CN211223759U - 一种管路与减振组件的连接结构及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管路与减振组件的连接结构，所述减振组件包括减振模块和支撑模块，减振模块包括压电陶瓷件和气囊，气囊和压电陶瓷件沿管路周向间隔设置；支撑模块包括两个抱箍，两个所述抱箍能箍紧气囊和压电陶瓷件；还涉及上述减振组件的控制系统，减振组件与管路的连接结构如上所述，包括压电传感器、振动主动控制器、电压放大器和压电陶瓷件，压电传感器贴在管路上，压电传感器与振动主动控制器相连接，振动主动控制器与电压放大器相连接，电压放大器与压电陶瓷件相连接；主动和被动相结合，减振效果好、作动力大、使用频域宽，且自适应能力强。

Description

一种管路与减振组件的连接结构及控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种管路与减振组件的连接结构及控制系统，属于舰船管路系统振动噪声控制领域。

背景技术

管路系统在舰船运作过程中发挥着重要作用，在工作过程中不可避免地会产生振动，一方面，管路系统与动力设备相连接，动力设备的振动传递给管路系统；另一方面，管内流体压力脉动和管内流体涡流共振也会引起管路系统振动。强烈的振动会导致管路连接处松动，管路疲劳磨损甚至发生断裂，不仅会对舰船的整体性能造成影响，极大影响舰船的声学性能，降低舰船隐身能力，而且还会带来巨大的安全隐患和经济损失。随着船载液压系统向高压化，大功率方向发展，管路系统振动噪声问题会更加突出，因此采用有效的方法降低管路系统的振动水平对提高舰船整体性能具有重要的工程意义。

目前，国内外对于管路系统振动已经开展了大量的研究，从管路振动的控制机理来看，管路振动的控制技术主要分为：被动控制技术和主动控制技术。被动控制技术主要采用在管路与基座间安装阻尼器降低振动传递率，在管路之间采用低刚度挠性接管和在管路外侧敷设粘弹性高阻尼材料以吸收和耗散振动能量等措施，具有结构简单、操作方便且对高频振动具有较好的抑制效果等优点，但是对低频振动(特别是20Hz以下)的抑制效果不明显。主动控制技术主要是通过传感元件采集管路系统的振动信号，将振动信号传输给上位机，并通过一定的控制算法获得控制信号，将控制信号施加给作动元件上，通过作动元件对管路系统的振动进行控制。主动控制特点是跟随性强、动作灵巧、实用价值高、具有很强自适应能力，对低频振动具有较好的抑制效果，对高频振动控制效果有限且相对作动力较小。

气囊由于安装简便，常用来作为被动控制的主要结构；压电陶瓷因其反应灵敏用作主动控制装置的作动器。但随着管路系统的发展，单一频段的主动或被动控制技术逐渐不能满足管路系统的减振降噪要求；随着舰船管路传输流体更加倾向于高速、高压发展，相对小作动力减振装置对管路系统的减振能力也在被削弱。因此，迫切需要研发具有宽频域、大作动力复合减振装置。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术存在的不足，提供一种结构简单、操作方便、减振效果好的管路与减振组件的连接结构。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种管路与减振组件的连接结构，所述减振组件包括减振模块和支撑模块，所述减振模块包括压电陶瓷件和气囊，所述压电陶瓷件包括至少2个，且沿所述管路的外壁周向均布，所述气囊与所述压电陶瓷件间隔设置；所述支撑模块包括两个抱箍，两个所述抱箍箍紧所述气囊和所述压电陶瓷件。

进一步，所述支撑模块还包括支座，所述抱箍包括半圆弧型箍带和设于所述半圆弧型箍带下端的连接板，所述连接板通过连接件连接于所述支座上。

进一步，所述压电陶瓷件的内端为与所述管路相适配的圆弧形。

进一步，所述压电陶瓷件的内端与管路胶接。

进一步，所述压电陶瓷件为堆叠式压电陶瓷，包括多个沿所述管路轴向设置的压电陶瓷片，相邻两个压电陶瓷片之间设有绝缘材料。

进一步，所述气囊包括气囊本体和充气嘴，所述气囊本体的内部通过胶黏剂与所述管路连接。

管路与减振组件的连接结构的有益效果是：气囊和压电陶瓷交错均布于管路表面，实现了主被动一体化、宽频域减振，同时基于气囊的被动减振机构的加入也增加了整个装置的可靠性和稳定性，即使压电陶瓷主动控制失效，被动减振机构在其减振频段内仍然具有良好的减振性能。主被动配合则可取得最佳的减振效果。

上述管路与减振组件的连接方法，包括如下步骤：

安装压电陶瓷件的步骤，将至少两个压电陶瓷件通过胶黏剂与管路连接，且沿管壁的周向均布；

安装气囊的步骤，将气囊安装在相邻两个压电陶瓷件之间，且气囊通过胶黏剂与管路连接；

向气囊内充气的步骤，向气囊内充入适量的气体；

紧固减振模块的步骤，利用两个抱箍将所述气囊和压电陶瓷件夹紧，然后利用紧固螺栓将所述抱箍固定在所述支座上。

进一步，还包括检测和调节气囊气压的步骤。

管路与减振组件的连接方法的有益效果是：方法简单，便于操作，对于管路减振效果好。

本实用新型还涉及一种减振组件的控制系统，所述减振组件与管路的连接结构如上所述，所述减振组件按照上述连接方法连接在所述管路上，所述控制系统包括压电传感器、振动主动控制器、电压放大器和所述压电陶瓷件，所述压电传感器贴在所述管路上以检测所述管路的振动频率、幅值和相位，所述压电传感器与所述振动主动控制器相连接，所述振动主动控制器与所述电压放大器相连接，所述电压放大器与所述压电陶瓷件相连接。

进一步，所述压电传感器采用片状压电陶瓷。

进一步，还包括振动传感器、动态数据采集仪和计算机，所述振动传感器与所述动态数据采集仪相连接，所述动态数据采集仪与所述计算机相连接。

控制系统的有益效果是：压电传感器贴在所述管路上以检测所述管路的振动频率、幅值和相位，并输送给振动主动控制器，振动主动控制器按照一定的控制算法计算后，经电压放大器转换放大，输出控制信号，压电陶瓷件收到控制信号后对管路实现主动减振；振动传感器能够检测管路减振后的振动频率与幅值，经动态数据采集仪采集数据后传输到计算机，计算机可显示；根据计算机的显示，可微调气囊内气体的压力值，以最大限度的减小管路振动。

附图说明

图1为本实用新型中管路与减振组件的连接结构的结构示意图；

图2为本实用新型中管路与减振模块的连接示意图；

图3为本实用新型的控制系统图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：1、抱箍，11、箍带，12、连接板，2、管路，3、压电陶瓷件，31、压电陶瓷片，4、紧固螺栓，5、支座，51、底板，52、沉头孔，6、气囊，61、气囊本体，62、充气嘴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1-图2所示，一种管路与减振组件的连接结构，所述减振组件包括减振模块和支撑模块，所述减振模块包括压电陶瓷件和气囊，所述压电陶瓷件包括至少2个，且沿所述管路的外壁周向均布，所述气囊与所述压电陶瓷件间隔设置；所述支撑模块包括两个抱箍，两个所述抱箍箍紧所述气囊和所述压电陶瓷件。

所述支撑模块还包括支座，所述抱箍包括半圆弧型箍带和设于所述半圆弧型箍带下端的连接板，所述连接板通过连接件连接于所述支座上。

所述支座5包括顶板和底板51，所述底板51上设有沉头孔52，在所述沉头孔52内安装沉头螺钉可将所述支座5安装在船舰上。

所述压电陶瓷件3的内端为与所述管路2相适配的圆弧形。

所述压电陶瓷件3的内端与管路胶接。

所述压电陶瓷件3为堆叠式压电陶瓷，包括多个沿所述管路轴向设置的压电陶瓷片31，相邻两个压电陶瓷片31之间设有绝缘材料。

所述气囊包括气囊本体和充气嘴，所述气囊本体的内部通过胶黏剂与所述管路连接。

上述管路与减振组件的连接方法，包括如下步骤：

安装压电陶瓷件的步骤，将至少两个压电陶瓷件3通过胶黏剂与管路2连接，且沿管壁的周向均布；

安装气囊的步骤，将气囊6安装在相邻两个压电陶瓷件3之间，且气囊3通过胶黏剂与管路2连接；

向气囊6内充气的步骤，向气囊6内充入适量的气体；

紧固减振模块的步骤，利用两个抱箍1将所述气囊6和压电陶瓷件3夹紧，然后利用紧固螺栓4将所述抱箍1固定在所述支座5上。

还包括检测和调节气囊6气压的步骤。

本实用新型还涉及一种减振组件的控制系统，所述减振组件与所述管路2的连接结构如上所述，包括压电传感器、振动主动控制器、电压放大器和所述压电陶瓷件，所述压电传感器贴在所述管路上以检测所述管路的振动频率和幅值，所述压电传感器与所述振动主动控制器相连接，所述振动主动控制器与所述电压放大器相连接，所述电压放大器与所述压电陶瓷件相连接。

所述压电传感器采用片状压电陶瓷。

还包括振动传感器、动态数据采集仪和计算机，所述振动传感器与所述动态数据采集仪相连接，所述动态数据采集仪与所述计算机相连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种管路与减振组件的连接结构，其特征在于，包括管路和减振组件，所述减振组件包括减振模块和支撑模块，所述减振模块包括压电陶瓷件和气囊，所述压电陶瓷件包括至少2个，且沿所述管路的外壁周向均布，所述气囊与所述压电陶瓷件间隔设置；所述支撑模块包括两个抱箍，两个所述抱箍箍紧所述气囊和所述压电陶瓷件。

2.根据权利要求1所述的管路与减振组件的连接结构，其特征在于，所述支撑模块还包括支座，所述抱箍包括半圆弧型箍带和设于所述半圆弧型箍带下端的连接板，所述连接板通过连接件连接于所述支座上。

3.根据权利要求1所述的管路与减振组件的连接结构，其特征在于，所述压电陶瓷件的内端为与所述管路相适配的圆弧形。

4.根据权利要求1所述的管路与减振组件的连接结构，其特征在于，所述压电陶瓷件的内端与管路胶接。

5.根据权利要求1所述的管路与减振组件的连接结构，其特征在于，所述压电陶瓷件包括多个沿所述管路轴向设置的压电陶瓷片，相邻两个压电陶瓷片之间设有绝缘材料。

6.根据权利要求1所述的管路与减振组件的连接结构，其特征在于，所述气囊包括气囊本体和充气嘴，所述气囊本体的内部通过胶黏剂与所述管路连接。

7.一种管路与减振组件的控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的减振组件与管路的连接结构，还包括压电传感器、振动主动控制器、电压放大器和所述压电陶瓷件，所述压电传感器贴在所述管路上以检测所述管路的振动频率、幅值和相位，所述压电传感器与所述振动主动控制器相连接，所述振动主动控制器与所述电压放大器相连接，所述电压放大器与所述压电陶瓷件相连接。

8.根据权利要求7所述的管路与减振组件的控制系统，其特征在于，还包括振动传感器、动态数据采集仪和计算机，所述振动传感器与所述动态数据采集仪相连接，所述动态数据采集仪与所述计算机相连接。

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