CN105423051B - 一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置 - Google Patents
一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105423051B CN105423051B CN201510939114.7A CN201510939114A CN105423051B CN 105423051 B CN105423051 B CN 105423051B CN 201510939114 A CN201510939114 A CN 201510939114A CN 105423051 B CN105423051 B CN 105423051B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipe
- water
- mouth
- vibration
- filled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 120
- 230000001629 suppression Effects 0.000 title claims description 17
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 62
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 8
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/02—Energy absorbers; Noise absorbers
- F16L55/033—Noise absorbers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，包括减振箱、管口夹具、障板，所述减振箱安装在充水管道的管身位置处，所述管口夹具安装在充水管道的管口位置处，所述障板采用螺栓安装在管口夹具上；本发明能够可靠降低充水管道在射流时因管道内水流冲击管壁或弯头等引起的管壁振动，也能够可靠降低充水管道因水泵工作等引起的管壁振动，同时还能抑制管口涡流的产生。
Description
技术领域
本发明涉及一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，属于声学测量领域。
背景技术
水下射流噪声一般是由浸没于水中的充水管道内的水以一定的流速从管口喷出，因快速喷出的水流与静水之间急剧掺混，两者相互作用而产生的辐射噪声。但是，当水在充水管道内部进行流动时，受管道内表面粗糙度、弯头、截面积变化等因素影响，使得水流对管壁造成冲击，激励管壁振动，从而由管壁产生辐射噪声；特别是当射流源为水泵时，水泵中的电机在运行过程中产生的巨大振动，很容易通过管道传播至水下，即便通过减振措施，也很难使得管壁的振动降为零，从而使管壁受激振动产生的辐射噪声掺和在水下射流噪声之中，这严重影响了水下射流噪声的试验研究结果与理论研究结果之间的相互验证。充水管道的减振器非常多，例如曾胜利用调谐阻尼器进行管路系统减振(见振动、测试与诊断，32(5)，2012)，陈果设计的用于管道减振的新型动力吸振器(见中国机械工程，25(23)，2014)，上述吸振器多为单一频率的减振器，对管道的某一阶振动的吸收是非常有效的，对由水流冲击或水泵等引起的管壁辐射的宽带噪声的衰减作用有限。沈中祥提供的一种舰船管路减振降噪管卡(专利号：CN203703376U)，林新志提供的一种用于金属管路减振降噪的阻尼套管及包覆方法(专利号：CN103411089A)，均涉及金属管路的减振器，这两种减振器是阻尼减振器，由于减振器在设计好之后，阻尼参数是固定的，因此这两种减振器的减振效果也是有限的。
发明内容
本发明的目的是为了能够解决射流噪声测试时，充水管道的管壁振动和管口涡流的问题而提供一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置。
本发明的目的是这样实现的：充水管道的外表面设置有至少两组减震结构，减振结构与减振结构之间的距离等于充水管道的外径，每组减振箱的内径等于充水管道的外径，且每组减振结构包括两个双层半圆柱壳结构的减振箱且两个双层半圆柱壳结构的减振箱通过螺栓固定连接，每个双层半圆柱壳结构的减振箱内充填铁砂，充水管道伸入至水箱内的管口端设置有管口夹具，且管口夹具的内径等于充水管道的外径，所述管口夹具的下端安装有圆环形障板，圆环形障板的内径等于充水管道的外径，且所述圆环形障板的下表面与充水管道的管口端面齐平，所述充水管道的轴线与水箱内的水面垂直。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.所述减振箱的内径与外径之差是充水管道壁厚的十倍。
2.所述圆环形障板的厚度是充水管道壁厚的两倍，圆环形障板的外径是充水管道外径的三倍。
3.所述减震结构有五组。
4.所述铁砂的粒度范围在0.2mm-2mm之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用减振箱内部充填铁砂对充水管道的管身进行抑振，铁砂之间的作用可以等效为法向弹簧阻尼器、回转弹簧阻尼器、相互垂直的切向弹簧阻尼器和两个切向滑动摩擦器，弹簧阻尼器和滑动摩擦器是联合作用的，当两个铁砂粒之间的切向力大于静摩擦力时，两个铁砂粒之间即发生相对滑动，这时滑动摩擦器起作用，弹簧阻尼器不起作用；否则，弹簧阻尼器起作用，滑动摩擦器不起作用，通过将铁砂装载至双层半圆柱壳的减振箱中，在靠近双层半圆柱壳内侧，贴近充水管道附近处的铁砂粒，因受到较为强烈的振动作用，此时铁砂粒之间的滑动摩擦器起主要作用，将充水管道的振动进行衰减，随着远离充水管道，振动开始减弱，此时铁砂粒之间不再发生相对滑动，铁砂粒之间的弹簧阻尼器起主要作用，由于铁砂兼具弹簧阻尼器和滑动摩擦器的作用，是一种宽带的减振器，对充水管道辐射的宽频带噪声均具有衰减作用，而且减振箱相对充水管道本身的质量较大，是一大质量负载，管壁的振动经过五层减振箱进行衰减后，传递到管口的振动将会有很大的衰减；将充水管道的轴线垂直水面放置，且管口刚刚浸没于水下，由于管口外为空气，当充水管道内的水快速喷射至水中时，极易在管口附近形成涡流，涡流产生的辐射噪声易掺混在射流噪声之中，通过在管口处安装一圆环形障板，障板的上表面刚刚浸没于水下，切断了当充水管道内的水快速喷入水中后形成涡流的路径，避免了涡流的发生。
附图说明
图1是本发明的充水管道放置示意图；
图2是本发明的充水管道抑振装置剖面图；
图3是本发明的减振箱俯视方向示意图；
图4是本发明的管口夹具俯视方向示意图；
图5是本发明障板的俯视方向示意图。
其中：1是充水管道，2是减振箱，21是通孔，22是双头螺柱，23是螺母，3是管口夹具，31是通孔，32是双头螺柱，33是螺母，4是障板，41是螺栓，5是水面，6是水箱。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
结合图1至图5，一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，包括充水管道1、减振箱2，管口夹具3，障板4，两个减振箱2为一组并利用双头螺柱22和螺母23固定在充水管道1的管身上，管口夹具3利用双头螺柱32和螺母33固定在充水管道1的管口附近，障板4利用螺栓41固定在充水管道1的管口处。
充水管道1为圆形的不锈钢管，内径为88mm，外径为108mm，长度为2000mm，充水管道1的一端接射流源，充水管道1的另一端安装减振箱2、管口夹具3和障板4。
减振箱2是双层半圆柱壳结构，无顶盖，在半圆柱壳的两端有接耳，接耳上开有四个通孔(Φ12)，减振箱2长200mm，内径为108mm，壳体厚度为3mm，减振箱2由铁皮加工制成，内层壳的内表面和外层壳的外表面之间的径向距离为106mm，将两个减振箱2的内侧贴到充水管道1的管身上，接耳相对，对齐接耳上的四个通孔，利用双头螺柱22(M10)和螺母23(M10)紧固，使减振箱2严密贴合在充水管道1上，在减振箱2内充填铁砂，填满后的铁砂表面与减振箱2的顶端平齐，在充水管道1的管身上共安装五组由两个减振箱2组成的减振结构，两个减震结构之间的间隔为100mm，两个减振箱2组成的一个减震结构的接耳所成的连线与其它减振箱结构的接耳所成的连线之间夹角为72度，也即减振结构的接耳交错排列。
管口夹具3为半圆环结构，厚度为20mm，内径为108mm，外径为208mm，即内、外圆环的径向距离为100mm，在管口夹具3的两端有接耳，接耳上开有通孔，在管口夹具3上开有通孔(Φ12)，通孔的中心与障板4上的螺纹孔中心是对齐的，将两个管口夹具3贴在充水管道1的管口附近，管口夹具3所组成的平面距管口平面的距离为障板4的厚度，将管口夹具3的接耳相接，对齐接耳上的通孔，利用双头螺柱32(M10)和螺母33(M10)紧固，使管口夹具3紧固在充水管道1的管口处；
障板4为圆环结构，厚度为20mm，内径为108mm，外径为324mm，在障板4上开有螺纹孔(M10)，螺纹孔的中心与管口夹具3上的通孔中心是对齐的，将障板4放置在充水管道1的管口附近，利用螺栓41(M10)通过管口夹具3上的通孔后，将障板4紧固在管口夹具3上，此时障板4的下表面与管口的平面是平齐的；
减振箱2充填的铁砂，粒度范围在0.2mm-2mm之间；
本发明利用减振箱2内充填铁砂对充水管道射流时所造成的管壁振动进行抑制，减振箱2内的铁砂具有弹簧阻尼器和滑动摩擦器的作用，对充水管道的管壁振动进行衰减；充水管道内部为水，外部为空气，减振箱2还兼具大质量负载的作用，这也对管壁的振动进行了很好地衰减；采用管口夹具3和障板4阻止了充水管道射流时形成的管口涡流；当管口紧贴水面放置时，由于水面上是空气，管口此时的辐射阻抗要小于充水管道完全浸没于水下时的辐射阻抗，由于使得管口的辐射阻抗降低，使得管口的声辐射较充水管道完全浸没于水下时降低了很多，这减少了管壁振动对射流噪声的影响。
一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，包括减振箱、管口夹具、障板，所述减振箱安装在充水管道的管身；所述管口夹具安装在充水管道的管口；所述障板安装在管口夹具上；所述减振箱为双层半圆柱壳结构，无顶盖，内部充填铁砂，减振箱的内径与充水管道的外径是相同的，减振箱的外侧带有接耳，接耳上有螺栓通孔，两个减振箱可以由螺栓紧固成减震结构并位于充水管道的外部，双层圆柱壳的外、内半径差为管壁厚度的十倍；所述管口夹具为半圆环结构，开有三个螺栓通孔，管口夹具的内径与充水管道的外径是匹配的，管口夹具的外侧带有接耳，接耳上有螺栓通孔，可以由螺栓紧固；所述障板为圆环结构，内环的直径跟充水管道的外径是相同的，障板上开有螺纹孔，障板上的螺纹孔中心跟管口夹具上的螺栓通孔中心是对齐的，障板的厚度为管壁厚度的两倍，障板的外径为管口直径的三倍；所述减振箱安装在充水管道的管身上，共安装五对，两个减振箱之间的间隔为管口的外径长度，所述管口夹具安装在充水管道的管口，与管口平面的距离为障板的厚度，障板以螺栓固定的方式安装在管口夹具上，障板的下表面与管口平面平齐；所述充水管道的轴线垂直于水面，障板的上表面刚刚浸没于水下；
一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，包括减振箱、管口夹具、障板，所述减振箱安装在充水管道的管身位置处，所述管口夹具安装在充水管道的管口位置处，所述障板采用螺栓安装在管口夹具上；充水管道为圆形钢管；充水管道的轴线垂直于水面，管口紧贴水面放置；减振箱是双层半圆柱壳结构，一端无盖，双层半圆柱壳结构的两端有接耳，接耳上有通孔，采用双头螺柱和螺母将减振箱安装在管身上，在减振箱内部充填铁砂；管口夹具为半圆环结构，半圆环结构上开有螺栓通孔，半圆环结构的两端有接耳，接耳上有通孔，采用双头螺柱和螺母将管口夹具安装在管口附近；障板上开有螺丝孔，螺丝孔的中心与紧固的管口夹具螺栓通孔中心是对齐的，采用螺栓将障板安装在管口夹具上；障板的一个表面与管口的平面是平齐的；减振箱的内径与管的外径是一致的，管口夹具的内径和管的外径是一致的，障板的内径和管的外径是一致的；减振箱的外、内径之差为管壁厚度的十倍，障板的厚度为管壁厚度的两倍，障板的外径为管口外径的三倍。
本发明公开了一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，包括减振箱、管口夹具、障板，所述减振箱安装在充水管道的管身位置处，所述管口夹具安装在充水管道的管口位置处，所述障板采用螺栓安装在管口夹具上；该抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，能够可靠降低充水管道在射流时因管道内水流冲击管壁或弯头等引起的管壁振动，也能够可靠降低充水管道因水泵工作等引起的管壁振动，同时还能抑制管口涡流的产生。
Claims (9)
1.一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，其特征在于：充水管道的外表面设置有至少两组减振结构，减振结构与减振结构之间的距离等于充水管道的外径，每组减振箱的内径等于充水管道的外径，且每组减振结构包括两个双层半圆柱壳结构的减振箱且两个双层半圆柱壳结构的减振箱通过螺栓固定连接，每个双层半圆柱壳结构的减振箱内充填铁砂，充水管道伸入至水箱内的管口端设置有管口夹具，且管口夹具的内径等于充水管道的外径，所述管口夹具的下端安装有圆环形障板，圆环形障板的内径等于充水管道的外径，且所述圆环形障板的下表面与充水管道的管口端面齐平，所述充水管道的轴线与水箱内的水面垂直。
2.根据权利要求1所述的一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，其特征在于：所述减振箱的内径与外径之差是充水管道壁厚的十倍。
3.根据权利要求1或2所述的一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，其特征在于：所述圆环形障板的厚度是充水管道壁厚的两倍，圆环形障板的外径是充水管道外径的三倍。
4.根据权利要求1或2所述的一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，其特征在于：所述减振结构有五组。
5.根据权利要求3所述的一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，其特征在于：所述减振结构有五组。
6.根据权利要求1或2所述的一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，其特征在于：所述铁砂的粒度范围在0.2mm-2mm之间。
7.根据权利要求3所述的一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，其特征在于：所述铁砂的粒度范围在0.2mm-2mm之间。
8.根据权利要求4所述的一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，其特征在于：所述铁砂的粒度范围在0.2mm-2mm之间。
9.根据权利要求5所述的一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置，其特征在于：所述铁砂的粒度范围在0.2mm-2mm之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510939114.7A CN105423051B (zh) | 2015-12-11 | 2015-12-11 | 一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510939114.7A CN105423051B (zh) | 2015-12-11 | 2015-12-11 | 一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105423051A CN105423051A (zh) | 2016-03-23 |
| CN105423051B true CN105423051B (zh) | 2017-06-20 |
Family
ID=55501471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510939114.7A Expired - Fee Related CN105423051B (zh) | 2015-12-11 | 2015-12-11 | 一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105423051B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6739068B2 (ja) * | 2016-11-18 | 2020-08-12 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 口腔洗浄装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2091953U (zh) * | 1991-04-06 | 1992-01-01 | 北京清河毛纺织厂 | 高速射流消声器 |
| CN2243541Y (zh) * | 1995-09-14 | 1996-12-25 | 天津市长城过滤设备厂 | 多孔扩散消声器 |
| CN203176002U (zh) * | 2013-01-30 | 2013-09-04 | 广州市洛森通风设备制造有限公司 | 低噪音射流风机 |
| CN205208024U (zh) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 哈尔滨工程大学 | 一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置 |
-
2015
- 2015-12-11 CN CN201510939114.7A patent/CN105423051B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2091953U (zh) * | 1991-04-06 | 1992-01-01 | 北京清河毛纺织厂 | 高速射流消声器 |
| CN2243541Y (zh) * | 1995-09-14 | 1996-12-25 | 天津市长城过滤设备厂 | 多孔扩散消声器 |
| CN203176002U (zh) * | 2013-01-30 | 2013-09-04 | 广州市洛森通风设备制造有限公司 | 低噪音射流风机 |
| CN205208024U (zh) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 哈尔滨工程大学 | 一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 水下射流噪声数值计算与试验研究;刘永伟,商德江，等;《南京大学学报》;20151130;第51卷;第96-100页 * |
| 轴对称直喷管的射流噪声特性实验研究;周月荣;《实验力学》;20110630;第26卷(第3期);第274-277页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105423051A (zh) | 2016-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100516586C (zh) | 一种消除机械设备振动和噪声的安装方法 | |
| CN110157894A (zh) | 一种消减和均化机床加工中构件残余应力的工装及方法 | |
| CN206072530U (zh) | 一种用于管道减振的管夹装置 | |
| CN105423051B (zh) | 一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置 | |
| CN108233592A (zh) | 一种发电机降噪装置 | |
| CN106122605A (zh) | 一种管路动力吸振器 | |
| CN206290837U (zh) | 一种管路系统减振支撑装置 | |
| CN109323045B (zh) | 一种船用阻尼型减振抗冲击的弹性管道吊架 | |
| US20100258989A1 (en) | Shock and vibration isolation for aircraft brake control valve | |
| WO2012060915A1 (en) | Pounding tune mass damper with viscoelastic material | |
| CN205208024U (zh) | 一种抑制充水管道射流时的管壁振动和管口涡流的装置 | |
| CN208668950U (zh) | 一种管道穿地板支撑结构 | |
| CN204592564U (zh) | 地铁区间的减震管道装置 | |
| CN207762182U (zh) | 一种采矿设备安装用减震器 | |
| CN203395066U (zh) | 吸振器 | |
| CN210920340U (zh) | 管道阻尼减振结构 | |
| CN205173362U (zh) | 一种具有宽频减振性能的惯容与橡胶复合减振器 | |
| CN105570545A (zh) | 工业管道动力吸振器 | |
| CN207398971U (zh) | 一种风机用减振台座 | |
| CN112539299A (zh) | 管道阻尼减振结构 | |
| CN202327377U (zh) | 输送管的安装装置及混凝土输送设备 | |
| CN204004810U (zh) | 一种管道固定装置 | |
| CN203734443U (zh) | 一种减振装置 | |
| CN217356082U (zh) | 一种安全可靠的煤气消音设备 | |
| CN205825527U (zh) | 大容量分液器组件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170620 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |