況下，高度越高、高徑比越大，風(fēng)載荷對(duì)設(shè)備的影響就更大。在合適的情況下，塔體在風(fēng)誘導(dǎo)作用下產(chǎn)生共振，塔體橫向位移顯著增大，持續(xù)劇烈的振動(dòng)將造成塔體局部應(yīng)力過(guò)大，尤其是塔體裙座處，嚴(yán)重情況下甚至導(dǎo)致開(kāi)裂，易引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。沿海地區(qū)的大型石化企業(yè)，更易受臺(tái)風(fēng)影響，風(fēng)誘導(dǎo)振動(dòng)對(duì)其設(shè)備的破壞力更為突出，風(fēng)誘導(dǎo)振動(dòng)導(dǎo)致塔體的破壞事故已屢見(jiàn)不鮮，因此研究塔體的風(fēng)誘導(dǎo)振動(dòng)并進(jìn)行振動(dòng)控制裝置的研發(fā)，從而確保這些設(shè)備能夠安全穩(wěn)定持久的運(yùn)行，具有十分重要的意義。

調(diào)諧質(zhì)量阻尼器是一種被動(dòng)式振動(dòng)控制系統(tǒng)，當(dāng)前已廣泛的應(yīng)用于高層建筑和工業(yè)生產(chǎn)中。TMD（調(diào)諧質(zhì)量阻尼器）主要由質(zhì)量環(huán)，彈簧，阻尼器組成，質(zhì)量環(huán)通過(guò)彈簧和阻尼器與主結(jié)構(gòu)相連。其工作原理為：通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，以將TMD自身的頻率調(diào)整至接近主結(jié)構(gòu)的控制頻率（對(duì)高聳塔器、煙囪而言，該控制頻率一般為其一階固有頻率），在風(fēng)誘導(dǎo)作用下，主體架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振時(shí)，TMD會(huì)因質(zhì)量環(huán)的慣性和彈簧所產(chǎn)生的回復(fù)力產(chǎn)生與主結(jié)構(gòu)反向的共振行為，在振動(dòng)過(guò)程中，主結(jié)構(gòu)振動(dòng)的能量部分轉(zhuǎn)化為質(zhì)量環(huán)的動(dòng)能、彈簧的彈性勢(shì)能、TMD阻尼器耗散的能量，從而降低主結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于高層建筑等，此類(lèi)TMD減振裝置一般安裝在建筑內(nèi)部，工作環(huán)境良好，而塔設(shè)備內(nèi)部由于工藝需求，無(wú)法將TMD安裝在其內(nèi)部，而在石油、化工行業(yè)中，高聳塔器、煙囪頂部空間較小，外部工作環(huán)境較為惡劣，故而需要一種能在此類(lèi)工作環(huán)境中長(zhǎng)久、高效運(yùn)行的TMD減振裝置。鋼絲繩隔振器是一種具有非線性軟特性、阻尼較大的隔振裝置。其由多股鋼絲按照一定結(jié)構(gòu)纏繞而成的鋼絲繩作為彈性元件，能耐高溫，抗腐蝕，不受油污、鹽霧、有機(jī)溶劑的侵蝕和影響。而且鋼絲繩隔振器可以承受剪切、橫滾和拉壓載荷，在多種受力狀態(tài)下仍能正常工作，同時(shí)兼具剛度和阻尼作用，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)TMD中的彈簧和阻尼器兩個(gè)元件。其相比于液壓阻尼器，不需要定期的檢修和更換，且針對(duì)高聳塔器、煙囪等，高空作業(yè)較為不便，安全方面也存在問(wèn)題。因此，含鋼絲繩隔振器的TMD減振裝置在高聳塔器、煙囪等設(shè)備的振動(dòng)控制中，有著十分廣闊的前景。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種含鋼絲繩隔振器的TMD減振裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種含鋼絲繩隔振器的TMD減振裝置，包括主體架、墊板、頂部支架、鋼絲繩隔振器和質(zhì)量環(huán)，所述主體架的頂部的外壁上設(shè)有墊板，所述墊板與頂部支架相連接，所述頂部支架的下方連接有鋼絲繩隔振器，所述鋼絲繩隔振器與質(zhì)量環(huán)相連接。

所述頂部支架包括兩塊筋板和一塊頂板，所述筋板與頂板相連接，所述筋板和頂板與墊板相連接，所述頂板的下方連接有鋼絲繩隔振器，所述墊板與主體架的側(cè)壁固定連接。

所述頂部支架均布于主體架的頂部外側(cè)壁上。

所述質(zhì)量環(huán)上設(shè)有懸吊板，所述懸吊板與鋼絲繩隔振器相連接。