一種抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器的製造方法

2023-05-26 15:24:21

一種抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器，由兩個L型垂直管段、兩個以上的U型水平管段、直線型水平管段和節流孔板通過接頭連接而成,各個管段首尾依次串聯連接，所述節流孔板設置在各管段連接處，L型垂直管段設置在阻尼器兩端，U型水平管段用於改變阻尼器內液體運動方向，從而在保證阻尼器總長度一定的條件下極大減少了水平佔地長度，直線型水平管段用於連接各個U型水平管段和L型垂直管段，從而進一步微調阻尼器的水平佔地長度；所述阻尼器的水平佔地長度小於阻尼器水平段總長度。該阻尼器的水平段包含了多個蛇形彎曲，使原本很長水平方向上佔地長度縮短，而且仍然具有良好的運動抑制效果。
【專利說明】一種抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器。
【背景技術】
[0002]高層建築、海洋平臺等高聳式建築結構在外載荷的作用下會產生較明顯的整體運動。通過加強結構強度、增大結構尺度來抑制整體運動勢必會大幅增加成本，因此添加減振設備無疑是更好的抑制此類建築運動的方式。其中被動控制減振裝置在大型工程結構振動抑制上的應用比較多，它往往通過耗能和吸能的方式達到減振目的。為了減少風載荷產生的振動，基於被動控制的減振裝置已經在高層建築中得到了較多應用；而在作業環境更加複雜的海洋浮式平臺上，目前來看運動抑制裝置還鮮有應用。海洋浮式平臺處於離岸較遠的深水區域，作業環境複雜。其整體運動，特別是水平運動振幅較大，這對於提高鑽採作業效率、平臺安全性和疲勞壽命都會帶來不利影響。由於浮式平臺基本特性和有關參數與陸上高層建築差別較大，因此無法採用現有的用於陸上結構的減振裝置。為此，迫切需要一種適用於海洋浮式平臺整體運動抑制的減振裝置。
[0003]考慮到浮式平臺可以承受的有效載荷極其有限而且平臺上的空間也非常侷促，減振裝置只有和平臺上現有的設備緊密結合在一起才能得在實際工況中發揮作用。調諧液柱阻尼器（下面簡稱TIXD)是一種可以有效抑制大型結構整體運動的被動式減振設備。TIXD的主體是一個U型水槽，能夠對結構水平方向的整體運動起到良好的抑制作用。因此，浮式平臺上現有的裝置如儲油設備、儲淡水設備，甚至浮式水箱理論上都可以製造成調諧液柱阻尼器的形式進而起到抑制平臺運動的效果。此外，TLCD還具有製作成本低廉，安裝和維護非常方便等優點。
[0004]調諧液柱阻尼器的工作原理為：當主結構振動時，主結構的部分能量會傳遞給液柱，引起液柱的晃蕩運動從而改善主結構的動力狀態。液柱晃蕩得越劇烈就能從主結構上吸收到越多的能量，減振效果就會更好。TLCD水平段的中間可以安置一個或多個節流孔板。當水槽中的液體發生晃蕩運動時，節流孔板改變了 TLCD水平段中流過液體的流量繼而產生阻尼。TIXD中的阻尼不僅會在液柱運動時對主結構產生一定的吸能效果而且對TIXD的減振頻段範圍有較大的影響。TLCD的自振周期可以利用液柱總長度和重力加速度求得
【權利要求】
1.一種抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器，其特徵在於：由兩個L型垂直管段、兩個以上的U型水平管段、直線型水平管段和節流孔板通過接頭連接而成，各個管段首尾依次串聯連接，所述節流孔板設置在各管段連接處，L型垂直管段設置在阻尼器兩端，U型水平管段用於改變阻尼器內液體運動方向，從而在保證阻尼器總長度一定的條件下極大減少了水平佔地長度，直線型水平管段用於連接各個U型水平管段和L型垂直管段，從而進一步微調阻尼器的水平佔地長度；所述阻尼器的水平佔地長度小於阻尼器水平段總長度。
2.根據權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器，其特徵在於：所述直線型水平管段和節流孔板的數量為零個以上。
3.根據權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器，其特徵在於：所述抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器中倒入的液體為水、油或油水混合液等。
4.根據權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器，其特徵在於：所述蛇形調諧液柱阻尼器的管段總長度大於管段中液柱的總長度，蛇形調諧液柱阻尼器的管段總長度與液柱總長度之差最好超過任一垂直段長度的80%。
5.根據權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器，其特徵在於：所述各型管段的轉彎處為直角式彎頭或彎曲式彎頭。
6.根據權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器，其特徵在於：所述L型垂直管段、U型水平管段、直線型水平管段和節流孔板橫截面開孔的形狀為矩形、方形或圓形。
7.根據權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器，其特徵在於：所述U型水平管段包括對稱式U型水平管段和非對稱式U型水平管段。
8.根據權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器，其特徵在於：所述L型垂直管段的豎直管段為變截面豎直管段或等截面豎直管段。
9.根據權利要求1所述的抑制浮式平臺整體運動的蛇形調諧液柱阻尼器，其特徵在於：所述各型管段和節流孔板由有機玻璃、鐵板或其他合適的金屬/非金屬材料製作而成。
【文檔編號】F16F15/023GK104033533SQ201410217141
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月22日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】曾曉輝, 餘楊, 張良, 劉青泉, 周濟福 申請人:中國科學院力學研究所