br>
【发明内容】
[0009]本发明设计了一种安装于阀门阀杆上的变阻尼减振降噪装置，针对管道阀门系统中机械和流体作用下阀门连续宽频的振动特性，通过所设计的变阻尼减振降噪装置实现阀门振动与噪声的主动控制，特别是对阀门在变工况、变开度下的振动与噪声进行控制，达到阀门减振降噪的目的。所提出的变阻尼装置采用闭环主动控制，能够根据系统的振动能量，提供及时的、足够大的阻尼力，消耗系统振动能量。该装置对阀门正常运行时的振动和在变工况、变开度下的变载荷都有效，并且对所有自由度上振动的反应迅速。该装置还具有结构简单，易于装卸和安装，安装位置空间灵活，且性能稳定、实用性好、适应性强、使用寿命长等优点。
[0010]为实现以上目的，本发明采取如下技术方案:
[0011]该变阻尼减振降噪装置包括振动传递夹、磁流变液阻尼器、振动采集分析与控制系统。振动传递夹的功能是把振动从阀杆上传递到阻尼器，由于阀杆有带螺纹阀杆做螺旋状运动型和光轴阀杆做直线往复运动型两种，故振动传递夹有两种类型。第一种是装在带螺纹的阀杆上，包括螺纹轴套、滚动轴承、光轴套和直线轴承。其中螺纹轴套与阀杆螺纹配合，滚动轴承安装在螺纹轴套上，内圈能随螺纹轴套和阀杆旋转和轴向直线运动，外圈不旋转只沿轴向直线运动;光轴套安装在滚动轴承外圈上，能随滚动轴承外圈沿轴向直线运动；直线轴承安装在光轴套上，与磁流变液阻尼器内筒相连，它允许光轴套沿轴向直线运动，本身既不沿轴向运动，也不旋转。通过这样一个结构，既能保证阀杆能自由螺旋运动，又把阀杆振动传递给阻尼器。第二种是装在光轴阀杆上，包括光轴套和直线轴承。光轴套安装在光轴阀杆上，随阀杆做轴向往复直线运动;直线轴承安装在光轴套上，与磁流变液阻尼器内筒相连，允许光轴套和阀杆往复直线运动，轴承外圈本身不运动。通过这样一个结构，既能保证阀杆能自由往复运动，又把阀杆振动传递给阻尼器。磁流变液阻尼器主要由内筒、动剪切片、静剪切片、定位套筒、线圈绕筒，线圈、外筒和端盖组成，阻尼器内筒和直线轴承连接，阻尼器外筒与支架或地基固定连接。阀杆的振动通过振动传递夹传递给磁流变液阻尼器的内筒，带动动剪切片在磁流变液中做剪切运动，产生的阻尼力消耗振动能量，从而减小了阀阀杆的振幅，达到阀门的减振降噪目的。
[0012]所述的振动采集分析与控制系统，振动采集分析系统包括振动加速度(或速度或位移)传感器、信号调理模块、数据采集卡、振动分析软件及计算机。其中振动传感器安装于阀杆上，实时将振动信号转化为电信号，通过接线接入信号调理模块进行整流、滤波、放大后进入数据采集卡，经采集卡模数转换为计算机能识别的数字信号，再把信号接入计算机并由振动分析软件计算与分析获得振幅与频谱等振动参数。控制系统包括振动控制软件、模拟输出模块和执行器。所述振动控制软件能根据振幅与频谱等振动参数，并结合阀门尺寸、类型和阻尼器结构参数，计算获得所需阻尼力的大小，并实时输出控制信号，传递给模拟输出模块，经数模转换成模拟信号，传递给执行器。所述执行器包括可调直流电源和磁流变液阻尼器。模拟控制信号控制可调直流电源输出电流，该实时控制电流输入到磁流变液阻尼器的线圈，产生磁场作用于阻尼器内的磁流变液，改变磁流变液的剪切屈服应力和粘度等参数，从而产生可控的阻尼力，消耗不同振幅、频率下的阀门振动能量，达到阀门在变工况、变开度时的减振与降噪。
[0013]本发明具有以下特点:
[0014](1)该装置能减少阀门多种原因引起的振动与噪声。所述变阻尼减振降噪装置通过振动传递夹把振动从阀杆传递到磁流变液阻尼器，带动剪切片在阻尼器中做剪切运动，发生摩擦，将振动能量由机械能转化为热能并最终消耗在阻尼物质中，起到阻尼减振的作用。所述变阻尼减振降噪装置对阀门振动产生的原因并不敏感，无论是流体输送机械(压缩机、栗等)产生振动并由联接管道传波致使阀门振动并产生噪声，或是流体冲击阀门产生的机械振动噪声，或是阀腔内流体不稳定产生漩涡而引起的涡旋噪声，还是阀门下游流体强烈混合产生的喷注噪声和气穴破裂产生的水力噪声都能得到有效抑制。
[0015](2)振动传递夹能有效地把阀门的振动传递给磁流变液阻尼器，同时不会影响阀门的正常工作，特别是带螺纹阀杆的螺旋状运动方式，是阀门振动传递的一个难点。本转置采用径向滚动轴承和直线轴承组合的方式来达到此目的，其中径向滚动轴承允许阀杆旋转，直线轴承允许阀杆周向直线往复运动，通过这样两种轴承的组合，阀杆能自由螺旋运动，正常工作，同时振动能有效传递给阻尼器。
[0016](3)变阻尼减振降噪装置，采用一体式结构，即该装置的振动传递夹、阻尼器与阀杆整合在一起，具有结构简单，集成度高的特点。该装置省略了中间环节，振动传递有效直接，无损失。管道系统变工况或阀门开度变化时，阀门的振动能量会发生变化，所需要的阻尼力也会相应的变化，磁流变液阻尼器根据振动能量提供适宜阻尼力，从而控制阀门在变工况、变开度时的振动。
[00?7] (4)实时振动米集分析与控制系统，包括振动米集分析与控制系统。振动米集系统包括振动传感器、信号调理模块、数据采集卡、振动分析软件及计算机，主要功能是实时采集和分析阀门振幅、频谱等振动参数。振动控制系统包括振动控制软件、模拟输出模块、可调直流电源和磁流变液阻尼器，主要功能是根据振动采集与分析系统获得的振动参数，并结合阀门尺寸、类型和阻尼器结构参数，计算分析振动控制所需阻尼力大小及相应的电流大小，然后把控制信号输出给可调直流电源，调节磁流变液阻尼器线圈的电流，从而改变磁场强度，进而控制磁流变液阻尼器的阻尼，实现主动降低阀门振动与噪声的目的。振动采集与分析系统和振动控制系统形成一个闭环的负反馈控制回路，实时监测与控制阀门的振动与噪声，保证阀门稳定安全工作。
[0018]本发明与现有的阀门减振降噪装置相比具有以下的优势:
[0019](1)该装置对流体输送机械振动传递、流体冲击、漩涡噪声和喷注噪声等原因引起的阀门振动与噪声都能有效抑制，适用范围广。
[0020](2)根据阀门的种类、大小和结构的不同，该装置的安装位置、数量及结构可以进行灵活调整，来减小不同种类阀门、不同振动状态时的振动与噪声。
[0021](3)阀门振动实时采集与控制。通过监测阀门振动状态，主动调节磁流变液阻尼器的阻尼大小，不仅能抑制阀门稳定工作时的振动与噪声，还能控制阀门在管道系统变工况、阀门变开度情况下的振动，保证阀门长期安全稳定工作。
[0022](4)该阻尼器是提供动力响应速度相关的阻尼力，不承受静载荷，即不改变阀门系统原有支撑，不会影响系统的刚度。
【附图说明】
[0023]图1为变阻尼减振降噪装置安装在带螺纹的阀杆上的典型结构图
[0024]图2为磁流变液阻尼器剪切片局部放大图
[0025]图3为变阻尼减振降噪装置安装在光轴阀杆上的典型结构图
[0026]图4为变阻尼减振降噪装置控制系统流程图
[0027]图5为变阻尼减振降噪装置安装于截止阀的连接图
[0028]图6为变阻尼减振降噪装置安装于蝶阀的连接图
[0029]图中:1、螺钉;2、线圈；3、定位套筒;4、静剪切片；5、动剪切片；6、内筒；7、滚动轴承;8、螺纹阀杆;9、螺纹轴套；10、光轴套；11、直线轴承；12、线圈绕筒；13、端盖；14、外筒；15、光轴阀杆；16、光轴套；17、磁流变液；18、振动传感器；19、振动信号；20、信号调理模块；21、数据采集卡;22、计算机;23、控制信号；24、模拟输出模块;25、可调直流电源;26、阀体；27、支架;28、0形圈。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0031]本发明是一种用于阀门的变阻尼减振降噪装置，实时监测阀门振动，连续在线主动调节磁流变液阻尼器的阻尼力，实现阀门在管道系统稳定工况、变工况及阀门变开度情况下的振动与噪声控制。图1是变阻尼减振降噪装置安装在带螺纹的阀杆上的典型结构图。该装置由变阻尼减振降噪装置控制系统驱动，该装置主要包括振动传递夹和磁流变液阻尼器;振动传递夹由螺纹轴套9、滚动轴承7、光轴套10和直线轴承11组成;磁流变液阻尼器由内筒6、动剪切片5、静剪切片4、定位套筒3、线圈绕筒12、线圈2、外筒14和端盖13组成;螺纹轴套9与阀杆8通过螺纹