CN110454636A - 主动式管道振动控制装置 - Google Patents

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袁伟
孙亮
赵杰
杨智荣
邓贵德
刘岑凡
索洪超
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    • F16L3/00—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
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    • F16L55/02—Energy absorbers; Noise absorbers
    • F16L55/033—Noise absorbers
    • F16L55/035—Noise absorbers in the form of specially adapted hangers or supports

Abstract

本发明公开了一种主动式管道振动控制装置，安装于管道上，包括管箍组件、分布式压力传感器(9)，中空橡胶垫(10)与气控装置；所述的中空橡胶垫(10)包裹于管道上；所述的管箍组件套于中空橡胶垫(10)外面将中空橡胶垫(10)紧固在管道上；所述的管箍组件固定于基体上；所述的分布式压力传感器(9)设于中空橡胶垫(10)与上半管箍(1)及下半管箍(6)间；信号输出端连接气控装置的信号输入端；所述气控装置控制中空橡胶垫(10)内气体压力，改变管箍组件与管道之间的紧固力，主动控制振动。本发明结构简单，使用方便，通过管道实际振动情况实时调节管箍与管道之间的紧固力使得振动问题得到有效控制，达到相关减振要求。

Description

主动式管道振动控制装置
技术领域
本发明涉及机械结构技术领域，尤其涉及一种主动式管道振动控制装置。
背景技术
管道广泛应用于现代工业和现代生活，长输油气管道、深海石油管道、地下综合管廊等均是关乎国民经济命脉和对居民生活影响重大的关键基础设施，管道的主要作用包括输流、增压、防护等。在输送流体介质和介质增压的管道中，特别是在动设备、机电设备结合部及其附近区域的高压管道，受力情况复杂，且多承受交变载荷，振动问题频发，轻则影响仪器仪表、发生疲劳破坏，重则造成管道泄漏引发爆炸等安全事故。
目前管道振动控制仍以被动式减振装置为主，其中以支吊架与管箍、橡胶材料构成的减振装置最为常见，阻尼器、隔振器等在工程上亦有应用。被动式减振存在实施简单、成本低廉等优势，其缺点则主要在于实施方式较盲目，大多仅仅是通过影响结构刚度来实施减振，且在安装应用过程中不具备根据实际振动情况进行再调整的即时控制功能，一旦管道振动形态和振动能量分布发生较大变化，原有被动式的减振装置可能起到适得其反的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种主动式管道振动控制装置，结构简单，使用方便，通过管道实际振动情况实时调节管箍与管道之间的紧固力使得振动问题得到有效控制，达到相关减振要求。。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种主动式管道振动控制装置，安装于管道上，包括管箍组件、分布式压力传感器9，中空橡胶垫10与气控装置；
所述的中空橡胶垫10包裹于管道上；所述的管箍组件套于中空橡胶垫10外面将中空橡胶垫10紧固在管道上；所述的管箍组件固定于基体上；
所述的分布式压力传感器9设于中空橡胶垫10与上半管箍1及下半管箍6间；信号输出端连接气控装置的信号输入端；所述气控装置控制中空橡胶垫10内气体压力，改变管箍组件与管道之间的紧固力，主动控制振动。
所述的管箍组件包括上半管箍1与下半管箍6；上半管箍1与下半管箍6通过螺栓连接件连接。
所述的下半管箍6通过筋板7与底座8固定连接，底座8固定于基体上。
所述的中空橡胶垫10包括两片袋式结构，中间连通，分别设于上半管箍1与管道间以及下半管箍6与管道间。
所述气控装置包括气泵11，导管12、三通管13、电磁阀与控制器；
所述的气泵11通过导管12与三通管13连接中空橡胶垫10；控制器接收分布式压力传感器9的信号，通过电磁阀控制气泵11工作。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种主动式管道振动控制装置，结构简单，使用方便，通过管道实际振动情况实时调节管箍与管道之间的紧固力使得振动问题得到有效控制，达到相关减振要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的主动式管道振动控制装置的总体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的主动式管道振动控制装置的上管箍结构示意图；
图3为本发明实施例提供的主动式管道振动控制装置的下管箍与支座结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
实施例
如图1所示，一种主动式管道振动控制装置，安装于管道上，包括管箍组件、分布式压力传感器9，中空橡胶垫10与气控装置。
所述的中空橡胶垫10包裹于管道上；中空橡胶垫10至少上下两片，中间连通，便于安装。所述的管箍组件套于中空橡胶垫10外面将中空橡胶垫10紧固在管道上；所述的管箍组件固定于基体上；具体的所述的管箍组件包括上半管箍1与下半管箍6；上半管箍1与下半管箍6通过螺栓连接件连接。螺栓连接件1包括螺栓2、平垫片3、螺母4和锁紧螺母5，按图1所示方式固定连接。这里的所述的中空橡胶垫10包括两片袋式结构，中间连通，分别设于上半管箍1与管道间以与及下半管箍6与管道间，中间连通处连接接气管14。
如图2与图3所示，上半管箍1和下半管箍6结构相同，采用钢板冲压成型，其管箍包角α根据管径查阅计算手册而定，具体为公知常识，不再赘述。扁钢弯曲半径R等于其厚度。
如图3所示，下半管箍6通过筋板7与底座8固定连接，底座8固定于基体上。具体的，下半管箍6与筋板7焊接，筋板7与底座8焊接。
基体一般指的是地面、墙面或用于高度、长度适配的支架等，底座8与基体可以是焊接，也可以是其它方式，如螺栓连接，混凝浇筑等。
所述的分布式压力传感器9设于中空橡胶垫10与上半管箍1及下半管箍6间；分布式压力传感器9包括两个部份，分别设于上半管箍1与中空橡胶垫10间，以及下半管箍6与中空橡胶垫10间。采用形状适配型的片状式结构，尺寸与管道外径及中空橡胶垫10正常压力下的厚度相关。分布式压力传感器9选取商用产品，满足结构与测量要求即可。
分布式压力传感器9的信号输出端连接气控装置的信号输入端；所述气控装置控制中空橡胶垫10内气体压力，改变管箍组件与管道之间的紧固力，主动控制振动。
具体的，所述气控装置包括气泵11，导管12、三通管13、电磁阀与控制器；所述的气泵11通过导管12与三通管13连接中空橡胶垫10；具体的三通管13分别连接中空橡胶垫10、排气的电磁阀与进气的电磁阀；三通管13通过接气管14连接中空橡胶垫10；进气的电磁阀通过导管12连接气泵11。控制器接收分布式压力传感器9的信号，通过电磁阀控制气泵11工作，控制中空橡胶垫10内的压力在设定范围内，主动控制管道的振动。
具体的，正常状态下，排气的电磁阀与进气的电磁阀均关闭，中空橡胶垫10内的压力在设定范围内，处于密闭状态，振动平稳，符合工程要求。
当分布式压力传感器9检测中空橡胶垫10内的压力低于设定范围时，表明橡胶垫与管道接触不充分、紧固力过小、振动易加强，控制器控制进气的电磁阀工作，并将气泵11打开，通过气泵11给中空橡胶垫10内充气，直到中空橡胶垫10内的压力在设定范围，关闭进气的电磁阀与气泵11，中空橡胶垫10内的压力在设定范围内，处于密闭状态。
当分布式压力传感器9检测中空橡胶垫10内的压力高于设定范围时，表明橡胶垫与管道接触过充分、紧固力过大、振动得到控制但应力过大，影响管道使用寿命，控制器控制排气的电磁阀，排出部份气体，直到中空橡胶垫10内的压力在设定范围，关闭排气的电磁阀，中空橡胶垫10内的压力在设定范围内，处于密闭状态。
这里的气动控制与控制器的控制方式，上述内容没提到的均为公知的常识，不再赘述。
通过管道实际振动情况实时调节中空橡胶垫内气体压力，以此调整管箍与管道之间的紧固力，从而实现管道振动控制。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下优点和效果：
1、本发明结构简单，耐冲击性强，加工、拆装方便，使用灵活。
2、本发明可以根据管道振动实际情况实时调节中空橡胶垫内气体压力以影响管箍与管道之间的紧固力，对管道振动进行有效控制，避免了由于紧固力过小造成振动剧烈及紧固力过大造成区域应力增大影响管道使用寿命等问题。
3、本发明可配合使用阻尼器、气囊隔振器、减振弹簧等从紧固力调控和刚度控制两方面同时着手对管道振动进行控制。
4、本发明结构形式易于放大，不限于特定尺寸管道，适合石化等行业对振动要求较高的管道控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种主动式管道振动控制装置，安装于管道上，其特征在于：包括管箍组件、分布式压力传感器(9)，中空橡胶垫(10)与气控装置；
所述的中空橡胶垫(10)包裹于管道上；所述的管箍组件套于中空橡胶垫(10)外面将中空橡胶垫(10)紧固在管道上；所述的管箍组件固定于基体上；
所述的分布式压力传感器(9)设于中空橡胶垫(10)与上半管箍(1)及下半管箍(6)间；信号输出端连接气控装置的信号输入端；所述气控装置控制中空橡胶垫(10)内气体压力，改变管箍组件与管道之间的紧固力，主动控制振动。
2.根据权利要求1所述的主动式管道振动控制装置，其特征在于，所述的管箍组件包括上半管箍(1)与下半管箍(6)；上半管箍(1)与下半管箍(6)通过螺栓连接件连接。
3.根据权利要求1所述的主动式管道振动控制装置，其特征在于，所述的下半管箍(6)通过筋板(7)与底座(8)固定连接，底座(8)固定于基体上。
4.根据权利要求1所述的主动式管道振动控制装置，其特征在于，所述的中空橡胶垫(10)包括两片袋式结构，中间连通，分别设于上半管箍(1)与管道间以及下半管箍(6)与管道间。
5.根据权利要求1、2、4或5所述的主动式管道振动控制装置，其特征在于，所述气控装置包括气泵(11)，导管(12)、三通管(13)、电磁阀与控制器；
所述的气泵(11)通过导管(12)与三通管(13)连接中空橡胶垫(10)；控制器接收分布式压力传感器(9)的信号，通过电磁阀控制气泵(11)工作。
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