CN204213246U - 一种频率可调的管道动力吸振器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种频率可调的管道动力吸振器，包括液压系统，还包括与管道同轴分布的壳体外壁和壳体内壁，壳体外壁上设置有进油口和出油口，壳体外壁与壳体内壁之间形成环形内腔，环形内腔与液压系统相连通；管道外围通过粘结层连接有固定壳；固定壳与壳体内壁之间沿管道径向均匀分布有多个行程内腔；每个行程内腔中安装有一个弹簧，弹簧两端分别连接活塞和固定壳。本实用新型利用液压系统改变吸振器壳体内的液压油的质量，进而改变吸振器的质量，最终改变了吸振器的固有频率，拓宽了吸振器的减振频带；能够根据管道的频率变化而调节自身的频率，从而达到对管道减振的要求，提高了管道的使用寿命，节约了成本。
Description
技术领域
本实用新型属于管道减振技术领域，具体涉及一种频率可调的管道动力吸振器。
背景技术
管道系统作为一种重要的工程结构，在军事、石油化工、核电、海洋工程等诸多领域以及给水排水、消防、供暖等生活设施中有着广泛应用,随着人们对生产、生活环境要求的提高,其振动噪声问题越来越突出。管道的强烈振动会使管道与附件、管道之间的连接处等部位发生磨损松动,引起管道和支吊架材料的疲劳损伤,甚至发生断裂,产生严重后果。管道的振动主要由管道内流体的压力脉动和流体涡流、气柱共振引发，所以管道振动频率会时常发生变化。
现有的管道减振方法主要是在管道上附加主动式吸振器或者阻尼减振材料，主动式吸振器减振频带宽，减振效果好，但其结构复杂且制造成本高，需要能量大，不便于推广和使用。阻尼材料可以用来吸收并耗散管道振动的能量和噪声，但阻尼材料的性质易受温度变化的影响。因此，设计一种频率可调的动力吸振器，对减轻管道振动和噪声，提高其使用寿命、节约成本具有重要的意义。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种频率可调的管道动力吸振器。本实用新型的动力吸振器在刚度未发生变化的情况下，通过不断改变吸振器的质量，使得动力吸振器的频率可调，达到管道在传递液体时减振的目的。
为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术解决方案：
一种频率可调的管道动力吸振器，包括液压系统，还包括与管道同轴分布的壳体外壁和壳体内壁，壳体外壁上设置有进油口和出油口，壳体外壁与壳体内壁之间形成环形内腔，环形内腔与液压系统相连通；管道外围通过粘结层连接有固定壳；固定壳与壳体内壁之间沿管道径向均匀分布有多个行程内腔；每个行程内腔中安装有一个弹簧，弹簧两端分别连接活塞和固定壳。
进一步地，所述的液压系统包括第一液压油箱、定量泵、电动机、液压输送管路、直通式单向阀和二位二通电磁换向阀，其中，
第一液压油箱上方安装有定量泵，定量泵与电动机连接，定量泵的上方通过液压输送管路与进油口相连，液压输送管路中部设置有直通式单向阀；第一液压油箱通过二位二通电磁换向阀与出油口连接。
进一步地，所述第一液压油箱与定量泵之间设置有滤油器。
进一步地，所述定量泵与直通式单向阀之间连接有溢流阀，溢流阀末端设置有第二液压油箱。
进一步地，所述活塞头部为圆弧形，与吸振器的壳体内壁重合。
与现有技术相比，本实用新型的一种频率可调的管道动力吸振器，利用液压系统改变吸振器壳体内的液压油的质量，进而改变吸振器的质量，因吸振器刚度保持不变，最终改变了吸振器的固有频率，拓宽了吸振器的减振频带；此吸振器安装在管道上，能够根据管道的频率变化而调节自身的频率，从而达到对管道减振的要求，提高了管道的使用寿命，节约了成本。
附图说明
图1为本实用新型的一种频率可调的管道动力吸振器的结构示意图；
图2为壳体内部结构示意图；
图中标号代表：1-第一液压油箱，2-滤油器，3-定量泵，4-电动机，5-第二液压油箱，6-溢流阀，7-液压输送管路，8-直通式单向阀，9-壳体外壁，10-壳体内壁，11-二位二通电磁换向阀，12-活塞，13-弹簧，14-环形内腔，15-粘结层，16-管道，17-管道内流体，18-固定壳，19-行程内腔，20-进油口，21-出油口。
具体实施方式
遵循本实用新型的上述技术方案，以下给出本实用新型的一个实施例，需要说明的是，本实用新型所要求保护的范围并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
实施例1
参见图1和2，本实施例给出一种频率可调的管道动力吸振器，包括液压系统，还包括与管道16同轴分布的壳体外壁9和壳体内壁10，壳体外壁9上设置有进油口20和出油口21，壳体外壁9与壳体内壁10之间形成环形内腔14，其中充有液压油，环形内腔14与液压系统相连通；管道16外围通过粘结层15连接有固定壳18；固定壳18与壳体内壁10之间沿管道径向均匀分布有多个行程内腔19；每个行程内腔19中安装有一个弹簧13，弹簧13两端分别连接活塞12和固定壳18。
粘结层15采用环形橡胶元件，该环形橡胶元件具有一定的弹性和阻尼，以硫化的方式将本实用新型的吸振器固定在管道16的外壁上，吸振器刚度保持不变，这样由吸振器壳体、环形橡胶元件和管道16共同组成了二自由度系统。
环形内腔14的容积不变；行程内腔19设置4个，沿管道16径向对称分布，其容积可变，当液压油进入吸振器环形内腔14，液压油压缩弹簧13，弹簧对管道16的弹力在方向上可以相互抵消，保证了吸振器具有良好的吸振效果。
活塞12头部为圆弧形，当吸振器不工作时，活塞12在弹簧13回复力的作用下回到原来位置，活塞12的圆弧形头部与吸振器壳体内壁10重合，使得存留在行程内腔19中的液压油全部回到第一液压油箱1，保证液压油不会腐蚀活塞12，并且便于液压油的重复使用。
液压系统包括第一液压油箱1、定量泵3、电动机4、液压输送管路7、直通式单向阀8和二位二通电磁换向阀11，其中，
第一液压油箱1上方安装有定量泵3，定量泵3与电动机4连接，定量泵3的上方通过液压输送管路7与进油口20相连，液压输送管路7中部设置有直通式单向阀8；第一液压油箱1通过二位二通电磁换向阀11与出油口21连接。
第一液压油箱1与定量泵3之间设置有滤油器2，对进入定量泵3的液压油起到过滤作用，使得液压油在整个管路内流通顺畅。
定量泵3与直通式单向阀8之间连接有溢流阀6，溢流阀6末端设有第二液压油箱5；
溢流阀6采用先导式溢流阀，当液压油进入吸振器环形内腔14并推动四个头部为圆弧形的活塞12至弹簧13的最大压缩位置时，吸振器的质量最大，壳体内的压力最大，溢流阀6因压力较大而导通，由定量泵3输出的液体经溢流阀6进入第二液压油箱5，溢流阀6对壳体内的四个弹簧13和定量泵3起到保护作用。
液压系统的定量泵3采用齿轮式液压泵，当液压泵内与齿轮相关的参数设定好后，其输送出的液压流量是一定的。
液压系统的二位二通电磁换向阀11，当吸振器工作时，液压油经过液压输送管路7通过进油口20进入吸振器的环形内腔14，此时二位二通电磁阀11不工作，处于断开状态；当吸振器不工作时，二位二通电磁换向阀11在通电的情况下处于导通状态，液压油通过出油口21流回第一液压油箱1。二位二通电磁换向阀11通电即可工作，增加了系统的操作方便性。
液压系统的直通式单向阀8采用普通的钢球密封式，结构简单，成本低。当吸振器工作时，直通式单向阀8导通，此时液压油从液压管道内自右向左经过直通式单向阀8；吸振器不工作时，此时由于直通式单向阀8内的钢球作用使得直通式单向阀8反向截止。
液压系统中的液压油箱1、滤油器2、电动机4、液压送管路7都是响应的标准件。
本实用新型的工作原理如下：
当吸振器工作时，二位二通电磁阀11未通电，处于断开状态，此时电动机4开始带动定量泵3开始工作，使液压油经液压输送管路7进入吸振器壳体环形内腔14；当液压油充满环形内腔14后，在压力作用下液压油进入行程内腔19，液压油推动活塞12向行程内腔19运动，因行程内腔19容积可变，吸振器内的液压油容积发生变化，使得吸振器的质量发生变化，根据公式其中k为吸振器的刚度，ω为吸振器的固有频率，m为吸振器壳体的质量，mc为进入吸振器壳体内的液压油质量且此质量可以改变。所以当吸振器刚度k不变时，吸振器的质量发生变化，吸振器的固有频率ω发生变化。调节进入吸振器环形内腔14的液压油的体积，使得吸振器的固有频率与管道振动的频率相同，就可以达到对管道16减振的目的。
当吸振器不工作的时候，活塞12在弹簧13回复力的作用下回到原位置，电动机4停止工作，吸振器壳体内的液压油由于直通式单向阀8的反向截止作用而无法反向流回第一液压油箱1内。此时二位二通电磁阀11在通电的情况下处于导通状态，液压油在重力作用下经过二位二通电磁阀11流回第一液压油箱1。
Claims (5)
1.一种频率可调的管道动力吸振器，其特征在于，包括液压系统，还包括与管道(16)同轴分布的壳体外壁(9)和壳体内壁(10)，壳体外壁(9)上设置有进油口(20)和出油口(21)，壳体外壁(9)与壳体内壁(10)之间形成环形内腔(14)，环形内腔(14)与液压系统相连通；管道(16)外围通过粘结层(15)连接有固定壳(18)；固定壳(18)与壳体内壁(10)之间沿管道(16)径向均匀分布有多个行程内腔(19)；每个行程内腔(19)中安装有一个弹簧(13)，弹簧(13)两端分别连接活塞(12)和固定壳(18)。
2.如权利要求1所述的频率可调的管道动力吸振器，其特征在于，所述的液压系统包括第一液压油箱(1)、定量泵(3)、电动机(4)、液压输送管路(7)、直通式单向阀(8)和二位二通电磁换向阀(11)，其中，
第一液压油箱(1)上方安装有定量泵(3)，定量泵(3)与电动机(4)连接，定量泵(3)的上方通过液压输送管路(7)与进油口(20)相连，液压输送管路(7)中部设置有直通式单向阀(8)；第一液压油箱(1)通过二位二通电磁换向阀(11)与出油口(21)连接。
3.如权利要求2所述的频率可调的管道动力吸振器，其特征在于，所述第一液压油箱(1)与定量泵(3)之间设置有滤油器(2)。
4.如权利要求2所述的频率可调的管道动力吸振器，其特征在于，所述定量泵(3)与直通式单向阀(8)之间连接有溢流阀(6)，溢流阀(6)末端设置有第二液压油箱(5)。
5.如权利要求1所述的频率可调的管道动力吸振器，其特征在于，所述活塞(12)头部为圆弧形，与吸振器的壳体内壁(10)重合。
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| CN105889642A (zh) * | 2016-06-12 | 2016-08-24 | 哈尔滨工程大学 | 管道智能减振器 |
| CN108547913A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-09-18 | 东北大学 | 一种带变刚度杆的转子系统动力吸振器 |
| CN114087311A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-02-25 | 江苏科技大学 | 一种圆柱壳振动半主动控制的装置 |
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