具有可调谐质量的阻尼型减摇水箱制造技术

具有可调谐质量的阻尼型减摇水箱，包括U型箱体，U型箱体的水平管段内固装有限位环，限位环两侧对称设有水平弹簧，水平弹簧朝向限位环的一端连接可轴向移动的质量块一，水平弹簧另一端与水平管段连接；在U型箱体的立管段内可移动地设有质量块二及活塞，活塞的上、下方分别设有一个固定的限位环，质量块二位于上方的限位环的上方，竖直弹簧上端与质量块二连接，竖直弹簧下端与立管段连接；质量块二的外壁与立管段的内壁之间、活塞的外壁与立管段的内壁之间均为密封连接；水平管段内、活塞下方的立管段管段内均充满有阻尼液，活塞与质量块二之间的立管段管段内充满有水；质量块一带有轴向贯通孔。本发明专利技术能同时实现水平方向和垂向的高校减摇。

Damping damping tank with tunable mass

Damping type anti-rolling tank with tunable mass includes U-shaped box, U-shaped box is fixed with finite position ring in horizontal pipe section, and horizontal spring is symmetrically arranged on both sides of limit ring. One end of horizontal spring is connected with axially movable mass block and the other end of horizontal spring is connected with horizontal pipe section. The upper and lower parts of the piston are respectively provided with a fixed limit ring. The upper end of the vertical spring is connected with the mass block, and the lower end of the vertical spring is connected with the standpipe. The outer wall and the inner wall of the standpipe section are sealed; the standpipe section inside the horizontal section and below the piston section are filled with damping fluid; the standpipe section between the piston and the mass block is filled with water; the mass block has an axial through hole. The invention can simultaneously realize horizontal and vertical University anti rolling.

【技术实现步骤摘要】
具有可调谐质量的阻尼型减摇水箱
本专利技术涉及振动控制
，具体涉及用于半潜平台上的具有可调谐质量的阻尼型减摇水箱。
技术介绍
深海半潜平台通常工作在离大陆架上千公里的海域，其作业工况非常恶劣，如何控制其横摇、升沉、纵倾等大幅运动是海洋平台设计中的首要问题。针对半潜平台风浪流激励下的运动问题，现有的减摇手段主要包括减摇鳍、动力吸振器、减摇水箱或增加浮筒配重，其中，减摇鳍技术来源于船舶减摇设计技术，其主要针对船舶横摇的控制，但在低速流情况下则需要较大鳍板面积的减摇鳍；动力吸振器可以有效控制半潜平台的低频运动，但是针对低频大幅运动，则需要设置质量较大的吸振器，增加了减摇成本且升高了平台质心，容易影响平台结构稳定性；增加浮筒配重可以显著控制平台升沉，但对横摇和纵倾等回转运动的控制作用并不明显。围绕船舶、平台减摇问题，现有技术的减摇水箱技术，有在船舶内底设置有四个减摇水轮涵道，且四个减摇水轮涵道对称设置在船艉两端、船艏两端，每个减摇涵道内设置有减摇水轮，该减摇结构可以有效缓解船舶的横摇、纵摇和垂荡运动，但是该减摇结构的控制目标为船体结构，不适用于半潜平台上层建筑运动的控制；现有技术中，也有包括减摇水舱主体平台、平台支撑结构、减摇水舱外壁、水舱气道等结构的减摇水舱结构，其通过合理设置水舱内加强构件来减少水舱内阻力，从而提供充分的流体惯性来达到减摇功能，该类减摇水箱的不足之处是没有提出控制自由面飞溅的措施，也没有对其频率范围作出说明。
技术实现思路
本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种具有可调谐质量的阻尼型减摇水箱，其能够同时实现水平方向和垂向的减摇性能，且能够有效实现低频抑振。本专利技术的技术方案如下：具有可调谐质量的阻尼型减摇水箱，包括U型箱体，所述U型箱体的水平管段内固装有限位环一，限位环一的两侧对称布置有一组水平弹簧，两个水平弹簧朝向限位环一的一端分别连接一个质量块一，水平弹簧的另一端连接在水平管段上，质量块一可轴向移动地设在水平管段内；在所述U型箱体的立管段内可轴向移动地设有质量块二及活塞，活塞的上、下方分别设有限位环二和限位环三，限位环二和限位环三均固装在立管段内，质量块二位于限位环二的上方，竖直弹簧的上端与质量块二连接，竖直弹簧的下端与立管段连接；质量块二的外壁与立管段的内壁之间、活塞的外壁与立管段的内壁之间均为密封连接；水平管段内、活塞下方的立管段管段内均充满有阻尼液，活塞与质量块二之间的立管段管段内充满有水；质量块一带有轴向贯通孔。其进一步技术方案为：所述阻尼液为硅油。所述立管段包含轴向相通的小径段和大径段，大径段设在小径段的上端，小径段的下端与水平管段相连且二者的外径相同，活塞、限位环二和限位环三均设在小径段内，质量块二与竖直弹簧设在大径段内，竖直弹簧的下端与大径段的底部端面连接，质量块二的外壁与大径段的内壁之间为密封连接，活塞的外壁与小径段的内壁之间为密封连接，活塞下方的小径段管段内、水平管段内均充满阻尼液，活塞上方的小径段管段内、质量块二下方的大径段管段内均充满水。所述竖直弹簧的数量为多个。所述质量块一为中部带有轴向贯通孔的环形结构。所述质量块一朝向限位环一的一端固接有缓冲垫。本专利技术的技术效果：本专利技术通过一个U型箱体，并在所述U型箱体内隔离使用阻尼液及水，同时设置了质量块与弹簧组成的可调谐减振结构，使得本专利技术同时兼具了液体阻尼器、调谐质量减振结构、减摇水舱的功能；针对半潜平台的水平方向的运动(横摇或纵摇)，水平管段内的结构不仅为液体阻尼器、同时也是调谐质量减振结构，确保其在平台水平方向上的高效减摇性能，针对平台的捶荡运动，立管段内的质量块与弹簧构成了调谐质量减振结构，同时充满水的立管段形成减摇水箱，确保在平台垂向方向上的高效减摇性能。本专利技术通过立管段上端内的质量块与立管段密封设置，可防止U型箱体内流体飞溅，从而进一步确保整个减摇水箱的减摇性能；本专利技术可通过调节四组弹簧与质量块的刚度与质量比，来调低整个减摇水箱的固有频率，从而能够有效适用于低频抑振。附图说明图1为本专利技术的立体结构示意图。图2为本专利技术的中剖结构示意图。图3为图2中A部放大图。其中：1、水平管段；2、限位环一；3、水平弹簧；4、质量块一(4)；5、立管段；501、小径段；502、大径段；6、质量块二；7、活塞；8、限位环二；9、限位环三；10、竖直弹簧；11、缓冲垫；12、储油环；13、油孔；14、抱箍。具体实施方式下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。见图1、图2、图3，本专利技术所述具有可调谐质量的阻尼型减摇水箱包括U型箱体，所述U型箱体的底部为水平管段1，所述U型箱体的两侧部为两根立管段5，水平管段1与立管段5相连通；所述U型箱体的水平管段1内固装有限位环一2，限位环一2优选设置在水平管段1的中部位置，限位环一2的两侧对称布置有一组水平弹簧3，两个水平弹簧3朝向限位环一2的一端分别连接一个质量块一4，水平弹簧3的另一端连接在水平管段1的内壁上，优选地，水平弹簧3的另一端可通过连接至一支板上(图中未示出)间接固定在水平管段1的内壁上，质量块一4可轴向移动地设在水平管段1内，质量块一4活动地设在水平管段1内；在所述U型箱体的立管段5内可轴向移动地设有质量块二6及活塞7，活塞7的上、下方分别设有限位环二8和限位环三9，限位环二8和限位环三9均固装在立管段5内，质量块二6位于限位环二8的上方，竖直弹簧10的上端与质量块二6连接，竖直弹簧10的下端与立管段5连接，优选地，竖直弹簧10可通过与另一支板连接从而间接连接到立管段5上；质量块二6的外壁与立管段5的内壁之间、活塞7的外壁与立管段5的内壁之间均为密封连接；水平管段1内、活塞7下方的立管段5管段内均充满有阻尼液，活塞7与质量块二6之间的立管段5管段内充满有水；质量块一4带有轴向贯通孔，质量块一4的结构优选为中部带有轴向贯通孔的环形结构，通过所述轴向贯通孔以及限位环一2为环形结构的设置，使得阻尼液能够在水平管段1内流通。其中，所述阻尼液优选为硅油，活塞7为阻尼液与水介质的隔离用活塞。进一步地，由于使用了阻尼液，为了确保减摇水箱部分的减振效果，通过设计使得所述立管段5包含轴向相通的小径段501和大径段502，大径段502设在小径段501的上端，小径段501的下端与水平管段1相连且二者的外径相同，活塞7、限位环二8和限位环三9均设在小径段501内，质量块二6与竖直弹簧10设在大径段502内，竖直弹簧10的下端与大径段502的底部端面连接，质量块二6的外壁与大径段502的内壁之间为密封连接，活塞7的外壁与小径段501的内壁之间为密封连接，活塞7下方的小径段501管段内、水平管段1内均充满阻尼液，活塞7上方的小径段501管段内、质量块二6下方的大径段502管段内均充满水。其中，所述竖直弹簧10的数量为多个，图2中，直弹簧10的数量优选为四个。进一步地，所述质量块一4朝向限位环一2的一端固接有缓冲垫11，对质量块一4的移动限位起缓冲作用。此外，为保证质量块一4的润滑，在质量块一4上设置有储油环12，并在水平管段1上配设有油孔13，定期通过油孔13及储油环12添加润滑油。本专利技术整体通过抱箍14将其水平管段1安装在半潜平台主甲板或上层建筑平台上，当半潜平台横摇或纵摇时，一方面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有可调谐质量的阻尼型减摇水箱，其特征在于：包括U型箱体，所述U型箱体的水平管段(1)内固装有限位环一(2)，限位环一(2)的两侧对称布置有一组水平弹簧(3)，两个水平弹簧(3)朝向限位环一(2)的一端分别连接一个质量块一(4)，水平弹簧(3)的另一端连接在水平管段(1)上，质量块一(4)可轴向移动地设在水平管段(1)内；在所述U型箱体的立管段(5)内可轴向移动地设有质量块二(6)及活塞(7)，活塞(7)的上、下方分别设有限位环二(8)和限位环三(9)，限位环二(8)和限位环三(9)均固装在立管段(5)内，质量块二(6)位于限位环二(8)的上方，竖直弹簧(10)的上端与质量块二(6)连接，竖直弹簧(10)的下端与立管段(5)连接；质量块二(6)的外壁与立管段(5)的内壁之间、活塞(7)的外壁与立管段(5)的内壁之间均为密封连接，水平管段(1)内、活塞(7)下方的立管段(5)管段内均充满有阻尼液，活塞(7)与质量块二(6)之间的立管段(5)管段内充满有水；质量块一(4)带有轴向贯通孔。

【技术特征摘要】
1.具有可调谐质量的阻尼型减摇水箱，其特征在于：包括U型箱体，所述U型箱体的水平管段(1)内固装有限位环一(2)，限位环一(2)的两侧对称布置有一组水平弹簧(3)，两个水平弹簧(3)朝向限位环一(2)的一端分别连接一个质量块一(4)，水平弹簧(3)的另一端连接在水平管段(1)上，质量块一(4)可轴向移动地设在水平管段(1)内；在所述U型箱体的立管段(5)内可轴向移动地设有质量块二(6)及活塞(7)，活塞(7)的上、下方分别设有限位环二(8)和限位环三(9)，限位环二(8)和限位环三(9)均固装在立管段(5)内，质量块二(6)位于限位环二(8)的上方，竖直弹簧(10)的上端与质量块二(6)连接，竖直弹簧(10)的下端与立管段(5)连接；质量块二(6)的外壁与立管段(5)的内壁之间、活塞(7)的外壁与立管段(5)的内壁之间均为密封连接，水平管段(1)内、活塞(7)下方的立管段(5)管段内均充满有阻尼液，活塞(7)与质量块二(6)之间的立管段(5)管段内充满有水；质量块一(4)带有轴向贯通孔。2.按权利要求1所述的具有可调谐质量的阻尼型减摇水箱，其特征在于：所述阻尼液为硅油。3.按权利要求1所述的具有可...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷学文，魏子天，李慧，许树浩，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32