CN103993774B - 内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱，包含自立式内筒以及套置于其外的自立式外筒，自立式内筒和自立式外筒之间的不同高度的截面位置处均安装有多个调频止晃弹簧装置，同一截面位置的多个调频止晃弹簧装置沿圆周方向呈均匀分布；自立式内筒与自立式外筒之间通过调频止晃弹簧装置连接为一体。双筒结构在外力作用下发生振动时，会带动调频止晃弹簧结构一起运动，由于两点间的相对位移，使调频止晃弹簧结构往复运动,从而产生的惯性力又反馈回来作用在结构上，可以直接减少（消振）、隔离（隔振）、转移（吸振减振）、消耗（耗能减振）能量，起到抑制结构振动的作用。达到对双筒自立式钢烟囱止晃、延长使用寿命的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱。
背景技术
目前钢烟囱内外筒的止晃装置为刚性结构，风引起振动时，通过止晃装置直接传到钢烟囱内筒，自立式双筒烟囱钢内筒以铰接的方式安装在外筒壁上，对减轻风振几乎没任何作用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱，包含自立式内筒以及套置于其外的自立式外筒，特点是：所述自立式内筒和自立式外筒之间的不同高度的截面位置处均安装有多个调频止晃弹簧装置，同一截面位置的多个调频止晃弹簧装置沿圆周方向分布。
进一步地，上述的内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱，其中，所述调频止晃弹簧装置包括套筒和推杆，套筒的一端安装有固定板，套筒的另一端安装有挡板，套筒内装有活塞和弹簧，活塞的一侧面与弹簧相抵接，弹簧与挡板相抵接，活塞的另一侧面装有推杆，推杆穿过固定板上的孔伸出其外，推杆的头部固定有球面推头，固定板的两侧对称固定有一角板。
更进一步地，上述的内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱，其中，所述弹簧与挡板之间设有一橡胶阻尼块。
再进一步地，上述的内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱，其中，所述弹簧的数量为4～8根。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
①将内外筒原来刚性止晃设计变更为内外筒弹性止晃，在自立式内筒和自立式外筒之间或者在自立的钢外筒与附加在钢外筒上的钢内筒之间安装调频止晃弹簧装置，使内筒与外筒之间相连，双筒结构在外力作用下发生振动时，会带动调频止晃弹簧结构一起运动，由于两点间的相对位移，使调频止晃弹簧结构往复运动, 从而产生的惯性力又反馈回来作用在结构上，可以直接减少（消振）、隔离（隔振）、转移（吸振减振）、消耗（耗能减振）能量，起到抑制结构振动的作用；
②若干个相同刚度的调频止晃弹簧装置为一组均匀分布安装在同一位置截面结构上，在烟囱高度范围内的不同高度可设置多组，当外筒受到激励时，调频止晃弹簧装置在水平方向振动，调频止晃弹簧装置产生剪切变形而耗散能力，降低峰值加速度，调频止晃弹簧装置是沿着内外筒之间的空间侧向表面布置，由于该装置是多方向，当结构在任意方向振动时调频止晃弹簧装置都起作用，用于内外双筒自立式钢烟囱结构抗风振特别有效；
③通过内外筒中间的止晃弹簧装置来抑制或消散掉一部分能量，从而使得结构反应变小，还达到对双筒自立式钢烟囱止晃、延长使用寿命的目的。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明钢烟囱的结构示意图；
图2：图1的A-A剖视示意图；
图3：调频弹簧止晃装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱，包含自立式内筒1以及套置于其外的自立式外筒2，如图2所示，自立式内筒1和自立式外筒2之间的不同高度的截面位置处均安装有多个调频止晃弹簧装置3，同一截面位置的多个调频止晃弹簧装置3沿圆周方向呈均匀分布；自立式内筒1通过调频止晃弹簧装置3与自立式外筒2相衔接。
如图3所示，调频止晃弹簧装置包括套筒36和推杆32，套筒36的一端安装有固定板33，套筒36的另一端安装有挡板39，套筒36内装有活塞35和弹簧37以及橡胶阻尼块38，活塞35的一侧面与弹簧37相抵接，弹簧37通过橡胶阻尼块38与挡板39相抵接，活塞35的另一侧面装有推杆32，推杆32穿过固定板上的孔伸出其外，推杆32的头部固定有球面推头31，固定板33的两侧对称固定有一角板34，角板34与固定板33之间呈一定夹角。推杆32上的球面推头31与自立式外筒2的内壁相接，角板34和挡板39与自立式内筒1的外壁相接。
在自立式内筒1和自立式外筒2之间安装多个调频止晃弹簧装置3可以避免外来的风振能量直接由自立式外筒传到自立式内筒，调频止晃弹簧装置3的弹簧吸收一部分风振能量，可以提高整体结构的阻尼比，耗散输入结构的能量，减小结构的振动响应。内筒与外筒之间设置装有4根弹簧的止晃装置的耗能对角支撑，耗能对角支撑安装形式几乎没有任何制约，可以布置在任何有相对位移的两个临近结点之间，也可以增加一个球铰接点后将筒式粘弹性阻尼器布置在球铰和临近结点之间。球面推头31的初始状态与外筒内壁，单边5mm间隙，当风振时，弹簧处于受压状态。风致振动通过球面推头31促使推杆32产生动力，止晃结构大部分被套筒36和挡板39包裹，弹簧37添加机油，使空气与弹簧隔离，阻止弹簧被空气氧化和腐蚀，同时橡胶阻尼块38能够产生阻尼，因此使得止晃装置的老化速度大大降低。止晃装置采用对角固定板支撑以有效减小系统的固有摩擦阻尼，止晃装置由4到8根弹簧37提供弹性力，通过增加压簧的数量可以调节止晃装置的刚度。
将内外筒原来刚性止晃设计变更为内外筒弹性止晃，在自立式内筒和自立式外筒之间或者在自立的钢外筒与附加在钢外筒上的钢内筒之间安装调频止晃弹簧装置3，使内筒与外筒之间相连，双筒结构在外力作用下发生振动时，会带动调频止晃弹簧结构一起运动，由于两点间的相对位移，使调频止晃弹簧结构往复运动, 从而产生的惯性力又反馈回来作用在结构上，可以直接减少（消振）、隔离（隔振）、转移（吸振减振）、消耗（耗能减振）能量，起到抑制结构的振动作用。若干个相同刚度的调频止晃弹簧装置为一组均匀分布安装在同一位置截面结构上，在烟囱高度范围内的不同高度可设置多组，当外筒受到激励时，调频止晃弹簧装置3在水平方向振动，调频止晃弹簧装置3产生剪切变形而耗散能力，降低峰值加速度，调频止晃弹簧装置3是沿着内外筒之间的空间侧向表面布置，由于该装置是多方向，当结构在任意方向振动时调频止晃弹簧装置3都起作用，这种控制方式用于内外双筒自立式钢烟囱结构抗风振特别有效。
增加弹簧的数量可以调节止晃装置的刚度。弹簧37安装在球面推头31和护筒之间，利用弹簧与护筒之间的相对变形挤压或剪切橡胶板耗散振动能量。
如果只有一个TMD（调频质量阻尼器），其惯性质量集中在外部结构顶层或上部某位置，但外部结构上没有这么大的空间放置TMD，不如化整为零，分别将结构基底弯矩和结构等效总抗侧刚度作为优化目标，将结构峰值位移和峰值加速度作为约束条件，设计为很多较小或相等的调频止晃弹簧装置分布在各个不同层面内外筒之间位移处。自立式内外筒双烟囱结构简化为多自由度模型，在内筒和外筒之间各个等截面处安装多个止晃装置可以避免外来的风振能量直接由外筒传到内筒，止晃装置的弹簧吸收一部分风振能量，可以提高整体结构的阻尼比，耗散输入结构的能量，减小结构的振动响应。
将自立式双筒钢烟囱的原内筒以附属的形式安装在外筒壁上更改成内外筒自立式，在内筒与主体结构之间安装若干个调频止晃弹簧装置作为驱动装置，通过内外筒中间的止晃弹簧装置来抑制或消散掉一部分能量，从而使得结构反应变小，还达到双筒自立式钢烟囱止晃、延长使用寿命的目的。
需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱，包含自立式内筒以及套置于其外的自立式外筒，其特征在于：所述自立式内筒和自立式外筒之间的不同高度的截面位置处均安装有多个调频止晃弹簧装置，同一截面位置的多个调频止晃弹簧装置沿圆周方向分布，所述调频止晃弹簧装置包括套筒和推杆，套筒的一端安装有固定板，套筒的另一端安装有挡板，套筒内装有活塞和弹簧，活塞的一侧面与弹簧相抵接，弹簧与挡板相抵接，活塞的另一侧面装有推杆，推杆穿过固定板上的孔伸出其外，推杆的头部固定有球面推头，固定板的两侧对称固定有一角板。
2.根据权利要求1所述的内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱，其特征在于：所述弹簧与挡板之间设有一橡胶阻尼块。
3.根据权利要求1所述的内外双筒自立式自适应性抗振钢烟囱，其特征在于：所述弹簧的数量为4～8根。
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