CN107606025A - 管路固有频率调整装置、管路系统及该管路系统调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管路固有频率调整装置，其包括用于包裹管路的颗粒包；真空泵，其与所述颗粒包相连；工控机，其用于记载不同工况条件下消除所述管路共振时所述颗粒包的真空度参数并发送控制指令；驱动器，其与所述真空泵和所述工控机均相连，且所述驱动器在接收到所述工控机发送的控制指令后通过真空泵调整所述颗粒包内的真空度。本发明还公开了一种使用该调整装置的管路系统和该管路系统的调整方法。本发明通过控制颗粒包真空度的方式可以随意调节管路的固有频率，控制方式灵活、简单，安装简便，成本低，而且可以根据不同管路系统特点灵活确定安装位置和颗粒包的尺寸与个数，使用范围广。

Description

管路固有频率调整装置、管路系统及该管路系统调整方法

技术领域

本发明涉及管路减振领域，具体涉及一种管路固有频率调整装置、管路系统及该管路系统调整方法。

背景技术

管路是工业领域中必不可少的部件，用于系统中各设备之间的工质输送及能量传递。在管内流体介质流动和空压机、水泵等旋转机械的激励下，管路会发生振动并产生噪音，管路振动会导致管路系统中的零部件加速疲劳、损坏，缩短管路系统的使用寿命，影响各设备的正常运转，同时，管道振动会造成噪音污染，对人体造成不良影响。为了减小管路振动强度，在管路系统设计过程中，一般会将其固有频率与各设备激振频率避开，防止管路系统发生共振。然而，管路系统一旦设计完成，固有频率便已固化，而往往工业系统存在多种工况且需要频繁切换，不同工况条件下，管路激励频率差别较大，单靠设计使管路固有频率避开某一工况下的激振点容易，但是要有效避开所有工况下的激振点难度较大。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种管路固有频率调整装置，根据不同工况，对管路系统固有频率进行外力调整，主动避开对应工况下的激振点，有效地避免管路系统发生共振，控制方式灵活、简便。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种管路固有频率调整装置，其用于调整管路的固有频率，其包括：

用于包裹管路的颗粒包；

真空泵，其与所述颗粒包相连；

工控机，其用于记载不同工况条件下消除所述管路共振时所述颗粒包的真空度参数并发送控制指令；

驱动器，其与所述真空泵和所述工控机均相连，且所述驱动器在接收到所述工控机发送的控制指令后通过真空泵调整所述颗粒包(1)内的真空度。

进一步地，其还包括通路转换阀，所述通路转换阀与所述真空泵和所述颗粒包均相连，所述驱动器与所述通路转换阀电连接并控制所述通路转换阀的通断。

进一步地，所述颗粒包上开设有排气口，且相对的两侧边缘上均设置有锁紧件，所述颗粒包内容纳有颗粒物；所述真空泵通过连接管与所述排气口连通。

进一步地，所述排气口内设有过滤膜。

进一步地，所述锁紧件为细绳或魔术带。

进一步地，所述颗粒物为沙粒或金属粉末。

本发明还提供了一种管路系统，所述管路系统设有如上所述的管路固有频率调整装置，且所述管路上间隔地包裹有多个所述颗粒包。

本发明还提供了一种如上所述的管路系统的调整方法，其包括如下步骤：

S1：将仿真实验中得到的不同工况条件下消除所述管路共振时所述颗粒包的真空度参数输入所述工控机中；

S2：当改变工况条件时，通过所述工控机发出控制指令，所述驱动器接收控制指令并驱使所述真空泵工作，将相应管路上的颗粒包的真空度调整至仿真仿真实验中得到的相应工况下消除所述管路共振时所述颗粒包的真空度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明在仿真实验中得到不同工况条件下消除管路共振时颗粒包的真空度参数，并将该参数输入到工控机中，在实际运行中，一旦工况条件改变时，直接通过工控机发出控制指令，使驱动器驱使真空泵工作，将相应管路上的颗粒包的真空度调整至仿真仿真实验中得到的相应工况下消除该管路共振时颗粒包的真空度。这种操作方式非常的简单有效，只需要按照设定的参数，通过控制包裹在管路上的颗粒包的真空度，以使颗粒包压紧在管路上，使得管路整体刚度发生变化，进而改变管路的固有频率，可有效地避免发生共振。

(2)本发明通过控制颗粒包真空度的方式可以随意调节管路的固有频率，控制方式灵活、简单。本发明安装简便，成本低，而且可以根据不同管路系统特点灵活确定安装位置和颗粒包的尺寸与个数，使用范围广。

(3)本发明设置多个颗粒包，分别布置在管路的不同位置，通过控制通路转换阀可以切换不同颗粒包与真空泵之间的通断，从而实现不同颗粒包真空度的独立控制，使控制多样化，增加控制的灵活性。

(4)本发明在实现调节管路固有频率的同时，颗粒包包覆在管路的表面，当管路发生振动时，颗粒包也会随之振动，颗粒包内的颗粒物之间会发生摩擦、碰撞，消耗一部分振动机械能，有效地削弱了管路的振动峰值，保护管路结构，降低噪声水平。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于避免共振的管路固有频率调整系统示意图；。

图2是本发明实施例提供的颗粒包的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的颗粒包安装后的剖面图。

图中，1-颗粒包，10-排气口，11-锁紧件，12-颗粒物，13-过滤膜，2-工控机，3-驱动器，4-真空泵，5-通路转换阀，6-管道。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种管路固有频率调整装置，其用于调整管路6的固有频率，其包括：

用于包裹管路的颗粒包1；

真空泵4，其与所述颗粒包1相连；

工控机2，其用于记载不同工况条件下消除所述管路6共振时所述颗粒包1的真空度参数并发送控制指令；

驱动器3，其与所述真空泵4和所述工控机2均相连，且所述驱动器3在接收到所述工控机2发送的控制指令后通过真空泵4调整所述颗粒包1内的真空度。

本发明在仿真实验中得到不同工况条件下消除管路6共振时颗粒包1的真空度参数，并将该参数输入到工控机2中，在实际运行中，一旦工况条件改变时，直接通过工控机2发出控制指令，使驱动器3驱使真空泵工作，将相应管路6上的颗粒包1的真空度调整至仿真仿真实验中得到的相应工况下消除该管路6共振时颗粒包1的真空度。这种操作方式非常的简单有效，只需要按照设定的参数，通过控制包裹在所述管路6上的所述颗粒包1的真空度，以使所述颗粒包1压紧在所述管路6上，使得所述管路6整体刚度发生变化，进而改变所述管路6的固有频率，可有效地避免发生共振，本发明通过控制所述颗粒包1真空度的方式可以随意调节所述管路6的固有频率，控制方式灵活、简单。本发明安装简便，成本低，而且可以根据不同管路系统特点灵活确定安装位置和所述颗粒包1的尺寸与个数，使用范围广。

参见图1所示，进一步地，其还包括通路转换阀5，所述通路转换阀5与所述真空泵4和所述颗粒包1均相连，所述驱动器3与所述通路转换阀5电连接并控制所述通路转换阀5的通断。所述通路转换阀5可以同时与多个所述颗粒包1相连并分别控制多个所述颗粒包1与同一个所述真空泵4之间的通断。这样，通过一个所述通路转换阀5可以切换不同所述颗粒包1与所述真空泵4之间的通断，可以实现不同所述颗粒包1真空度的独立控制，使控制多样化，增加控制的灵活性。

参见图2与图3所示，进一步地，所述颗粒包1优选采用长方形扁平状的气囊，材料为橡胶或其他软质可密封材料，所述颗粒包1上开设有排气口10，所述排气口10为连接管的接口，可根据相关标准制作，且相对的两侧边缘上均设置有锁紧件11，通过所述锁紧件11使所述颗粒包1环抱于所述管路6表面，所述颗粒包1内容纳有颗粒物12；所述述真空泵4通过连接管与所述排气口10连通。

本发明在实现调节所述管路6固有频率的同时，所述颗粒包1包覆在所述管路6的表面，当所述管路6发生振动时，所述颗粒包1也会随之振动，所述颗粒包1内的所述颗粒物12之间会发生摩擦、碰撞，消耗一部分振动机械能，有效地削弱了所述管路6的振动峰值，保护管路结构，降低噪声水平。进一步地，所述颗粒物12为沙粒或金属粉末，可以根据使用效果进行选择，或选用其他的有一定质量的颗粒。

参见图3所示，进一步地，所述排气口10内设有过滤膜13，能够防止所述颗粒包1内的所述颗粒物12随气流吸入到排气管中，通过压紧的方式固定，还可以使用过滤网，网孔根据所述颗粒物的粒径设置。

参见图2与图3所示，进一步地，所述锁紧件11为细绳或魔术带，将所述颗粒包1固定在所述管路6表面，可采用尼龙等材料制作。

本发明还提供了一种管路系统，所述管路系统设有如上所述的管路固有频率调整装置，且所述管路6上间隔地包裹有多个所述颗粒包1。所述颗粒包1设置多个，分别布置在所述管路6的不同位置，各所述颗粒包1分别通过所述真空泵4调整其真空度。

本发明还提供了一种如上所述的一种管路系统的调整方法，其包括如下步骤：

S1：将仿真实验中得到的不同工况条件下消除所述管路6共振时所述颗粒包1的真空度参数输入所述工控机2中；

S2：当改变工况条件时，通过所述工控机2发出控制指令，所述驱动器3接收控制指令并驱使所述真空泵4工作，将相应管路6上的颗粒包1的真空度调整至仿真仿真实验中得到的相应工况下消除所述管路6共振时所述颗粒包1的真空度。

具体地，在仿真实验中，已经测量好不同工况条件下所述管路6发生共振时的激振频率以及改变所述管路6固有频率使之错开该激振频率所需要的所述颗粒包1的真空度参数，将该颗粒包1的真空度参数输入所述工控机2中，将所述颗粒包1环抱于各所述管路6，在调整不同工况条件时，通过所述工控机2发出控制指令，所述驱动器3接收到控制指令后向所述真空泵4发出运行指令。所述真空泵4收到运行指令后开始工作，将所述颗粒包1内的空气排出，使所述颗粒包1内形成负压，所述颗粒包1萎缩，将所述颗粒包1内的所述颗粒物12压实在所述管路6的外壁上。由于松软颗粒物12和紧实颗粒物12的刚度存在较大的差异，因此可以通过调节所述颗粒包1内部的真空度来改变所述管路6整体刚度，从而改变所述管路固有频率，使其固有频率和激振频率错开，避免共振的发生。

本发明不局限于上述实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种管路固有频率调整装置，其用于调整管路(6)的固有频率，其特征在于，其包括：

用于包裹管路的颗粒包(1)；

真空泵(4)，其与所述颗粒包(1)相连；

工控机(2)，其用于记载不同工况条件下消除所述管路(6)共振时所述颗粒包(1)的真空度参数并发送控制指令；

驱动器(3)，其与所述真空泵(4)和所述工控机(2)均相连，且所述驱动器(3)在接收到所述工控机(2)发送的控制指令后通过真空泵(4)调整所述颗粒包(1)内的真空度。

2.如权利要求1所述的一种管路固有频率调整装置，其特征在于：其还包括通路转换阀(5)，所述通路转换阀(5)与所述真空泵(4)和所述颗粒包(1)均相连，所述驱动器(3)与所述通路转换阀(5)电连接并控制所述通路转换阀(5)的通断。

3.如权利要求1所述的一种管路固有频率调整装置，其特征在于：所述颗粒包(1)上开设有排气口(10)，且相对的两侧边缘上均设置有锁紧件(11)，所述颗粒包(1)内容纳有颗粒物(12)；所述真空泵(4)通过连接管与所述排气口(10)连通。

4.如权利要求3所述的一种管路固有频率调整装置，其特征在于：所述排气口(10)内设有过滤膜(13)。

5.如权利要求3所述的一种管路固有频率调整装置，其特征在于：所述锁紧件(11)为细绳或魔术带。

6.如权利要求3所述的一种管路固有频率调整装置，其特征在于：所述颗粒物(12)为沙粒或金属粉末。

7.一种管路系统，其特征在于：所述管路系统设有如权利要求1所述的管路固有频率调整装置，且所述管路(6)上间隔地包裹有多个所述颗粒包(1)。

8.一种如权利要求7所述的管路系统的调整方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1：将仿真实验中得到的不同工况条件下消除所述管路(6)共振时所述颗粒包(1)的真空度参数输入所述工控机(2)中；

S2：当改变工况条件时，通过所述工控机(2)发出控制指令，所述驱动器(3)接收控制指令并驱使所述真空泵(4)工作，将相应管路(6)上的颗粒包(1)的真空度调整至仿真仿真实验中得到的相应工况下消除所述管路(6)共振时所述颗粒包(1)的真空度。