CN106402261B - 一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，包括：垂直立式真空罐、内层衍架结构、高刚性环梁式台座、气浮隔振装置结构支撑部分及主体结构支撑部分。本发明通过利用柔性真空波纹管将垂直立式精密装备容器与内置工艺支撑平台分开，成为两个相对独立的支撑结构，使高刚性环梁式台座只承担垂直立式精密装备容器内部工艺结构的荷载。这种方式可以有效地对周围环境振动及动力设备振动，特别是附着在容器上的发振设备引起的机械振动进行隔离。实现在光学检测过程中，仅允许台面上出现微量的残余振动，且检测与被检设备振动相位一致，并避免由于抽真空变形和低温变形引入的对准误差。
Description
技术领域
本发明涉及垂直立式精密装备领域，特别是一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统。
背景技术
目前垂直立式精密装备在超精密加工、空间光学检测等领域使用越来越多，尤其是应用于空间飞行器升空前地面空间环境模拟实验，在模拟真空和低温的恶劣实验工况中，微振动控制是保障该实验顺利进行的关键技术之一。
目前垂直立式精密装备常用的微振动控制的方法有：
一、选择较为安静的实验环境，如远离城市的深山，主要是通过选择一处天然环境振动不超标的地方，且该处基岩埋藏比较浅，直接将装备支撑系统的基础浇筑至基岩即可。
二、采用超大规模的地基加固和块式基础，这种方法主要通过对地基和基础加固，提高其基础整体质量和刚度。
三、采用整体式的隔振方法。这种方法主要是针对垂直立式设计整体的隔振基础，将垂直立式和隔振基础直接浇筑在一起，隔振装置采用机械弹簧或柔性空气弹簧。
目前，上述第一种和第二种垂直立式精密装备的微振动控制的方法，未考虑环境严重影响微振动控制效果的因素，当周围振动环境发生变化，则振动超标，装备无法工作；第三种方法中，当垂直立式质量较大及刚性支撑平台质量过大时，整体隔振方式效果差，而且成本高，耗时长，一旦出现故障，不可更换和改造。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明公开了一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统,是一种基于气浮装置穿透式振动控制系统，该系统振动控制性能高、成本低、可调节、易更换、多功能。
本发明公开了一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，包括：
垂直立式真空罐，内部设置有内置工艺支撑平台；
内层衍架结构，设置在垂直立式真空罐的中上部并贯穿垂直立式真空罐的内外部，位于垂直立式真空罐外的部分由内层衍架结构固定部分固定，垂直立式真空罐内部的内置工艺支撑平台吊挂在内层衍架结构上；
高刚性环梁式台座，位于垂直立式真空罐的外部，高刚性环梁式台座与内层衍架结构位于垂直立式真空罐外的部分之间沿圆周设置有多个柔性波纹管；
气浮隔振装置结构支撑部分，位于垂直立式真空罐的下部外侧，气浮隔振装置结构支撑部分与高刚性环梁式台座之间与多个柔性波纹管相对应的位置上设置有多个空气弹簧；及
主体结构支撑部分，位于垂直立式真空罐的下面并支撑垂直立式真空罐。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，内层衍架结构采用钢管或型钢结构支撑，中部为圆柱形结构并向外辐射分布有多个支架。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，内层衍架结构沿中部向外辐射分布的多个支架中的每个支架下均设有一个柔性波纹管。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，多个空气弹簧采用单气室或双气室气流阻尼调节装置。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，多个空气弹簧确保水平向阻尼比为0.05-0.25，垂直向阻尼比为0.10-0.40。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，多个柔性波纹管采用钢制支腿和钛合金覆层真空波纹管材料，确保水平向位移空间为15-30mm，竖直向位移空间为20-40mm。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，多个柔性波纹管进一步设置有密闭气漏阀，用于检测漏气部位。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，主体结构支撑部分为钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构或剪力墙结构，包括支撑面和多根支撑柱。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，主体结构支撑部分的支撑面顶部设置预埋板，预埋板与垂直立式真空罐之间采用滑移支座方式进行连接，并设置千斤顶或液压支撑杆安置板。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，高刚性环梁式台座采用C30混凝土和型钢架进行混合浇筑，表面贴有16mm钢板并打磨平整，台面上任意2m范围内平面度误差不大于2mm，台面锤击扫频实验基本频率高于100HZ。
有益效果
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，该系统在水平光学检测实验过程中，可以通过利用柔性真空波纹管将垂直立式精密装备容器与平行光管及放置平行光管的内置工艺支撑平台分开，成为两个相对独立的支撑结构，使高刚性环梁式隔振台座只承担垂直立式精密装备容器内部工艺结构的荷载。这种方式可以有效地对周围环境振动及动力设备振动，特别是附着在容器上的发振设备引起的机械振动进行隔离。实现在光学检测过程中，仅允许台面上出现微量的残余振动，且检测与被检设备振动相位一致，并避免由于抽真空变形和低温变形引入的对准误差。
附图说明
图1是本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的正面透视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1是本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的正面透视图，如图1所示，本发明公开了一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，包括：
垂直立式真空罐(01)，内部设置有内置工艺支撑平台(06)；
内层衍架结构(02)，设置在垂直立式真空罐(01)的中上部并贯穿垂直立式真空罐(01)的内外部，位于垂直立式真空罐外(01)的部分由内层衍架结构固定部分(07)固定，垂直立式真空罐(01)内部的内置工艺支撑平台(06)吊挂在内层衍架结构上(02)；
高刚性环梁式台座(03)，位于垂直立式真空罐(01)的外部，高刚性环梁式台座(03)与内层衍架结构(02)位于垂直立式真空罐(01)外的部分之间沿圆周设置有多个柔性波纹管(08)；
气浮隔振装置结构支撑部分(04)，位于垂直立式真空罐(01)的下部外侧，气浮隔振装置结构支撑部分(04)与高刚性环梁式台座(03)之间与多个柔性波纹管(08)相对应的位置上设置有多个空气弹簧(09)；及
主体结构支撑部分(05)，位于垂直立式真空罐(01)的下面并支撑垂直立式真空罐(01)。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，内层衍架结构(02)采用钢管或型钢结构支撑，中部为圆柱形结构并向外辐射分布有多个支架(图中未示出)。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，内层衍架结构(02)沿中部向外辐射分布的多个支架中的每个支架下均设有一个柔性波纹管(图中未示出)。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，多个空气弹簧(09)采用单气室或双气室气流阻尼调节装置。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，多个空气弹簧(09)确保水平向阻尼比为0.05-0.25，垂直向阻尼比为0.10-0.40。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，多个柔性波纹管(08)采用钢制支腿和钛合金覆层真空波纹管材料，确保水平向位移空间为15-30mm，竖直向位移空间为20-40mm。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，多个柔性波纹管(08)进一步设置有密闭气漏阀，用于检测漏气部位。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，主体结构支撑部分(05)为钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构或剪力墙结构，包括支撑面(10)和多根支撑柱(11)。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，主体结构支撑部分(05)的支撑面(10)顶部设置预埋板，预埋板与垂直立式真空罐之间采用滑移支座方式进行连接，并设置千斤顶或液压支撑杆安置板。
本发明公开的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统的实施例中，高刚性环梁式台座(03)采用C30混凝土和型钢架进行混合浇筑，表面贴有16mm钢板并打磨平整，台面上任意2m范围内平面度误差不大于2mm，台面锤击扫频实验基本频率高于100HZ。
以上所述，仅是本发明较佳的实施方式，并非对本发明的技术方案做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例做任何简单修改，形式变化和修饰，均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，其特征在于，所述系统包括：
垂直立式真空罐，内部设置有内置工艺支撑平台；
内层衍架结构，设置在所述垂直立式真空罐的中上部并贯穿所述垂直立式真空罐的内外部，位于所述垂直立式真空罐外的部分由内层衍架结构固定部分固定，所述垂直立式真空罐内部的内置工艺支撑平台吊挂在内层衍架结构上；
高刚性环梁式台座，位于所述垂直立式真空罐的外部，所述高刚性环梁式台座与所述内层衍架结构位于所述垂直立式真空罐外的部分之间沿圆周设置有多个柔性波纹管；
气浮隔振装置结构支撑部分，位于所述垂直立式真空罐的下部外侧，所述气浮隔振装置结构支撑部分与所述高刚性环梁式台座之间与所述多个柔性波纹管相对应的位置上设置有多个空气弹簧；及
主体结构支撑部分，位于所述垂直立式真空罐的下面并支撑所述垂直立式真空罐。
2.根据权利要求1所述的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，其特征在于：所述内层衍架结构采用钢管或型钢结构支撑，中部为圆柱形结构并向外辐射分布有多个支架。
3.根据权利要求2所述的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，其特征在于：所述内层衍架结构沿中部向外辐射分布的多个支架中的每个支架下均设有一个柔性波纹管。
4.根据权利要求1中所述的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，其特征在于：所述多个空气弹簧采用单气室或双气室气流阻尼调节装置。
5.根据权利要求1或4中所述的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，其特征在于：所述多个空气弹簧确保水平向阻尼比为0.05-0.25，垂直向阻尼比为0.10-0.40。
6.根据权利要求1所述的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，其特征在于：所述多个柔性波纹管采用钢制支腿和钛合金覆层真空波纹管材料，确保水平向位移空间为15-30mm，竖直向位移空间为20-40mm。
7.根据权利要求1或6所述的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，其特征在于：所述多个柔性波纹管进一步设置有密闭气漏阀，用于检测漏气部位。
8.根据权利要求1所述的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，其特征在于：所述主体结构支撑部分为钢筋混凝土结构、钢管混凝土结构或剪力墙结构，包括支撑面和多根支撑柱。
9.根据权利要求1所述的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，其特征在于：所述主体结构支撑部分的所述支撑面顶部设置预埋板，预埋板与垂直立式真空罐之间采用滑移支座方式进行连接，并设置千斤顶或液压支撑杆安置板。
10.根据权利要求1所述的一种穿透式微振动空气弹簧隔振系统，其特征在于：所述高刚性环梁式台座采用C30混凝土和型钢架进行混合浇筑，表面贴有16mm钢板并打磨平整，台面上任意2m范围内平面度误差不大于2mm，台面锤击扫频实验基本频率高于100HZ。
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