新型管路振動控制裝置的製作方法

2023-10-18 01:41:29

本實用新型涉及減振抗振技術領域，具體為一種新型管路振動控制裝置。

背景技術：

石油、化工、電站等行業的生產裝置中管路系統網密布，由於高溫、高壓管路內介質周期性和間歇性氣流脈動、水擊等會引起管路振動，從而造成諸多危害。劇烈的管路振動會給人們帶來恐懼感和不安全感，致使生產裝置有時不能正常運轉，甚至會引起控制儀表、氣閥工況變壞和失靈。振動也會引起機組疲勞破壞，降低整個設備使用壽命。強烈的管路振動也會使其結構附件產生疲勞破壞，引起洩露甚至更為嚴重的安全事故。因此，針對工業管路系統進行振動控制研究顯得尤為重要。現有技術中針對管路的減振抗振裝置種類繁多，但減振效果好的裝置大多不容易拆裝，且規格統一，使用方式固定。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本實用新型提供了一種新型的新型管路振動控制裝置，安裝拆卸方便，且可適用於一定範圍不同管徑的管路。

本實用新型公開的技術方案為：

一種新型管路振動控制裝置，其特徵在於：設有減振機構、安裝支架和管卡構件；

所述減振機構包括設置在管道左右兩側的第一減振模塊和設置在管道底部的第二減振模塊，兩個第一減振模塊和所述第二減振模塊構成三角結構，三個減振模塊分別通過管卡構件與管道連接，所述管卡構件包括與管道表面形狀貼合的弧形部；

所述第一減振模塊以可拆卸的方式安裝在所述安裝支架上，所述安裝支架安裝在導軌上，安裝支架在導軌上移動可使第一減振模塊靠近或遠離管路，且所述導軌配有鎖止安裝支架的限位器；

所述第一減振模塊設有採用磁體材料製成的前後兩塊磁性面板，兩磁性面板之間同極相對，且兩磁性面板的內側面均設有氣墊，兩氣墊之間的封閉間隙設有不完全填充所述間隙的粘性介質。

在上述方案的基礎上，進一步改進或優選的方案還包括：

所述安裝支架為導磁材料，第一減振模塊通過其一磁性面板吸附在所述安裝支架上，且安裝支架的內側面設有卡槽，所述第一減振模塊同時嵌在所述卡槽中，兩磁性面板與管道軸線保持平行。

所述第二減振模塊亦設有兩塊同極相對的磁性面板，其兩磁性面板之間通過減振元器件連接，所述減振元器件包括復位彈簧，第二減振模塊的兩塊磁性面板亦與管道軸線保持平行。

所述減振元器件包括液壓阻尼器，所述第二減振模塊的兩個磁性面板之間的封閉空間還設有不完全充滿空間的液壓油,所述液壓阻尼器包括安裝在第二減振模塊上磁性面板上的套筒和安裝在第二減振模塊下磁性面板上的油缸，所述套筒開口朝下，油缸開口朝上，所述油缸中安裝有活塞杆，所述活塞杆伸出油缸的頂端通過碟形彈簧與上磁性面板連接，所述碟形彈簧位於所述套筒中，活塞杆可插入所述套筒中，所述油缸的兩側設有與油缸外部空間連通的通孔，所述活塞杆的頂部和伸出油缸部分的側面也設有與活塞杆活塞下方的油缸容腔連通的通孔，用於輔助溢出油缸內過多的液壓油。

所述減振元器件包括漸變式抗衝擊減振器，所述漸變式抗衝擊減振器包括上下兩個鏡像對稱的立體交叉式減振構件和中部連接兩減振構件的球形彈簧，所述立體交叉式減振構件包括第一組件和第二組件，所述第一組件由若干等腰三角形框架以中線重合的方式交叉構成，所述第二組件由若干四邊形框架以對角線重合的方式交叉構成，所述三角形框架的底邊與磁性面板連接，三角形框架的頂角與四邊形框架位於所述對角線上的一頂角通過軸杆連接，四邊形框架對角線上的另一頂角與球形彈簧連接，所述三角形框架的中線、四邊形框架的對角線與所述軸杆的中軸線在同一直線上。

所述球形彈簧左右兩側設有固定的限位杆，所述限位杆通過卡爪與球形彈簧連接，以限制球形彈簧在水平方向上的位置。

所述限位器在其與安裝支架接觸的部位設有減振材料層，用於吸收振能，防止管道振動傳遞至外部。

所述弧形部通過垂直於第一減振模塊磁性面板的連接件與第一減振模塊連接，弧形部優選採用泡沫矽橡膠材料，連接件為聚氨酯塑料。

所述第一減振模塊內的兩個氣墊的相對面為鏡像對稱的凸弧形面。

本實用新型控制裝置還設有外圍框架，所述外圍框架在管道頂部和管道底部左右兩側分別設有安裝軌道的基座，其中，頂部基座橫截面呈倒三角型，底部左側基座設有與頂部基座左側面平行的斜面，底部右側基座設有與頂部基座右側面平行的斜面，左側安裝支架的上下兩端分別與固定在頂部基座左側面、底部左側基座斜面上的軌道連接，右側安裝支架的上下兩端分別與固定在頂部基座右側面、底部右側基座斜面上的軌道連接。

有益效果：

本實用新型控制裝置能夠吸收振動能量，有效抑制管路受到衝擊後產生振動變形的情況，降低管路與約束裝置之間的應力幅值，避免管路連接處損壞。本實用新型控制裝置設計合理，結構新穎，其減振模塊易於拆裝更換，安裝位置可調，且能適應不同大小的管徑和複雜的管路系統，使用方式靈活。

附圖說明

圖1為本實用新型裝置的橫剖面的結構示意圖；

圖2為第一減振模塊的結構示意圖；

圖3為第二減振模塊的結構示意圖；

圖4為液壓阻尼器的結構示意圖；

圖5為 漸變式抗衝擊減振器的結構示意圖；

圖6為漸變式抗衝擊減振器的立體結構示意圖。

上圖中，1、外圍框架，2、導軌，3、頂部基座，4、限位器，5、安裝支架，6、連接件，7、第一減振模塊，8、第二減振模塊，9、磁性面板，10、氣墊，11、弧形部，12、粘性介質，13、液壓阻尼器，14、液壓油，15、碟形彈簧，16、復位彈簧，17、微型通孔，18、中型通孔，19、大通孔，20、漸變式抗衝擊減振器。

具體實施方式

為了進一步闡明本實用新型的的技術方案及工作原理，下面結合附圖與具體實施例對本實用新型做進一步的闡述。

一種新型管路振動控制裝置，包括外圍框架1、減振機構、安裝支架5和管卡構件等部分組成。

本實施例中，以船舶管路為例，如圖1、圖2所示，管道鋪設在船體基板上方，所述外圍框架1呈「ㄇ」型，固定在所述船體基板上。管道、減振機構、安裝支架5和管卡構件等部分均設置在外圍框架1中。

所述外圍框架1在管道頂部和管道底部左右兩側分別設有安裝軌道的基座，如圖1所示，其中頂部基座3橫截面呈等腰倒三角型，底部左側基座設有與頂部基座3左側面平行的斜面，底部右側基座設有與頂部基座3右側面平行的斜面，頂部基座3左、右側面積底板基座的斜面上對應安裝有軌道，左側安裝支架的上下兩端分別通過滑輪與固定在頂部基座3左側面、底部左側基座斜面上的軌道連接，右側安裝支架的上下兩端分別通過滑輪與固定在頂部基座3右側面、底部右側基座斜面上的軌道連接。所述軌道在管路徑向面上延伸，在安裝支架5沿軌道（所述斜面或側面傾斜方向）移動過程中，第一減振模塊7靠近或遠離管路，所述軌道上配有定位安裝支架5的限位器4，所述限位器4在其與安裝支架5接觸的部位設有減振材料層，用於吸收管路傳遞的振動，防止振動傳遞給船體，所述減振材料層優選採用橡膠材料。

所述減振機構包括設置在管道左右兩側的第一減振模塊7和設置在管道底部的第二減振模塊8，兩個第一減振模塊7和所述第二減振模塊8構成如圖1所示的三角結構，三個減振模塊分別通過管卡構件與管道連接。所述管卡構件包括與管道表面形狀貼合的弧形部11、連接弧形部11與減振模塊的連接件6，所述連接件6優選採用聚氨酯塑料，所述弧形部11為泡沫矽橡膠材料。

所述第一減振模塊7的殼體設有採用磁體材料製成的前後兩塊磁性面板9，兩磁性面板9之間同極相對，運動同極相斥力形成阻尼力達到航衝擊的作用，且兩磁性面板9的內側面均設有氣墊10，兩個氣墊10的相對面為鏡像對稱的凸弧形面，二者之間形成沙漏型的封閉間隙，所述間隙的下部空間填充有粘性介質12，如油液等。當管路振動傳遞到第一減振模塊7上時，兩片氣墊10被擠壓之後，所述間隙被壓縮，粘性介質從間隙下部向上部流動，從而吸收剩餘能量。

安裝支架5的內側面設有卡槽，所述第一減振模塊7以可拆卸的方式嵌在所述卡槽中，以方便所述減振模塊的替換維修。所述安裝支架5採用導磁的金屬材料製成，第一減振模塊7同時通過後側的磁性面板吸附在所述安裝支架5上，以加強和穩定第一減振模塊7與安裝支架的連接，且兩磁性面板9與管道軸線保持平行。

所述第二減振模塊8安裝在船體基板上，其殼體亦設有兩塊同極相對的磁性面板，同樣的，可在所述船體基板上設置嵌入所述減振模塊的凹槽，第二減振模塊可通過下部的磁性面板吸附船體基板上。所述第二減振模塊8兩磁性面板之間通過垂直於磁性面板的若干復位彈簧16、液壓阻尼器13和漸變式抗衝擊減振器20連接，如圖3所示。

所述第二減振模塊8的兩塊磁性面板亦與管道軸線保持平行，如圖3、圖4所示，其兩個磁性面板之間的封閉空間設有不完全充滿所述空間的液壓油14，所述液壓阻尼器13包括安裝在第二減振模塊8上磁性面板上的套筒和安裝在第二減振模塊8下磁性面板上的油缸，所述套筒開口朝下，油缸開口朝上，所述油缸中安裝有活塞杆13，活塞杆底部安裝有活塞，頂部伸出油缸，所述活塞杆13伸出油缸的頂端通過碟形彈簧15與上磁性面板連接，所述碟形彈簧15設置在所述套筒中，所述油缸的兩側設有與油缸外部空間連通的大通孔19，可容液壓油14通過，所述活塞杆13的頂部設有與油缸活塞下方容腔連通的微型通孔17，活塞杆13伸出油缸部分的側面也設有與活塞下方的油缸容腔連通的中型通孔18。

所述漸變式抗衝擊減振器20設有垂直於第二減振模塊上下磁性面板的封閉式殼體，所述殼體內安裝有上下兩個鏡像對稱的立體交叉式減振構件和中部連接兩減振構件的球形彈簧20-4，所述立體交叉式減振構件包括第一組件20-1和第二組件20-2，如圖5、圖6所示，所述第一組20-1件由兩個等腰三角形框架以中線重合、頂點重合的方式交叉構成，所述第二組件20-2由兩個相同的菱形框架以其一對角線重合的方式交叉構成，所述三角形框架的底邊與磁性面板連接，三角形框架的頂角與菱形框架位於所述對角線上的一頂角通過軸杆連接，（通過軸杆將三角形框架和菱形框架串起來），菱形框架對角線上的另一頂角與球形彈簧連接，所述三角形框架的中線、菱形框架的對角線與所述軸杆的中軸線在同一直線上。所述第一組件20-1、第二組件20-2均採用泡沫鋁板材料製成。

所述球形彈簧20-4左右兩側設有固定的限位杆20-3，所述限位杆20-3的外端固定在所述殼體上，內端通過卡爪與球形彈簧20-4連接，用於約束球形彈簧20-4在水平方向上的移動。

當管路振動傳到第二減振模塊8上時，碟形彈簧15和立體交叉式減振構件首先發揮減振作用，液壓阻尼器13和漸變式抗衝擊減振器20為主要減振吸能部件，所述復位彈簧16及兩磁性面板的斥力幫助第二減振模塊8恢復到初始狀態，液壓阻尼器13的活塞杆在碟形彈簧15帶動下回復初始位置。

本實用新型控制裝置安裝時，可根據管路直徑的大小選擇合適的管卡構件，調節兩安裝支架5在軌道上的位置，以適應所述管路的直徑，之後通過限位器4鎖止定位安裝支架5。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書、說明書及其等效物界定。