CN110206959B - 减震降噪控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减震降噪控制系统及控制方法。减震降噪控制系统包括检测装置、调节装置和控制装置。检测装置包括壳体、导向杆、转动设备及检测设备；壳体具有进口端和出口端，进口端与出口端之间，壳体具有一变截面区；沿壳体的长度方向，变截面区的截面逐渐变化；导向杆位于壳体的内部并沿壳体的长度方向延伸，且导向杆贯穿变截面区；转动设备连接于导向杆上且靠近进口端，并可绕导向杆的轴线转动；检测设备设于壳体的外侧壁上；调节装置包括套设于导向杆上的衔铁，缠绕于变截面区外侧壁的线圈；线圈通电后产生电磁力而使衔铁能够沿导向杆移动，从而调节衔铁与变截面区的相对位置，进而调节介质通过的截面积而调节出口端的介质流量。

Description

减震降噪控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及海洋工程设备技术领域，特别涉及一种减震降噪控制系统及控制方法。

背景技术

随着国际劳工组织(ILO)《2006年海事劳工公约》对2014年7月1日及以后建造的船舶正式开始生效执行，船舶的舒适度要求也随之越来越高，尤其是对噪声的要求更高。

船舶噪音不但会对船上工作环境造成不利影响，同时还会影响船员身心健康，对沿岸居民生产生活形成负面影响。船舶噪声的形成主要包括自身工作震动，在晚上时流量过大导致的震动和噪音。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够减小震动和降低噪音的减震降噪控制系统及控制方法，以解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种减震降噪控制系统，包括：检测装置，包括壳体、导向杆、转动设备及用于检测所述转动设备转速的检测设备；所述壳体具有进口端和出口端，且所述壳体的内部中空，所述进口端与所述出口端之间，所述壳体具有一变截面区；沿所述壳体的长度方向，所述变截面区的截面逐渐变化；所述导向杆位于所述壳体的内部并沿所述壳体的长度方向延伸，且所述导向杆贯穿所述变截面区；所述转动设备连接于所述导向杆上且靠近所述进口端，并可绕所述导向杆的轴线转动；所述检测设备设于所述壳体的外侧壁上，并与所述转动设备对应设置；调节装置，包括套设于所述导向杆上的衔铁，缠绕于所述变截面区外侧壁的线圈；所述衔铁的外周与所述壳体的内侧壁之间具有间隔；所述线圈通电后产生电磁力而使所述衔铁能够沿所述导向杆移动，从而调节所述衔铁与所述变截面区的相对位置，进而调节所述介质通过的截面积而调节所述出口端的介质流量；控制装置，与所述检测设备电连接而能够接收所述检测设备的信号，与所述线圈电连接而控制并调节所述线圈的电流。

在其中一实施方式中，所述变截面区的截面逐渐变大。

在其中一实施方式中，所述转动设备包括套设于所述导向杆上的叶轮及设置于所述叶轮外周的磁性件；所述检测设备包括用于检测所述磁性件转速的转速传感器，所述转速传感器安装于所述壳体外侧壁上，并与所述控制装置电连接。

在其中一实施方式中，所述检测设备还包括用于检测所述壳体震动的震动传感器和用于检测所述壳体外周噪音的噪音传感器中的一种或两种，所述震动传感器和所述噪音传感器均安装于所述壳体外侧壁上，并均与所述控制装置电连接。

在其中一实施方式中，所述壳体的内侧开设有凹槽；所述导向杆的外周凸伸有连接杆，所述连接杆与所述凹槽相对应并插入所述凹槽内。

在其中一实施方式中，所述连接杆的数量为多个，且多个所述连接杆关于所述导向杆的轴线对称设置。

在其中一实施方式中，所述连接杆连接于所述导向杆上且靠近所述出口端，并位于所述转动设备的下游；所述调节装置还包括连接于所述导向杆上并位于所述衔铁下游的限位板，所述限位板的两侧不超出所述衔铁的两侧。

在其中一实施方式中，还包括设置于所述壳体内的过滤装置，所述过滤装置连接于所述壳体的进口端处，并位于所述转动设备的上游。

在其中一实施方式中，所述控制装置包括面板，及设置于所述面板上的自动控制设备、手动控制设备和切换设备，所述自动控制设备与所述手动控制设备并列设置，所述切换设备用于切换所述自动控制设备或所述手动控制设备分别与所述线圈电连接。

本发明还提供一种减震降噪控制方法，采用如上所述的减震降噪控制系统，所述减震降噪控制方法包括：

将所述减震降噪控制系统安装于管道系统上，所述壳体的进口端与出口端分别与所述管道系统连接而使管道系统内的介质由所述进口端进入并经所述出口端流出；

所述介质带动所述转动设备转动，通过所述检测设备检测所述转动设备的转速并发送至所述控制装置；

所述控制控制控制所述调节装置的衔铁移动进而调节所述出口端的介质的流量。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的减震降噪控制系统包括检测装置、调节装置和控制装置，控制装置分别与检测装置的检测设备和调节装置的线圈电连接。通过检测设备检测转动设备的转速，进而检测出通过壳体的介质的流量、震动及噪音的信息。变截面区的截面逐渐变化，通过调节线圈上电流的大小，改变衔铁与变截面区的相对位置，而调节介质通过的截面积，最终调节出口端介质的流量，实现减震降噪。该减震降噪控制系统集检测及调节于一体，而实现流量与震动及噪音的最佳匹配，不仅能够减震降噪，还满足生产需求。

进一步地，减震降噪控制方法根据转动设备的转速与控制装置的预设值比较，进而控制线圈电流的大小来调节介质的流量，操作简单方便。

附图说明

图1是本发明减震降噪控制系统的主视图。

图2是本发明图1中A-A的侧视图。

图3是本发明减震降噪控制系统的侧视图。

图4是本发明控制装置的结构示意图。

附图标记说明如下：1、减震降噪控制系统；11、过滤装置；121、壳体；122、导向杆；123、转动设备；1231、叶轮；1232、磁性件；124、检测设备；125、环氧树脂层；126、连接杆；131、衔铁；1311、内衬层；1312、外壁层；132、线圈；133、限位板；134、环氧树脂层；135、绝缘胶带；14、控制装置；141、面板；142、显示设备；145、流量设置按钮；146、震动噪音设置按钮；147、调节按钮；148、安全键；149、切换按钮。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

本发明提供一种减震降噪控制系统1，安装于管道系统中，用于对管道系统减震降噪，特别适用于船舶、海洋平台、油气生产等行业。其中，管道系统包括通风管道系统、石油管道系统、LNG管道系统或水管系统等。

具体地，减震降噪控制系统1安装于震源或噪音源的出口端，即介质先经过震源或噪音源，再经过减震降噪控制系统1，通过减震降噪控制系统1的调节，而实现对连接于减震降噪控制系统1出口端的管道进行减震降噪的目的。

减震降噪控制系统1可通过螺栓螺母连接、法兰连接、焊接连接等方式安装于管道系统中。

参阅图1，该减震降噪控制系统1包括过滤装置11、检测装置、调节装置和控制装置14。

检测装置包括壳体121、导向杆122、连接杆126、转动设备123及用于检测转动设备123转速的检测设备124。

壳体121具有进口端和出口端，介质从壳体121的进口端进入，出口端输出。壳体121的内部中空，用于供介质通过。本实施例中，壳体121的截面呈圆形，与管道系统中的管路适配，方便安装于管道系统中。

具体地，在进口端与出口端之间，壳体121具有一变截面区。该变截面区沿壳体121的长度方向，截面逐渐变化。本实施例中，沿远离进口端的方向，变截面区的截面逐渐变大。

具体地，变截面区位于壳体121的中部区域。本申请中，壳体121的中部区域并不特指壳体121沿长度方向上的正中心位置，而是指在包括壳体121长度方向正中心位置在内的一定长度范围的区域，不包括壳体121长度方向两端端部。本实施例中，变截面区的上游为安装区，变截面区的下游为延伸区。安装区与延伸区的的截面基本相同，即安装区的外侧壁与延伸区的外侧壁基本平齐。在安装区的后端的内侧壁向内凸伸，用于与变截面区的前端连接，即安装区的后端向外超出变截面区的前端。其中，前端指靠近壳体121的进口端的一端，后端指靠近壳体121的出口端的一端。如以下无特殊说明，关于前端和后端的限定均与此处一致。

其他实施例中，安装区和延伸区的外侧壁也可以不平齐。

壳体121的内侧壁开设有四个凹槽。具体地，四个凹槽关于壳体121的轴线对称设置。本实施例中，四个凹槽开设于变截面区的上游。具体位于安装区的后端。

导向杆122设置于壳体121的内部并沿壳体121的长度方向延伸，且导向杆122贯穿变截面区。导向杆122的外周与壳体121的内侧壁具有间隙。导向杆122靠近进口端的一端为前端，靠近述出口端的一端为后端。具体地，导向杆122呈且沿其长度方向，分为前段杆和后段杆，前段杆位于壳体121的安装区，后段杆由壳体121的变截面区延伸至延伸区。本实施例中，前段杆的直径小于后段杆的直径。

本实施例中，导向杆122的材质为不锈钢材料。

连接杆126连接于后段杆的前端。参阅图2，本实施例中，连接杆126的数量为四个，并关于导向杆122对称设置。连接杆126与凹槽一一对应设置，并插入凹槽内，而将导向杆122固定于壳体121的内部。在另一实施例中，连接杆126的数量和凹槽的数量还可以根据需要设置。

转动设备123套设于导向杆122上并靠近进口端，即套设于前段杆上，并可绕前段杆转动。参阅图3，转动设备123包括叶轮1231和磁性件1232。叶轮1231套设于前段杆上，磁性件1232设于叶轮1231的外周。本实施例中，叶轮1231包括四片间隔并对称设置的叶片，各叶片的外周均设置有一磁性件1232。磁性件1232为磁铁，磁铁的N级向外设置，即磁铁的N级朝向壳体121，S级朝向叶片。

检测设备124设置于安装区的外侧壁上，并与转动设备123相对应。检测设备124安装于壳体121外侧壁后，通过环氧树脂形成环氧树脂层125密封。

本实施例中，检测设备124包括转速传感器，其与控制装置14电连接。转速传感器对应于叶片上的磁铁设置，通过感应磁铁的转速而检测叶轮1231的转速进而得知介质的流量。

通过介质的不同流量测得不同震动以及不同噪音的数据后，得出流量与震动以及流量与噪音之间的关系，进而能够通过控制流量来调节震动以及噪音。

在另一实施例中，检测设备124还包括震动传感器，震动传感器设置于安装器的外侧壁上，用于检测壳体121外侧壁的震动。震动传感器与控制装置14电连接从而将震动的数据发送至控制装置14。噪音的数据可通过流量、震动的数据得出噪音与流量及震动个之间的关系。

在又一实施例中，检测设备124还包括噪音传感器，噪音传感器设置于安装器的外侧壁上，用于检测壳体121外的噪音。噪音传感器与控制装置14电连接从而将噪音的数据发送至控制装置14。

在又一实施例中，检测设备124还包括震动传感器和噪音传感器，即管道系统内的流量、震动和噪音分别直接通过转速传感器、震动传感器和噪音传感器检测。

通过检测设备124所检测的流量、震动及噪音的数据，并对上述数据进行分析得到流量与震动及噪音的最佳匹配，进而实现减震降噪及满足生产需求。

过滤装置11设置于壳体121内，用于对介质进行过滤。具体地，过滤装置11连接于壳体121的进口端处，并位于叶轮1231的上游，即通过进口端进入壳体121的介质先经过过滤装置11，保证了减震降噪控制系统1的安全。本实施例中，过滤装置11为过滤网。

调节装置包括衔铁131、线圈132和限位板133。

衔铁131套设于导向杆122上，并可沿导向杆122移动。本实施例中，衔铁131套设于导向杆122的后段杆上而在后段杆上移动。

具体地，衔铁131包括内衬层1311和外壁层1312。内衬层1311套设于导向杆122上，并与导向杆122之间具有间隙，减小衔铁131相对于导向杆122移动时的摩擦力。内衬层1311的内侧壁围合呈圆形，导向杆122的外周也呈圆形，因此内衬层1311与导向杆122为圆形面接触，进一步减少摩擦。

本实施例中，内衬层1311的材质为耐磨塑料，例如氟塑料、聚氧亚甲基(POM)、聚醚醚酮(PEEK)树脂、PET、PPS或PC。

外壁层1312套设于内衬层1311的外周，且外壁层1312的外周与壳体121的内侧壁之间具有间隙，而能够允许介质流向壳体121的出口端。

外壁层1312在受到磁拉力作用时能够移动。本实施例中，外壁层1312的材质为不锈钢材料。

衔铁131采用内衬层1311和外壁层1312的结构，且内衬层1311的材质为耐磨塑料，因此降低了衔铁131的重量，不仅减小了对导向杆122的载荷，也有利于衔铁131的移动。

线圈132缠绕于壳体121外周并与控制装置14电连接。本实施例中，线圈132缠绕于变截面区及延伸区前端部分的外周。线圈132通电后产生电磁力，而产生磁拉力，拉动衔铁131移动，调节衔铁131与变截面区的相对位置，而调节介质通过的截面积，进而调节出口端的介质流量。出口端的介质的流量变化，则震动及噪音也随之变化，因此通过调节出口端介质的流量而调节震动及噪音的大小，实现连接于出口端管道的减震降噪目的。

具体地，当流量或震动或噪音超过上限预设值时，控制装置14控制线圈132上的电流增大，线圈132产生的磁拉力将衔铁131向壳体121的进口端拉动，而使衔铁131与变截面区之间的位置改变，减小了介质通过的截面积，因此减小了出口端介质的流量，达到减震降噪的目的。

当流量或震动或噪音低于下限预设值时，控制装置14控制线圈132上的电流减小，线圈132产生的磁拉力减小，衔铁131向壳体121的出口端移动，衔铁131与变截面区之间的位置改变，增大了介质通过的截面积，因此增大了出口端介质的流量，而满足生产的需求。

本实施例中，线圈132的材质为铜。铜线缠绕于壳体121前，壳体121外周先缠绕绝缘胶带135，再将铜线缠绕于壳体121的外周，最后通过环氧树脂形成环氧树脂层134密封。

本实施例中，线圈132缠绕于壳体121后的外侧壁平齐，因此位于变截面区前端的线圈132的直径较大，即相应的磁场也较大，产生的磁拉力也大，而能够将衔铁131拉动至靠近进口端处。将壳体121分为安装区、变截面区及延伸区的设置，且安装区的后端向外超出变截面区的前端，方便线圈132缠绕的固定及限位。

线圈132缠绕于壳体121的外周，因此其直径较大，产生的磁拉力较大，导向杆122相对于线圈132的直径较小，因此，导向杆122受到的磁拉力较小，可忽略不计。

限位板133连接于导向杆122上并位于衔铁131的下游，用于限制衔铁131的移动。具体地，限位板133的两侧不超出衔铁131。以图1的视图方向为参照，限位板133的顶侧未超出衔铁131的顶侧，限位板133的底侧未超出衔铁131的底侧，因此相对于衔铁131，限位板133未对介质流动的产生阻碍。

本实施例中，限位板133通过螺钉连接于导向杆122的后端。其他实施例中，限位板133还可以通过焊接连接于导向杆122的后端。

衔铁131向进口端移动的限位通过连接杆126进行限制。即沿壳体121的长度方向，衔铁131沿着导向杆122在连接杆126与限位板133之间移动。

参阅图4，控制装置1414包括面板141，及设置于面板141上的自动控制设备、手动控制设备、切换设备和显示设备142。具体地，控制装置14与线圈132、检测设备124及电源分别通过线缆连接，因此该控制装置14能够设置于控制室而实现远程控制。

显示设备142与检测设备124电连接，用于显示检测设备124所检测的信息，使控制装置14可视化及数字化。

自动控制设备包括流量控制单元和震动噪音控制单元。流量控制单元能够设置流量上限预设值和流量下限预设值，当检测设备124所传输的流量值超过流量上限值时，流量控制单元控制线圈132上的电流增加，而使衔铁131向进口端方向移动，进而减少流量，减小震动降低噪音；当检测设备124所传输的流量值低于流量下限值时，流量控制单元控制线圈132上的电流减少，而使衔铁131向出口端方向移动，进而增大流量，满足生产需求。具体地，流量控制单元包括设置于面板141上的流量设置按钮145，通过流量设置按钮145设置流量上限预设值和流量下限预设值。

震动噪音控制单元能够设置震动噪音上限预设值和震动噪音下限预设值，当检测设备124所传输的震动噪音值超过震动噪音上限值时，震动噪音控制单元控制线圈132上的电流增加，而使衔铁131向进口端方向移动，进而减少流量；当检测设备124所传输的震动噪音值低于震动噪音下限值时，震动噪音控制单元控制线圈132上的电流减少，而使衔铁131向出口端方向移动，进而增大流量，满足生产需求。具体地，震动噪音控制单元包括设置于面板141上的震动噪音设置按钮146，通过震动噪音设置按钮146设置震动噪音上限预设值和震动噪音下限预设值。

手动控制设备通过手动增加或减小线圈132的电流来调节介质的流量。具体地，手动控制设备包括调节按钮147及控制单元，控制单元与线圈132电连接。调节按钮147设置于面板141上，并与控制单元电连接。进一步地，手动控制单元还包括用于启动或关闭手动控制设备的安全键148，当安全键148开启时，可通过调节按钮147调节线圈132的电流；当安全键148关闭时，调节按钮147无法调节线圈132的电流，避免了误碰安全键148而导致线圈132电流变化的情况，增加了控制装置14的安全性。

切换设备用于切换手动模式及自动模式。具体地，切换设备用于使线圈132与手动控制设备或自动控制设备其中之一连接，而在自动模式与手动模式之间切换。本实施例中，切换设备包括设置于面板141上的切换按钮149。切换按钮149切换线圈132与手动控制设备或自动控制设备电连接，而使线圈132处于手动控制模式或自动控制模式。

控制装置14还包括报警设备，当检测设备124所检测的数值超过上限值时，报警设备发出报警信号。具体地，报警设备包括报警音响和报警灯，报警音响发出报警声音，报警灯闪烁红光，以警示工作人员。

该减震降噪系统的调节原理如下：

首先，介质由进口端进入壳体121内，经过过滤装置11的过滤后，流动至转动设备123并带动转动设备123转动，检测设备124检测转动设备123的转速并发送至控制装置14；接着，控制装置14将转动设备123的转速与控制装置14的预设值比较，并控制线圈132的电流；然后，线圈132的电流变化带动衔铁131移动，调节衔铁131外周与变截面区内侧壁之间的距离，进而调节介质允许通过的截面积，最终调节出口端介质的流量。

本发明还提供一种减震降噪控制方法，包括：

将上述减震降噪控制系统1安装于管道系统上，通过调节装置调节出口端的介质的流量，而实现减震降噪的目的。

该减震降噪控制方法主要用于对连接于减震降噪控制系统1出口端的管路进行减震降噪。通过减震降噪控制系统1的检测及调节于，而实现流量与震动及噪音的最佳匹配，不仅能够减震降噪，还满足生产需求。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的减震降噪控制系统包括检测装置、调节装置和控制装置，控制装置分别与检测装置的检测设备和调节装置的线圈电连接。通过检测设备检测转动设备的转速，进而检测出通过壳体的介质的流量、震动及噪音的信息。变截面区的截面逐渐变化，通过调节线圈上电流的大小，改变衔铁与变截面区的相对位置，而调节介质通过的截面积，最终调节出口端介质的流量，实现减震降噪。该减震降噪控制系统集检测及调节于一体，而实现流量与震动及噪音的最佳匹配，不仅能够减震降噪，还满足生产需求。

进一步地，减震降噪控制方法根据转动设备的转速与控制装置的预设值比较，进而控制线圈电流的大小来调节介质的流量，操作简单方便。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种减震降噪控制系统，其特征在于，包括：

检测装置，包括壳体、导向杆、转动设备及用于检测所述转动设备转速的检测设备；所述壳体具有进口端和出口端，且所述壳体的内部中空，所述进口端与所述出口端之间，所述壳体具有一变截面区；沿所述壳体的长度方向，所述变截面区的截面逐渐变化；所述导向杆位于所述壳体的内部并沿所述壳体的长度方向延伸，且所述导向杆贯穿所述变截面区；所述转动设备连接于所述导向杆上且靠近所述进口端，并可绕所述导向杆的轴线转动；所述检测设备设于所述壳体的外侧壁上，并与所述转动设备对应设置；

调节装置，包括套设于所述导向杆上的衔铁，缠绕于所述变截面区外侧壁的线圈；所述衔铁的外周与所述壳体的内侧壁之间具有间隔；所述线圈通电后产生电磁力而使所述衔铁能够沿所述导向杆移动，从而调节所述衔铁与所述变截面区的相对位置，进而调节介质通过的截面积而调节所述出口端的介质流量；

控制装置，与所述检测设备电连接而能够接收所述检测设备的信号，与所述线圈电连接而控制并调节所述线圈的电流。

2.根据权利要求1所述的减震降噪控制系统，其特征在于，沿远离所述进口端的方向，所述变截面区的截面逐渐变大。

3.根据权利要求1所述的减震降噪控制系统，其特征在于，所述转动设备包括套设于所述导向杆上的叶轮及设置于所述叶轮外周的磁性件；

所述检测设备包括用于检测所述磁性件转速的转速传感器，所述转速传感器安装于所述壳体外侧壁上，并与所述控制装置电连接。

4.根据权利要求3所述的减震降噪控制系统，其特征在于，所述检测设备还包括用于检测所述壳体震动的震动传感器和用于检测所述壳体外周噪音的噪音传感器中的一种或两种，所述震动传感器和所述噪音传感器均安装于所述壳体外侧壁上，并均与所述控制装置电连接。

5.根据权利要求1所述的减震降噪控制系统，其特征在于，所述壳体的内侧开设有凹槽；

所述导向杆的外周凸伸有连接杆，所述连接杆与所述凹槽相对应并插入所述凹槽内。

6.根据权利要求5所述的减震降噪控制系统，其特征在于，所述连接杆的数量为多个，且多个所述连接杆关于所述导向杆的轴线对称设置。

7.根据权利要求5所述的减震降噪控制系统，其特征在于，所述连接杆连接于所述导向杆上且靠近所述出口端，并位于所述转动设备的下游；

所述调节装置还包括连接于所述导向杆上并位于所述衔铁下游的限位板，所述限位板的两侧不超出所述衔铁的两侧。

8.根据权利要求1所述的减震降噪控制系统，其特征在于，还包括设置于所述壳体内的过滤装置，所述过滤装置连接于所述壳体的进口端处，并位于所述转动设备的上游。

9.根据权利要求1所述的减震降噪控制系统，其特征在于，所述控制装置包括面板，及设置于所述面板上的自动控制设备、手动控制设备和切换设备，所述自动控制设备与所述手动控制设备并列设置，所述切换设备用于切换所述自动控制设备或所述手动控制设备分别与所述线圈电连接。

10.一种减震降噪控制方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任意一项所述的减震降噪控制系统，所述减震降噪控制方法包括：

将所述减震降噪控制系统安装于管道系统上，所述壳体的进口端与出口端分别与所述管道系统连接而使管道系统内的介质由所述进口端进入并经所述出口端流出；

所述介质带动所述转动设备转动，通过所述检测设备检测所述转动设备的转速并发送至所述控制装置；

所述控制装置控制所述调节装置的衔铁移动进而调节所述出口端的介质的流量。

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