CN103807562A - 一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置 - Google Patents

一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，主要由管卡主体、壳体及壳体顶盖、箱体、升降组件及碟形弹簧等组件构成。本发明装置正常工作时,可以起到固定管路的作用，当舰船管路发生振动时，具有良好的抑制管路振动的效果，减少振动余量向船体的传导,且本发明高度可调，适用于不同高度的管路，安装使用方便。

Description

一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置
技术领域
本发明涉及抑制管路振动噪音的技术领域，具体的说是一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置。
背景技术
舰船内部有着非常复杂的管路布置，而船舶主机、发电机、空气压缩机等机械振动以及管内流体的脉动，都会引起舰船管路的振动。剧烈的振动会造成构件的疲劳破坏，使管路断裂，加剧工作场地周围的噪声，影响机器的正常运作, 此外，这些振动噪音也可通过管路传至船体结构。更重要的是，使舰船上的工作和生活环境恶化，严重影响舰船的隐身性、安静性和舒适性。因此，对舰船管路系统抑制振动噪音的研究具有重要意义。
发明内容
本发明的技术目的是针对现代舰船对隐蔽性及舒静性要求的提高，提出一种能抑制管路振动噪音，并阻碍振动噪音通过管路向船体传递的装置。
本发明的技术方案为，一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，其特征在于，包括以下构成组件：
A、管卡主体；
所述管卡主体由一拱形箍片构成，所述拱形箍片的圆弧部卡箍在管道上表面，所述管道位于船体基板之上，拱形箍片的两端各自通过弹簧组件与船体基板连接;
B、壳体及壳体顶盖;
 所述壳体为管状结构，竖向设置在管卡主体圆弧部的顶面，壳体底部通过连接件与管卡主体固定连接；所述壳体顶盖设置在壳体的顶部腔体内，通过左右两侧的螺栓与壳体固定连接；
C、箱体；
管道的左右两侧各设有一箱体，所述箱体固定在所述船体基板上，箱体顶部开口，箱体内部设有一固定板，所述固定板位于所述开口的下方，并通过若干对称设置的弹簧被悬空定位在箱体内；固定板的下方设有一横向的固定螺栓板，所述固定螺栓板中部为板体，两端为具有外螺纹的螺栓，固定螺栓板的两端通过螺母锁紧在箱壁上；
D、升降组件；
所述升降组件包括一框型连杆和一调节螺栓；
所述框型连杆包括顶部的横杆和连接在横杆两端的竖杆，所述框型连杆横杆的中部设有与所述调节螺栓适配的螺孔，所述竖杆的下端通过箱体顶部的开口插入箱体内，竖杆的下端固定在所述固定板上，所述固定螺栓板位于所述竖杆的正下方；   
所述调节螺栓的底端呈球形，所述壳体顶盖上设有顶部开口的球形凹槽，所述调节螺栓穿过螺孔，其底端球形部卡在所述球形凹槽内；
E、碟形弹簧；
所述碟形弹簧固定在所述船体基板上，并支撑在所述管道的下方,与管道连接。
进一步的技术方案还包括：
所述弹簧组件包括三根螺旋弹簧，三根螺旋弹簧一端与管卡主体的端部连接，另一端分别固定在所述船体基板上，左右两根螺旋弹簧对称设置在中部弹簧的两侧。
所述壳体内亦设有三根螺旋弹簧，包括中间的一根垂向弹簧和左右两根对称设置的弹簧，三根螺旋弹簧顶端均连接在所述壳体顶盖底面的中间点位置，中间弹簧的底端固定在所述管卡主体顶面的中间点位置，左、右两根弹簧的底端固定在对应的连接件上，或固定在所述管卡主体的上表面。
所述调节螺栓的左右两侧各设有一卡槽轨道，所述卡槽轨道顶端通过隔振器与框型连杆的横杆连接，卡槽轨道朝向调节螺栓的一面设有竖向凹槽；固定连接壳体和壳体顶盖的螺栓外侧一端伸出壳体的管壁，其伸出端卡入所述卡槽轨道的竖向凹槽内，沿凹槽方向上下滑动。进一步地，用于与卡槽连接的隔振器，应保证其变形值的最大差值不应大于该隔振器额定负荷下平均变形值的20%，且安装的一对隔振器刚度应尽量相等。
进一步的，所述卡槽轨道整体或局部可采用磁性材料制成，固定连接壳体和壳体顶盖的螺栓为能被磁性吸引的金属材料制成。
所述箱体底部通过螺栓和螺母固定在船体基板上，本发明中上述的各螺栓均设有泡沫硅橡胶材料的隔振垫片配合螺母使用，进一步增强隔振效果。
所述弹簧组件的尾钩通过橡胶圆环连接器与船体基板连接，以减小管路的振动余量传导至船体结构。
所述连接件固定在管卡主体上，连接件外表面设有螺纹，所述壳体底部内表面设有对应的螺纹，壳体即通过螺纹啮合固定在所述连接件上。
作为优选，所述管卡主体、壳体和框型连杆中的一个或多个为内部填充有泡沫铝材料的夹层结构。泡沫铝密度较低，具有独特的阻尼性、吸声性、有较高强度与刚度，以及超常的变形能力等优质特点。
本发明结构合理，具有良好的抑制振动的效果。通过调节螺栓的设置，使得本装置在一定程度上高度可调节，适用于不同高度层次的管路系统。舰船设备工作时，管卡主体吸收振动的同时，碟型弹簧及其它弹簧也在最大程度的传递和吸收振动能量；壳体内的弹簧促使装置在垂向和左右方向的偏移减少；箱体内弹簧使得升降组件稳定，并阻碍船体的振动向升降组件的传递；橡胶圆环连接器可有效的阻碍振动余量传导至船体结构。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
(1)可调节高度，适用于不同高度层次的管路系统；
(2)增强了管路抑制振动噪音的性能；
（3）能阻碍振动在船体和管路间的传递；
（4）保证装置不发生过过大的偏移；
（5）能快速的对振动管路作出抑制反应，效果明显。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明箱体内部的放大结构示意图；
图3为图1A部连杆中部螺孔的放大结构示意图；
图4为图1B部管卡与壳体连接处的放大结构示意图；
图5为图1C部磁性卡槽轨道与螺栓的横截面示意图；
图6为图1D部球形卡槽与调节螺栓球形部的放大结构示意图；
图中：1、壳体， 2、壳体顶盖，3、连接件，4、圆柱形螺旋弹簧，5、螺栓，6、管卡主体， 7、管路， 8、碟型弹簧，9、弹簧组件，10、圆柱形螺旋弹簧，11、基础构件，12、框型金属连杆，13、固定板， 14固定螺栓板，15、螺栓，16、磁性卡槽轨道，17、调节螺栓，18、隔振器，19、球形卡槽，20、箱体。
具体实施方式
为了进一步查明本发明的技术方案，下面结合附图及一具体实施例对本发明做进一步的阐述。
管道7位于船体基板11的上方，所述船体基板11为与船体刚性连接的板体，或为船体的局部构件。
如图所示，一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，由以下构件组成：
A、管卡主体6；
所述管卡主体6由一拱形箍片构成，所述拱形箍片的圆弧部卡箍在管道7上表面，拱形箍片的两端各自通过三根圆柱形螺旋弹簧9与船体基板11连接。三根圆柱形螺旋弹簧9一端与管卡主体9的端部连接，另一端分别固定在所述船体基板11上。左右两根圆柱形螺旋弹簧对称设置在中部弹簧的两侧。为减少振动的传导，所述圆柱螺旋弹簧9的尾钩通过橡胶圆环与船体基板11连接。所述拱管卡主体6优选采用内部填充泡沫铝材料的夹层结构箍片。
B、壳体1及壳体顶盖2;
 所述壳体1为管壁中空的金属制管状结构（图1中所示，为其纵向剖视图），其管壁内填充有泡沫铝材料。壳体1通过连接件3竖向固定在管卡主体6圆弧部的顶面。连接件3具有外螺纹，固定在管卡主体6上，壳体1底部内侧面设有与连接件3配合的内螺纹，通过旋拧，可将壳体1固定在连接件3上，固定后如图4所示。
所述壳体1内设有三根圆柱形螺旋弹簧4，包括中间的一根垂向弹簧和左右两根对称设置的弹簧，三根圆柱形螺旋弹簧4顶端均连接在所述壳体顶盖2底面的中间点位置，中间弹簧的底端固定在所述管卡主体6顶面的中间点，左、右两根弹簧的底端固定在对应的连接件3上。
所述壳体顶盖2为金属材料制成，通过螺栓5铰接在壳体1的顶端，位于壳体1的顶部腔体内。壳体顶盖2上设有顶部开口的球形凹槽19，球形凹槽19内部涂有润滑油。
C、箱体20；
管道7的左右两侧各设有一箱体20，两箱体20以管道7为中心对称设置，通过螺栓15固定在船体基板11上，箱体顶部开口，箱体内部设有一固定板13，所述固定板13位于箱体开口的下方，并通过若干对称设置的圆柱形螺旋弹簧10被悬空定位在箱体20内。
箱体20在固定板13的下方设有一固定螺栓板14，所述固定螺栓板14中部为板体，两端为具有外螺纹的螺栓，所述固定螺栓板14首位两端通过螺母固定在箱体20的箱壁上。
如图1、图2所示，所述固定板13的上、下方各设有两个圆柱形螺旋弹簧10，上部的圆柱形螺旋弹簧10一端与箱体20顶板连接，另一端与固定板13上表面连接；下部圆柱形螺旋弹簧10一端与固定板13下表面连接，另一端与所述固定螺栓板14的板体连接。
D、升降组件；
所述升降组件包括一框型金属连杆12和一调节螺栓17。
所述框型金属连杆12包括顶部的横杆和连接在横杆两端的竖杆，所述框型金属连杆12横杆的中部设有与所述调节螺栓17适配的螺孔，所述竖杆的下端通过箱体顶部的开口插入箱体20内，竖杆的下端固定在所述固定板13上。框型金属连杆12优选采用内部填充泡沫铝材料的板材或杆材。
所述调节螺栓17的底端呈球形，调节螺栓17穿过螺孔，其底端球形部卡在所述球形凹槽19内。且所述调节螺栓17的左右两侧各设有一磁性卡槽轨道16，所述磁性卡槽轨道16顶端通过隔振器18与框型金属连杆12的横杆连接，卡槽轨道16朝向调节螺栓17的一面设有竖向凹槽。螺栓5外侧伸出壳体1的一端卡入所述磁性卡槽轨道16的竖向凹槽内，可沿凹槽上下滑动，磁性卡槽轨道16的底端还设有阻挡螺栓5的固定销。所述磁性卡槽轨道16的凹槽壁为磁性材料制成，其余部分为金属材料制成，螺栓5相应的应采用能被磁性吸引的金属材料制成。
E、碟形弹簧8；
所述碟形弹簧8固定在所述船体基板11上，并支撑在所述管道7的下方，与所述管道7连接。碟形弹簧在较小空间内能承受极大的载荷，单位体积的变形能较大，具有良好的缓冲吸振能力。
以上结构中，各弹簧在初始安装时，应尽量控制其处在可拉伸或压缩的状态，而避免其处于拉伸或压缩的极限位置，且框型金属连杆12螺孔的中轴线、调节螺栓球形部的中心、壳体顶板2中心线与管道中心应尽量控制在同一轴线上。如使用到螺栓与螺母，可采用泡沫硅橡胶制成的垫片配合螺母使用，起到隔振的作用。
当舰船各类设备正常工作时，管路系统产生振动噪音，管卡主体6即时反应，并将振动传递至圆柱形螺旋弹簧9，圆柱形螺旋弹簧9将吸收部分振动能量，且处于基础构件11和管路7之间的碟型弹簧8也起到缓冲震动的作用。同时，壳体1内的垂向圆柱形螺旋弹簧4起到减少整个管路的垂向偏移作用，其左右两侧的圆柱形螺旋弹簧4抑制管路的左右偏移的作用。当船体基板11和管路7都产生振动时，振动能量通过船体基板11传递给框型金属连杆12，框型金属连杆12通过圆柱形螺旋弹簧10与箱体20仍然连接，圆柱形螺旋弹簧10起到削减振动能的作用，从而使船体11和管路7的振动噪音降低到最低限度，达到较好的抑制振动噪音的效果。
当该装置需要调节高度时（一般调节螺栓17相对于框型金属连杆12的横杆，处于最低位置），旋扭调节螺栓17，使调节螺栓17相对于框型金属连杆12的横杆向上移动，框型金属连杆12被压到根部（竖杆抵在固定螺栓板14上）。因为调节螺栓17的球形部卡在壳体顶盖2的球形凹槽内，壳体1与壳体顶盖2通过螺栓5固定连接，壳体1与管卡主体6通过连接件3连接，所以旋扭调节螺栓17可以带动壳体顶板2、壳体1及管卡主体6整体上移，使本发明装置能配合不同高度的管路使用。
本发明在正常工作时可以起到固定管路的作用，当舰船各类设备都工作时，更能突出其抑制振动噪音的优势。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，其特征在于，包括以下构成组件：
A、管卡主体(6)；
所述管卡主体(6)由一拱形箍片构成，所述拱形箍片的圆弧部卡箍在管道(7)上表面，所述管道（7）位于船体基板（11）之上，拱形箍片的两端各自通过弹簧组件与船体基板(11)连接;
B、壳体(1)及壳体顶盖（2）;
 所述壳体(1)为管状结构，竖向设置在管卡主体（6）圆弧部的顶面，壳体（1）底部通过连接件（3）与管卡主体（6）固定连接；所述壳体顶盖（2）设置在壳体（1）的顶部腔体内，通过左右两侧的螺栓（5）与壳体（1）固定连接；
C、箱体（20）；
管道（7）的左右两侧各设有一箱体（20），所述箱体（20）固定在所述船体基板（11）上，箱体(20)顶部开口，箱体内部设有一固定板（13），所述固定板（13）位于所述开口的下方，并通过若干对称设置的弹簧被悬空定位在箱体（20）内；固定板（13）的下方设有一横向的固定螺栓板（14），所述固定螺栓板（14）中部为板体，两端为具有外螺纹的螺栓，固定螺栓板（14）两端通过螺母锁紧在箱壁上；
D、升降组件；
所述升降组件包括一框型连杆和一调节螺栓（17）；
所述框型连杆包括顶部的横杆和连接在横杆两端的竖杆，所述框型连杆横杆的中部设有与所述调节螺栓（17）适配的螺孔，所述竖杆的下端通过箱体（20）顶部的开口插入箱体内，竖杆的下端固定在所述固定板（13）上，所述固定螺栓板（14）位于所述竖杆的正下方；   
所述调节螺栓（17）的底端呈球形，所述壳体顶盖（2）上设有顶部开口的球形凹槽（19），所述调节螺栓（17）穿过螺孔，其底端球形部卡在所述球形凹槽（19）内；
E、碟形弹簧（8）；
所述碟形弹簧（8）固定在所述船体基板（11）上，并支撑在所述管道（7）的下方,与管道（7）连接。
2.根据权1所述的一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，其特征在于：
所述弹簧组件包括三根螺旋弹簧，三根螺旋弹簧一端与管卡主体（6）的端部连接，另一端分别固定在所述船体基板（11）上，左右两根螺旋弹簧对称设置在中部螺旋弹簧的两侧。
3.根据权1所述的一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，其特征在于：所述壳体（1）内设有三根螺旋弹簧，包括中间的一根垂向弹簧和左右两根对称设置的弹簧，三根螺旋弹簧顶端均连接在所述壳体顶盖（2）底面的中间点位置，中间弹簧的底端固定在所述管卡主体（6）顶面的中间点，左、右两根弹簧的底端固定在对应的连接件（3）上，或固定在所述管卡主体的上表面。
4.根据权1所述的一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，其特征在于：
所述调节螺栓（17）的左右两侧各设有一卡槽轨道，所述卡槽轨道顶端通过隔振器（18）与框型连杆的横杆连接，卡槽轨道朝向调节螺栓（17）的一面设有竖向凹槽；固定连接壳体（1）和壳体顶盖(2)的螺栓（5）外侧一端伸出壳体（1）的管壁，其伸出端卡入所述卡槽轨道的竖向凹槽内，沿凹槽方向上下滑动。
5.根据权4所述的一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，其特征在于：
所述卡槽轨道整体或局部为磁性材料制成，固定连接壳体（1）和壳体顶盖（2）的螺栓（5）为能被磁性吸引的金属材料制成。
6.根据权1所述的一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，其特征在于：
所述箱体（20）底部通过螺栓和螺母固定在船体基板（11）上，上述的各螺栓均设有泡沫硅橡胶材料的隔振垫片配合螺母使用。
7.根据权1所述的一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，其特征在于：
所述弹簧组件的尾钩通过橡胶圆环连接器与船体基板（11）连接。
8.根据权1所述的一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，其特征在于：
所述连接件（3）固定在管卡主体（6）上，连接件（3）外表面设有螺纹，所述壳体（1）底部内表面设有对应的螺纹，所述壳体（1）通过螺纹啮合固定在所述连接件(3)上。
9.根据权1至权8中任一权项所述的一种可调节的抑制舰船管路振动噪音装置，其特征在于：
所述管卡主体、壳体和框型连杆中的一个或多个为内部填充有泡沫铝材料的夹层结构。
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