CN206206792U - 一种自感应磁流变减振管夹 - Google Patents

Abstract

一种自感应磁流变减振管夹，其包括固定顶盖、上下管夹、减振橡胶套筒、微型能量转换单元、固定底板。减振橡胶套筒的橡胶空腔内填充有磁流变液材料，微型能量转换单元将金属线圈设置在减振橡胶套筒内，且缠绕在磁流变液材料的外侧，线圈两端与MEMS振动式微能源器件电连接，管路振动时，MEMS振动式微能源器件吸收管路的振动能并转化为电能，使线圈通电后产生磁场，磁流变液材料在磁场作用下发生固化，且固化程度随磁场强度增强而增强，从而改变减振橡胶套筒的刚性，增加对管路的夹紧程度，最终减弱管路的振动。本实用新型可实现管路的减振吸振，可根据管路振动程度自我调节管夹刚性和夹紧程度，并可实现振动能量的吸收再利用。

Description

一种自感应磁流变减振管夹

技术领域

本实用新型属于机械工程领域，涉及管路的固定与减振，具体涉及一种自感应磁流变减振管夹，特别适用于航空液压管路的固定与减振。

背景技术

管夹是管道固定和连接不可缺少的组件，既要保证有足够的连接强度又要保证管道连接的密封性。现有管夹的振动效果差，遇到强烈振动会损害管路甚至造成其破裂，从而影响整个系统的安全。

现代航空航天的迅速发展带动着飞机向着大型化和高速化发展。单架飞机的航空管路数量也大幅度增加，飞机管路系统更加复杂，空间局限性大，再加上飞行速度的不断升高，机体的振动以及变形都达到了前所未有的程度，这就对飞机管路系统的固定与减振提出了更高的要求。由于普通管夹一般只具有管路安装固定作用，在管路振动情况下不能减弱管路的振动以及振动所造成的影响，严重时可能导致管路的损坏从而导致事故的发生。据统计，飞机发动机的结构故障90％以上由振动所导致，或与振动有关。采用传统航空管夹，可能能够满足管路固定的要求，但是减振效果不理想，且工作寿命短、效率低。同时，管路振动的能量得不到合理的利用，造成浪费。因此管路的减振是航空中必须考虑的一个重要问题。

公开号为CN102996905A的中国发明专利申请公开了一种双孔管夹，其在上管夹和下管夹部分均包含防滑凹陷和管路支撑肋，在相邻的支撑肋之间形成消音腔，降低了管夹的振动和噪音。但是，其并没有在本质上减弱管路振动，管路的振动仍影响着系统的安全。

公告号为CN103104646B的中国发明专利公开了一种控制管状结构多维振动的卡箍式阻尼器，在管状结构外部分别设置轴向和环向的减振弹簧和橡胶阻尼圈以及防撞垫，可以降低管状结构的轴向和环向振动，但是结构复杂，且不方便管路的安装固定，无法保证系统的稳定，遇到强烈振动时，管路仍不可避免有晃动或较大变形，从而导致管路系统的损坏，造成安全事故。

发明内容

针对上述存在的问题，本实用新型旨在提供一种自感应磁流变减振管夹，此管夹不但具有管路固定和减振功效，保证管路的寿命和可靠性，还能充分利用管路振动的能量，保障飞机液压系统的安全性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自感应磁流变减振管夹，其特征在于，包括固定顶盖、上管夹、减振橡胶套筒、微型能量转换单元、下管夹、固定底板；所述减振橡胶套筒包括橡胶套筒和填充在橡胶套筒内部空腔中的磁流变液材料，所述微型能量转换单元包括金属线圈和MEMS振动式微能源器件，所述金属线圈设置在减振橡胶套筒内且缠绕在磁流变液材料的外侧，所述MEMS振动式微能源器件贴在管路上，所述减振橡胶套筒包裹在管路上，所述金属线圈的两端接头与MEMS振动式微能源器件电连接，所述上、下管夹扣合在减振橡胶套筒上，所述固定顶盖、固定底板通过紧固螺栓和配套螺母将上、下管夹固定住；管路振动时，所述MEMS振动式微能源器件吸收管路的振动能并转化为电能，使所述金属线圈通电后产生磁场，所述磁流变液材料在磁场作用下发生固化，且固化程度随磁场强度增强而增强，从而改变减振橡胶套筒的刚性，增加对管路的夹紧程度，最终减弱管路的振动。

本实用新型所采用的磁流变液材料是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒以及非导磁性液体混合而成的悬浮体，其在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的宾汉体(Bingham body)特性，且其在磁场作用下的流变是瞬间的、可逆的，流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系。本实用新型的橡胶套筒本身已经可以起到减振作用，当管路振动微小时橡胶套筒足以对管路进行降振。当管路振动严重、振幅较大时，橡胶套筒内部的磁流变液材料就会在磁场的作用下发生固化现象，改变橡胶套筒的弹性系数，增强其刚性，对管路的夹紧程度更高，进而减弱管路振动，且振动越大，减振强度越大，保证其稳定性，同时充分利用管路振动的能量，保障飞机液压系统的安全性。

本实用新型可以实现如下功能：保证管路的安装与位置固定，具有足够的连接强度和管道连接的密封性等，并且可根据管路的振动强度自动调节减振橡胶套筒的刚度，实现管路的减振效果，保证管路的稳定性，提高管路寿命以及可靠性；固定上、下管夹的紧固螺栓和配套螺母可根据连接件形式及尺寸进行选择和更换，其它的构件也可以进行更换，操作简单方便。

本实用新型与现有航空管夹相比，其有益效果如下：

1、可以实现管路的减振，可以根据管路振动的程度自我调节管夹刚性和夹紧程度，保证管路的稳定性和可靠性。

2、可以做到能量的充分利用，整个管夹中，能量由管路振动的机械能先转化为电能，电能转化为磁场能，再通过磁场能改变橡胶套筒弹性系数，作用到管路上，最终减弱管路的振动。

附图说明

图1为本实用新型外形结构图。

图2为本实用新型结构剖视图。

图3(a)为减振橡胶套筒效果图。

图3(b)为减振橡胶套筒结构剖视图。

图4(a)为减振橡胶套筒展开时主视图。

图4(b)为减振橡胶套筒展开时俯视图。

图4(c)为减振橡胶套筒展开时左视图。

图4(d)为减振橡胶套筒展开时右视图。

图5为微型能量转换单元效果图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1～2所示，本实用新型实施例的一种自感应磁流变减振管夹，在管路1外侧套有一减振橡胶套筒9，减振橡胶套筒内部有磁流变液材料8和金属线圈3，此金属线圈导线两端连接着一个贴在管路外壁上的MEMS振动式微能源器件2上，上、下管夹4、10扣合在减振橡胶套筒上，上、下管夹通过固定顶盖5和固定底板11并由两对内六角螺栓6和螺母7进行固定。上、下管夹内均设有防滑凹陷(参见图2)，这样的设计即可以保证夹紧程度，而且可以减轻管夹整体的重量，同时也起到吸收管路振动和噪声的作用。

如图3所示，在减振橡胶套筒的内部有磁流变液材料8和金属线圈3，金属线圈两端连接在MEMS振动式微能源器件2上。当金属线圈通电时，就会在金属线圈中间产生磁场，而在强磁场作用下，磁流变液则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性，且磁流变液的固化程度随磁场的增强而增强，从而会改变橡胶套筒的刚度，增加对管路的夹紧程度，最终减小管路的振动。

如图4所示，在减振橡胶套筒9制造过程中是把磁流变液材料8填充到其内部的空腔中，把金属线圈3排布到橡胶套筒中且在磁流变液材料外侧，橡胶套筒的连接处采用针孔接口方式接线。在使用时，将橡胶套筒9卷起包裹在管路外侧，并使针孔接口A、B连接到一起，这样磁流变液材料就会包裹在管路外侧，同时金属线圈也会形成一个封闭的线圈回路将磁流变液材料和管路缠绕在其中。

如图5所示，金属线圈3缠绕在磁流变液材料和管路外侧，且金属线圈两端连接着一个贴在管路外壁上的MEMS振动式微能源器件2。金属线圈和MEMS振动微能源器件共同组成微型能量转换装置。MEMS振动式微能源器件可以把管路的振动能转换为电能，并对线圈通电，使减振管夹发挥作用。

本实用新型不仅可以起到普通管夹的功用，对管路进行安装和固定，还可以达到减振效果，充分利用能量，合理的对管路进行减振。适合于一些环境复杂，振动频发，且不经常拆装的场合，而且减振橡胶套筒的刚度和对管路的夹紧程度可根据管路振动强度实时进行调整，形成一个自我调节系统，最大程度的保护管路，提高飞机管路系统的安全性。同时，自感应磁流变减振管夹结构简单，成本较低，安装方便，不需要专业的安装以及保护，也可用于一些其它环境下的管路系统的管路固定，适用范围广，安全系数高，可靠性能强。因此，在工业领域中，具有广阔的应用前景。

Claims (3)

1.一种自感应磁流变减振管夹，其特征在于，包括固定顶盖、上管夹、减振橡胶套筒、微型能量转换单元、下管夹、固定底板；所述减振橡胶套筒包括橡胶套筒和填充在橡胶套筒内部空腔中的磁流变液材料，所述微型能量转换单元包括金属线圈和MEMS振动式微能源器件，所述金属线圈设置在减振橡胶套筒内且缠绕在磁流变液材料的外侧，所述MEMS振动式微能源器件贴在管路上，所述减振橡胶套筒包裹在管路上，所述金属线圈的两端与MEMS振动式微能源器件电连接，所述上、下管夹扣合在减振橡胶套筒上，所述固定顶盖、固定底板通过紧固螺栓和配套螺母将上、下管夹固定住；管路振动时，所述MEMS振动式微能源器件吸收管路的振动能并转化为电能，使所述金属线圈通电后产生磁场，所述磁流变液材料在磁场作用下发生固化，且固化程度随磁场强度增强而增强，从而改变减振橡胶套筒的刚性，增加对管路的夹紧程度，最终减弱管路的振动。

2.根据权利要求1所述的一种自感应磁流变减振管夹，其特征在于，所述减振橡胶套筒的两连接端采用针孔接口方式接线，以使所述金属线圈形成闭合回路。

3.根据权利要求1或2所述的一种自感应磁流变减振管夹，其特征在于，所述上、下管夹内均设有防滑凹陷。