含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器.pdf

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1、(19)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 202410062524.7(22)申请日 2024.01.16(71)申请人 福州大学地址 350108 福建省福州市闽侯县福州大学城乌龙江北大道2号福州大学(72)发明人 任志英王弈雯杜家兵何理黄建祥(74)专利代理机构 福州元创专利商标代理有限公司 35100专利代理师 郭东亮蔡学俊(51)Int.Cl.F16F 7/01(2006.01)F16L 55/035(2006.01)(54)发明名称一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器(57)摘要本发明提出一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，所述吸振器。

2、以管夹结构与需减振的管路相连；所述管夹结构的外周侧壁处设有多个贮有大量颗粒的颗粒阻尼单元；当管路发生轴向或径向的振动时驱动颗粒阻尼单元内的颗粒运动，通过颗粒与颗粒、颗粒与颗粒储腔腔壁间的碰撞与摩擦来消耗管路振动能量以减振；本发明能通过耗散振动能量实现减振，且方便安装在管道上，在狭小的空间也可以进行安装。权利要求书2页 说明书5页 附图4页CN 117703975 A2024.03.15CN 117703975 A1.一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，其特征在于：所述吸振器以管夹结构与需减振的管路相连；所述管夹结构的外周侧壁处设有多个贮有大量颗粒的颗粒阻尼单元；当管路发生轴向或径向的振动时驱动颗。

3、粒阻尼单元内的颗粒运动，通过颗粒与颗粒、颗粒与颗粒储腔腔壁间的碰撞与摩擦来消耗管路振动能量以减振。2.根据权利要求1所述的一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，其特征在于：所述颗粒阻尼器包括颗粒阻尼器腔体和颗粒阻尼单元，通过调整颗粒阻尼单元的直径大小和填充率来调整颗粒阻尼器的吸振性能。3.根据权利要求2所述的一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，其特征在于：所述管夹结构的管夹（1）外周侧壁处的颗粒阻尼单元，包括一对按管路轴向设置其固定姿态的颗粒阻尼器（2）和两对按管路径向设置其固定姿态的颗粒阻尼器（2）；从管路的一个轴向和两个径向执行三向吸振；所述管夹内侧有一槽体（103），槽体内设有金属橡胶圆环（5。

4、）；轴向设置的颗粒阻尼器环绕管夹的轴线设置且按上、下对称分布，以带弧形固定槽的第一连接件（101）与管夹相连，在管路的轴向位置吸振；径向设置的颗粒阻尼器绕管夹的轴线呈X形分布，每对径向设置的颗粒阻尼器均绕管夹的轴线对称分布，以带固定平面的第二连接件（102）与管夹相连，在管路的两个径向位置吸振。4.根据权利要求2所述的一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，其特征在于：所述颗粒阻尼器的颗粒储腔腔体包括外部壳体（201）与盖板（202），两者通过销轴（207）相连接；所述颗粒阻尼器腔体外部壳体在与盖板连接部分设有与销轴配合的通孔（209）；所述颗粒阻尼器腔体盖板呈半圆环型，在与外部壳体连接部分的下部设。

5、有与销轴直径相等的底部凹槽（211），其用以与销轴配合；所述颗粒阻尼器腔体盖板在与外部壳体连接部分上半部分设有与销轴直径相等的通孔，该通孔用于与销轴配合，该通孔接近顶面部分设有螺纹线，用于与销轴定位螺栓（206）配合。5.根据权利要求4所述的一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，其特征在于：所述颗粒阻尼器腔体外部壳体在与盖板接触部分边缘位置设有用于螺栓连接的带孔板（205）；颗粒阻尼器腔体盖板在与外部壳体接触部分边缘位置同样设有用于螺栓连接的带孔板；通过两个带孔板来打开或关闭颗粒阻尼器盖板。6.根据权利要求5所述的一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，其特征在于：所述管夹包括上、下对称分布的上管夹和下。

6、管夹，所述上管夹的外周侧面顶部和下管夹的外周侧面底部均设有用于安装轴向固定姿态颗粒阻尼器的第一连接件，所述第一连接件的左、右分别设有用于安装径向固定姿态颗粒阻尼器的第二连接件；轴向固定姿态的颗粒阻尼器绕管夹的轴线呈上、下对称分布，径向固定姿态的颗粒阻尼器在管夹外壁处呈交叉分布，每对径向固定姿态的颗粒阻尼器均绕管夹的轴线对称分布；第一连接件为底面半径与管夹外径相等、上表面半径与颗粒阻尼器腔体相等的柱形体；第二连接件为底面半径与管夹外径相等、上表面为平面的柱形体。7.根据权利要求6所述的一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，其特征在于：上管夹、下管夹均通过管路紧固件安装于管路处；所述管路紧固件包括管夹。

7、固定螺母（3）和管夹固权利要求书1/2 页2CN 117703975 A2定螺栓（4）。8.根据权利要求1所述的一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，其特征在于：所述颗粒阻尼单元内的颗粒为金属橡胶颗粒或铜粒，通过颗粒与颗粒、颗粒与颗粒储腔腔壁间的非弹性碰撞与摩擦来消耗管路振动能量以减振。9.含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器的装配方法，用于权利要求7中的颗粒阻尼吸振器，其特征在于：所述装配方法包括以下步骤；步骤S1、进行颗粒阻尼器（2）的装配：首先将颗粒阻尼器腔体盖板（202）的底部凹槽（211）与颗粒阻尼器腔体外部壳体（201）的通孔（209）同轴心放置，然后将颗粒阻尼器销轴（207）从颗粒阻尼器腔体。

8、盖板（202）顶部通孔插入，直到销轴（207）底端与颗粒阻尼器腔体盖板（202）的底部凹槽（211）相抵接，接着将销轴定位螺栓（206）在颗粒阻尼器腔体盖板顶部螺纹（210）中旋紧；步骤S2、进行颗粒阻尼器（2）与管夹（1）的装配：首先将轴向固定姿态颗粒阻尼器（2）的侧面焊接在第一连接件（101）与颗粒阻尼器半径相等的圆柱面上，一对轴向固定姿态的颗粒阻尼器绕管夹（1）的轴线呈上、下分布；再将径向固定姿态颗粒阻尼器（2）的底面焊接在第二连接件（102）的平面上，两对径向固定姿态颗粒阻尼器（2）呈X形交叉分布；步骤S3、进行金属橡胶圆环（5）与管夹（1）的装配：将金属橡胶圆环（5）压入管夹（1）内。

9、侧的槽体（103）内，即可完成安装；步骤S4、最后进行管夹（1）与管路的装配，将上述全部装配好的管夹（1）两半对接贴合到管路上，让金属橡胶圆环（5）压紧，再用管夹固定螺母（3）和管夹固定螺栓（4）夹紧，完成安装。权利要求书2/2 页3CN 117703975 A3一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器技术领域0001本发明涉及吸振技术领域，尤其是一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器。背景技术0002管路系统是介质传输和能量传送的重要通道，在大型动力机械领域运用广泛。管路周边恶劣的振动环境使得管路系统中普遍存在着由于基础激励、压力脉动等因素引发的共振问题，管路振动起的故障主要有振动疲劳和振动磨损两类。管道。

10、振动容易引起的管道疲劳断裂导致管路内流体泄漏，引发严重恶性事故。工程应用中常见的管线减振方式有：在管道原有支撑的基础上利用管箍或者焊接固定的方式给管道提供一系列的硬支撑，增加了管道结构的刚度，改变管道的模态从而使其共振频率远离激振频，但是这样通过强制固定的方法不能减少流体对管道的冲击能量，只是将这部分能量作用在其他部位，可能对薄弱环节造成破坏；另一种是在管线振源所在的位置安装具有强大减振能力的阻尼器，这种方式可以对管线的振动起到强大的抑制作用。但这种方式需要一定的安装空间和地基钢架支撑基础，对于狭小的空间或缺少支撑的位置则不利于安装。发明内容0003本发明提出一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，。

11、能通过耗散振动能量实现减振，且方便安装在管道上，在狭小的空间也可以进行安装。0004本发明采用以下技术方案。0005一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，所述吸振器以管夹结构与需减振的管路相连；所述管夹结构的外周侧壁处设有多个贮有大量颗粒的颗粒阻尼单元；当管路发生轴向或径向的振动时驱动颗粒阻尼单元内的颗粒运动，通过颗粒与颗粒、颗粒与颗粒储腔腔壁间的碰撞与摩擦来消耗管路振动能量以减振。0006所述颗粒阻尼器包括颗粒阻尼器腔体和颗粒阻尼单元，通过调整颗粒阻尼单元的直径大小和填充率来调整颗粒阻尼器的吸振性能。0007所述管夹结构的管夹（1）外周侧壁处的颗粒阻尼单元，包括一对按管路轴向设置其固定姿态的颗粒。

12、阻尼器（2）和两对按管路径向设置其固定姿态的颗粒阻尼器（2）；从管路的一个轴向和两个径向执行三向吸振；所述管夹内侧有一槽体（103），槽体内设有金属橡胶圆环（5）；轴向设置的颗粒阻尼器环绕管夹的轴线设置且按上、下对称分布，以带弧形固定槽的第一连接件（101）与管夹相连，在管路的轴向位置吸振；径向设置的颗粒阻尼器绕管夹的轴线呈X形分布，每对径向设置的颗粒阻尼器均绕管夹的轴线对称分布，以带固定平面的第二连接件（102）与管夹相连，在管路的两个径向位置吸振。0008所述颗粒阻尼器的颗粒储腔腔体包括外部壳体（201）与盖板（202），两者通过销轴（207）相连接；说明书1/5 页4CN 1177039。

13、75 A4所述颗粒阻尼器腔体外部壳体在与盖板连接部分设有与销轴配合的通孔（209）；所述颗粒阻尼器腔体盖板呈半圆环型，在与外部壳体连接部分的下部设有与销轴直径相等的底部凹槽（211），其用以与销轴配合；所述颗粒阻尼器腔体盖板在与外部壳体连接部分上半部分设有与销轴直径相等的通孔，该通孔用于与销轴配合，该通孔接近顶面部分设有螺纹线，用于与销轴定位螺栓（206）配合。0009所述颗粒阻尼器腔体外部壳体在与盖板接触部分边缘位置设有用于螺栓连接的带孔板（205）；颗粒阻尼器腔体盖板在与外部壳体接触部分边缘位置同样设有用于螺栓连接的带孔板。通过两个带孔板来打开或关闭颗粒阻尼器盖板。0010所述管夹包括上、。

14、下对称分布的上管夹和下管夹，所述上管夹的外周侧面顶部和下管夹的外周侧面底部均设有用于安装轴向固定姿态颗粒阻尼器的第一连接件，所述第一连接件的左、右分别设有用于安装径向固定姿态颗粒阻尼器的第二连接件；轴向固定姿态的颗粒阻尼器绕管夹的轴线呈上、下对称分布，径向固定姿态的颗粒阻尼器在管夹外壁处呈交叉分布，每对径向固定姿态的颗粒阻尼器均绕管夹的轴线对称分布；第一连接件为底面半径与管夹外径相等、上表面半径与颗粒阻尼器腔体相等的柱形体；第二连接件为底面半径与管夹外径相等、上表面为平面的柱形体。0011上管夹、下管夹均通过管路紧固件安装于管路处；所述管路紧固件包括管夹固定螺母（3）和管夹固定螺栓（4）。00。

15、12所述颗粒阻尼单元内的颗粒为金属橡胶颗粒或铜粒，通过颗粒与颗粒、颗粒与颗粒储腔腔壁间的非弹性碰撞与摩擦来消耗管路振动能量以减振。0013含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器的装配方法，用于以上所述的颗粒阻尼吸振器，其特征在于：所述装配方法包括以下步骤；步骤S1、进行颗粒阻尼器（2）的装配：首先将颗粒阻尼器腔体盖板（202）的底部凹槽（211）与颗粒阻尼器腔体外部壳体（201）的通孔（209）同轴心放置，然后将颗粒阻尼器销轴（207）从颗粒阻尼器腔体盖板（202）顶部通孔插入，直到销轴（207）底端与颗粒阻尼器腔体盖板（202）的底部凹槽（211）相抵接，接着将销轴定位螺栓（206）在颗粒阻尼器腔体盖。

16、板顶部螺纹（210）中旋紧；步骤S2、进行颗粒阻尼器（2）与管夹（1）的装配：首先将轴向固定姿态颗粒阻尼器（2）的侧面焊接在第一连接件（101）与颗粒阻尼器半径相等的圆柱面上，一对轴向固定姿态的颗粒阻尼器绕管夹（1）的轴线呈上、下分布；再将径向固定姿态颗粒阻尼器（2）的底面焊接在第二连接件（102）的平面上，两对径向固定姿态颗粒阻尼器（2）呈X形交叉分布；步骤S3、进行金属橡胶圆环（5）与管夹（1）的装配：将金属橡胶圆环（5）压入管夹（1）内侧的槽体（103）内，即可完成安装；步骤S4、最后进行管夹（1）与管路的装配，将上述全部装配好的管夹（1）两半对接贴合到管路上，让金属橡胶圆环（5）压紧，。

17、再用管夹固定螺母（3）和管夹固定螺栓（4）夹紧，完成安装。0014本发明所要解决的技术问题是提供一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器。颗粒阻尼器是一种被动减振技术，它利用阻尼器将能量进行转移和传递，来耗散振动能量，从而实现减振。颗粒阻尼器在管道上的应用为管道减振提出了新的方案，另外，管夹式颗粒阻尼器说明书2/5 页5CN 117703975 A5也方便安装在管道上，在狭小的空间也可以进行安装。解决了传统减振措施在工作环境下减振性能不足且不便于安装的问题。0015本发明所述方案中，当管路结构的振动传递至颗粒阻尼单元时，通过管夹和连接件将管路的振动转化为颗粒阻尼单元的振动，所述颗粒阻尼器腔体内发生非弹。

18、性碰撞与摩擦，消耗振动能量以达到减振目的，当管路运输工况发生变化，则通过向颗粒阻尼器内部注入不同直径、不同数量的颗粒来调整阻尼器参数，此处的颗粒不仅充当了质量，还起到了阻尼的作用，通过调节颗粒阻尼器填充率可以调整吸振器质量，减振频率可以调整，提升了吸振器的鲁棒性。0016本发明中，管路运输方向的前方和后方、管路的上方和下方的吸振器内，可以填充不同材质的颗粒，以适应管道不同运输工况（如流量、输送物质等）下不同的振动吸震需求。0017与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1）本发明结构设计合理，在管路轴向和两个径向都能起到吸振作用，实现了三向减震；2）同时采用金属橡胶与颗粒阻尼耗能，相比于传统结。

19、构，能达到更好的吸振性能，并节省了安装空间；3）颗粒阻尼器内的颗粒不仅充当了质量，还起到了阻尼的作用，通过调节颗粒阻尼器填充率以及颗粒阻尼直径大小可以调整吸振器质量，减振频率可以调整，拓宽了减振频带，提高了吸振器的鲁棒性。0018为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。附图说明0019下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：附图1是本发明实施例的立体构造示意图；附图2是本发明实施例中颗粒阻尼器的立体构造示意图；附图3是本发明实施例中颗粒阻尼器的主视剖面构造示意图；附图4是本发明实施例中颗粒阻尼器腔体外部壳体的立体构造示。

20、意图；附图5是本发明实施例中颗粒阻尼器腔体盖板的立体构造示意图；附图6是本发明实施例中管夹的立体构造示意图；附图7是本发明实施例中金属橡胶圆环的立体构造示意图；图中标号说明：1管夹；2颗粒阻尼器；3管夹固定螺母；4管夹固定螺栓；5金属橡胶圆环；101第一连接件；102第二连接件；103槽体；201壳体；202盖板；203颗粒阻尼器腔体盖板固定螺栓；204颗粒阻尼器腔体盖板固定螺母；205带孔板；206销轴定位螺栓；207颗粒阻尼器销轴；208铜粒；209通孔；210颗粒阻尼器腔体盖板顶部螺纹；211颗粒阻尼器腔体盖板的底部凹槽。具体实施方式0020如图所示，一种含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器，所。

21、述吸振器以管夹结构与需减振的管路相连；所述管夹结构的外周侧壁处设有多个贮有大量颗粒的颗粒阻尼单元；当管说明书3/5 页6CN 117703975 A6路发生轴向或径向的振动时驱动颗粒阻尼单元内的颗粒运动，通过颗粒与颗粒、颗粒与颗粒储腔腔壁间的碰撞与摩擦来消耗管路振动能量以减振。0021所述颗粒阻尼器包括颗粒阻尼器腔体和颗粒阻尼单元，通过调整颗粒阻尼单元的直径大小和填充率来调整颗粒阻尼器的吸振性能。0022所述管夹结构的管夹1外周侧壁处的颗粒阻尼单元，包括一对按管路轴向设置其固定姿态的颗粒阻尼器2和两对按管路径向设置其固定姿态的颗粒阻尼器2；从管路的一个轴向和两个径向执行三向吸振；所述管夹内侧有。

22、一槽体103，槽体内设有金属橡胶圆环5；轴向设置的颗粒阻尼器环绕管夹的轴线设置且按上、下对称分布，以带弧形固定槽的第一连接件101与管夹相连，在管路的轴向位置吸振；径向设置的颗粒阻尼器绕管夹的轴线呈X形分布，每对径向设置的颗粒阻尼器均绕管夹的轴线对称分布，以带固定平面的第二连接件102与管夹相连，在管路的两个径向位置吸振。0023所述颗粒阻尼器的颗粒储腔腔体包括外部壳体201与盖板202，两者通过销轴207相连接；所述颗粒阻尼器腔体外部壳体在与盖板连接部分设有与销轴配合的通孔209；所述颗粒阻尼器腔体盖板呈半圆环型，在与外部壳体连接部分的下部设有与销轴直径相等的底部凹槽211，其用以与销轴配合。

23、；所述颗粒阻尼器腔体盖板在与外部壳体连接部分上半部分设有与销轴直径相等的通孔，该通孔用于与销轴配合，该通孔接近顶面部分设有螺纹线，用于与销轴定位螺栓206配合。0024所述颗粒阻尼器腔体外部壳体在与盖板接触部分边缘位置设有用于螺栓连接的带孔板205；颗粒阻尼器腔体盖板在与外部壳体接触部分边缘位置同样设有用于螺栓连接的带孔板。通过两个带孔板来打开或关闭颗粒阻尼器盖板。0025所述管夹包括上、下对称分布的上管夹和下管夹，所述上管夹的外周侧面顶部和下管夹的外周侧面底部均设有用于安装轴向固定姿态颗粒阻尼器的第一连接件，所述第一连接件的左、右分别设有用于安装径向固定姿态颗粒阻尼器的第二连接件；轴向固定姿。

24、态的颗粒阻尼器绕管夹的轴线呈上、下对称分布，径向固定姿态的颗粒阻尼器在管夹外壁处呈交叉分布，每对径向固定姿态的颗粒阻尼器均绕管夹的轴线对称分布；第一连接件为底面半径与管夹外径相等、上表面半径与颗粒阻尼器腔体相等的柱形体；第二连接件为底面半径与管夹外径相等、上表面为平面的柱形体。0026上管夹、下管夹均通过管路紧固件安装于管路处；所述管路紧固件包括管夹固定螺母3和管夹固定螺栓4。0027所述颗粒阻尼单元内的颗粒为金属橡胶颗粒或铜粒，通过颗粒与颗粒、颗粒与颗粒储腔腔壁间的非弹性碰撞与摩擦来消耗管路振动能量以减振。0028含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器的装配方法，用于以上所述的颗粒阻尼吸振器，其特征在。

25、于：所述装配方法包括以下步骤；步骤S1、进行颗粒阻尼器2的装配：首先将颗粒阻尼器腔体盖板202的底部凹槽211与颗粒阻尼器腔体外部壳体201的通孔209同轴心放置，然后将颗粒阻尼器销轴207从颗粒说明书4/5 页7CN 117703975 A7阻尼器腔体盖板202顶部通孔插入，直到销轴207底端与颗粒阻尼器腔体盖板202的底部凹槽211相抵接，接着将销轴定位螺栓206在颗粒阻尼器腔体盖板顶部螺纹210中旋紧；步骤S2、进行颗粒阻尼器2与管夹1的装配：首先将轴向固定姿态颗粒阻尼器2的侧面焊接在第一连接件101与颗粒阻尼器半径相等的圆柱面上，一对轴向固定姿态的颗粒阻尼器绕管夹1的轴线呈上、下分布；。

26、再将径向固定姿态颗粒阻尼器2的底面焊接在第二连接件102的平面上，两对径向固定姿态颗粒阻尼器2呈X形交叉分布；步骤S3、进行金属橡胶圆环5与管夹1的装配：将金属橡胶圆环5压入管夹1内侧的槽体103内，即可完成安装；步骤S4、最后进行管夹1与管路的装配，将上述全部装配好的管夹1两半对接贴合到管路上，让金属橡胶圆环5压紧，再用管夹固定螺母3和管夹固定螺栓4夹紧，完成安装。0029上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，。

27、无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。0030本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。0031另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。0032本发明提供的任一部件既可以是。

28、由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。0033上述仅为本发明实施的一个实例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，可以依据工程情况对该含有金属橡胶的颗粒阻尼吸振器包括但不限于尺寸、材料选用、安装位置等进行修改以适应于相应的工程中。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。说明书5/5 页8CN 117703975 A8图1说明书附图1/4 页9CN 117703975 A9图2图3说明书附图2/4 页10CN 117703975 A10图4图5说明书附图3/4 页11CN 117703975 A11图6图7说明书附图4/4 页12CN 117703975 A12。