CN217208339U - 一种管道法兰吸振结构及管道组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道法兰吸振结构及管道组件，该管道法兰吸振结构包括：管道，包括法兰(1)以及与所述法兰(1)相连的管体(12)；连接件(2)，与所述法兰(1)固定连接；以及，主动吸振器(3)，与所述连接件(2)固定连接。本实用新型的管道法兰吸振结构在法兰上设置有固定连接的连接件和主动吸振器，通过主动吸振器能够对法兰及整个管道进行吸振，从而降低甚至消除法兰处的振动，使得法兰处的螺栓不易松动，管道连接处的密封性更稳定，法兰连接的可靠性更好。进而使得整个输送管道的噪音更低，可靠性更好。

Description

一种管道法兰吸振结构及管道组件

技术领域

本实用新型涉及吸振技术领域，尤其涉及一种管道法兰吸振结构及管道组件。

背景技术

管道是一种输送装置，能够输送流体，例如输送氧气、煤气等气体，或者输送石油、冷却液等液体。管道通常与一些驱动装置相连，驱动装置例如可以是泵或者其他的机组转动设备，能够提供流体在管道内移动的动力。在管道上通常还会设置阀门等用于控制管道通断的装置。

在机组转动设备运行过程中，机组转动设备产生的机械振动会通过连接部件及其他介质传递至管道处，导致管道振动，同时，流体在管道内流动的过程中也会导致管道振动，因此在系统运行时管道处发生低强度的机械振动是不可避免的，这导致噪音及管道损坏问题的发生。

管道损坏尤其容易发生在两个管道的连接位置，目前，两个管道之间通过法兰连接是普遍使用的接口连接方式，相邻两个管道之间通过螺栓将两个管道的法兰锁紧，固定较为方便。但是在长期的振动之下，管道法兰处的螺栓容易发生松动，此时两个管道之间密封性下降，容易出现流体泄露的问题，不仅造成资源的浪费，环境的污染，而且在一些易燃易爆的流体泄露时，还具有很大的安全隐患。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种管道法兰吸振结构及管道组件，该管道法兰吸振结构能够有效的降低法兰连接处的振动，提高法兰连接的可靠性。

为实现上述实用新型目的，一方面，本实用新型提出了一种管道法兰吸振结构，包括：

管道，包括法兰以及与所述法兰相连的管体；

连接件，与所述法兰固定连接；以及，

主动吸振器，与所述连接件固定连接。

进一步地，所述连接件包括与所述法兰相连的第一板体，所述第一板体包括相对设置的第一表面和第二表面，所述主动吸振器连接于所述第一表面或者所述第二表面上，且其吸振方向与所在的表面垂直。

进一步地，所述第一板体与所述法兰一体成型或者为与所述法兰相连的独立的零件。

进一步地，所述连接件包括与所述第一板体相垂直的第二板体，所述第一板体和所述第二板体上均安装有所述主动吸振器。

进一步地，所述连接件包括与所述第一板体相垂直的第二板体以及与所述第一板体和所述第二板体均垂直的第三板体，所述第一板体、第二板体和所述第三板体上均设有所述主动吸振器。

进一步地，所述第一板体与所述法兰的第三表面和/或第二表面和/或外周面相连。

进一步地，所述主动吸振器的吸振方向与所述法兰垂直或者平行。

进一步地，所述主动吸振器具有连接法兰，所述连接法兰与所述连接件之间通过螺栓连接。

进一步地，所述的管道法兰吸振结构还包括连接于所述管体和/或所述法兰上的振动传感器以及与所述振动传感器和所述主动吸振器均电连接的控制器，所述控制器根据所述振动传感器检测的信号控制所述主动吸振器振动。

另一方面，本实用新型还提出了一种管道组件，包括如上任一项所述的管道法兰吸振结构。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的管道法兰吸振结构在法兰上设置有固定连接的连接件和主动吸振器，通过主动吸振器能够对法兰及整个管道进行吸振，从而降低甚至消除法兰处的振动，使得法兰处的螺栓不易松动，管道连接处的密封性更稳定，法兰连接的可靠性更好。进而使得整个输送管道的噪音更低，可靠性更好。

附图说明

图1是本实用新型一种实施方式的管道法兰吸振结构的立体示意图。

图2是本实用新型一种实施方式的管道组件的立体示意图。

图3是图2中I部的放大图。

图4是本实用新型一种实施方式的管道组件的立体示意图。

图5是图1所示的管道法兰吸振结构的主视图。

图6是本实用新型一种实施方式的管道法兰吸振结构的主视图，图中第一板体的厚度大于法兰的厚度。

图7是第一板体连接于法兰的第三表面上的一种实施方式的示意图。

图8是法兰连接于第一板体的安装槽内的一种实施方式的示意图。

图9是本实用新型一种实施方式的管道法兰吸振结构的立体示意图，图中具有两个垂直设置的主动吸振器。

图10是本实用新型一种实施方式的管道法兰吸振结构的立体示意图，图中具有三个两两垂直的主动吸振器。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

如图1至图10所示，对应于本实用新型一种较佳实施例的管道法兰吸振结构，其包括管道、连接件2以及主动吸振器3。

管道包括管体12以及与管体12相连的法兰1，管体12用于输送流体。法兰1通常设于管体12的端部，其用于与其他管体12上的法兰1相连，以使得两段管道能够相互连接。参考图1和图2，法兰1上设置有多个等间距设置的通孔13，通过第一螺栓14穿过两个法兰1上的通孔13并在螺栓14上拧上螺母15即可将两个管道相互连接。

需要指出的是，虽然本申请附图中示出的法兰1均呈圆环状，管体12均呈圆管状。但是，其形状不限于圆形，例如，还可以是方形等多边形形状，或者椭圆形等。

连接件2与法兰1固定连接，主动吸振器3与连接件2固定连接，连接件2能够在法兰1和主动吸振器3之间传递振动，以使得主动吸振器3能够通过自身的振动对法兰1处的振动进行消除。优选的，参考图3，主动吸振器3包括外法兰30，外法兰30和连接件2之间通过第二螺栓31连接。为了使得连接件2能够可靠的传递振动，连接件2优选采用硬质材料制成，例如不锈钢、铁、或者铝合金等。

作为一种优选的实施方式，主动吸振器3为电磁式主动吸振器，其具有设有永磁体的振子以及环绕于振子外周的线圈，线圈通电产生的磁场与振子之间产生磁力，进而驱动振子振动。通过控制通入线圈内的电压电流，能够使得主动吸振器产生与驱动法兰1振动的激励力同频率同幅值但相位相反的作用力以抵消激励力对法兰1的影响，从而消除或者减轻法兰1处的振动。

显然的，当法兰1处的振动被减轻或消除后，法兰1处的第一螺栓14就不容易因为振动而松脱，可以使得管道之间的连接更为可靠，不易因为螺栓松动而产生泄露。同时，整个管道的振动也得以减轻，能够降低噪音，提高管道运行的稳定性。

在一种优选的实施方式中，主动吸振器3的吸振方向被设置成与法兰1表面垂直(本实施例中，法兰1与管体12的轴线垂直，因此吸振方向与管体12的轴线平行)。主动吸振器3的吸振方向指的是主动吸振器3振子的振动方向。在另一种优选的实施方式中，主动吸振器3的吸振方向被设置成与法兰1表面平行。通过设置吸振方向与法兰1表面垂直或者平行的主动吸振器3，能够消除或减轻法兰1沿着某一方向上的振动，从而降低第一螺栓14和螺母15松动的风险。

由于在管道振动时，其振动方向是多样的，因此，为了进一步防止螺栓松动，可以设置多个主动吸振器3。例如，设置两个吸振方向相互垂直的主动吸振器3，或者设置三个吸振方向两两垂直的主动吸振器3。为了安装的方便起见，主动吸振器3的吸振方向均与法兰1表面平行或者垂直。在设有多个主动吸振器3的情况下，能够消除或减轻多个方向的振动，从而进一步提高吸振效果。

在一种优选的实施方式中，参考图4，连接件2包括与法兰1相连的第一板体20，第一板体20呈环状，其环绕设置于法兰1的外周面16设置。第一板体20可以是法兰1的一部分，两者一体成型(例如将法兰1的直径做大，以形成用于连接主动吸振器3的第一板体20)，也可以是与法兰1独立的零件，两者通过例如焊接等方式相连。在此实施方式中，可以在第一板体20上设置多个主动吸振器3，主动吸振器3优选是等间隔均匀分布的。由于法兰1上设有多个第一螺栓14，且法兰1在靠近主动吸振器3处的部分的减振效果要好于远离主动吸振器3处的部分的减振效果，因此，靠近主动吸振器3的第一螺栓14较之于远离主动吸振器3的第一螺栓14更不易松动。通过设置多个主动吸振器3，可以使得各螺栓与其最近的主动吸振器3之间的距离不至于差距过大，从而保证各螺栓均能够可靠的连接而不易松动。

在一种优选的实施方式中，参考图1至图3，连接件2包括与法兰1相连的第一板体20，且第一板体20不呈环状。参考图5至图8，第一板体20包括相对平行设置的第一表面200和第二表面201，其中第一表面200相较于第二表面201更为接近管体12。法兰1包括平行设置的第三表面10和第四表面11以及连接在第三表面10和第四表面11之间的外周面16，其中第三表面10相较于第四表面11更为接近管体12。第一表面200和第三表面10平行或重合，第二表面201和第四表面11平行或重合。主动吸振器3连接在第一表面200或者第二表面201上，其吸振方向与第一表面30和第二表面31垂直，显然的，其与法兰1的表面也垂直。

在第一种可行的结构中，如图5所示，第一板体20连接在外周面16上，其可以是与法兰1一体成型的也可以通过焊接等方式连接在外周面16上，该结构中，第一表面200和第三表面10重合，第二表面201和第四表面11重合，显然的，当法兰1的厚度与第一板体20的厚度不等时，第一表面200和第三表面10以及第二表面201和第四表面11这两组表面中，至少一组表面将会变为相平行，参考图6，图6示出的实施例中，第一表面200和第三表面10重合，第二表面201和第四表面11平行。

在第二种可行的结构中，如图7所示，第一板体20连接在法兰1的第三表面10上，两者之间可以通过例如螺栓连接、焊接等方式相连。此结构中，第一表面200和第三表面10平行，第二表面201和第四表面11平行。

可以理解的是，在其他可行的结构中，第一板体20还可以连接在第四表面11上，或者同时连接在第三表面10、第四表面11和外周面16三个面中的两个或三个面上。例如，参考图8，图8示出的实施例中，第一板体20一端设有安装槽203，安装槽203同时与法兰1的第四表面11和外周面16贴合连接。

在一种优选的实施方式中，参考图9，连接件2还包括与第一板体20垂直的第二板体21，第一板体20和第二板体21上均安装有主动吸振器3，两个主动吸振器3的吸振方向相垂直。优选的，安装于第一板体20上的主动吸振器3的吸振方向与法兰1相垂直。

在一种优选的实施方式中，参考图10，连接件2包括与第一板体20相垂直的第二板体21以及与第一板体20和第二板体21均垂直的第三板体22，第一板体20、第二板体21和第三板体22上均设有主动吸振器3，使得三个主动吸振器3的吸振方向两两垂直。优选的，安装于第一板体20上的主动吸振器3的吸振方向与法兰1相垂直。

可以理解的是，为了提高连接件2与管道连接的牢固性，还可将其设置成同时与法兰1和管体12相连，例如将图10中的第二板体21部分延伸至与管体12焊接。

主动吸振器3与控制器电连接，由控制器控制振动，进而输出用于吸振的作用力，例如，可通过控制器控制通入线圈的电压电流的大小、频率、方向等参数，控制主动吸振器3的输出力的幅值、频率、相位等参数。管道法兰吸振结构还包括用于检测振动的振动传感器，振动传感器与控制器电连接，能够将检测的振动信号传输给控制器，在控制器分析处理后，控制主动吸振器3产生相应的输出力，进而形成闭环控制。优选的，振动传感器连接于法兰1上，以使得主动吸振器3产生的作用力与驱动法兰1振动的激励力更为匹配，能够更为精准的减轻或者消除法兰1处的振动。由于管体12的振动与法兰1处的振动具有相关性，因此振动传感器也可以设置于管体12上。显然的，也可以在管体12和法兰1上均设置振动传感器。

除了在管道上设置实时检测振动的振动传感器外，还可以预先对管道不同工况的振动信号进行检测，分析得出不同工况对应的控制信号后存储在控制器内，从而可以取消振动传感器，由控制器根据不同的工况调取相应的控制信号控制主动吸振器3振动吸振。

参考图2，图2示出了一种管道组件，其包括上文所述的管道法兰吸振结构。具体的，管道组件包括至少连个相互连接的管道，分别为第一管道5和第二管道6，两个管道的法兰1通过第一螺栓14和螺母15相连。在相互连接的两个法兰1的至少一个法兰上设置有连接件2和主动吸振器3，以对法兰1及管道进行吸振，降低法兰1处的螺栓松动的风险和管道的振动噪音。

综上，本实用新型的管道法兰吸振结构在法兰上设置有固定连接的连接件和主动吸振器，通过主动吸振器能够对法兰及整个管道进行吸振，从而降低甚至消除法兰处的振动，使得法兰处的螺栓不易松动，管道连接处的密封性更稳定，法兰连接的可靠性更好。进而使得整个输送管道的噪音更低，可靠性更好。

上述仅为本实用新型的一个具体实施方式，其它基于本实用新型构思的前提下做出的任何改进都视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种管道法兰吸振结构，其特征在于，包括：

管道，包括法兰(1)以及与所述法兰(1)相连的管体(12)；

连接件(2)，与所述法兰(1)固定连接；以及，

主动吸振器(3)，与所述连接件(2)固定连接。

2.如权利要求1所述的管道法兰吸振结构，其特征在于，所述连接件(2)包括与所述法兰(1)相连的第一板体(20)，所述第一板体(20)包括相对设置的第一表面(200)和第二表面(201)，所述主动吸振器(3)连接于所述第一表面(200)或者所述第二表面(201)上，且其吸振方向与所在的表面垂直。

3.如权利要求2所述的管道法兰吸振结构，其特征在于，所述第一板体(20)与所述法兰(1)一体成型或者为与所述法兰(1)相连的独立的零件。

4.如权利要求2所述的管道法兰吸振结构，其特征在于，所述连接件(2)包括与所述第一板体(20)相垂直的第二板体(21)，所述第一板体(20)和所述第二板体(21)上均安装有所述主动吸振器(3)。

5.如权利要求2所述的管道法兰吸振结构，其特征在于，所述连接件(2)包括与所述第一板体(20)相垂直的第二板体(21)以及与所述第一板体(20)和所述第二板体(21)均垂直的第三板体(22)，所述第一板体(20)、第二板体(21)和所述第三板体(22)上均设有所述主动吸振器(3)。

6.如权利要求2所述的管道法兰吸振结构，其特征在于，所述第一板体(20)与所述法兰(1)的第三表面(10)和/或第二表面(11)和/或外周面(16)相连。

7.如权利要求1至6任一项所述的管道法兰吸振结构，其特征在于，所述主动吸振器(3)的吸振方向与所述法兰(1)垂直或者平行。

8.如权利要求1至6任一项所述的管道法兰吸振结构，其特征在于，所述主动吸振器(3)具有连接法兰(30)，所述连接法兰(30)与所述连接件(2)之间通过螺栓连接。

9.如权利要求1至6任一项所述的管道法兰吸振结构，其特征在于，其还包括连接于所述管体(12)和/或所述法兰(1)上的振动传感器以及与所述振动传感器和所述主动吸振器(3)均电连接的控制器，所述控制器根据所述振动传感器检测的信号控制所述主动吸振器(3)振动。

10.一种管道组件，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的管道法兰吸振结构。

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