CN204664630U - 管路减振体以及设置该管路减振体的管路减振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管路减振体以及设置该管路减振体的管路减振器，涉及航空发动机技术领域。解决了现有技术无法在不改变现有结构和没有支承基础的情况下减小管路振动过大的技术问题。该管路减振体包括减振本体部，减振本体部为至少两个弹性材料制成的空心囊体或至少两个固体形态的阻尼材料制成的实心球体连接而成，且减振本体部能套设或缠绕在待减振的管路之外，空心囊体内填充有阻尼材料。该管路减振器包括固定连接结构以及本实用新型管路减振体。本实用新型用于在不改变现有结构和没有支承基础的情况下减小管路振动。

Description

管路减振体以及设置该管路减振体的管路减振器

技术领域

本实用新型涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种管路减振体以及设置该管路减振体的管路减振器。

背景技术

振动问题是工程领域中经常遇到的典型问题，现有很多振动控制方法按是否需要从外界吸收能量来分可以分为主动振动控制和被动振动控制两类，工程中应用最广泛的是被动振动控制。被动振动控制的常用方法是增加阻尼和提高支承刚度。

在航空发动机试验过程中，遇到局部管路振动较大的情况，由于安装条件限制，局部加支承会比较困难，而且加支承的方法会对周边的管路产生耦合，将振动源扩散。

本申请人发现：现有技术至少存在以下技术问题：

管路在设计过程中，振动计算很困难，很多振动过大的情况很难在设计时发现。在产品试验时或在特定环境下，振动过大的问题才暴露出来，此时再增加管路的阻尼或增加支承结构的刚度，可能导致对周边结构的更改，不仅会浪费时间，而且改进设计的成本也很高。另一种情况是管路振动过大位置无支承结构和空间可以利用，没有办法增加支承，这些情况下，对管路的振动问题很难解决。

实用新型内容

本实用新型的其中一个目的是提出一种管路减振体以及设置该管路减振体的管路减振器，解决了现有技术无法在不改变现有结构和没有支承基础的情况下减小管路振动过大的技术问题。

本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型实施例提供的管路减振体包括减振本体部，所述减振本体部为至少两个(优选为至少四个)弹性材料制成的空心囊体或至少两个固体形态的阻尼材料制成的实心球体连接而成，且所述减振本体部能套设或缠绕在待减振的管路之外，所述空心囊体内填充有固体形态、液体形态或气体形态的阻尼材料。

作为本实用新型任一技术方案的可选实施方式，相邻的所述空心囊体的内腔之间通过允许所述阻尼材料经过的连接通孔相连通。

作为本实用新型任一技术方案的可选实施方式，至少一个所述空心囊体上设置有阻尼材料填充孔。

作为本实用新型任一技术方案的可选实施方式，所述阻尼材料填充孔设置在所述减振本体部的最大延伸方向上的两端中的其中一端所在的所述空心囊体上。

作为本实用新型任一技术方案的可选实施方式，所述减振本体部呈环状，且所述减振本体部上设置有允许所述管路沿所述管路的径向方向插入的管路嵌入口，所述减振本体部周向方向上的两端之间的间隙形成所述管路嵌入口。

作为本实用新型任一技术方案的可选实施方式，相邻的两个所述空心囊体之间的连接部呈管状，所述连接通孔为所述连接部的内壁所形成。

作为本实用新型任一技术方案的可选实施方式，所述阻尼材料填充孔设置在所述减振本体部的周向方向上的两端中的其中一端所在的所述空心囊体上。

本实用新型实施例提供的设置本实用新型任一技术方案所述管路减振体的管路减振器，包括固定连接结构以及本实用新型任一技术方案提供的管路减振体，其中：

所述固定连接结构设置在所述管路与所述管路减振体之间；或者，所述管路减振体设置在所述管路与所述固定连接结构之间；

所述管路减振体能通过所述固定连接结构固定连接在所述管路上。

作为本实用新型任一技术方案的可选实施方式，所述固定连接结构包括外环，其中：

所述外环套设在所述管路减振体的所述减振本体部的周向外表面之外，且所述外环能将所述减振本体部夹持在所述管路上。

作为本实用新型任一技术方案的可选实施方式，所述外环包括第一环体以及与所述第一环体通过连接件可拆卸固定连接的第二环体，所述第一环体与所述第二环体均设置有定位槽，所述减振本体部夹持在所述第一环体、所述第二环体之间且嵌于所述定位槽内。

作为本实用新型任一技术方案的可选实施方式，所述外环的重量为所述管路的重量的1/30～1/20。

作为本实用新型任一技术方案的可选实施方式，所述固定连接结构还包括环状的内衬，所述内衬上设置有允许所述管路沿所述管路的径向方向插入的管路插入口，且所述内衬的周向外表面设置有限位槽，所述减振本体部嵌于所述限位槽内。

基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：

由于本实用新型提供的管路减振体的减振本体部为至少两个(优选为至少四个)弹性材料制成的空心囊体(或称：弹性囊)或实心球体连接而成，且囊体内填充有阻尼材料，空心囊体或实心球体均可以利用被动吸振原理使管路减振体与减振对象即待减振的管路之间发生相互作用，通过管路减振体自身的质量和阻尼作用将由待减振的管路传导出的振动能消耗掉，从而降低待减振的管路自身的振动强度，达到减振的作用。当利用固定连接结构(优选为包括外环)将本实用新型管路减振体套设或缠绕在待减振的管路之外时，管路减振体以及固定连接结构的质量可以共同消耗掉振动能量，此时，管路减振体可以将管路的振动转移到固定连接结构上，同时管路减振体由于阻尼作用也消耗了能量，由此可以利用被动吸振原理，在不改变现有结构和没有支承基础(此时也可以理解为处于悬空状态)的情况下有效地减小待减振的管路的振动，所以解决了现有技术无法在不改变现有结构和没有支承基础的情况下减小管路振动过大的技术问题。

本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案至少可以产生如下技术效果：

1、减小管路的振动；

2、弹性囊和外环的质量共同消耗振动能量。弹性囊可以将管路的振动转移到外环上，同时弹性囊由于阻尼作用也消耗了能量；

3、结构简单，便于安装，可以应用在没有支承基础又需要减振的情况下；

4、结构尺寸小，质量轻，对周围结构不会带来干涉，对整个系统的质量增加也很小；

5、通过更换弹性囊的阻尼，更换外环材料、结构，可以根据需要调调节减振频率，达到需要的减振效果；

6、更换方便，经济适用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所提供的管路减振器与管路的连接关系的一张示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的管路减振器与管路的连接关系的另一张示意图；

图3为图2沿A-A线的剖视示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的管路减振器的管路减振体的剖视示意图；

附图标记：1、减振本体部；11、空心囊体；12、连接通孔；13、管路嵌入口；14、连接部；15、阻尼材料填充孔；2、固定连接结构；21、外环；22、内衬；23、连接件；3、管路。

具体实施方式

下面可以参照附图图1～图4以及文字内容理解本实用新型的内容以及本实用新型与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本实用新型的一些可选实施例的方式，对本实用新型的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本实用新型的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本实用新型提供的任一技术手段进行替换或将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

本实用新型实施例提供了一种在不改变现有结构和没有支承基础的情况下可以有效地减小管路振动过大、便于装配的管路减振体以及设置该管路减振体的管路减振器。

下面结合图1～图4对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图1～图4所示，本实用新型实施例所提供的管路减振体包括减振本体部1，减振本体部1为至少两个弹性材料制成的空心囊体(也可以称之为弹性囊)11或至少两个固体形态的阻尼材料制成的实心球体连接而成，且减振本体部1能套设或缠绕在待减振的管路3之外，空心囊体11内填充有固体形态、液体形态或气体形态的阻尼材料。

本实用新型中阻尼材料可以是空气、压缩空气等气体，也可以是油、水等液体，阻尼材料还可以是润滑脂、石英砂等固体，通过选配不同阻尼材料可以设置管路减振体的刚度，使管路减振体固有频率接近于对待减振的管路3进行振动测试后得出的调谐目标频率。

由于本实用新型提供的管路减振体的减振本体部1为至少两个弹性材料制成的空心囊体11或实心球体连接而成，且空心囊体11内填充有阻尼材料，空心囊体11或实心球体均可以利用被动吸振原理使管路减振体与减振对象即待减振的管路之间发生相互作用，通过管路减振体自身的质量和阻尼作用将由待减振的管路传导出的振动能消耗掉，从而降低待减振的管路自身的振动强度，达到减振的作用，当利用固定连接结构(优选为包括外环)2将本实用新型套设或缠绕在待减振的管路3之外的管路减振体固定在管路3上时，管路减振体以及固定连接结构的质量可以共同消耗掉振动能量，此时，管路减振体还可以将管路的振动转移到固定连接结构上，同时管路减振体由于阻尼作用也消耗了能量，由此可以利用被动吸振原理，在不改变现有结构和没有支承基础(或理解为处于悬空状态)的情况下更为有效地减小待减振的管路3的振动。

空心囊体11的数目优选为至少四个，且减振本体部1套设或缠绕在待减振的管路3之外时，空心囊体11沿管路3的周向方向均匀分布，由此可以保证周向同性。

作为本实用新型任一技术方案的优化，相邻的空心囊体11的内腔(或称：空腔)之间通过允许阻尼材料经过的连接通孔12相连通。连接通孔12形成了阻尼材料在空心囊体11的流动的通道，通过该连接通孔12不仅可以提高阻尼材料的灌注或填充效率，而且可以使阻尼材料在不同的空心囊体11内灌注量、填充量比较均匀，另外，通过改变连接通孔12的尺寸大小的方式还可以调节管路减振体的阻尼大小。

作为本实用新型任一技术方案的优化，至少一个空心囊体11上设置有阻尼材料填充孔15。可以在每个空心囊体11上均设置阻尼材料填充孔15，也可以仅在其中一个空心囊体11上设置阻尼材料填充孔15，优选为设置在位于减振本体部1最大延伸方向(优选为周向方向)上末端或首端位置的空心囊体11上。阻尼材料填充孔15灌装弹性材料后，可以再将该阻尼材料填充孔15封闭起来。

作为本实用新型任一技术方案的优化，减振本体部1为环状，减振本体部1上设置有允许管路3沿管路3的径向方向插入的管路嵌入口13，减振本体部1周向方向上的两端之间的间隙形成管路嵌入口13。上述结构的管路嵌入口13可以提高减振本体部1在管路3(减振本体部1优选为插接在套设于管路3上的内衬22的外表面上)上的安装效率，另外，将减振本体部1卡在需要减振的管路3上之后，减振本体部1不会轻易掉落，从而有利于其他零部件(例如外环21)的装配。

作为本实用新型任一技术方案的优化，相邻的两个空心囊体11之间的连接部14呈管状，连接通孔12为连接部14的内壁所形成。该结构不仅有利于提高阻尼材料在空心囊体11内的流动速度，而且管状的连接部14形状规则，便于加工、制造。

作为本实用新型任一技术方案的优化，阻尼材料填充孔15设置在减振本体部1最大延伸方向(例如：周向方向)上的两端中的其中一端(该端可以理解为首端或末端)所在的空心囊体11上。该结构不仅可以减少阻尼材料填充孔15的数目，有利于提高减振本体部1的强度，而且仅从一个阻尼材料填充孔15填充阻尼材料的过程中填充作业的难度小，使用设备、工具少，有利于减少制造成本。

本实用新型实施例提供的设置本实用新型任一技术方案提供的管路减振体的管路减振器(或称：调谐阻尼减振器，下文可简称为：减振器)，包括固定连接结构2以及本实用新型任一技术方案提供的管路减振体，其中：固定连接结构2设置在管路3与管路减振体之间，或者，管路减振体设置在管路3与固定连接结构2之间。管路减振体能通过固定连接结构2固定连接(优选为可拆卸固定连接)在管路3上。

上述结构中固定连接结构2在不改变现有结构和没有支承基础(此时也可以理解为管路减振器与其所在的管路区段均处于悬空状态)的情况下仍旧可以充分通过管路减振体利用被动吸振原理对管路3实施有效的减振作业。

作为本实用新型任一技术方案的优化，固定连接结构2包括外环21，其中：外环21套设在管路减振体的减振本体部1的周向外表面之外，且外环21能将减振本体部1夹持在管路3上。

外环21一方面对减振本体部1可以起到固定作用，另一方面外环21还可以利用其自身与减振本体部1的质量以及减振本体部1的阻尼特性吸振，达到减振的目的。

作为本实用新型任一技术方案的优化，外环21包括第一环体以及与第一环体通过连接件23(优选为螺栓)可拆卸固定连接的第二环体，第一环体与第二环体均设置有定位槽，减振本体部1夹持在第一环体、第二环体之间且嵌于定位槽内。定位槽不仅可以避免减振本体部1从外环21内沿外环21的轴向方向脱出，还可以减少整个管路减振器占用的空间，使其结构更为紧凑。

作为本实用新型任一技术方案的优化，外环21的重量为管路3的重量的1/30～1/20，优选为1/20。该重量可以使外环21在对管路3的强度不造成危害或不利影响的情况下，给管路3提供一定的反作用力，从而确保减振效果。

管路3的振动(优选为通过内衬22)传递至减振本体部1的空心囊体11上，并通过空心囊体11传递给外环21。外环21的振动会产生阻碍管路3反向的作用力作用在管路3上，而且空心囊体11内部的气体或液体的阻尼作用也会消耗振动能量，达到减小管路3振动的目的。

作为本实用新型任一技术方案的优化，固定连接结构2还包括环状的内衬(或称：内环)22，内衬22上设置有允许管路3沿管路3的径向方向插入的管路插入口，且内衬22的周向外表面设置有限位槽，减振本体部1嵌于限位槽内。内衬22周向方向上的两端之间的间隙形成所述管路插入口。

内衬22一方面对减振本体部1可以起到限位，避免其沿内衬22的轴向在管路3上滑动，另一方面还可以增大减振本体部1的承受冲击力面积，提高其抗冲击能力以及可靠性。

下文结合附图集中说明本实用新型提供的优选技术方案：

本实用新型提供的管路减振器主要是用于降低管路3的振动，其安装在管路3振动较大的位置，本实用新型优选技术方案提供的减振器由内衬22、空心囊体11、外环21和连接件23组成。内衬22可以视为是一个开环的结构，可以从管路3的一侧安装到管路3上，主要作用是用来防止减振器在管路3上的轴向移动。

空心囊体11也可以视为是一个开环的结构，其套在内衬22外侧。空心囊体11是由橡胶等弹性材料制成，空心囊体11外壳组成了一个封闭的结构，里面有若干个腔室，各腔室之间有连接通孔(或称：小孔)12相通。在空心囊体11的端部有阻尼材料填充孔15用以填充阻尼材料，并在填充完成阻尼材料后进行封闭。阻尼材料可以是空气、压缩空气等气体、也可以是油、水等液体，也可以是润滑脂、石英砂等固体。外环21在空心囊体11的外侧，具备一定质量，是给管子提供反作用力的主要零件。外环21用连接件23固定在空心囊体11外侧。管路3在振动过程中，将振动力通过内衬22向外传递，空心囊体11及内部的阻尼材料提供了一定的刚度和阻尼，外环21则提供了一定质量。根据需要匹配相应的空心囊体11、阻尼材料和外环21后，可以给管路3提供需要的反作用力，降低管路3的振动。

首先对需要进行减振的管路3进行振动测试，得到调谐目标频率H1，外环21的质量取管路3质量1/20左右，通过公式计算得到减振器的刚度，根据计算得到的刚度值选配填充材料，使减振器固有频率接近目标频率H1，通过更改空心囊体11中各腔室之间的小孔即连接通孔12来调节阻尼大小，小孔孔径越小，阻尼越大。将设计好的调谐阻尼减振器安装到管路3中，对目标频率进行减振。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

在本实用新型的描述中如果使用了术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等，那么上述术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的管路减振体或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (11)

1.一种管路减振体，其特征在于，包括减振本体部(1)，所述减振本体部(1)为至少两个弹性材料制成的空心囊体(11)或至少两个固体形态的阻尼材料制成的实心球体连接而成，且所述减振本体部(1)能套设或缠绕在待减振的管路(3)之外，所述空心囊体(11)内填充有固体形态、液体形态或气体形态的阻尼材料。

2.根据权利要求1所述的管路减振体，其特征在于，相邻的所述空心囊体(11)的内腔之间通过允许所述阻尼材料经过的连接通孔(12)相连通。

3.根据权利要求1或2所述的管路减振体，其特征在于，至少一个所述空心囊体(11)上设置有阻尼材料填充孔(15)。

4.根据权利要求3所述的管路减振体，其特征在于，所述阻尼材料填充孔(15)设置在所述减振本体部(1)的最大延伸方向上的两端中的其中一端所在的所述空心囊体(11)上。

5.根据权利要求1或2所述的管路减振体，其特征在于，所述减振本体部(1)呈环状，且所述减振本体部(1)上设置有允许所述管路(3)沿所述管路(3)的径向方向插入的管路嵌入口(13)，所述减振本体部(1)周向方向上的两端之间的间隙形成所述管路嵌入口(13)。

6.根据权利要求2所述的管路减振体，其特征在于，相邻的两个所述空心囊体(11)之间的连接部(14)呈管状，所述连接通孔(12)为所述连接部(14)的内壁所形成。

7.一种设置权利要求1-6任一所述的管路减振体的管路减振器，其特征在于，包括固定连接结构(2)以及权利要求1-6任一所述的管路减振体，其中：

所述固定连接结构(2)设置在所述管路(3)与所述管路减振体之间；或者，所述管路减振体设置在所述管路(3)与所述固定连接结构(2)之间；

所述管路减振体能通过所述固定连接结构(2)固定连接在所述管路(3)上。

8.根据权利要求7所述的管路减振器，其特征在于，所述固定连接结构(2)包括外环(21)，其中：

所述外环(21)套设在所述管路减振体的所述减振本体部(1)的周向外表面之外，且所述外环(21)能将所述减振本体部(1)夹持在所述管路(3)上。

9.根据权利要求8所述的管路减振器，其特征在于，所述外环(21)包括第一环体以及与所述第一环体通过连接件(23)可拆卸固定连接的第二环体，所述第一环体与所述第二环体均设置有定位槽，所述减振本体部(1)夹持在所述第一环体、所述第二环体之间且嵌于所述定位槽内。

10.根据权利要求8所述的管路减振器，其特征在于，所述外环(21)的重量为所述管路(3)的重量的1/30～1/20。

11.根据权利要求8-10任一所述的管路减振器，其特征在于，所述固定连接结构(2)还包括环状的内衬(22)，所述内衬(22)上设置有允许所述管路(3)沿所述管路(3)的径向方向插入的管路插入口，且所述内衬(22)的周向外表面设置有限位槽，所述减振本体部(1)嵌于所述限位槽内。