CN108361305A - 一种阻断式结构的减振降噪装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于机电减振降噪技术领域，涉及一种阻断式结构的减振降噪装置，具体是一种用于隔绝和阻断通过机电设备底座或管道传递的振动，并降低噪音的结构及其装置；其主体结构包括顶板、阻尼板、衬板、基体、螺栓组套；按照由上至下的层叠式排列顺序，依次为顶板、第一阻尼板、第一衬板、第二阻尼板、第二衬板和第三阻尼板，层层紧密加实后分别用螺栓紧固在基体上，形成一个完整的刚柔结合的阻断式减振降噪底座结构；其能够分别组合形成多种结构的减振降噪基体，构成外观和适用范围不同的变形体；既可保持机电设备刚性连接的强度，又具有柔性连接所特有的阻尼效果，可以有效阻断机械振动的传导，抑制由振动产生的噪音的传播。

Description

一种阻断式结构的减振降噪装置

技术领域：

本发明属于机电减振降噪技术领域，涉及一种阻断式结构的减振降噪装置，具体是一种用于隔绝和阻断通过机电设备底座或管道传递的振动，并降低噪音的结构及其装置。

背景技术：

目前，在许多机电设备和管道安装场合往往需要设置减振部件，以降低振动噪音，尤其是在大型机电设备和大口径管道的安装场合上，为了保证各部件相互之间的连接强度，往往要采用刚性(亦称硬性)连接的方式，也就是在机电设备与底座之间，或管道与设备之间，或管道与管道之间的相互固定安装和连接上，一般要采用刚性材料进行安装和连接，因此而在机电设备之间所产生的振动便通过刚性连接传递到了连接的底座或管道之上，形成振动噪音，尽管采取多种减振降噪的工程措施，但是机电设备或前端管道本身产生的振动，仍会不可避免的传导到被连接体上，噪音亦随之产生和传播。为了克服振动噪音，人们也采用柔性(亦称软性)连接方式，即利用柔性材料对于振动的高阻尼特性，可以有效地阻断振动地传导和噪音地传播，但是由于柔性材料的其刚性不足和承载能力弱的缺点，极大地限制了该方式在机电设备安装领域的广泛应用，尤其是当设备功率和自重较大及管道口径较粗时，这种柔性连接的缺点更加突出。

在现有技术中，中国专利申请号CN201620167682.X的专利技术公开了一种变压器减振降噪装置，该装置通过采用双重隔振方式，来降低变压器的机械振动及其产生的噪音，延长变压器的使用寿命，但是由于其结构设计和使用材料的原因，无法承受强度较大的振动，也无法满足刚性连接的需求；中国专利申请号CN201410760243.5的专利技术公开了一种减振底座，该技术方案通过在弹簧吸振层内填充橡胶颗粒的方式，达到减振的技术效果，但是由于存在金属零部件的直接接触，导致振动产生的噪音依然能够通过金属进行良好的传导，不能够实现较好的减振降噪技术效果。

综上所述可知，现有的减振降噪技术方案无法兼顾刚性连接和减振降噪兼备的要求，因此，在机电设备安装工程领域，特别是大型设备和大口径管道安装工程领域中，设计研发一种既能像刚性连接一样满足对连接强度的需求，又能达到柔性连接方式所具有的能够有效阻断振动地传导和噪音地传播的连接方式和装置，是十分有必要的。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术所存在的的缺点，寻求设计一种阻断式结构的减振降噪装置，能够使机电设备和管道尤其是大型设备和大口径管道在实施安装工程时，通过使用该结构方式形成的装置，既能像刚性连接方式一样满足对连接强度的需求，又具有柔性连接方式所特有的可以有效阻断振动地传导抑制噪音传播的特点，实现刚柔结合的阻断机电设备的振动，达到减振降噪的目的。

为了实现上述发明目的，本发明所述的阻断式结构的减振降噪装置，其主体结构设计能够产生多种不同的结构表现形态，以阻断式结构的减振降噪机电设备底座为例，其主体结构包括顶板、第一阻尼板、第二阻尼板、第三阻尼板、第一衬板、第二衬板、基体、第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓；按照由上至下的层叠式排列顺序，依次为顶板、第一阻尼板、第一衬板、第二阻尼板、第二衬板和第三阻尼板，层层紧密加实后分别用第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓紧固在基体上，形成一个完整的刚柔结合的阻断式减振降噪底座结构；按照由下至上的层叠式排列顺序，最底部设有基体，基体上方设有第三阻尼板，第三阻尼板与基体无缝隙紧密连接贴合到一起；第三阻尼板上部设有第二衬板，第三阻尼板与第二衬板无缝隙紧密连接贴合到一起；第二衬板上部设有第二阻尼板，第二衬板与第二阻尼板无缝隙紧密连接贴合到一起；第二阻尼板上部设有第一衬板，第二阻尼板与第一衬板无缝隙紧密连接贴合到一起；基体、第三阻尼板、第二衬板、第二阻尼板和第一衬板由第三螺栓连接紧固到一起；第一衬板上部设有第一阻尼板，第一阻尼板与第一衬板无缝隙紧密连接贴合到一起；第一阻尼板上部设有顶板，顶板与第一阻尼板无缝隙紧密连接贴合到一起；第二衬板、第二阻尼板、第一衬板、第一阻尼板和顶板由第一螺栓和第二螺栓连接紧固到一起；其中，顶板、第一衬板、第二衬板和基体均为硬度和强度较好的金属质、木质、矿物质类硬性材料制成，第一阻尼板、第二阻尼板和第三阻尼板均为缓冲减振和降噪的橡塑、棉麻、玻璃纤维类柔性材料制成，第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓均为具有回止功能的金属类硬性材料制成的螺栓组套，螺栓组套为嵌入式结构。

本发明涉及的阻断式结构的减振降噪装置中的第一阻尼板将两端面的刚性材质的顶板和第一衬板进行分隔，使其两者不能直接接触；第二阻尼板将两端面的刚性材质的第一衬板和第二衬板进行分隔，使其两者不能直接接触；第三阻尼板将两端面的刚性材质的第二衬板和基体进行分隔，使其两者不能不直接接触；顶板、第一阻尼板、第一衬板、第二阻尼板、第二衬板依次排列层叠后通过第一螺栓和第二螺栓相连接，形成组合体A；由基体、第三阻尼板、第二衬板、第二阻尼板和第一衬板依次排列层叠后通过第三螺栓相连接，形成组合体B；组合体A和组合体B再通过第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓的串接式固定后，交叉式刚性连接到一起；组合体A和组合体B通过第二阻尼板紧密连接到在一起，形成刚性连接，由于第二阻尼板的存在，直接隔断组合体A与组合体B的刚性联系，阻断振动的相互传导，得到柔性连接方式所具有的阻尼作用，达到阻断振动传导和减振降噪的效果；上述所有的部件均以刚性连接方式固定在一起，保持刚性连接方式具有的强度；使用时，将机电设备固定在顶板上，相当于固定在一个筏体上。

本发明所述的顶板、第一衬板、第二衬板和基体为结构性钢板，或为碳素纤维、工程塑料、水泥及复合体和磁性材料(包括永磁材料和电磁体)，或几种刚性材料进行错位叠加使用，以增强刚性，满足不同应用场景下的刚性需求；第一阻尼板、第二阻尼板和第三阻尼板的材质为橡胶塑料，或采用气垫(空气弹簧)、水垫(液垫)和磁垫(磁悬浮)结构，或几种柔性材料进行错位叠加构成，以增强减振降噪的功效；具有回止功能的第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓为钢制紧固件，其刚性材料包括塑钢、钛合金、高强度铝合金和镍铬合金。

本发明所述的阻断式结构的减振降噪装置以单体的形式使用，或以群体式结构组合的方式使用，或多个单体并列使用；本发明基于同一结构原理，能够分别组合形成多种结构的减振降噪基体，构成外观和适用范围不同的变形体；即能够呈现为多个形态的底座式结构，或组合成连接管道用的法兰体结构。

本发明所述的阻断式结构的减振降噪装置的主体结构包括圆形、方形、矩形和多边形或其他形状，或形成带孔或不带孔的多面体；其刚性材料和柔性材料的层数与厚度根据实际使用需求进行调整；使用的螺栓为组套式螺栓结构，螺栓的数量根据底座的大小、铺设面积和固定位置的使用情况，进行增加或减少。

本发明所述各部件的材质、面积、厚度是影响减振降噪效果的主要因素；如果采用磁性材料作为刚性材料，磁性材料的磁力大小是能够影响减振降噪的因素之一；本发明根据不同的使用要求及环境选择不同的材质和所需的参数。

本发明涉及的阻断式结构的减振降噪装置若采用电磁材料作为刚性材料，并在装置上加装对正传感器，便于随时根据实际情况和使用需求，自动调整装置的预定值，满足机械工程领域的对正和对中要求。

本发明与现有技术相比，使用层叠式结构形成的技术及装置，既可保持机电设备刚性连接的强度，又具有柔性连接所特有的阻尼效果，可以有效阻断机械振动的传导，抑制由振动产生的噪音的传播；其设计方式新颖，减振原理科学，连接结构简单，原料材质易得，承载重量较大，易于制造和便于维修，结构形状灵活多变，安装使用方便，适用范围广泛，应用环境友好。

附图说明：

图1为本发明的主体结构原理示意图。

图2为本发明的主体结构原理剖面示意图。

图3为本发明涉及的一个实施例的主体结构原理示意图。

图4为本发明涉及的一个实施例的主体结构原理剖面示意图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例和附图对本发明作进一步的阐述。

实施例1：

本实施例涉及的阻断式结构的减振降噪装置，其主体结构设计能够产生多种不同的结构表现形态，以阻断式结构的减振降噪机电设备底座为例，其主体结构包括顶板1、第一阻尼板2-1、第二阻尼板2-2、第三阻尼板2-3、第一衬板3-1、第二衬板3-2、基体4、第一螺栓5-1、第二螺栓5-2和第三螺栓5-3(见图1和图2)；按照由上至下的层叠式排列顺序，依次为顶板1、第一阻尼板2-1、第一衬板3-1、第二阻尼板2-2、第二衬板3-2和第三阻尼板2-3，层层紧密加实后分别用第一螺栓5-1、第二螺栓5-2和第三螺栓5-3紧固在基体4上，形成一个完整的刚柔结合的阻断式减振降噪底座结构；按照由下至上的层叠式排列顺序，最底部设有基体4，基体4上方设有第三阻尼板2-3，第三阻尼板2-3与基体4无缝隙紧密连接贴合到一起；第三阻尼板2-3上部设有第二衬板3-2，第三阻尼板2-3与第二衬板3-2无缝隙紧密连接贴合到一起；第二衬板3-2上部设有第二阻尼板2-2，第二衬板3-2与第二阻尼板2-2无缝隙紧密连接贴合到一起；第二阻尼板2-2上部设有第一衬板3-1，第二阻尼板2-2与第一衬板3-1无缝隙紧密连接贴合到一起；基体4、第三阻尼板2-3、第二衬板3-2、第二阻尼板2-2和第一衬板3-1由第三螺栓5-3连接紧固到一起；第一衬板3-1上部设有第一阻尼板2-1，第一阻尼板2-1与第一衬板3-1无缝隙紧密连接贴合到一起；第一阻尼板2-1上部设有顶板1，顶板1与第一阻尼板2-1无缝隙紧密连接贴合到一起；第二衬板3-2、第二阻尼板2-2、第一衬板3-1、第一阻尼板2-1和顶板1由第一螺栓5-1和第二螺栓5-2连接紧固到一起；其中，顶板1、第一衬板3-1、第二衬板3-2和基体4均为硬度和强度较好的金属质、木质、矿物质类硬性材料制成，第一阻尼板2-1、第二阻尼板2-2和第三阻尼板2-3均为缓冲减振和降噪的橡塑、棉麻、玻璃纤维类柔性材料制成，第一螺栓5-1、第二螺栓5-2和第三螺栓5-3均为具有回止功能的金属类硬性材料制成的螺栓组套，螺栓组套为嵌入式结构。

本实施例涉及的阻断式结构的减振降噪装置中的第一阻尼板2-1将两端面的刚性材质的顶板1和第一衬板3-1进行分隔，使其两者不能直接接触；第二阻尼板2-2将两端面的刚性材质的第一衬板3-1和第二衬板3-2进行分隔，使其两者不能直接接触；第三阻尼板2-3将两端面的刚性材质的第二衬板3-2和基体4进行分隔，使其两者不能不直接接触；顶板1、第一阻尼板2-1、第一衬板3-1、第二阻尼板2-2、第二衬板3-2依次排列层叠后通过第一螺栓5-1和第二螺栓5-2相连接，形成组合体A；由基体4、第三阻尼板2-3、第二衬板3-2、第二阻尼板2-2和第一衬板3-1依次排列层叠后通过第三螺栓5-3相连接，形成组合体B；组合体A和组合体B再通过第一螺栓5-1、第二螺栓5-2和第三螺栓5-3的串接式固定后，交叉式刚性连接到一起；组合体A和组合体B通过第二阻尼板2-2紧密连接到在一起，形成刚性连接，由于第二阻尼板2-2的存在，直接隔断组合体A与组合体B的刚性联系，阻断振动的相互传导，得到柔性连接方式所具有的阻尼作用，达到阻断振动传导和减振降噪的效果；上述所有的部件均以刚性连接方式固定在一起，保持刚性连接方式具有的强度；使用时，将机电设备固定在顶板1上，相当于固定在一个筏体上。

本实施例所述的顶板1、第一衬板3-1、第二衬板3-2和基体4为结构性钢板，或为碳素纤维、工程塑料、水泥及复合体和磁性材料(包括永磁材料和电磁体)，或几种刚性材料进行错位叠加使用，以增强刚性，满足不同应用场景下的刚性需求；第一阻尼板2-1、第二阻尼板2-2和第三阻尼板2-3的材质为橡胶塑料，或采用气垫(空气弹簧)、水垫(液垫)和磁垫(磁悬浮)结构，或几种柔性材料进行错位叠加构成，以增强减振降噪的功效；具有回止功能的第一螺栓5-1、第二螺栓5-2和第三螺栓5-3为钢制紧固件，其刚性材料包括塑钢、钛合金、高强度铝合金和镍铬合金。

本实施例所述的阻断式结构的减振降噪装置以单体的形式使用，或以群体式结构组合的方式使用，或多个单体并列使用；本实施例基于同一结构原理，能够分别组合形成多种结构的减振降噪基体，构成外观和适用范围不同的变形体；即能够呈现为多个形态的底座式结构，或组合成连接管道用的法兰体结构。

本实施例所述的阻断式结构的减振降噪装置的主体结构包括圆形、方形、矩形和多边形或其他形状，或形成带孔或不带孔的多面体；其刚性材料和柔性材料的层数与厚度根据实际使用需求进行调整；使用的螺栓为组套式螺栓结构，螺栓的数量根据底座的大小、铺设面积和固定位置的使用情况，进行增加或减少。

本实施例所述各部件的材质、面积、厚度是影响减振降噪效果的主要因素；如果采用磁性材料作为刚性材料，磁性材料的磁力大小是能够影响减振降噪的因素之一；本实施例根据不同的使用要求及环境选择不同的材质和所需的参数。

本实施例涉及的阻断式结构的减振降噪装置若采用电磁材料作为刚性材料，并在装置上加装对正传感器，便于随时根据实际情况和使用需求，自动调整装置的预定值，满足机械工程领域的对正和对中要求。

实施例2：

本实施例涉及的阻断式结构的减振降噪装置适用于船舶、机车、楼房电梯和航空航天等技术领域；将实施例1所述的装置的中间位置开孔，将顶板1和基体4视为管道法兰的两端，变形为一个特殊的法兰体结构装置(见图3和图4)，其结构原理和材料的选取与实施例1中的装置相同；主体结构包括第一基体10-1、第二基体10-2、第一阻尼板20-1、第二阻尼板20-2、第三阻尼板20-3、第一衬板30-1、第二衬板30-2、第一螺栓40-1和第二螺栓40-2；按照由左至右的层叠式排列顺序，最左侧设有第一基体10-1，第一基体10-1右侧设有第一阻尼板20-1，第一基体10-1与第一阻尼板20-1无缝隙紧密连接贴合到一起；第一阻尼板20-1右侧设有第一衬板30-1，第一衬板30-1与第一阻尼板20-1无缝隙紧密连接贴合到一起；第一衬板30-1右侧设有第二阻尼板20-2，第二阻尼板20-2与第一衬板30-1无缝隙紧密连接贴合到一起；第二阻尼板20-2右侧设有第二衬板30-2，第二衬板30-2与第二阻尼板20-2无缝隙紧密连接贴合到一起；第一基体10-1、第一阻尼板20-1、第一衬板30-1、第二阻尼板20-2和第二衬板30-2由第二螺栓40-2连接紧固到一起；第二衬板30-2右侧设有第三阻尼板20-3，第三阻尼板20-3与第二衬板30-2无缝隙紧密连接贴合到一起；第三阻尼板20-3右侧设有第二基体10-2，第二基体10-2与第三阻尼板20-3无缝隙紧密连接贴合到一起；第一衬板30-1、第二阻尼板20-2、第二衬板30-2、第三阻尼板20-3和第二基体10-2由第一螺栓40-1连接紧固到一起；形成一个完整的刚柔结合的阻断式减振降噪法兰体结构；用于管道之间的连接，并阻断沿管道传导的机械振动，在管道系统的几个关键节点上使用该法兰体装置，能够实现阻断振动传播的目的，达到良好的减振降噪的技术效果。

实施例3：

本实施例以船舶发动机的阻断式结构的减振降噪底座为实施方案，对本发明的技术方案做进一步说明根据船舶机舱面积和发动机底部面积及重量，来确定将机舱地板全部或部分设置成本发明所述的减振筏座，该筏座可以是单体结构，亦可以是多(群)体结构；由于船舶发动机体积庞大且吨位较重，最优方案为将机舱地板整体设置为减振降噪筏座，而且选择多(群)体结构，以便于制造安装和维护，阻尼部分是胶垫气垫与磁垫叠加结构，基体和顶板共享，顶板上安装多个机械装置，机舱内辅装空调，墙壁和天花板贴敷吸音材料；便阻断了机舱内机械振动和噪音向外界地传导和传播，实现减振降噪的目的。

实施例4：

本实施例以楼房电梯主机的阻断式结构的减振降噪底座为实施方案，对本发明的技术方案做进一步说明；楼房尤其是高层楼房一般都是钢筋混凝土结构，易于机械振动的传导，电梯噪音扰民一直是一个较为突出的问题；采用本发明所述的方法和结构可以很好地解决这个问题，而且简单易行可靠；电梯机房的地板一般都是由钢筋水泥浇筑而成，将机房地板视为本发明中的基体，把螺栓组预先埋入其中，然后按实施例1中要求的顺序，把预先根据电梯主机参数设计制作的底座部件依次装好，将电梯主机紧固其上，便达到减振降噪的目的。

Claims (5)

1.一种阻断式结构的减振降噪装置，其特征在于主体结构包括顶板、第一阻尼板、第二阻尼板、第三阻尼板、第一衬板、第二衬板、基体、第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓；按照由上至下的层叠式排列顺序，依次为顶板、第一阻尼板、第一衬板、第二阻尼板、第二衬板和第三阻尼板，层层紧密加实后分别用第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓紧固在基体上，形成一个完整的刚柔结合的阻断式减振降噪底座结构；按照由下至上的层叠式排列顺序，最底部设有基体，基体上方设有第三阻尼板，第三阻尼板与基体无缝隙紧密连接贴合到一起；第三阻尼板上部设有第二衬板，第三阻尼板与第二衬板无缝隙紧密连接贴合到一起；第二衬板上部设有第二阻尼板，第二衬板与第二阻尼板无缝隙紧密连接贴合到一起；第二阻尼板上部设有第一衬板，第二阻尼板与第一衬板无缝隙紧密连接贴合到一起；基体、第三阻尼板、第二衬板、第二阻尼板和第一衬板由第三螺栓连接紧固到一起；第一衬板上部设有第一阻尼板，第一阻尼板与第一衬板无缝隙紧密连接贴合到一起；第一阻尼板上部设有顶板，顶板与第一阻尼板无缝隙紧密连接贴合到一起；第二衬板、第二阻尼板、第一衬板、第一阻尼板和顶板由第一螺栓和第二螺栓连接紧固到一起；其中，顶板、第一衬板、第二衬板和基体均为硬度和强度较好的金属质、木质、矿物质类硬性材料制成，第一阻尼板、第二阻尼板和第三阻尼板均为缓冲减振和降噪的橡塑、棉麻、玻璃纤维类柔性材料制成，第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓均为具有回止功能的金属类硬性材料制成的螺栓组套，螺栓组套为嵌入式结构。

2.根据权利要求1所述的阻断式结构的减振降噪装置，其特征在于第一阻尼板将两端面的刚性材质的顶板和第一衬板进行分隔，使其两者不能直接接触；第二阻尼板将两端面的刚性材质的第一衬板和第二衬板进行分隔，使其两者不能直接接触；第三阻尼板将两端面的刚性材质的第二衬板和基体进行分隔，使其两者不能不直接接触；顶板、第一阻尼板、第一衬板、第二阻尼板、第二衬板依次排列层叠后通过第一螺栓和第二螺栓相连接，形成组合体A；由基体、第三阻尼板、第二衬板、第二阻尼板和第一衬板依次排列层叠后通过第三螺栓相连接，形成组合体B；组合体A和组合体B再通过第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓的串接式固定后，交叉式刚性连接到一起；组合体A和组合体B通过第二阻尼板紧密连接到在一起，形成刚性连接，由于第二阻尼板的存在，直接隔断组合体A与组合体B的刚性联系，阻断振动的相互传导，得到柔性连接方式所具有的阻尼作用，达到阻断振动传导和减振降噪的效果；上述所有的部件均以刚性连接方式固定在一起，保持刚性连接方式具有的强度。

3.根据权利要求1所述的阻断式结构的减振降噪装置，其特征在于所述的顶板、第一衬板、第二衬板和基体为结构性钢板，或为碳素纤维、工程塑料、水泥及复合体和磁性材料，或几种刚性材料进行错位叠加使用，以增强刚性，满足不同应用场景下的刚性需求；第一阻尼板、第二阻尼板和第三阻尼板的材质为橡胶塑料，或采用气垫、液垫和磁垫结构，或几种柔性材料进行错位叠加构成，以增强减振降噪的功效；具有回止功能的第一螺栓、第二螺栓和第三螺栓为钢制紧固件，其刚性材料包括塑钢、钛合金、高强度铝合金和镍铬合金。

4.根据权利要求1所述的阻断式结构的减振降噪装置，其特征在于以单体的形式使用，或以群体式结构组合的方式使用，或多个单体并列使用；本发明基于同一结构原理，能够分别组合形成多种结构的减振降噪基体，构成外观和适用范围不同的变形体；即能够呈现为多个形态的底座式结构，或组合成连接管道用的法兰体结构；本发明所述的阻断式结构的减振降噪装置的主体结构包括圆形、方形、矩形和多边形或其他形状，或形成带孔或不带孔的多面体；其刚性材料和柔性材料的层数与厚度根据实际使用需求进行调整；使用的螺栓为组套式螺栓结构，螺栓的数量根据底座的大小、铺设面积和固定位置的使用情况，进行增加或减少。

5.根据权利要求3所述的阻断式结构的减振降噪装置，其特征在于采用磁性材料作为刚性材料，并在装置上加装对正传感器，便于随时根据实际情况和使用需求，自动调整装置的预定值，满足机械工程领域的对正和对中要求。