磁流变管道减振系统及减振方法与流程

本发明涉及管道减振领域，特别提供了一种磁流变管道减振系统及减振方法。

背景技术：

管道振动是一种常见的现象，严重的振动会使管道结构、管路附件产生疲劳损坏，特别是管道的连接部位的松动和破裂，轻则引起泄露，重则会引起爆炸、燃烧，造成严重损害，甚而引起次生灾害，因此隔振对管道来说意义重大。

现有的管道减振方法主要是利用隔振器件与被动式液压系统等被动阻尼元件或者装置来消耗振动能量，达到振动抑制效果，但是，这种被动的减振方法有很大的局限性，只能被动响应，减振效果不好。

因此，研制一种管道的半主动减振方法，以实现对即将传递过来的振动量的采集，并根据采集的数据预先做出抗振响应，提高减振效果，成为人们亟待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于提供一种半主动式磁流变管道减振系统及减振方法，以解决现有技术中的被动减振方法减振效果差、不能根据即将传递过来的振动量预先做出抗振响应的问题。

本发明一方面提供了一种磁流变管道减振系统，包括：振动传感器、减振机构和控制器，其中，振动传感器设置于管道的需要减振位置的前端且沿管道的周向均匀固定设置，减振机构包括固定套设在管道的需要减振位置外周的轴套和沿管道的周向分布式固定连接于轴套与管道之间的磁流变减振器，所述控制器分别与振动传感器和磁流变减振器连接，用于实时接收各个振动传感器检测到的振动量，并根据所述振动量调节相应位置的磁流变减振器的控制电流，进而调节磁流变减振器内磁流变液的阻尼力，以保证当振动传感器检测到的振动量大于预设的振动幅值临界值时，振动传感器的振动量越大，与该位置对应位置的磁流变减振器内磁流变液的阻尼力越大。

优选，所述磁流变减振器包括缸体、活塞杆、导磁铁芯和线圈，其中，缸体内设置磁流变液，活塞杆与缸体配合连接，导磁铁芯固定于位于缸体内的活塞杆上，线圈绕于导磁铁芯的外周。

进一步优选，所述磁流变减振器的活塞杆与管道外周刚性连接，所述磁流变减振器的缸体与轴套通过固定螺栓连接。

进一步优选，所述磁流变减振器内还固定设置有储能器，所述储能器设置于活塞杆压缩方向的前端。

进一步优选，所述轴套由两个半圆形轴套通过螺栓固定。

进一步优选，所述振动传感器和磁流变减振器一一对应设置，其中，磁流变减振器的控制电流和与其对应位置的振动传感器检测到的振动量成正比。

本发明还提供了一种采用上述磁流变管道减振系统的减振方法，包括如下步骤：

s1：利用所述多个振动传感器实时检测其所在位置的振动量；

s2：分别将所述多个振动传感器检测到的振动量与预设的振动幅值临界值进行比较，若任一振动传感器检测到的振动量大于预设的振动幅值临界值，则根据所述振动量调节相应位置的磁流变减振器的控制电流，进而调节磁流变减振器内磁流变液的阻尼力，且保证振动传感器的振动量越大，与该位置对应位置的磁流变减振器内磁流变液的阻尼力越大。

本发明提供的磁流变管道减振系统及减振方法，通过在管道的需要减振位置的前端沿管道的周向均匀固定设置多个振动传感器，可以实时检测各振动传感器所在位置的振动量，上述振动量大致等于即将传递至管道需要减振位置相应方向上的振动量，所以，可以根据检测到的振动量预测出管道需要减振位置各方向的振动量，之后，按照在振动传感器检测到的振动量大于预设的振动幅值临界值的情况下，振动传感器的振动量越大，与该位置对应位置的磁流变减振器内磁流变液的阻尼力越大的规则，通过控制器调整相应磁流变减振器的控制电流，改变磁流变减振器内磁流变液的粘度，进而改变其阻尼力，最终可实现按需减振(若检测到的振动量大于预设的振动幅值临界值，则做出减振响应，否则，不做响应)和按量减振(管道某方向的振动量越大，该方向上的磁流变减振器内磁流变液的阻尼力越大)的目的。

本发明提供的磁流变管道减振系统及减振方法，有益效果如下：与增加管道支架的减振方式相比，不对管道增加额外的应力，可在减振区振动之前主动做出抗振响应，减振系统的参数可以根据检测到的振动量实时调节，最终实现按需减振和按量减振。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明提供的磁流变管道减振系统的结构框图；

图2为本发明提供的磁流变管道减振系统的控制框图；

图3为减振机构的剖视图；

图4为磁流变减振器的剖视图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。

如图1至图3所示，本发明一方面提供了一种磁流变管道减振系统，包括：振动传感器1、减振机构2和控制器3，其中，振动传感器1设置于管道4需要减振位置的前端且沿管道4周向均匀固定设置，减振机构2包括固定套设在管道4需要减振位置外周的轴套21和沿管道的周向分布式固定连接于轴套21与管道4之间的磁流变减振器22，轴套固定之后不可动，所述控制器3分别与振动传感器1和磁流变减振器22连接，用于实时接收各个振动传感器1检测到的振动量，并根据所述振动量按预设的规则调节相应位置的磁流变减振器22的控制电流，进而调节磁流变减振器22内磁流变液的阻尼力，以保证当振动传感器1检测到的振动量大于预设的振动幅值临界值时，振动传感器1的振动量越大，与该位置对应位置的磁流变减振器22内磁流变液的阻尼力越大，其中，振动传感器和磁流变减振器的个数根据设计需要设置。

该磁流变管道减振系统，通过在管道的需要减振位置的前端沿管道的周向均匀固定设置多个振动传感器，可以实时检测各振动传感器所在位置的振动量，上述振动量大致等于即将传递至管道需要减振位置相应方向上的振动量，所以，可以根据检测到的振动量预测出管道需要减振位置各方向的振动量，之后，按照在振动传感器检测到的振动量大于预设的振动幅值临界值的情况下，振动传感器的振动量越大，与该位置对应位置的磁流变减振器内磁流变液的阻尼力越大的规则，通过控制器调整相应磁流变减振器的控制电流，可改变磁流变减振器内磁流变液的粘度，进而改变其阻尼力，最终实现按需减振(若检测到的振动量大于预设的振动幅值临界值，则做出减振响应，否则，不做响应)和按量减振(管道某方向的振动量越大，该方向上的磁流变减振器内磁流变液的阻尼力越大)的目的，当无振动或振动量小于预设的振动幅值临界值时，相应磁流变减振器的控制电流为零，铁芯不产生磁场，磁流变液处于牛顿流体状态。

其中，如图4示，所述磁流变减振器22包括缸体221、活塞杆222、导磁铁芯223和线圈224，其中，缸体221内设置磁流变液225，活塞杆222与缸体221配合连接，导磁铁芯223固定于位于缸体221内的活塞杆222上，线圈224绕于导磁铁芯223的外周，通过调整线圈的电流，即可调整导磁铁芯产生磁场的强度，进而可调整磁流变液的粘度，最终可调整活塞杆运动的阻力，当不为线圈通电的情况下，磁流变液呈现牛顿流体特性，管道无振动时，活塞杆不运动，与线圈连接的导线设置于活塞杆中部的线孔226内。

作为技术方案的改进，如图3、图4示，所述磁流变减振器22的活塞杆222与管道4外周刚性连接，所述磁流变减振器22的缸体221与轴套21通过固定螺栓227连接。

作为技术方案的改进，如图4示，所述磁流变减振器22内还固定设置有储能器228，所述储能器228设置于活塞杆222压缩方向的前端，用于储存磁流变液对其产生压力。

作为技术方案的改进，如图1所示，所述轴套21由两个半圆形轴套通过螺栓可在不改变管道结构的情况下轻松套在需要减振的管道外侧。

作为技术方案的改进，所述振动传感器1和磁流变减振器22一一对应设置，其中，磁流变减振器22的控制电流和与其对应位置的振动传感器1检测到的振动量成正比，所述对应设置指的是位于管道的同一侧。

本发明还提供了一种采用上述磁流变管道减振系统的减振方法，包括如下步骤：

s1：利用所述多个振动传感器实时检测其所在位置的振动量；

s2：分别将所述多个振动传感器检测到的振动量与预设的振动幅值临界值进行比较，若任一振动传感器检测到的振动量大于预设的振动幅值临界值，则根据所述振动量调节相应位置的磁流变减振器的控制电流，进而调节磁流变减振器内磁流变液的阻尼力，且保证振动传感器的振动量越大，与该位置对应位置的磁流变减振器内磁流变液的阻尼力越大。

本发明的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。

上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。