一种管道减振装置及其配置方法与流程

本发明属于管道防振技术领域，特别涉及一种管道减振装置及其配置方法。

背景技术：

同步调相机、汽轮机、发电机、泵等大型转动设备在工作状态下会产生振动，这些振动会传递至与其相连的管道上。虽然在设计时会考虑转动设备的振动以及流体的不稳定流动对管道产生的影响，但是在某些情况下还是会出现振动超标，这种情况下如若系统性地改变管道的空间结构或承载支吊架，则需要停机进行管道改造施工。管道改造工程量大，施工工期长，停机期间对系统设备养护要求高，代价高昂。

技术实现要素：

本发明提出一种结构简单、安装方便的管道减振装置，同时，本发明还提出了该管道减振装置的配置方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种管道减振装置，包括若干底板，多个底板首尾依次通过铰链铰接构成一根长链，所述长链绕在管道上，位于所述长链两端的底板上各通过铰链铰接有一l形连接板，两l形连接板相对的端面分别开孔，并通过螺栓连接，将所述长链与管道相固定；每一底板外端面上均可拆卸地固定有一用于吸收振动且频率可调的吸振子。

进一步地，所述吸振子包括包括箱体、法兰盘、顶板、第一弹簧、第二弹簧、螺杆和钢球；

所述箱体为上下贯通的圆筒形结构，同轴固定在所述法兰盘上端面；所述第二弹簧、所述钢球和所述第一弹簧自上而下依次焊接相连，所述法兰盘上端面中间位置一体设置有与所述第一弹簧内径相匹配的圆柱凸起，所述第一弹簧底部插接在所述圆柱凸起上；所述顶板同轴固定在所述箱体顶部，所述第二弹簧设置有与所述螺杆相匹配的内螺纹，所述螺杆自上而下穿过所述顶板并旋入所述第二弹簧中，所述螺杆上端通过锁紧螺母固定；所述法兰盘位于所述箱体外侧位置沿着周向均匀开设有若干安装孔，所述底板上对应开螺孔，所述吸振子通过螺钉固定在所述底板上。

进一步地，所述箱体内侧面开设一圈凹槽，所述凹槽内设置阻尼套筒；所述钢球上下两部分分别沿周向均匀固定连接若干连杆，连杆上下一一对应；每一连杆均与水平面呈设定角度，且每一连杆末端均固定连接有一与所述阻尼套筒摩擦接触的阻尼球。

进一步地，所述设定角度为45°。

一种管道减振装置的配置方法，包括如下步骤：

步骤s1、确定管道振动超标位置，使用加速度传感器确定管道的振动，得到管道振动的振幅和频率参数；

步骤s2、根据管道的频率参数确定管道减振装置整体的频率，当管道的振动频率等于管道减振装置的固有频率的时候，达到减振效果，步骤s1测得的管道振动频率即为所有吸振子组成的管道减振装置的总频率；

步骤s3、根据管道的周长和管道减振装置的总频率选取吸振子的型号和个数，保证管道减振装置可连成管道的一整周，同时保证管道减振装置的总频率与管道振动频率之差不得超过5％；

步骤s4、将通过上述步骤s1至s3确定的管道减振装置安装在管道上，并检测安装管道减振装置后的管道振幅是否满足设定要求，如不满足，则重复上述步骤s1至s4。

进一步地，步骤s1中，测量振幅和频率时，进行多次测量，以控制测量误差。

进一步地，步骤s4中，所述设定要求为：安装管道减振装置后的管道振幅不得超过步骤s1中测量管道振幅的20％。

本发明的有益效果在于：

本发明的管道减振装置结构简单，吸振子与底板间，以及两l形连接板间均为活动连接，安装方便。吸振子频率可调，从而可抑制同步调相机连接管道的振动，保证管道的长期稳定使用。

本发明的管道减振装置还可推广应用于抑制不同型号管道的各种频率的振动。

附图说明

图1为本发明的管道减振装置的结构示意图；

图2为吸振子与底板间的连接结构示意图；

图3为吸振子的结构示意图；

图4为管道减振装置的配置方法流程框图；

附图标记：1-管道，2-底板，3-铰链，4-吸振子，401-箱体，402-法兰盘，4021-安装孔，4022-圆柱凸起，403-顶板，404-第一弹簧，405-第二弹簧，406-螺杆，407-钢球，408-连杆，409-阻尼球，410-阻尼套筒，5-l形连接板，6-螺栓，7-螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明的管道减振装置及其配置方法作进一步地详细说明。

如图1所示，一种管道减振装置，包括若干底板2，多个底板2首尾依次通过铰链3铰接构成一根长链，长链绕在管道1上，位于长链两端的底板2上各通过铰链3铰接有一l形连接板5，两l形连接板5相对的端面分别开孔，并通过螺栓6连接，将长链固定在管道1上。每一底板2外端面上均可拆卸地固定有一用于吸收振动且频率可调的吸振子4。

具体地，如图2和图3所示，吸振子4包括包括箱体401、法兰盘402、顶板403、第一弹簧404、第二弹簧405、螺杆406和钢球407。箱体401为上下贯通的圆筒形结构，同轴固定在法兰盘402上端面。第二弹簧405、钢球407和第一弹簧404自上而下依次焊接相连，法兰盘402上端面中间位置一体设置有与第一弹簧404内径相匹配的圆柱凸起4022，第一弹簧404底部插接在圆柱凸起4022上。顶板403通过螺钉同轴固定在箱体401顶部，第二弹簧405设置有与螺杆406相匹配的内螺纹，螺杆406自上而下穿过顶板403并旋入第二弹簧405中，螺杆406上端通过锁紧螺母固定。法兰盘402上位于箱体401外侧位置沿着周向均匀开设有若干安装孔4021，底板2上对应开螺孔，吸振子4通过螺钉7固定在底板2上。

箱体401内侧面开设一圈凹槽，凹槽内设置阻尼套筒410。钢球407上下两部分分别沿周向均匀固定连接若干连杆408，连杆408上下一一对应。每一连杆408均与水平面呈设定角度，且每一连杆408末端均固定连接有一与阻尼套筒410摩擦接触的阻尼球409。本实施例中，设定角度为45°。

连杆408采用弹性钢板，阻尼球409为钢材质，连杆408两头分别与钢球407和阻尼球409焊接相连。阻尼套筒410采用橡胶材质。

吸振子4包括两种减振手段：1、钢球407的竖向位移引起的两弹簧拉伸与压缩产生的阻尼。2、阻尼球409上下移动并与阻尼套筒410相互摩擦产生的阻尼。两种减振手段相互配合，消耗能量，可增大吸振子4的防振范围。

吸振子4的频率调节原理在于：调节频率时，松开锁紧螺母，然后转动螺杆406可以实现第二弹簧405有效工作长度的变化，实现吸振子4频率参数的无级调节。假设第二弹簧405原长为l，螺杆406旋入第二弹簧405中的长度为a，第一弹簧404和第二弹簧405的原始刚度均为k1，则螺杆406旋入第二弹簧405后，第二弹簧405的刚度变为两弹簧和钢球407的整体总刚度设钢球的质量为m，则吸振子的固有频率频率调节完成后，通过锁紧螺母对螺杆406进行紧固，采用双螺母可以保证紧固的稳定性。吸振子4调节频率方式简单，可以有效抑制各种频率的振动，起到减振的作用。

本发明的管道减振装置可通过增减底板2连接个数和吸振子4的数量适应多种管道直径，适应不同的振动情况，适用性强。吸振子4、底板2以及l形连接板5，是通过铰链3，螺栓6或螺钉7组装的，装拆简单，方便进行安装与调试。

吸振子4的尺寸可以有多种不同型号，相应地，底板2也具有多种与不同型号吸振子4相适配的长度尺寸，参见图1。

如图4所示，一种管道减振装置的配置方法，包括如下步骤：

步骤s1、确定管道1振动超标位置，使用加速度传感器确定管道1的振动，得到管道1振动的振幅和频率参数。测量振幅和频率时，进行多次测量，以控制测量误差。

步骤s2、根据管道1的频率参数确定管道减振装置整体的频率，当管道的振动频率等于管道减振装置的固有频率的时候，达到减振效果，步骤s1测得的管道振动频率即为所有吸振子4组成的管道减振装置的总频率。

步骤s3、根据管道1的周长和管道减振装置的总频率选取吸振子4的型号和个数，保证管道减振装置可连成管道的一整周，同时保证管道减振装置的总频率与管道1振动频率之差不得超过5％。

步骤s4、将通过上述步骤s1至s3确定的管道减振装置安装在管道1上，并检测安装管道减振装置后的管道1振幅是否满足设定要求，设定要求为：安装管道减振装置后的管道1振幅不得超过步骤s1中测量管道1振幅的20％。如不满足，重复上述步骤s1至s4。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术方法范围内，可轻易想到的替换或变换方法，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。