基于准零刚度的管路支撑隔振装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910378558.6 (22)申请日 2019.05.08 (71)申请人 中国船舶科学研究中心 （中国船舶 重工集团公司第七0二研究所） 地址 214082 江苏省无锡市山水东路222号 (72)发明人 吴江海沈斌琦尹志勇王锁泉 孙凌寒安方 (74)专利代理机构 无锡华源专利商标事务所 (普通合伙) 32228 代理人 聂启新 (51)Int.Cl. F16L 55/035(2006.01) F16L 3/10(2006.01) (54)发明名称 基于准零刚度的管路支撑。

2、隔振装置 (57)摘要 本发明涉及一种基于准零刚度的管路支撑 隔振装置， 包括底板， 所述底板上通过弹簧组件 支撑安装管夹组件； 所述弹簧组件的结构为： 包 括底端铰接在底板上表面中部的第二弹簧， 其顶 端通过连接板分别与两个第一弹簧的一端铰接， 两个第一弹簧的另一端， 分别滑动连接在两个立 板侧面的滑槽中， 两个立板均呈L形， 且对称设置 在底板上方的两侧， 两个立板的底面与底板的上 表面之间形成间隙， 两个立板的顶面上安装所述 管夹组件。 本发明具有承载能力高， 动态固有频 率低、 共振频率低， 静态变形量小的优点。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 110081264 A 20。

3、19.08.02 CN 110081264 A 1.一种基于准零刚度的管路支撑隔振装置， 其特征在于： 包括底板(4)， 所述底板(4)上 通过弹簧组件支撑安装管夹组件(1)； 所述弹簧组件的结构为： 包括底端铰接在底板(4)上 表面中部的第二弹簧(7)， 其顶端通过连接板(6)分别与两个第一弹簧(5)的一端铰接， 两个 第一弹簧(5)的另一端， 分别滑动连接在两个立板(2)侧面的滑槽(3)中， 两个立板(2)均呈L 形， 且对称设置在底板(4)上方的两侧， 两个立板(2)的底面与底板(4)的上表面之间形成间 隙， 两个立板(2)的顶面上安装所述管夹组件(1)。 2.如权利要求1所述的基于准零。

4、刚度的管路支撑隔振装置， 其特征在于： 所述连接板 (6)位于底板(4)、 立板(2)和管夹组件(1)围成的矩形空间的中部， 第一弹簧(5)和第二弹簧 (7)在所述矩形空间中呈Y形布置。 3.如权利要求2所述的基于准零刚度的管路支撑隔振装置， 其特征在于： 所述管夹组件 (1)由两个半径相同的半圆形管夹(11)构成圆环状结构， 圆环状与待支撑的管道结构相匹 配。 4.如权利要求3所述的基于准零刚度的管路支撑隔振装置， 其特征在于： 两个立板(2) 顶面上均粘贴有橡胶阻尼层(8)， 管夹组件(1)向其两侧延伸有矩形的连接段(12)， 所述连 接段(12)的底面与两个立板(2)顶面接触并通过螺栓连。

5、接。 5.如权利要求1所述的基于准零刚度的管路支撑隔振装置， 其特征在于： 滑槽(3)沿垂 直方向开设在立板(2)的侧面上， 两个第一弹簧(5)的一端分别铰接在一个沿滑槽(3)滑动 的滑块上， 通过插销件将滑块固定在滑槽中。 6.如权利要求1所述的基于准零刚度的管路支撑隔振装置， 其特征在于： 两个第一弹簧 (5)的刚度相同， 且不等于第二弹簧(7)的刚度。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110081264 A 2 基于准零刚度的管路支撑隔振装置 技术领域 0001 本发明涉及管道减震装置技术领域， 尤其是一种基于准零刚度的管路支撑隔振装 置。 背景技术 0002 管路系统振动噪声是船舶机。

6、械振动噪声中的重要组成部分， 当机械系统其它振动 噪声被抑制时， 管路系统的振动噪声显得突出， 因此有必要对管路系统开展有效的隔振降 噪措施。 随着技术的发展， 船舶振动中的低频振动信号越来越凸显， 因此低频振动隔振成为 管路振动控制的关键问题。 0003 隔振是指采用附加系统隔隔开振源与受控对象以达到受控对象的振动抑制的目 的。 传统的隔振器只有在外扰频率大于隔振器固有频率倍时才能有隔振效果， 因此隔振 平台的本身固有频率越低， 隔振效果越好。 0004 准零刚度隔振器通过正负刚度并联， 使系统在静平衡位置附件刚度接近于零， 实 现隔振系统大承载力的同时又具有优越的低频隔振性能。 0005 。

7、现有的管路支撑分为刚性支撑和弹性支撑两种， 刚性支撑隔振效果较差， 而弹性 支撑一般由橡胶阻尼材料构成， 其在低频段的隔振效果差， 在高频段有效果， 因此现有的管 路支撑在低频段并没有隔振效果。 发明内容 0006 本申请人针对上述现有生产技术中的缺点， 提供一种结构合理的基于准零刚度的 管路支撑隔振装置， 从而提高管路在低频段的隔振效果。 0007 本发明所采用的技术方案如下： 0008 一种基于准零刚度的管路支撑隔振装置， 包括底板， 所述底板上通过弹簧组件支 撑安装管夹组件； 所述弹簧组件的结构为： 包括底端铰接在底板上表面中部的第二弹簧， 其 顶端通过连接板分别与两个第一弹簧的一端铰接。

8、， 两个第一弹簧的另一端， 分别滑动连接 在两个立板侧面的滑槽中， 两个立板均呈L形， 且对称设置在底板上方的两侧， 两个立板的 底面与底板的上表面之间形成间隙， 两个立板的顶面上安装所述管夹组件。 0009 作为上述技术方案的进一步改进： 0010 所述连接板位于底板、 立板和管夹组件围成的矩形空间的中部， 第一弹簧和第二 弹簧在所述矩形空间中呈Y形布置。 0011 所述管夹组件由两个半径相同的半圆形管夹构成圆环状结构， 圆环状与待支撑的 管道结构相匹配。 0012 两个立板顶面上均粘贴有橡胶阻尼层， 管夹组件向其两侧延伸有矩形的连接段， 所述连接段的底面与两个立板顶面接触并通过螺栓连接。 。

9、0013 滑槽沿垂直方向开设在立板的侧面上， 两个第一弹簧的一端分别从立板内侧卡接 在所述滑槽中， 通过插销件固定。 说明书 1/3 页 3 CN 110081264 A 3 0014 两个第一弹簧的刚度相同， 且不等于第二弹簧的刚度。 0015 本发明的有益效果如下： 0016 本发明结构紧凑、 合理， 在低频高频段同时具有隔振效果， 通过调整半圆形管夹的 内径大小， 便于安装不同管径大小的管路系统， 广泛适用于船舶、 化工行业中管路系统隔 振； 传统的低频隔振需要采用主动控制技术， 本准零刚度隔振管路支撑采用被动式， 不需要 消耗外部的能量和复杂的机构形式； 本发明具有承载能力高， 动态固。

10、有频率低、 共振频率 低， 静态变形量小的优点。 附图说明 0017 图1为本发明的立体结构示意图。 0018 其中： 1、 管夹组件； 2、 立板； 3、 滑槽； 4、 底板； 5、 第一弹簧； 6、 连接板； 7、 第二弹簧； 8、 橡胶阻尼层； 11、 半圆形管夹； 12、 连接段。 具体实施方式 0019 下面结合附图， 说明本发明的具体实施方式。 0020 如图1所示， 本实施例的基于准零刚度的管路支撑隔振装置， 包括底板4， 底板4上 通过弹簧组件支撑安装管夹组件1； 弹簧组件的结构为： 包括底端铰接在底板4上表面中部 的第二弹簧7， 其顶端通过连接板6分别与两个第一弹簧5的一端铰。

11、接， 两个第一弹簧5的另 一端， 分别滑动连接在两个立板2侧面的滑槽3中， 两个立板2均呈L形， 且对称设置在底板4 上方的两侧， 两个立板2的底面与底板4的上表面之间形成间隙， 两个立板2的顶面上安装管 夹组件1。 0021 连接板6位于底板4、 立板2和管夹组件1围成的矩形空间的中部， 第一弹簧5和第二 弹簧7在矩形空间中呈Y形布置。 0022 管夹组件1由两个半径相同的半圆形管夹11构成圆环状结构， 圆环状与待支撑的 管道结构相匹配。 0023 两个立板2顶面上均粘贴有橡胶阻尼层8， 管夹组件1向其两侧延伸有矩形的连接 段12， 连接段12的底面与两个立板2顶面接触并通过螺栓连接。 00。

12、24 滑槽3沿垂直方向开设在立板2的侧面上， 两个第一弹簧5的一端分别从立板2内侧 卡接在滑槽3中， 通过插销件固定。 0025 两个第一弹簧5的刚度相同， 且不等于第二弹簧7的刚度。 0026 本发明在实施过程中： 管夹组件1中承托有管路， 橡胶阻尼层8可以针对管路系统 的振动响应高频进行隔振， 橡胶阻尼层8通过硫化预制在立板2的顶面上， 立板2的顶面与管 夹组件1之间通过两个螺栓进行连接固定。 0027 第二弹簧7垂直设置， 其刚度为K1， 两个第一弹簧5的刚度为K2， 第二弹簧7主要用来 承载管道上端的载荷而发生的静变位移。 0028 两个第一弹簧5在初始状态下， 不承受预应力， 处于原。

13、长阶段， 长度为L。 管路的振 动主要以弯曲振动为主， 因此本发明主要受到垂向的动载荷， 当管路产生弯曲振动时， 通过 管夹组件1产生垂向动载荷， 两个第一弹簧5产生拉伸形变， 即第一弹簧5提供负刚度， 第二 弹簧7产生压缩形变， 即第二弹簧7提供正刚度， 这样由垂向的K1正刚度与K2提供的可分解至 说明书 2/3 页 4 CN 110081264 A 4 水平向的负刚度并联， 降低了整个装置的刚度， 从而降低了其本身的固有频率， 提供了低频 隔振的可能。 0029 由于不同管路重量不同， 为保持在初始阶段两个第一弹簧5不发生变形， 第一弹簧 5的一端在滑槽6内移动， 并通过插销固定， 从而在初始变化前可以及时的调整的整体的水 平位置。 0030 本发明整个隔振装置的受力大小为： 0031 0032 对上式进行求导， 可得本发明整个隔振装置的等效弹性刚度： 0033 0034 其中： f表示本发明隔振装置承受的力， x为本发明隔振装置承受载荷后第一弹簧5 发生的位移， L表示第二弹簧7静止时的原长度。 0035 以上描述是对本发明的解释， 不是对发明的限定， 本发明所限定的范围参见权利 要求， 在本发明的保护范围之内， 可以作任何形式的修改。 说明书 3/3 页 5 CN 110081264 A 5 图1 说明书附图 1/1 页 6 CN 110081264 A 6 。