模块化管路振动控制装置的制作方法

本发明涉及减振抗振技术领域，具体为一种模块化管路振动控制装置。

背景技术：

石油、化工、电站等行业的生产装置中管路系统网密布，由于高温、高压管路内介质周期性和间歇性气流脉动、水击等会引起管路振动，从而造成诸多危害。剧烈的管路振动会给人们带来恐惧感和不安全感，致使生产装置有时不能正常运转，甚至会引起控制仪表、气阀工况变坏和失灵。振动也会引起机组疲劳破坏，降低整个设备使用寿命。强烈的管路振动也会使其结构附件产生疲劳破坏，引起泄露甚至更为严重的安全事故。因此，针对工业管路系统进行振动控制研究显得尤为重要。现有技术中针对管路的减振抗振装置种类繁多，但减振效果好的装置大多不容易拆装，且规格统一，使用方式固定。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型的模块化管路振动控制装置，安装拆卸方便，且可适用于一定范围不同管径的管路。

本发明公开的技术方案为：

一种模块化管路振动控制装置，其特征在于：设有减振机构、安装支架和管卡构件；

所述减振机构包括设置在管道左右两侧的第一减振模块和设置在管道底部的第二减振模块，两个第一减振模块和所述第二减振模块构成三角结构，三个减振模块分别通过管卡构件与管道连接，所述管卡构件包括与管道表面形状贴合的弧形部；

所述第一减振模块以可拆卸的方式安装在所述安装支架上，所述安装支架安装在导轨上，安装支架在导轨上移动可使第一减振模块靠近或远离管路，且所述导轨配有锁止安装支架的限位器；

所述第一减振模块设有采用磁体材料制成的前后两块磁性面板，两磁性面板之间同极相对，且两磁性面板的内侧面均设有气垫，两气垫之间的封闭间隙设有不完全填充所述间隙的粘性介质。

在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：

所述安装支架为导磁材料，第一减振模块通过其一磁性面板吸附在所述安装支架上，且安装支架的内侧面设有卡槽，所述第一减振模块同时嵌在所述卡槽中，两磁性面板与管道轴线保持平行。

所述第二减振模块亦设有两块同极相对的磁性面板，其两磁性面板之间通过减振元器件连接，所述减振元器件包括复位弹簧，第二减振模块的两块磁性面板亦与管道轴线保持平行。

所述减振元器件包括液压阻尼器，所述第二减振模块的两个磁性面板之间的封闭空间还设有不完全充满空间的液压油,所述液压阻尼器包括安装在第二减振模块上磁性面板上的套筒和安装在第二减振模块下磁性面板上的油缸，所述套筒开口朝下，油缸开口朝上，所述油缸中安装有活塞杆，所述活塞杆伸出油缸的顶端通过碟形弹簧与上磁性面板连接，所述碟形弹簧位于所述套筒中，活塞杆可插入所述套筒中，所述油缸的两侧设有与油缸外部空间连通的通孔，所述活塞杆的顶部和伸出油缸部分的侧面也设有与活塞杆活塞下方的油缸容腔连通的通孔，用于辅助溢出油缸内过多的液压油。

所述减振元器件包括渐变式抗冲击减振器，所述渐变式抗冲击减振器包括上下两个镜像对称的立体交叉式减振构件和中部连接两减振构件的球形弹簧，所述立体交叉式减振构件包括第一组件和第二组件，所述第一组件由若干等腰三角形框架以中线重合的方式交叉构成，所述第二组件由若干四边形框架以对角线重合的方式交叉构成，所述三角形框架的底边与磁性面板连接，三角形框架的顶角与四边形框架位于所述对角线上的一顶角通过轴杆连接，四边形框架对角线上的另一顶角与球形弹簧连接，所述三角形框架的中线、四边形框架的对角线与所述轴杆的中轴线在同一直线上。

所述球形弹簧左右两侧设有固定的限位杆，所述限位杆通过卡爪与球形弹簧连接，以限制球形弹簧在水平方向上的位置。

所述限位器在其与安装支架接触的部位设有减振材料层，用于吸收振能，防止管道振动传递至外部。

所述弧形部通过垂直于第一减振模块磁性面板的连接件与第一减振模块连接，弧形部优选采用泡沫硅橡胶材料，连接件为聚氨酯塑料。

所述第一减振模块内的两个气垫的相对面为镜像对称的凸弧形面。

本发明控制装置还设有外围框架，所述外围框架在管道顶部和管道底部左右两侧分别设有安装轨道的基座，其中，顶部基座横截面呈倒三角型，底部左侧基座设有与顶部基座左侧面平行的斜面，底部右侧基座设有与顶部基座右侧面平行的斜面，左侧安装支架的上下两端分别与固定在顶部基座左侧面、底部左侧基座斜面上的轨道连接，右侧安装支架的上下两端分别与固定在顶部基座右侧面、底部右侧基座斜面上的轨道连接。

有益效果：

本发明控制装置能够吸收振动能量，有效抑制管路受到冲击后产生振动变形的情况，降低管路与约束装置之间的应力幅值，避免管路连接处损坏。本发明控制装置设计合理，结构新颖，其减振模块易于拆装更换，安装位置可调，且能适应不同大小的管径和复杂的管路系统，使用方式灵活。

附图说明

图1为本发明装置的横剖面的结构示意图；

图2为第一减振模块的结构示意图；

图3为第二减振模块的结构示意图；

图4为液压阻尼器的结构示意图；

图5为 渐变式抗冲击减振器的结构示意图；

图6为渐变式抗冲击减振器的立体结构示意图。

上图中，1、外围框架，2、导轨，3、顶部基座，4、限位器，5、安装支架，6、连接件，7、第一减振模块，8、第二减振模块，9、磁性面板，10、气垫，11、弧形部，12、粘性介质，13、液压阻尼器，14、液压油，15、碟形弹簧，16、复位弹簧，17、微型通孔，18、中型通孔，19、大通孔，20、渐变式抗冲击减振器。

具体实施方式

为了进一步阐明本发明的的技术方案及工作原理，下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的阐述。

一种模块化管路振动控制装置，包括外围框架1、减振机构、安装支架5和管卡构件等部分组成。

本实施例中，以船舶管路为例，如图1、图2所示，管道铺设在船体基板上方，所述外围框架1呈“ㄇ”型，固定在所述船体基板上。管道、减振机构、安装支架5和管卡构件等部分均设置在外围框架1中。

所述外围框架1在管道顶部和管道底部左右两侧分别设有安装轨道的基座，如图1所示，其中顶部基座3横截面呈等腰倒三角型，底部左侧基座设有与顶部基座3左侧面平行的斜面，底部右侧基座设有与顶部基座3右侧面平行的斜面，顶部基座3左、右侧面积底板基座的斜面上对应安装有轨道，左侧安装支架的上下两端分别通过滑轮与固定在顶部基座3左侧面、底部左侧基座斜面上的轨道连接，右侧安装支架的上下两端分别通过滑轮与固定在顶部基座3右侧面、底部右侧基座斜面上的轨道连接。所述轨道在管路径向面上延伸，在安装支架5沿轨道（所述斜面或侧面倾斜方向）移动过程中，第一减振模块7靠近或远离管路，所述轨道上配有定位安装支架5的限位器4，所述限位器4在其与安装支架5接触的部位设有减振材料层，用于吸收管路传递的振动，防止振动传递给船体，所述减振材料层优选采用橡胶材料。

所述减振机构包括设置在管道左右两侧的第一减振模块7和设置在管道底部的第二减振模块8，两个第一减振模块7和所述第二减振模块8构成如图1所示的三角结构，三个减振模块分别通过管卡构件与管道连接。所述管卡构件包括与管道表面形状贴合的弧形部11、连接弧形部11与减振模块的连接件6，所述连接件6优选采用聚氨酯塑料，所述弧形部11为泡沫硅橡胶材料。

所述第一减振模块7的壳体设有采用磁体材料制成的前后两块磁性面板9，两磁性面板9之间同极相对，运动同极相斥力形成阻尼力达到航冲击的作用，且两磁性面板9的内侧面均设有气垫10，两个气垫10的相对面为镜像对称的凸弧形面，二者之间形成沙漏型的封闭间隙，所述间隙的下部空间填充有粘性介质12，如油液等。当管路振动传递到第一减振模块7上时，两片气垫10被挤压之后，所述间隙被压缩，粘性介质从间隙下部向上部流动，从而吸收剩余能量。

安装支架5的内侧面设有卡槽，所述第一减振模块7以可拆卸的方式嵌在所述卡槽中，以方便所述减振模块的替换维修。所述安装支架5采用导磁的金属材料制成，第一减振模块7同时通过后侧的磁性面板吸附在所述安装支架5上，以加强和稳定第一减振模块7与安装支架的连接，且两磁性面板9与管道轴线保持平行。

所述第二减振模块8安装在船体基板上，其壳体亦设有两块同极相对的磁性面板，同样的，可在所述船体基板上设置嵌入所述减振模块的凹槽，第二减振模块可通过下部的磁性面板吸附船体基板上。所述第二减振模块8两磁性面板之间通过垂直于磁性面板的若干复位弹簧16、液压阻尼器13和渐变式抗冲击减振器20连接，如图3所示。

所述第二减振模块8的两块磁性面板亦与管道轴线保持平行，如图3、图4所示，其两个磁性面板之间的封闭空间设有不完全充满所述空间的液压油14，所述液压阻尼器13包括安装在第二减振模块8上磁性面板上的套筒和安装在第二减振模块8下磁性面板上的油缸，所述套筒开口朝下，油缸开口朝上，所述油缸中安装有活塞杆13，活塞杆底部安装有活塞，顶部伸出油缸，所述活塞杆13伸出油缸的顶端通过碟形弹簧15与上磁性面板连接，所述碟形弹簧15设置在所述套筒中，所述油缸的两侧设有与油缸外部空间连通的大通孔19，可容液压油14通过，所述活塞杆13的顶部设有与油缸活塞下方容腔连通的微型通孔17，活塞杆13伸出油缸部分的侧面也设有与活塞下方的油缸容腔连通的中型通孔18。

所述渐变式抗冲击减振器20设有垂直于第二减振模块上下磁性面板的封闭式壳体，所述壳体内安装有上下两个镜像对称的立体交叉式减振构件和中部连接两减振构件的球形弹簧20-4，所述立体交叉式减振构件包括第一组件20-1和第二组件20-2，如图5、图6所示，所述第一组20-1件由两个等腰三角形框架以中线重合、顶点重合的方式交叉构成，所述第二组件20-2由两个相同的菱形框架以其一对角线重合的方式交叉构成，所述三角形框架的底边与磁性面板连接，三角形框架的顶角与菱形框架位于所述对角线上的一顶角通过轴杆连接，（通过轴杆将三角形框架和菱形框架串起来），菱形框架对角线上的另一顶角与球形弹簧连接，所述三角形框架的中线、菱形框架的对角线与所述轴杆的中轴线在同一直线上。所述第一组件20-1、第二组件20-2均采用泡沫铝板材料制成。

所述球形弹簧20-4左右两侧设有固定的限位杆20-3，所述限位杆20-3的外端固定在所述壳体上，内端通过卡爪与球形弹簧20-4连接，用于约束球形弹簧20-4在水平方向上的移动。

当管路振动传到第二减振模块8上时，碟形弹簧15和立体交叉式减振构件首先发挥减振作用，液压阻尼器13和渐变式抗冲击减振器20为主要减振吸能部件，所述复位弹簧16及两磁性面板的斥力帮助第二减振模块8恢复到初始状态，液压阻尼器13的活塞杆在碟形弹簧15带动下回复初始位置。

本发明控制装置安装时，可根据管路直径的大小选择合适的管卡构件，调节两安装支架5在轨道上的位置，以适应所述管路的直径，之后通过限位器4锁止定位安装支架5。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。