CN214697192U - 一种具有惯容装置的高耸减振烟囱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，包括烟囱外筒和烟囱内筒，所述烟囱外筒和烟囱内筒之间通过承重杆或承重弹簧连接，所述烟囱外筒和烟囱内筒之间还连接惯容装置。本实用新型利用烟囱内筒作为附加质量体，与惯容装置构成惯容阻尼器，改善了高耸烟囱在风致振动和地震作用下的抗振性能，利用惯容元件的质量放大效应，应用共振原理进一步降低烟囱的结构响应和位移响应。本实用新型具有设计简便、构造简单、安装便捷、节约成本的特点。

Description

一种具有惯容装置的高耸减振烟囱

技术领域

本实用新型涉及高耸烟囱减振技术领域，特别涉及一种具有惯容装置的高耸减振烟囱。

背景技术

随着土木工程行业的不断发展，民用建筑的抗风、抗振技术愈显成熟，而工业中常见的烟囱结构的抗震、抗风性能还需优化。高耸烟囱主要受风荷载和地震荷载的作用，常采用传统调谐质量阻尼器减振方案。

传统调谐质量阻尼器安装在烟囱结构顶部，利用共振原理，将主体结构的振动能量吸收转移到控制装置上并消耗，从而减小烟囱结构的风振和地震响应。在设计和安装的过程中，常采用悬吊一个质量块的方案，但质量块质量过大会增加基础荷载并提高成本，质量块质量过小，减振效果又较差。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，以达到节约成本，提高减振效果的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，包括烟囱外筒和烟囱内筒，所述烟囱外筒和烟囱内筒之间通过承重杆或承重弹簧连接，所述烟囱外筒和烟囱内筒之间还连接惯容装置。

上述方案中，所述惯容装置包括并联的惯容器和调谐弹簧。

进一步的技术方案中，所述惯容器包括惯容元件、阻尼元件和弹簧元件，所述惯容元件和阻尼元件并联后与弹簧元件串联。

上述方案中，所述承重杆位于烟囱外筒底部位置，所述承重杆两端分别通过球铰与烟囱内筒以及烟囱外筒相连。

上述方案中，所述承重弹簧位于烟囱外筒顶部位置，所述承重弹簧两端分别通过球铰与烟囱内筒以及烟囱外筒相连。

上述方案中，所述烟囱内筒数量大于或等于两个时，相邻的烟囱内筒之间通过平台连接为一个整体。

进一步的技术方案中，所述平台为刚性平台。

上述方案中，所述烟囱外筒和烟囱内筒之间设置多个惯容装置，多个惯容装置安装在烟囱的不同高度上，或者在烟囱同一水平高度水平截面均匀布置多个惯容装置。

上述方案中，所述惯容装置设置在烟囱外筒和烟囱内筒的中部区域。

上述方案中，在烟囱同一水平高度水平截面均匀布置多个承重杆或承重弹簧。

通过上述技术方案，本实用新型提供的具有惯容装置的高耸减振烟囱具有如下有益效果：

本实用新型在高耸烟囱减振领域应用惯容装置，能在保证减振控制效果的前提下，减小质量块配重，节约成本。

本实用新型利用烟囱内筒作为附加质量体，与惯容装置构成惯容阻尼器，利用惯容元件的质量放大效应，应用共振原理进一步降低烟囱的结构响应和位移响应。本实用新型的烟囱内筒具有排烟和减振双重作用。

本实用新型改善了高耸烟囱在风致振动和地震作用下的抗振性能。当烟囱外筒承受动力作用而振动时，烟囱内筒和惯容器中的惯容元件也产生相对惯性运动，通过调谐弹簧调整烟囱内筒和惯容元件的自振频率，使其与烟囱外筒产生共振，一方面烟囱内筒又通过调谐弹簧向烟囱外筒施加反方向作用力，来抵消烟囱外筒的扰动力；另一方面惯容元件具有质量放大效应，吸收了烟囱外筒大部分振动能量，并通过阻尼元件集中消能，进一步降低烟囱的结构响应和位移响应。

本实用新型提供的高耸减振烟囱，在满足烟囱各项正常功能的前提下，具有设计简便、构造简单、安装便捷、节约成本、减振效果明显的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例所公开的通过承重杆连接的高耸减振烟囱结构示意图；

图2为本实用新型实施例所公开的通过承重弹簧连接的高耸减振烟囱结构示意图；

图3为本实用新型实施例所公开的承重杆连接示意图；

图4为本实用新型实施例所公开的承重弹簧连接示意图；

图5为本实用新型实施例所公开的惯容装置结构示意图。

图中，1、烟囱外筒；2、烟囱内筒；3、承重杆；4、承重弹簧；5、惯容装置；6、球铰；7、惯容器；8、调谐弹簧；9、惯容元件；10、阻尼元件；11、弹簧元件；12、平台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实用新型提供了一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，如图1和图2所示，包括烟囱外筒1和烟囱内筒2，烟囱外筒1和烟囱内筒2之间通过承重杆3或承重弹簧4连接，烟囱外筒1和烟囱内筒2之间还连接惯容装置5。

如图3所示，承重杆3两端为球铰6，一端连接在烟囱内筒2底段某处，一端下撑于烟囱外筒1底部附近位置。如图4所示，承重弹簧4两端为球铰6，一端连接在烟囱外筒1顶部位置或顶端附近位置，一端连接在烟囱内筒2顶段某处，悬吊烟囱内筒2且使烟囱内筒2能产生各个方向的位移。承重弹簧4和承重杆3的强度与刚度必须满足设计要求，安装过程必须满足工程需求。在烟囱同一水平高度水平截面均匀布置多个承重杆3或承重弹簧4。

如图5所示，惯容装置5包括并联的惯容器7和调谐弹簧8。惯容器7包括惯容元件9、阻尼元件10和弹簧元件11，惯容元件9和阻尼元件10并联后与弹簧元件11串联。调谐弹簧8可以将烟囱内筒2的作用力传递给烟囱外筒1。同时，通过调节调谐弹簧8和弹簧元件11的参数，可以达到不同的减振效果。

惯容装置5设置在烟囱外筒1和烟囱内筒2最上部筒段(承重弹簧4及其以上部分)和最下部筒段(承重杆3及其以下部分)以外的中间区域。其位置应通过建立有限元模型，分析烟囱的振型来确定，以达到最佳减振效果。惯容装置5布置方式如下：

烟囱内筒2只有1个时，惯容装置5布置在烟囱的内部，连接烟囱内筒2外壁与烟囱外筒1内壁，且在同一高度水平截面通过至少3个惯容装置5(均匀分布)与烟囱外筒1连接。当烟囱内筒2数量大于或等于两个时，烟囱内筒2之间通过平台12进行固结，且可以在烟囱内筒2中上部分和中下部分各安置一个平台12，以加强烟囱内筒2的整体性。在同一水平高度每个烟囱内筒2通过至少3个惯容装置5(均匀分布)与烟囱外筒1连接，可以在不同水平高度都设置惯容装置5，如在结构一阶、二阶、三阶振动频率下振动明显的部位都设置惯容装置5。按照设置在结构最大位移响应之处的原则。虽然图1和图2已提供了在三组不同水平高度设置惯容装置5的方案，但仍可增加惯容装置5的数量。同样，惯容装置5可以通过焊接、栓接等固定方式安装到烟囱上。

平台12为刚性平台12，平台12将所有烟囱内筒2连接为一个整体，使其拥有一致的振动频率，以便更好地抵抗外部激励。将所有的烟囱内筒2作为附加质量体，与惯容装置5构成了惯容阻尼器，吸能消能效果远优于传统调谐质量阻尼器。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，包括烟囱外筒和烟囱内筒，其特征在于，所述烟囱外筒和烟囱内筒之间通过承重杆或承重弹簧连接，所述烟囱外筒和烟囱内筒之间还连接惯容装置。

2.根据权利要求1所述的一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，其特征在于，所述惯容装置包括并联的惯容器和调谐弹簧。

3.根据权利要求2所述的一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，其特征在于，所述惯容器包括惯容元件、阻尼元件和弹簧元件，所述惯容元件和阻尼元件并联后与弹簧元件串联。

4.根据权利要求1所述的一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，其特征在于，所述承重杆位于烟囱外筒底部位置，所述承重杆两端分别通过球铰与烟囱内筒以及烟囱外筒相连。

5.根据权利要求1所述的一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，其特征在于，所述承重弹簧位于烟囱外筒顶部位置，所述承重弹簧分别两端通过球铰与烟囱内筒以及烟囱外筒相连。

6.根据权利要求1所述的一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，其特征在于，所述烟囱内筒数量大于或等于两个时，相邻的烟囱内筒之间通过平台连接为一个整体。

7.根据权利要求6所述的一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，其特征在于，所述平台为刚性平台。

8.根据权利要求1所述的一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，其特征在于，所述烟囱外筒和烟囱内筒之间设置多个惯容装置，多个惯容装置安装在烟囱的不同高度上，或者在烟囱同一水平高度水平截面均匀布置多个惯容装置。

9.根据权利要求1或8所述的一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，其特征在于，所述惯容装置设置在烟囱外筒和烟囱内筒的中部区域。

10.根据权利要求1所述的一种具有惯容装置的高耸减振烟囱，其特征在于，在烟囱同一水平高度水平截面均匀布置多个承重杆或承重弹簧。

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