一种基于弹簧振子系统的管道压力脉动衰减器技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于弹簧振子系统的管道压力脉动衰减器，属于流体介质管路振动噪声控制领域。该衰减器主要由金属管、封闭端板、一个以上弹簧振子组合以及密封件组成；金属管固定安装在主管道上，弹簧振子组合由一个弹簧和一个金属块固定连接而成，弹簧振子组合在金属管的内部依次固定连接，接近封闭端板的弹簧振子组合中的弹簧与封闭端板固定连接，接近安装孔的弹簧振子组合中的金属块与金属管之间通过密封件密封且该金属块与主管道内部的流体介质接触。本实用新型专利技术所述的衰减器通过调节弹簧振子组合的数量，并合理设置不同金属块的质量以及弹簧刚度，能同时降低多个激励频率；通过增加所述衰减器的数量，可进一步优化衰减效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种安装在管路上的管道压力脉动衰减器，属于流体介质管路振动噪声控制领域。
技术介绍
舰船管路系统包括冷却水系统、疏水系统、液压系统等，主要用以完成流体介质输送、能量传递等功能，同时也会在流体介质内部产生压力脉动。管道流体压力脉动不仅会引起管道振动及辐射噪声，甚至还会导致管道疲劳破坏，进而影响系统正常运行。因此，降低管道压力脉动水平对于提高舰船声隐身水平和管道自身的安全可靠性都具有重要意义。目前，普遍采用的管道压力脉动衰减器主要包括亥姆霍兹共振器、膨胀腔声滤波器以及两者的组合结构等，其中亥姆霍兹共振器主要用于衰减低频段的管道压力脉动，膨胀腔声滤波器主要用于衰减高频段的管道压力脉动，通过对两者进行合理组合可对宽广频率范围内的压力脉动起到衰减作用。理论研究和试验测试均表明，管道压力脉动总体量级水平主要取决于机械设备源产生的低频特征离散线谱，也就是说只要能够有效控制低频特征离散线谱的压力脉动量级，就能有效降低管道压力脉动总体量级水平。就目前所采用的管道压力脉动衰减器而言，若想在低频段取得良好的效果，就必须增大其结构尺寸，这对于空间十分紧凑的舰船，尤其是水下舰船是难以接受的。
技术实现思路
针对现有管道压力脉动衰减器对于控制低频段的管道压力脉动的效果不佳的问题，本技术的目的在于提供一种基于弹簧振子系统的管道压力脉动衰减器，该衰减器能够有效降低低频段的管道压力脉动水平，而且该衰减器的体积小，特别适用于空间十分紧凑的舰船内部。本技术的目的是通过一下技术方案实现的。一种基于弹簧振子系统的管道压力脉动衰减器，所述衰减器主要包括金属管、封闭端板、一个以上弹簧振子组合以及密封件；外围设备为主管道，主管道的管壁上设有安装孔，主管道的内部为流体介质；金属管的一端固定安装在主管道的安装孔上，另一端与封闭端板固定连接；弹簧振子组合由一个弹簧和一个金属块固定连接而成，弹簧振子组合在金属管的内部依次固定连接，其中，接近封闭端板的弹簧振子组合中的弹簧与封闭端板固定连接，接近安装孔的弹簧振子组合中的金属块与金属管之间通过密封件进行密封且该金属块与主管道内部的流体介质接触。优选的，金属块的外形与金属管的横截面形状相同，而且金属块的尺寸应小于金属管横截面的尺寸，但是金属块的尺寸不小于金属管横截面尺寸的90％。优选的，金属管的横截面形状与安装孔的横截面形状相同，而且金属管的尺寸与安装孔的尺寸大小一致。金属管的截面为规则形状，优选圆形或正方形。优选的，与主管道内部的流体介质接触的金属块厚度的0～10％位于主管道内。主管道的长度方向或主管道的周向上，安装一个以上本技术所述的基于弹簧振子系统的管道压力脉动衰减器。有益效果：(1)管道中存在多个激励频率时，可以通过增加本技术所述衰减器中弹簧振子组合的数量，并合理设置弹簧振子组合中金属块的质量以及弹簧刚度，使不同的弹簧振子组合的固有频率与主管道内的激励频率一一吻合，从而达到同时降低多个激励频率的目的。这是因为与主管道内部的流体介质接触的金属块受到主管道压力脉动后，会激励弹簧振子组合发生振动，金属块的振动反过来将向流体介质辐射压力脉动，从而抵消主管道内部的压力脉动；另外，一旦弹簧振子组合的固有频率与主管道低频段特征频率吻合，将会产生最大的衰减效果。(2)弹簧振子组合的固有频率与金属块的质量成反比，金属块的质量越大，固有频率越低。本技术所述衰减器中采用密度较大的金属材料，在增大金属块质量的同时还能够保持金属块结构尺寸的紧凑性，有利于减小所述衰减器的体积，安装空间需求小。(3)本技术所述衰减器中，与主管道内部的流体介质接触的金属块与金属管之间安装一套密封件，可以防止主管道内流体介质泄露，同时也为弹簧振子组合提供了一种阻尼作用。另外，与主管道内部的流体介质接触的金属块尽量不侵占主管道的空间，确保主管道截面形状不会发生突变，从而保持较小的流体阻力。(4)本技术所述金属块的外形与金属管的截面形状相同，且金属块的尺寸略小于金属管的尺寸，这样既容易密封又能够利用金属管进行导向，保持弹簧振子组合在金属管的长度方向上振动。(5)在主管道的长度方向或周向上可以同时安装多个本技术所述的衰减器，进一步增加衰减效果。附图说明图1为主管道上安装一个本技术所述衰减器的结构示意图。图2为主管道长度方向上安装四个本技术所述衰减器的结构示意图。图3为主管道周向上安装四个本技术所述衰减器的结构示意图。其中，1-金属管，2-封闭端版，3-弹簧，4-金属块，5-密封件，6-主管道。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。如图1所示，一种基于弹簧振子系统的管道压力脉动衰减器，所述衰减器主要包括金属管1、封闭端板2、三个弹簧振子组合以及密封件5；外围设备为主管道6，主管道6的管壁上设有安装孔，主管道6的内部为流体介质；金属块4的外形、金属管1的横截面形状和安装孔的横截面形状都为圆形，金属块的直径为金属管直径的96％，金属管1的直径与安装孔的直径大小一致；金属管1的一端通过焊接固定在主管道6的安装孔上，另一端通过焊接与封闭端板2固定连接；弹簧振子组合由一个弹簧3和一个金属块4通过焊接组成的，三个弹簧振子组合在金属管1的内部依次固定连接，其中，接近封闭端板2的弹簧振子组合中的弹簧3与封闭端板2之间进行焊接，接近安装孔的弹簧振子组合中的金属块4与金属管1之间通过密封件5进行密封，接近安装孔的弹簧振子组合中的金属块4厚度的3％位于主管道6内与主管道6内部的流体介质接触。本实施所述的衰减器可同时降低主管道6内部三个激励频率。为了达到更好的衰减效果，可以在主管道6的长度方向上安装四个本实施例所述的衰减器，如图2所示；或者在主管道6的周向上安装四个本实施例所述的衰减器，如图3所示。然而，在实际应用中，根据主管道6内部待降低的激励频率的数量设置弹簧振子组合的数量；根据要达到的衰减效果，设置安装在主管道6的长度方向或周向上的所述衰减器的数量。综上所述，以上仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于弹簧振子系统的管道压力脉动衰减器，其特征在于：所述衰减器主要包括金属管(1)、封闭端板(2)、一个以上弹簧振子组合以及密封件(5)；外围设备为主管道(6)，主管道(6)的管壁上设有安装孔，主管道(6)的内部为流体介质；金属管(1)的一端固定安装在主管道(6)的安装孔上，另一端与封闭端板(2)固定连接；弹簧振子组合由一个弹簧(3)和一个金属块(4)固定连接而成，弹簧振子组合在金属管(1)的内部依次固定连接，其中，接近封闭端板(2)的弹簧振子组合中的弹簧(3)与封闭端板(2)固定连接，接近安装孔的弹簧振子组合中的金属块(4)与金属管(1)之间通过密封件(5)进行密封且该金属块(4)与主管道(6)内部的流体介质接触。

【技术特征摘要】
1.一种基于弹簧振子系统的管道压力脉动衰减器，其特征在于：所述衰减器主要包括金属管(1)、封闭端板(2)、一个以上弹簧振子组合以及密封件(5)；外围设备为主管道(6)，主管道(6)的管壁上设有安装孔，主管道(6)的内部为流体介质；金属管(1)的一端固定安装在主管道(6)的安装孔上，另一端与封闭端板(2)固定连接；弹簧振子组合由一个弹簧(3)和一个金属块(4)固定连接而成，弹簧振子组合在金属管(1)的内部依次固定连接，其中，接近封闭端板(2)的弹簧振子组合中的弹簧(3)与封闭端板(2)固定连接，接近安装孔的弹簧振子组合中的金属块(4)与金属管(1)之间通过密封件(5)进行密封且该金属块(4)与主管道(6)内部的流体介质接触。2.根据权利要求1所述的一种基于弹簧振子系统的管道压力脉动衰减器，其特征在于：金属块(4)的外形与金属管(1)的横截面形状相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏胜利，刘海建，王强勇，卢兆刚，廖庆斌，鲁民月，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：新型
国别省市：湖北;42