CN104019320B - 一种用于管道的三维动力吸振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于管道的三维动力吸振器，包括用于夹紧管道的夹环，夹环与支座固接，位于所述支座的外周，沿圆周方向布置多个第一频率调节块及第二频率调节块，所述第一频率调节块通过一对第一弹簧片与所述支座连接，各第一弹簧片呈横向布置，所述第二频率调节块通过第二弹簧片也与所述支座连接，所述第二弹簧片相对于所述第一弹簧片呈纵向布置；于所述第一频率调节块及第二频率调节块的外周通过第二紧固件固接外壳。本发明结构简单、安装拆卸方便，占用空间小，能使用常温、高温及高辐照环境，有效实现了管道的三维振动控制，对于各方向的固有频率能方便、可靠的独立调节。

Description

一种用于管道的三维动力吸振器

技术领域

本发明涉及振动控制技术，尤其涉及一种用于管道的三维动力吸振器。

背景技术

目前，在船舶、电力、石油化工等领域，需要对管道进行振动控制，常用的方法是在管道上安装动力吸振器。由于管道具有空间分布的特点，当机械振动传递到某一管道上后会在多个自由度上相互转换，因此管道的振动控制需要同时考虑横向及轴向振动，目前，对于上述多向振动的问题解决办法是安装多个具有单向振动功能的吸振器，但是安装多个吸振器一方面容易受重量和空间等条件限制，另一方面也不利于维护。

发明内容

本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种用于管道的三维动力吸振器，具有结构紧凑，占用空间小，有效实现对管道的多向吸振功能。

本发明所采用的技术方案如下：

1、一种用于管道的三维动力吸振器，包括用于夹紧管道的夹环，夹环与支座固接，位于所述支座的外周，沿圆周方向布置多个第一频率调节块及第二频率调节块，所述第一频率调节块通过一对第一弹簧片与所述支座连接，各第一弹簧片呈横向布置，所述第二频率调节块通过第二弹簧片也与所述支座连接，所述第二弹簧片相对于所述第一弹簧片呈纵向布置；于所述第一频率调节块及第二频率调节块的外周通过第二紧固件固接外壳。

2、其进一步技术方案在于：

3、所述外壳包括互为前后布置的一组上壳体及下壳体，所述上壳体与下壳体通过第一紧固件固定，所述上壳体及下壳体均为半圆形；所述夹环也由互为固接的上夹环及下夹环组成，各上夹环与下夹环均为半圆形，在所述上夹环及下夹环上向外延伸形成多个用于与支座抵接的凸缘；所述支座也由互为固接的上支座及下支座连接构成，所述上支座及下支座为多边形；

4、第一频率调节块包括第一滑槽块，第一滑块滑动连接在所述第一滑槽块内，第一调节螺钉与所述第一滑块螺接；在所述第一滑块上还插接一组第一滚珠安装板，各第一滚珠安装板上装置一对第一滚珠，各第一滚珠与第一弹簧片伸入第一滑槽块的一端相抵接；

5、所述第二频率调节块包括第二滑槽块，第二滑块与第三滑块互为抵接并滑动连接在所述第二滑槽块内部，所述第二滑块及第三滑块均与第二调节螺钉螺纹连接；摩擦片与所述第二滑块固接，扭簧的一端与摩擦片的尾部套装，所述扭簧的另一端与所述摩擦片的头部抵接；在所述第二滑块上插装第二滚珠安装板，于所述第二滚珠安装板上装置一对第二滚珠，各第二滚珠与伸入第二滑槽块的第二弹簧片的一端相抵接；

6、所述第一弹簧片与支座的连接处通过第三紧固件固定；位于所述第二弹簧片与支座的连接处，于所述支座内还通过销钉装置楔块，所述楔块与第二弹簧片连接；

7、位于各第二频率调节块的一侧，于所述壳体内还装置第三调节螺钉。

本发明的有益效果如下：

本发明结构简单、安装拆卸方便，占用空间小，能使用常温、高温及高辐照环境，有效实现了管道的三维振动控制，对于各方向的固有频率能方便、可靠的独立调节，频率调节范围宽（约40HZ-300HZ），通过采用干摩擦阻尼，使本发明可以根据被控制对象的特点，调节出具有不同带宽的共振峰实现最佳的控制效果。夹环用于夹紧管道，实现本发明在管道上的固定；各支座通过紧固件连接，保证各弹簧片与频率调节块之间的相对位置。第一弹簧片的横向布置用于提供横向的刚度，而第二弹簧片的布置用于提供轴向的刚度，各第一弹簧片与第二弹簧片的支撑点采用第一滚珠及第二滚珠，用于降低支撑点的摩擦力，从而使滑块在各方向能自由运动，达到三维减振的目的。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明局部结构的立体图。

图3为本发明的局部剖视结构示意图。

图4为本发明中第一频率调节块的剖视结构示意图。

图5为图3沿A-A方向的剖视结构示意图。

图6为本发明中第二频率调节块内弹簧板与支座的连接结构示意图。

图7为安装本发明后在管道X方向振动的前后对比图。

图8为安装本发明后在管道Y方向振动的前后对比图。

图9为安装本发明后在管道Z方向振动的前后对比图。

其中：1、外壳；101、上壳体；102、下壳体；2、夹环；201、上夹环；202、下夹环；203、凸缘；3、支座；301、楔块；302、销钉；303、上支座；304、下支座；4、第一频率调节块；401、第一滑槽块；402、第一滑块；403、第一调节螺钉；404、第一滚珠安装板；405、第一弹簧片；406、第一滚珠；5、第二频率调节块；501、第二滑槽块；502、第二滑块；503、摩擦片；504、扭簧；505、第三滑块；506、第二调节螺钉；507、第二滚珠安装板；508、第二滚珠；509、第二弹簧片；510、斜面；6、第三调节螺钉；7、第一紧固件；8、第二紧固件；9、第三紧固件；10、第四紧固件。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，一种用于管道的三维动力吸振器，包括用于夹紧管道的夹环2，各夹环2分别与支座3固接，位于支座3的外周，沿圆周方向布置多个第一频率调节块4及第二频率调节块5，第一频率调节块4通过一对第一弹簧片405与支座3连接，各第一弹簧片405呈横向布置，第二频率调节块5通过第二弹簧片509也与支座3连接，第二弹簧片509相对于第一弹簧片405呈纵向布置；于各第一频率调节块4及第二频率调节块5的外周通过第二紧固件8固接外壳1。

如图1、图2所示，外壳1包括互为前后布置的一组上壳体101及下壳体102，上壳体101与下壳体102通过第一紧固件7固定，上壳体101及下壳体102均为半圆形；夹环2也由互为固接的上夹环201及下夹环202组成，各上夹环201与下夹环202均为半圆形，在上夹环201及下夹环202上向外延伸形成多个用于与支座3抵接的凸缘203；通过凸缘203与支座3抵接并通过第四紧固件10锁紧固定；所述支座3也由互为固接的上支座303及下支座304连接构成，上支座303及下支座304为多边形。

如图3、图4所示，第一频率调节块4为一组共2个，分别呈上下布置在支座3的外周，第一频率调节块4包括第一滑槽块401，第一滑槽块401的截面为矩形，第一滑块402滑动连接在第一滑槽块401内，第一滑槽块401用于给第一滑块402提供导向作用。第一调节螺钉403与第一滑块402抵接，并通过卡槽（图中未示出）固定于外壳1上，通过第一调节螺钉403可以驱动第一滑块402在第一滑槽块401内的位移，从而改变第一弹簧片405固定端到支撑点的距离（该固定端指第一弹簧片405与支座3的连接处，支撑点指第一弹簧片405与第一滚珠406的接触点。）；在第一滑块402上还插接一组第一滚珠安装板404，各第一滚珠安装板404上装置一对第一滚珠406，各第一滚珠406与第一弹簧片405伸入第一滑槽块401的一端相抵接，第一滚珠406用于提供第一弹簧片405滑动的支撑点。

如图2、图3及图5所示，第二频率调节块5为2组共4个，第二频率调节块5包括第二滑槽块501，第二滑槽块501的截面也为矩形，第二滑块502与第三滑块505互为抵接并滑动连接在第二滑槽块501内部，第二滑槽块501也是为第二滑块502及第三滑块505提供导向作用，第二滑块502及第三滑块505均与第二调节螺钉506抵接，第二调节螺钉506通过卡槽（图中未示出）固定在外壳1上；摩擦片503与所述第二滑块502固接，扭簧504的一端与摩擦片503的尾部套装，扭簧504的另一端与摩擦片503的头部抵接；在第二滑块502上插装第二滚珠安装板507，于第二滚珠安装板507上装置一对第二滚珠508，各第二滚珠508与伸入第二滑槽块501的第二弹簧片509的一端相抵接。上述第二滚珠508起支撑第二弹簧片509的作用，摩擦片503受扭簧504的压紧力向第二弹簧片509施压，从而为本发明提供摩擦阻尼。当摩擦片503与第二弹簧片509的摩擦力过大时，阻尼大，吸振频率较宽，反之摩擦片503与第二弹簧片509的摩擦力过小，则阻尼小，吸振频率范围窄。如图5所示，位于第三滑块505上设置斜面510，用于改变扭簧504对摩擦片503的扭转力矩。通过转动第二调节螺钉506，可以分别改变第二滑块502、第三滑块505在第二滑槽块501内的位置，从而改变第二弹簧片509固定端到支撑点的距离及摩擦阻尼（固定端指第二弹簧片509与支座3的连接端，支撑点指第二弹簧片509与第二滚珠508的接触端）。

上述第一弹簧片405与支座3的连接处通过第三紧固件9固定；如图6所示，位于第二弹簧片509与支座3的连接处，于所述支座3内还通过销钉302装置楔块301，所述楔块301与第二弹簧片509连接。位于各第二频率调节块5的一侧，于外壳1内还装置第三调节螺钉6，第三调节螺钉6的一端固定在外壳1上，另一端分别与4个第二频率调节块5的第二滑槽块501连接，用于调节第二弹簧片509的预压力，保证第二弹簧片509能在振动过程中提供稳定的弹性恢复力，避免第二弹簧片509与第二滚珠508脱离从而失去弹性恢复力。对于第一弹簧片405其受到的预压力通过第一弹簧片405与第一滚珠406的过盈配合（相邻第一弹簧片405之间的净距小于其对应第一滚珠406支撑点间的距离）来保证。上述第一弹簧片405及第二弹簧片509的截面均为矩形，便于通过理论公式计算，从而不需要进行复杂的有限元分析来满足固有频率要求。

如图7、图8及图9所示，通过在管道上装置本发明，可以得出在管道各方向上加速度值的降低，从而降低了各频率点的振动，相比较而言，在装置本发明后各频率点的振动值明显改善，有效实现了管道的三维振动控制。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (3)

1.一种用于管道的三维动力吸振器，其特征在于：包括用于夹紧管道的夹环（2），夹环（2)与支座（3）固接，位于所述支座（3）的外周，沿圆周方向布置多个第一频率调节块（4）及第二频率调节块（5），所述第一频率调节块（4）通过一对第一弹簧片（405）与所述支座（3）连接，各第一弹簧片（405）呈横向布置，所述第二频率调节块（5）通过第二弹簧片（509）也与所述支座（3）连接，所述第二弹簧片（509）相对于所述第一弹簧片（405）呈纵向布置；于所述第一频率调节块（4）及第二频率调节块（5）的外周通过第二紧固件（8）固接外壳（1）；

第一频率调节块（4）包括第一滑槽块（401），第一滑块（402）滑动连接在所述第一滑槽块（401）内，第一调节螺钉（403）与所述第一滑块（402）螺接；在所述第一滑块（402）上还插接一组第一滚珠安装板（404），各第一滚珠安装板（404）上装置一对第一滚珠（406），各第一滚珠（406）与第一弹簧片（405）伸入第一滑槽块（401）的一端相抵接；

所述第二频率调节块（5）包括第二滑槽块（501），第二滑块（502）与第三滑块（505）互为抵接并滑动连接在所述第二滑槽块（501）内部，所述第二滑块（502）及第三滑块（505）均与第二调节螺钉（506）螺纹连接；摩擦片（503）与所述第二滑块（502）固接，扭簧（504）的一端与摩擦片（503）的尾部套装，所述扭簧（504）的另一端与所述摩擦片（503）的头部抵接；在所述第二滑块（502）上插装第二滚珠安装板（507），于所述第二滚珠安装板（507）上装置一对第二滚珠（508），各第二滚珠（508）与伸入第二滑槽块（501）的第二弹簧片（509）的一端相抵接；

所述第一弹簧片（405）与支座（3）的连接处通过第三紧固件（9）固定；位于所述第二弹簧片（509）与支座（3）的连接处，于所述支座（3）内还通过销钉（302）装置楔块（301），所述楔块（301）与第二弹簧片（509）连接。

2.如权利要求1所述的一种用于管道的三维动力吸振器，其特征在于：所述外壳（1）包括互为前后布置的一组上壳体（101）及下壳体（102），所述上壳体（101）与下壳体（102）通过第一紧固件（7）固定，所述上壳体（101）及下壳体（102）均为半圆形；所述夹环（2）也由互为固接的上夹环（201）及下夹环（202）组成，各上夹环（201）与下夹环（202）均为半圆形，在所述上夹环（201）及下夹环（202）上向外延伸形成多个用于与支座（3）抵接的凸缘（203）；所述支座（3）也由互为固接的上支座（303）及下支座（304）连接构成，所述上支座（303）及下支座（304）为多边形。

3.如权利要求1所述的一种用于管道的三维动力吸振器，其特征在于：位于各第二频率调节块（5）的一侧，于所述外壳（1）内还装置第三调节螺钉（6）。