ITBO20080120A1

ITBO20080120A1 - ACTIVE VIBRATION DAMPING SYSTEM IN A PIPE

Info

Publication number: ITBO20080120A1
Authority: IT
Inventors: Attilio Brighenti; Raffaele Parrozzani
Original assignee: T E Systems And Advanced Tec H
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2009-08-23

Description

D E S C R I Z IO N E DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale of the patent for industrial invention

SETTORE DELLA TECNICA TECHNIQUE SECTOR

La presente invenzione è relativa ad un sistema di smorzamento attivo delle vibrazioni in una tubazione. The present invention relates to an active vibration damping system in a pipeline.

La presente invenzione trova vantaggiosa applicazione alle tubazioni di impianti di convogllamento di fluidi, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere di generalità. The present invention finds advantageous application to the pipes of fluid conveying systems, to which the following discussion will make explicit reference without thereby losing generality.

ARTE ANTERIORE ANTERIOR ART

Nelle tubazioni di un impianto di convogllamento di un fluido, nel fluido stesso si possono generare fenomeni vibratori importanti provocati da pulsazioni di pressione dovute all'azione di macchine pompaggio o compressione oppure provocati da turbolenze vorticose che si instaurano nei passaggi attraverso ostruzioni, curve o ramificazioni delle tubazioni, anche cieche, in condizioni di risonanza acustica autoeccitata. I fenomeni vibratori vengono trasmessi dal fluido alle pareti delle tubazioni e possono propagarsi attraverso la struttura delle tubazioni stesse, cioè si verifica un'eccitazione meccanica diretta di una tubazione dovuta all'azione di altri elementi vibranti meccanicamente accoppiati alla tubazione stessa. Le vibrazioni che si generano nelle tubazioni degli impianti di convogliamento di fluidi possono provocare rotture meccaniche per fatica (con conseguenze potenzialmente pericolose per l'incolumità degli operati a causa di possibili fuoriuscite del fluido o a causa di possibili esplosioni) e possono generare un fastidioso disturbo acustico quando sono nel campo delle frequenze udibili. In the pipes of a fluid conveying system, important vibratory phenomena can be generated in the fluid itself, caused by pressure pulsations due to the action of pumping or compression machines or caused by swirling turbulences that are established in the passages through obstructions, curves or branches of the pipes, even blind, in conditions of self-excited acoustic resonance. The vibratory phenomena are transmitted by the fluid to the walls of the pipes and can propagate through the structure of the pipes themselves, i.e. a direct mechanical excitation of a pipe occurs due to the action of other vibrating elements mechanically coupled to the pipe itself. The vibrations that are generated in the pipes of the fluid conveying systems can cause mechanical breakage due to fatigue (with potentially dangerous consequences for the safety of the workers due to possible leaks of the fluid or due to possible explosions) and can generate an annoying acoustic disturbance when they are in the range of audible frequencies.

E' importante osservare che i suddetti fenomeni vibratori, quando siano generati da turbolenze vorticose, possono aver luogo anche in impianti privi di macchine operatrici ed in cui il fluido si muove per caduta di pressione tra due bacini o recipienti a pressione diversa, con regolazione o meno del flusso attraverso valvole. It is important to note that the aforementioned vibratory phenomena, when generated by swirling turbulence, can also take place in systems without operating machines and in which the fluid moves due to a pressure drop between two basins or vessels at different pressure, with regulation or less than flow through valves.

Per limitare le vibrazioni nelle tubazioni degli impianti di convogllamento di fluidi è generalmente necessario eseguire delle modifiche strutturali all'impianto; molto spesso la soluzione adottata è di alimentare il numero di vincoli strutturali delle tubazioni e/o di inserire lungo il percorso delle tubazioni recipienti smorzatori di opportuno volume calibrato. In questo caso è necessario determinare con precisione il numero, la posizione e le caratteristiche dei nuovi vincoli e/o dei recipienti smorzatori al fine di realizzare un efficace sistema di smorzamento passivo delle vibrazioni. To limit the vibrations in the pipes of the fluid conveying systems, it is generally necessary to carry out structural modifications to the system; very often the solution adopted is to feed the number of structural constraints of the pipes and / or to insert dampers of suitable calibrated volume along the path of the pipes. In this case it is necessary to accurately determine the number, position and characteristics of the new restraints and / or of the damping vessels in order to create an effective passive vibration damping system.

Gli interventi strutturali sopra descritti sono ovviamente permanenti e consentono quasi sempre di risolvere in modo efficace il problema delle vibrazioni nelle tubazioni. Tuttavia, tali interventi strutturali presentano alcuni inconvenienti dovuti al costo relativamente elevato (in particolare a causa della elevata caratterizzazione dell'intervento alle specificità dell'impianto) ed alla potenziale difficoltà nel posizionare i nuovi dispositivi nei punti desiderati (mancanza di spazio, presenza di altre tubazioni) . Inoltre, tali interventi strutturali presentano tempi di progettazione e realizzazione elevati (alcune settimane o addirittura alcuni mesi) che comportano la non immediata risoluzione del problema; in alcuni casi, può essere necessario fermare l'impianto fino alla effettiva messa in opera degli interventi strutturali con un evidente danno economico per il mancato funzionamento dell'impianto stesso o, ancora peggio, l'impianto potrebbe continuare a venire utilizzato con elevato rischio di incidenti. The structural interventions described above are obviously permanent and almost always allow the problem of vibrations in the pipes to be effectively solved. However, these structural interventions have some drawbacks due to the relatively high cost (in particular due to the high characterization of the intervention to the specificities of the system) and to the potential difficulty in positioning the new devices in the desired points (lack of space, presence of other pipes). Furthermore, these structural interventions have long design and construction times (some weeks or even some months) which involve the non-immediate resolution of the problem; in some cases, it may be necessary to stop the system until the actual implementation of structural interventions with obvious economic damage due to the failure of the system itself or, even worse, the system could continue to be used with a high risk of accidents.

DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION

Scopo della presente invenzione è di fornire un sistema di smorzamento attivo delle vibrazioni in una tubazione, il quale sistema di smorzamento sia privo degli inconvenienti sopra descritti, e sia nel contempo di facile ed economica realizzazione. The object of the present invention is to provide an active damping system for vibrations in a pipeline, which damping system is free from the drawbacks described above, and is at the same time easy and economical to produce.

Secondo la presente invenzione viene fornito un sistema di smorzamento attivo delle vibrazioni in una tubazione secondo quanto rivendicato dalle rivendicazioni allegate. According to the present invention, an active vibration damping system is provided in a pipeline as claimed in the attached claims.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:

la figura 1 è una vista schematica di un impianto di pompaggio o compressione provvisto di un sistema di smorzamento realizzato secondo la presente invenzione,· Figure 1 is a schematic view of a pumping or compression plant provided with a damping system made according to the present invention,

la figura 2 è una vista frontale ed in scala ingrandita di uno smorzatore inerziale del sistema di smorzamento della figura 1; e la figura 3 è una vista in sezione trasversale secondo la linea III-III dello smorzatore inerziale della figura 1. Figure 2 is a front view and on an enlarged scale of an inertial damper of the damping system of Figure 1; and Figure 3 is a cross-sectional view along the line III-III of the inertial damper of Figure 1.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL'INVENZIONE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un impianto di convogliamento di un fluido, il quale comprende almeno una pompa o compressore 2, la quale pompa o comprime un fluido 3 (liquido, gassoso o multifase) che viene alimentato in pressione attraverso una tubazione 4 . Secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, 1' impianto 1 di convogli cimento è privo di pompe o compressori e preleva il fluido in pressione da un altro sistema a pressione più alta (ad esempio un giacimento petrolifero, un giacimento di gas, oppure un bacino idraulico) attraverso una o più valvole di prelievo. In figure 1, the number 1 indicates as a whole a system for conveying a fluid, which comprises at least one pump or compressor 2, which pumps or compresses a fluid 3 (liquid, gaseous or multiphase) which is fed in pressure through a pipeline 4. According to a different embodiment not shown, the conveying plant 1 has no pumps or compressors and takes the pressurized fluid from another system at higher pressure (for example an oil field, a gas field, or a hydraulic basin) through one or more sampling valves.

Alla tubazione 4 è accoppiato un sistema 5 di smorzamento attivo delle vibrazioni nella tubazione 4 stessa. Il sistema 5 di smorzamento comprende almeno un sensore 6, il quale viene meccanicamente accoppiato (ad esempio incollato o fissato mediante una fascetta anulare) alla tubazione 4 ed è atto a generare un segnale SI elettrico che è funzione delle vibrazioni della tubazione 4; preferibilmente, il sensore 6 è un accelerometro di tipo piezoelettrico, cioè utilizza un materiale piezoelettrico per convertire le accelerazioni presenti nella tubazione 4 nel segnale SI elettrico . Coupled to the pipe 4 is a system 5 for active damping of the vibrations in the pipe 4 itself. The damping system 5 comprises at least one sensor 6, which is mechanically coupled (for example glued or fixed by means of an annular clamp) to the pipe 4 and is able to generate an electrical signal SI which is a function of the vibrations of the pipe 4; preferably, the sensor 6 is an accelerometer of the piezoelectric type, ie it uses a piezoelectric material to convert the accelerations present in the pipeline 4 into the electrical signal SI.

Il sistema 5 di smorzamento comprende inoltre uno smorzatore 7 inerziale a massa attiva, il quale viene meccanicamente accoppiato alla tubazione 4 e supporta tre attuatori 8 elettromeccanici (illustrati nella figura 3),- secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, è previsto un diverso numero (ad esempio due, quattro o cinque) dì attuatori 8 elettromeccanici simmetricamente montati sullo smorzatore 7 inerziale a massa attiva. The damping system 5 also comprises an inertial damper 7 with active mass, which is mechanically coupled to the pipe 4 and supports three electromechanical actuators 8 (illustrated in figure 3), - according to a different embodiment not illustrated, a different number (for example two, four or five) of electromechanical actuators 8 symmetrically mounted on the inertial damper 7 with active mass.

Ciascun attuatore 8 elettromeccanico viene meccanicamente accoppiato alla tubazione 4 mediante lo smorzatore 7 inerziale ed è atto a venire pilotato mediante un segnale S2 elettrico per applicare alla tubazione 4 una sollecitazione meccanica; preferibilmente, ciascun attuatore 8 elettromeccanico è di tipo piezoelettrico, cioè utilizza un materiale piezoelettrico per convertire il segnale S2 elettrico in sollecitazioni meccaniche che vengono applicate alla tubazione 4. In particolare, ciascun attuatore 8 elettromeccanico è in grado di applicare sulla tubazione 4 una spinta radiale (cioè diretta perpendicolarmente ad un asse centrale di simmetria della tubazione 4) di intensità variabile e dipendente dal segnale S2 elettrico . Each electromechanical actuator 8 is mechanically coupled to the pipe 4 by means of the inertial damper 7 and is able to be piloted by means of an electrical signal S2 to apply a mechanical stress to the pipe 4; preferably, each electromechanical actuator 8 is of the piezoelectric type, that is, it uses a piezoelectric material to convert the electrical signal S2 into mechanical stresses which are applied to the pipeline 4. In particular, each electromechanical actuator 8 is capable of applying a radial thrust to the pipeline 4 (ie directed perpendicularly to a central axis of symmetry of the pipe 4) of variable intensity and dependent on the electrical signal S2.

Infine, il sistema 5 di smorzamento comprende una unità 9 di controllo elettronica, la quale è collegata al sensore 6 ed agli attuatori 8 elettromeccanici e genera il segnale S2 elettrico di pilotaggio degli attuatori 8 elettromeccanici in funzione del segnale SI elettrico generato dal sensore 6 per smorzare le vibrazioni della tubazione 4. In altre parole, l'unità 9 di controllo elettronica comanda i tre attuatori 8 elettromeccanici generando il segnale S2 elettrico sulla base del segnale SI elettrico generato in tempo reale dal sensore 6; in particolare, sulla base del segnale SI elettrico (accelerazione o velocità) generato in tempo reale dal sensore 6, l'unità 9 di controllo genera il segnale S2 elettrico per comandare gli attuatori 8 elettromeccanici in modo da smorzare (contrastare) il fenomeno vibratorio della tubazione 4 eccitando un opportuno moto oscillatorio dello smorzatore 7 inerziale. Tipicamente, il segnale S2 elettrico di pilotaggio degli attuatori 8 elettromeccanici presenta un modulo proporzionale al modulo del segnale SI elettrico generato dal sensore 6 (cioè tanto maggiore è l'intensità della vibrazione della tubazione 4, tanto maggiore deve essere l'azione di contrasto operata dagli attuatori 8 elettromeccanici) e presenta una fase che è generalmente in opposizione alla fase del segnale SI elettrico generato dal sensore 6. in questo modo, le vibrazioni della tubazione 4 vengono sostanzialmente annullate dalle vibrazioni generate dagli attuatori 8 elettromeccanici . Finally, the damping system 5 comprises an electronic control unit 9, which is connected to the sensor 6 and to the electromechanical actuators 8 and generates the electrical signal S2 for driving the electromechanical actuators 8 as a function of the electrical signal SI generated by the sensor 6 for dampen the vibrations of the pipe 4. In other words, the electronic control unit 9 controls the three electromechanical actuators 8 by generating the electrical signal S2 on the basis of the electrical signal SI generated in real time by the sensor 6; in particular, on the basis of the electrical signal SI (acceleration or speed) generated in real time by the sensor 6, the control unit 9 generates the electrical signal S2 to control the electromechanical actuators 8 so as to dampen (counter) the vibratory phenomenon of the pipe 4 by exciting an appropriate oscillatory motion of the inertial damper 7. Typically, the electrical driving signal S2 of the electromechanical actuators 8 has a module proportional to the module of the electrical signal SI generated by the sensor 6 (i.e. the greater the intensity of the vibration of the pipeline 4, the greater must be the contrast action performed by electromechanical actuators 8) and has a phase which is generally in opposition to the phase of the electrical signal S1 generated by the sensor 6. in this way, the vibrations of the pipeline 4 are substantially canceled out by the vibrations generated by the electromechanical actuators 8.

E' importante osservare che l'unità 9 di controllo elettronica genera per ciascun attuatore 8 elettromeccanico un rispettivo segnale S2 elettrico dedicato che può essere uguale o diverso rispetto agli altri segnali S2 elettrici. It is important to note that the electronic control unit 9 generates for each electromechanical actuator 8 a respective dedicated electrical signal S2 which can be the same or different with respect to the other electrical signals S2.

Secondo quanto illustrato nelle figure 2 e 3, lo smorzatore 7 inerziale comprende un collare 10 anulare, il quale viene calzato attorno alla tubazione 4 e costituisce una massa vibrante sospesa sulla tubazione 4. Preferibilmente, il collare 10 anulare è composto da due segmenti 11 angolari, i quali sono tra loro divisibili e vengono tra loro uniti per costituire il collare 10; in particolare, i due segmenti 11 angolari vengono mantenuti tra loro uniti e serrati mediante due viti 12 di serraggio. Grazie alla sua conformazione, il collare 10 anulare può venire facilmente e rapidamente calzato attorno alla tubazione 4 anche quando lo spazio libero attorno alla tubazione 4 è limitato. As illustrated in Figures 2 and 3, the inertial damper 7 comprises an annular collar 10, which is fitted around the pipe 4 and constitutes a vibrating mass suspended on the pipe 4. Preferably, the annular collar 10 is composed of two angular segments 11 , which are divisible with each other and are joined together to form the collar 10; in particular, the two angular segments 11 are held together and tightened by two tightening screws 12. Thanks to its shape, the annular collar 10 can be easily and quickly fitted around the pipe 4 even when the free space around the pipe 4 is limited.

I tre attuatori 8 elettromeccanici sono disposti simmetricamente a 120° uno dall'altro attorno al collare 10 che viene sospeso sulla tubazione 4 mediante gli attuatori 8 elettromeccanici stessi. Secondo una variante non illustrata che prevede la presenza di quattro attuatori 8 elettromeccanici, gli attuatori 8 elettromeccanici stessi sono preferibilmente disposti simmetricamente a 90° uno dall'altro, cioè sono disposti secondo assi di spinta a 90° uno dall'altro per essere a due a due in contrapposizione reciproca. In particolare, ciascun attuatore 8 elettromeccanico presenta una porzione 13 interna che viene disposta a contatto di una parete 14 esterna della tubazione 4 ed una porzione 15 esterna che viene resa solidale al collare 10 in modo tale che gli attuatori 8 elettromeccanici costituiscano il collegamento meccanico tra il collare 10 e la tubazione 4 e mantengano il collare 10 distanziato dalla tubazione 4. Preferibilmente, la superficie di contatto della porzione 13 interna presenta una forma cilindrica che riproduce in negativo la forma della parete 14 esterna della tubazione 4, in modo da distribuire la pressione di contatto quanto più uniformemente possibile. Per applicazioni su tubazioni che convogliano o possano occasionalmente convogliare fluidi ad alta o bassa temperatura, tale porzione 13 è preferibilmente rivestita di materiale adatto a trasmettere carichi anche in presenza di elevati gradienti termici, ad esempio materiale ceramico o composito. The three electromechanical actuators 8 are symmetrically arranged at 120 ° from each other around the collar 10 which is suspended on the pipe 4 by the electromechanical actuators 8 themselves. According to a variant not illustrated which provides for the presence of four electromechanical actuators 8, the electromechanical actuators 8 themselves are preferably arranged symmetrically at 90 ° from each other, i.e. they are arranged according to thrust axes at 90 ° from each other to be two two in opposition to each other. In particular, each electromechanical actuator 8 has an internal portion 13 which is arranged in contact with an external wall 14 of the pipe 4 and an external portion 15 which is made integral with the collar 10 so that the electromechanical actuators 8 constitute the mechanical connection between the collar 10 and the pipe 4 and keep the collar 10 at a distance from the pipe 4. Preferably, the contact surface of the internal portion 13 has a cylindrical shape which reproduces in negative the shape of the external wall 14 of the pipe 4, so as to distribute the contact pressure as evenly as possible. For applications on pipes which convey or may occasionally convey fluids at high or low temperatures, this portion 13 is preferably coated with a material suitable for transmitting loads even in the presence of high thermal gradients, for example ceramic or composite material.

Per ciascun attuatore 8 elettromeccanico il collare 10 presenta un foro 16 passante, attraverso il quale viene disposto l'attuatore 8 elettromeccanico stesso ,-preferibilmente, ciascun foro 16 è rivestito da un corpo 17 tubolare cavo all'interno del quale viene disposto 1'attuatore 8 elettromeccanico. In corrispondenza di ciascun foro 16 passante il collare 10 comprende un tegolo o flangia 18 di chiusura, il quale è fissato ad una estremità esterna del corpo 17 tubolare e preme sulla porzione 15 esterna dell 'attuatore 8 elettromeccanico per mantenere 1'attuatore 8 elettromeccanico stesso a contatto della tubazione 4. In particolare, per premere sulla porzione 15 esterna dell 'attuatore 8 elettromeccanico ciascun tegolo 18 di chiusura presenta centralmente un foro 19 filettato che viene impegnato da una vite 20 di regolazione, la quale preme sulla porzione 15 esterna dell'attuatore 8 elettromeccanico per mantenere a contatto della tubazione 4 1'attuatore 8 elettromeccanico stesso. Le viti 20 di regolazione permettono, nell'insieme, di registrazione la posizione radiale degli attuatori 8 elettromeccanici e di applicare un precarico radiale predeterminato sugli attuatori 8 elettromeccanici, in particolare per evitare che in uso la pressione di contatto tra gli attuatori 8 elettromeccanici e la tubazione 4 possa annullarsi anche temporaneamente. For each electromechanical actuator 8 the collar 10 has a through hole 16, through which the electromechanical actuator 8 itself is arranged, preferably each hole 16 is covered by a hollow tubular body 17 inside which the actuator is arranged 8 electromechanical. In correspondence with each through hole 16, the collar 10 comprises a closing plate or flange 18, which is fixed to an external end of the tubular body 17 and presses on the external portion 15 of the electromechanical actuator 8 to maintain the electromechanical actuator 8 itself in contact with the pipe 4. In particular, in order to press on the external portion 15 of the electromechanical actuator 8, each closing plate 18 has a central threaded hole 19 which is engaged by an adjustment screw 20, which presses on the external portion 15 of the electromechanical actuator 8 for keeping the electromechanical actuator 8 in contact with the pipe 4. The adjustment screws 20 allow, as a whole, to adjust the radial position of the electromechanical actuators 8 and to apply a predetermined radial preload on the electromechanical actuators 8, in particular to prevent the contact pressure between the electromechanical actuators 8 and the pipeline 4 can cancel itself even temporarily.

Secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, ciascun foro 16 passante è filettato ed una superficie laterale esterna di ciascun attuatore 8 elettromeccanico è filettata,- in questo modo, ciascun attuatore 8 elettromeccanico viene avvitato all'interno del foro 16 passante. Regolando l'avvitatura di ciascun attuatore 8 elettromeccanico all'interno del foro 16 passante è possibile sia registrare la posizione radiale dell'attuatore 8 elettromeccanico stesso, sia applicare un precarico radiale predeterminato sull'attuatore 8 elettromeccanico. According to a different embodiment not shown, each through hole 16 is threaded and an external lateral surface of each electromechanical actuator 8 is threaded, - in this way, each electromechanical actuator 8 is screwed inside the through hole 16. By adjusting the screwing of each electromechanical actuator 8 inside the through hole 16 it is possible both to adjust the radial position of the electromechanical actuator 8 itself, and to apply a predetermined radial preload on the electromechanical actuator 8.

In caso di necessità, al collare 10 possono venire aggiunte delle ulteriori masse che vengono fissate (tipicamente avvitate) sulla superficie esterna del collare 10; tale operazione di zavorra del collare 10 può essere necessaria per accordare la massa complessiva dello smorzatore 7 inerziale alle caratteristiche delle vibrazioni della tubazione 4. If necessary, further masses can be added to the collar 10 which are fixed (typically screwed) on the external surface of the collar 10; this ballast operation of the collar 10 may be necessary to match the overall mass of the inertial damper 7 to the characteristics of the vibrations of the pipe 4.

E' importante osservare che ciascun attuatore 8 elettromeccanico può essere composto da un corpo monolitico o può essere composto da una parte attiva accoppiata (fissata o semplicemente appoggiata) ad almeno un elemento di supporto coassiale alla parte attiva stessa. It is important to note that each electromechanical actuator 8 can be composed of a monolithic body or can be composed of an active part coupled (fixed or simply resting) to at least one support element coaxial to the active part itself.

Nella forma di attuazione illustrata nelle figure allegate, i sensori 6 e lo smorzatore 7 inerziale sono tra loro fisicamente separati; secondo una diversa forma di attuazione non illustrata, i sensori 6 possono venire supportati direttamente dallo smorzatore 7 inerziale . In the embodiment illustrated in the attached figures, the sensors 6 and the inertial damper 7 are physically separated from each other; according to a different embodiment not shown, the sensors 6 can be supported directly by the inertial damper 7.

Il sistema 5 di smorzamento sopra descritto presenta numerosi vantaggi, in quanto è di semplice ed economica realizzazione, può venire messo in opera molto rapidamente (anche in poche ore) senza richiedere alcuna modifica strutturale alla tubazione 4, e risulta molto efficace nell'eliminare le vibrazioni nella tubazione 4. E' importante osservare che lo smorzatore 7 inerziale è in grado di adattarsi a qualsiasi diametro della tubazione 4 semplicemente sostituendo il collare 10 (che è molto economico essendo un elemento metallico di forma relativamente semplice); infatti, è molto veloce spostare gli attuatori 8 elettromeccanici da un collare 10 avente una certa misura ad un altro collare 10 avente una altra misura, in quanto gli attuatori 8 elettromeccanici sono semplicemente appoggiati all'interno dei corpi 17 tubolari. Inoltre, grazie alla possibilità di registrare la posizione radiale degli attuatori 8 elettromeccanici, il collare 10 è perfettamente in grado di compensare piccole variazioni dimensionali della tubazione 4 dovute a tolleranze costruttive e/o deformazioni legate alla messa in opera della tubazione 4. The damping system 5 described above has numerous advantages, as it is simple and inexpensive to manufacture, can be put into operation very quickly (even in a few hours) without requiring any structural modification to the pipe 4, and is very effective in eliminating the vibrations in the pipeline 4. It is important to note that the inertial damper 7 is able to adapt to any diameter of the pipeline 4 simply by replacing the collar 10 (which is very economical being a metal element with a relatively simple shape); in fact, it is very fast to move the electromechanical actuators 8 from a collar 10 having a certain size to another collar 10 having another size, since the electromechanical actuators 8 are simply resting inside the tubular bodies 17. Moreover, thanks to the possibility of adjusting the radial position of the electromechanical actuators 8, the collar 10 is perfectly capable of compensating for small dimensional variations of the pipe 4 due to construction tolerances and / or deformations related to the installation of the pipe 4.

Grazie al fatto che il sistema 5 di smorzamento sopra descritto è estremamente flessibile e di rapidissima messa in opera, può venire utilizzato per risolvere efficacemente ed in tempi brevissimi il problema delle vibrazioni nella tubazione 14 dell'impianto 1 di convogllamento di fluido nell'attesa che vengano sviluppati e messi in opera interventi strutturali o impiantistici definitivi nell'impianto 1 di convogllamento di fluido. Infatti, la progettazione e la messa in opera di tali interventi strutturali o impiantistici richiede normalmente un tempo abbastanza lungo (alcune settimane o addirittura alcuni mesi); il sistema 5 di smorzamento sopra descritto rappresenta una soluzione tampone ottimale fino a quando gli interventi strutturali o impiantistici non vengono messi in opera, in quanto presenta una elevata flessibilità e dei tempi di montaggio e smontaggio molto contenuti. Thanks to the fact that the damping system 5 described above is extremely flexible and very quick to set up, it can be used to solve effectively and in a very short time the problem of vibrations in the pipe 14 of the fluid conveying system 1 while waiting for definitive structural or plant engineering interventions are developed and implemented in the fluid conveying plant 1. In fact, the design and implementation of such structural or plant engineering interventions normally requires a fairly long time (a few weeks or even a few months); the damping system 5 described above represents an optimal buffer solution as long as the structural or plant engineering interventions are not implemented, since it has a high flexibility and very short assembly and disassembly times.

Inoltre il sistema 5 di smorzamento sopra descritto può anche venire progettato e montato permanentemente ad un impianto 1 di convogllamento di fluido presentante condizioni operative variabili che comportino cambiamenti notevoli delle frequenze più critiche di pulsazione di pressione e, conseguentemente, delle vibrazioni meccaniche delle tubazioni 4. Infatti, grazie all'azione di retroazione dell'unità 9 di controllo elettronica il sistema 5 di smorzamento può adattarsi automaticamente al diverso insieme di frequenze di vibrazione senza dover modificare la configurazione meccanica dello smorzatore 7 inerziale. In definitiva il sistema 5 di smorzamento può essere una soluzione anche permanente, purché progettato con componenti elettromeccanici o elettronici di adeguata affidabilità. Furthermore, the damping system 5 described above can also be designed and permanently mounted to a fluid conveying system 1 having variable operating conditions which entail significant changes in the most critical frequencies of pressure pulsation and, consequently, in the mechanical vibrations of the pipes 4. In fact, thanks to the feedback action of the electronic control unit 9, the damping system 5 can automatically adapt to the different set of vibration frequencies without having to modify the mechanical configuration of the inertial damper 7. Ultimately, the damping system 5 can also be a permanent solution, provided it is designed with electromechanical or electronic components of adequate reliability.

Alla base della flessibilità del sistema 5 di smorzamento sopra descritto vi è il concetto di controllo attivo delle vibrazioni associato ad un sistema di connessione mobile (il collare 10). Il sistema 5 di smorzamento sopra descritto da un lato permette di operare in una banda di frequenze molto più ampia rispetto ad un classico sistema di smorzamento passivo, dall'altro lato è in grado di adattarsi in maniera autonoma a diverse condizioni operative; in questo modo, il sistema 5 di smorzamento sopra descritto è genericamente applicabile a casistiche differenti operando un tuning limitato. The flexibility of the damping system 5 described above is based on the concept of active vibration control associated with a mobile connection system (the collar 10). The damping system 5 described above on the one hand allows to operate in a much wider frequency band than a classic passive damping system, on the other hand it is able to adapt autonomously to different operating conditions; in this way, the damping system 5 described above is generically applicable to different cases by operating a limited tuning.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1) Active vibration damping system (5) in a pipe (4) of a fluid conveying system (1); the damping system (5) comprises: at least one sensor (6), which is mechanically coupled to the pipe (4) and is able to generate a first electrical signal (SI) which is a function of the vibrations of the pipe (4), - at least one electromechanical actuator (8), the which is mechanically coupled to the pipe (4) and is able to be piloted by means of a second electrical signal (S2) to apply a mechanical stress to the pipe (4), - at least one inertial damper (7), which is mechanically coupled to the pipe (4) and supports the electromechanical actuator (8); and an electronic control unit (9), which is connected to the sensor (6) and to the electromechanical actuator (8) and generates the second electrical driving signal (S2) of the electromechanical actuator (8) as a function of the first signal ( YES) electric generated by the sensor (6) to dampen the vibrations of the pipe (4).

2) Damping system (5) according to claim 1, wherein the sensor (6) is of the piezoelectric type.

3) Damping system (5) according to claim 1 or 2, wherein the electromechanical actuator (8) is of the piezoelectric type.

4) Damping system (5) according to claim 1, 2 or 3, wherein the inertial damper (7) comprises a vibrating mass suspended on the pipe (4).

5) Damping system (5) according to one of claims 1 to 4, wherein the inertial damper (7) comprises an annular collar (10), which is fitted around the pipe (4).

6) Damping system (5) according to claim 5, wherein the annular collar (10) is composed of two angular segments (11), which are divisible together and are joined together to form the collar (10).

7) Damping system (5) according to claim 6, in which the two angular segments (11) are held together by means of a number of clamping screws (12).

8) Damping system (5) according to claim 5, 6 or 7, in which a plurality of electromechanical actuators (8) are provided symmetrically arranged around the collar (10) which is suspended on the pipe (4) by means of the actuators (8 ) electromechanical themselves.

9) Damping system (5) according to claim 8, wherein three electromechanical actuators (8) arranged symmetrically at 120 ° from each other are provided.

10) Damping system (5) according to claim 8, in which four electromechanical actuators (8) are provided symmetrically arranged at 90 ° from each other.

11) Damping system (5) according to claim 8, 9 or 10, in which each electromechanical actuator (8) has an internal portion (13) which is arranged in contact with an external wall (14) of the pipe (4) and an external portion (15) which is made integral with the collar (10) so that the electromechanical actuators (8) form the mechanical connection between the collar (10) and the pipe (4) and keep the collar (10) at a distance from the pipe (4).

12) Damping system (5) according to claim 11, wherein for each electromechanical actuator (8) the collar (10) has a through hole (16) through which the electromechanical actuator (8) itself is arranged.

13) Damping system (5) according to claim 12, in which each through hole (16) is covered by a hollow tubular body (17) inside which the electromechanical actuator (8) is arranged.

14) Damping system (5) according to claim 12 or 13, wherein at each hole (16) passing through the collar (10) comprises a closing plate (18), which presses on the outer portion (15) of the 'electromechanical actuator (8) to keep the electromechanical actuator (8) in contact with the pipe (4).

15) Damping system (5) according to claim 14, in which each closing plate (18) has a central threaded hole (19) which is engaged by an adjustment screw (20), which presses on the portion (15) of the electromechanical actuator (8) to keep the electromechanical actuator (8) in contact with the pipe (4).

16) Damping system (5) according to claim 15, in which the adjustment screw (20) allows the adjustment of the radial position of the electromechanical actuator (8) itself.

17) Damping system (5) according to claim 15 or 16, wherein each adjusting screw (20) is used to apply a predetermined radial preload on the electromechanical actuator (8).

18) Damping system (5) according to one of claims 8 to 17, in which each electromechanical actuator (8) is adapted to apply on the pipe (4) a radial thrust of variable intensity and dependent on the second electrical signal (S2).

19) Damping system (5) according to one of claims 818, wherein the electronic control unit (9) drives each electromechanical actuator (8) with a respective second dedicated electrical signal (S2) which can be the same or different than to the other second electrical signals (S2).

20) Fluid conveying system (1), which includes: at least one pipe (4), through which a pressurized fluid (3) is fed, and a damping system (5), which is coupled to the pipe (4) for active damping of vibrations in the pipe (4); the fluid conveying system (1) is characterized in that the damping system (5) is made according to one of claims 1 to 20.