一种海洋磁悬浮抑制涡激振动装置，所述立柱的中间部分被磁环包围，所述磁环周边有固定有一环形外壳，所述外壳为密封结构，所述密封结构使外壳在密封的同时，环形板能够岁叶片的转动而转动。所述环形板下端沿圆周方向均匀固定多个向外伸出的扰流叶片，所述环形板的上端，外壳内沿圆周方向均匀固定多个磁滚筒，所述外壳内还固定一蓄电池，所述扰流叶片包括连接轴和叶片，所述连接轴一端和叶片连接，另一端契合于立柱的卡槽内，且上下部有球轴承，且球轴承内球的在其自限定的轨道槽内运动，所述的卡槽为环形槽。本发明专利技术针对涡激振动在来流速度极小的情况下，仍能进行涡激振动的抑制同时还提供电能，为电力输送困难的海洋提供一定的电力补给。
A device for suppressing vortex induced vibration by marine Maglev
【技术实现步骤摘要】
海洋磁悬浮抑制涡激振动装置
本专利技术属于涡激振动领域，涉及一种海洋磁悬浮抑制涡激振动装置。
技术介绍
时代的进步与发展，促使人类对海洋的探索及开发进一步增加。陆地所存储的煤炭、石油等矿藏，伴随工业的兴起已逐步衰竭。能够在新兴时代的步伐中拥有发展的资本，是一个国家屹立发展的前提。因此，各国将目光投向浩瀚资源丰富的海洋，各种探索及海洋工程的建立中，面临各种挑战，而在各类海洋工程中皆存在立柱结构，及伴随其产生的涡激振动破坏。从流体角度分析，任何非流线型物体，在一定的恒定流速下，都会在物体两侧交替地产生脱离结构物表面的旋涡，同时物体产生周期性振动，这种流体与结构物间的相互作用称为涡激振动。研究人员及工程师认为涡激振动为一种有害现象，当流体流过结构物形成流场的涡泄频率与结构物的固有频率相近时，则会引起共振，当振幅大到一定频率会引起结构物的破坏。常见抑制涡激振动的措施：螺旋条纹、开孔管套、轴向板条、控制杆、飘带、分隔板、导向翼、整流罩、短扰流板。西瑞尔效应为经过特殊磁化的磁铁，按照一定的圆周排列，当位于圆周周围的某个磁铁受到初始推力，绕中间磁环旋转，圆周上其他磁铁会自发加速运动，形成磁滚筒。磁滚筒的飞速旋转产生了陀螺效应，各部件磁化的装置由于能量的集中产生高压。装置周围没有空气，磁场在与外沿之间有一部分是真空。磁场捕获光子使装置发光，同时，磁铁内采用稀土元素钕，产生可探取电子，且能迅速恢复再生，周围的负离子也会被探取。磁滚筒与磁场环有独立的磁场，两种磁场完美结合，使得磁滚筒能在磁场环上持续运行，变化的磁场使得周围的线圈产生SIN型交变电流。磁悬浮技术，即利用磁力克服重力，使得物体悬浮的一种技术。磁悬浮技术系统由转子、传感器、控制器、执行器组成。转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。在其运作过程中，具有摩擦极小，运行平稳，无噪音等优点。
技术实现思路
1、所要解决的技术问题：涡激振动为一种有害现象，当流体流过结构物形成流场的涡泄频率与结构物的固有频率相近时，则会引起共振，当振幅大到一定频率会引起结构物的破坏。2、技术方案：为了解决以上问题，本专利技术提供了一种海洋磁悬浮抑制涡激振动装置，包括立柱，所述立柱的中间部分被磁环包围，所述磁环周边有固定有一环形外壳，所述外壳为密封结构，所述外壳的底面为环形板，外壳的内圆的外侧和外圆的外侧都还包括外壳延展区，所述外壳延展区包括第一延展区，第二延展区，第三延展区和第四延展区，所述第一延展区和外壳外侧的底部连接，并垂直于外壳侧面向外延伸，所述第一延展区在外的一端和第二延展区垂直连接，所述第二延展区垂直向上，所述第二延展区的上部和第三延展区垂直连接，所述第三延展区方向向内，不和所述外壳外侧连接，所述第四延展区为包括竖直部分和水平部分，所述竖直部分和水平部分组成倒“T”形，所述的竖直部分和所述第三延展区垂直连接，垂直方向向下，所述环形板的两端也包括环形板延展区，所述环形板延展区位于外壳延展区外侧，并将外壳延展区的第四延展区包裹内，所述外壳延展区和环形板延展区之间填充聚四氟乙烯，所述环形板延展区包裹外壳的第四延展区的外侧和外壳外侧之间也填充有聚四氟乙烯，所述环形板下端沿圆周方向均匀固定多个向外伸出的扰流叶片，所述环形板的上端，外壳内沿圆周方向均匀固定多个磁滚筒，所述外壳内还固定一蓄电池，所述扰流叶片包括连接轴和叶片，所述连接轴一端和叶片连接，另一端契合于立柱的卡槽内，且上下部有球轴承，且球轴承内球的在其自限定的轨道槽内运动，所述的卡槽为环形槽。所述环形板的上端外壳内沿圆周方向均匀固定多个第二超导体电磁铁，所述外壳的内的上端每个所述第二超导体电磁铁对应的一个第一超导体电磁铁。所述磁环为四层，从外到内依次为：铜导体、第一钕铁硼永磁体、聚四氟乙烯、第二钕铁硼永磁体。所述扰流叶片的叶片为曲面式叶片。所述扰流叶片、磁滚筒、第一超导体电磁铁和第二超导体电磁铁都是六个。所述第一超导体电磁铁和第二超导体电磁铁为超导体电磁铁。3、有益效果：本专利技术针对涡激振动，提出了一种利用磁悬浮技术抑制涡激振动装置。相对于常见的被动式抑制涡激振动方式，本装置在来流速度极小的情况下，仍能进行涡激振动的抑制。通过西瑞尔效应为磁悬浮技术的实现提供电能，同时为电力输送困难的海洋提供一定的电力补给。附图说明图1为装置总体组成结构图。图2为外壳的密封结构示意图。图3为扰流叶片与立柱连接结构图。图4为磁环的结构示意图以及磁环和立柱的位置示意图。图5为扰流叶片和环形板的位置示意图。1-1磁环；1-2磁滚筒；1-3外壳；1-4超导体电磁铁；1-5超导体电磁铁；1-6扰流叶片；1-7叶片；1-8立柱；1-9蓄电池；1-10环形板；2-1铜导体；2-3第一钕铁硼永磁体；1-11聚四氟乙烯；2-5第二钕铁硼永磁体；6-1卡槽；6-2球轴承；6-3连接轴。具体实施方式下面通过附图来对本专利技术进行详细说明。一种海洋磁悬浮抑制涡激振动装置，包括立柱1-8，所述立柱1-8的中间部分被磁环1-1包围，所述磁环1-1周边有固定有一环形外壳1-3，所述外壳1-3为密封结构，如图2所示，所述外壳1-3的底面为环形板1-10，外壳1-3的内圆的外侧和外圆的外侧都还包括外壳延展区，所述外壳延展区包括第一延展区1-3-1，第二延展区1-3-2，第三延展区1-3-3和第四延展区1-3-4，所述第一延展区1-3-1和外壳1-3外侧的底部连接，并垂直于外壳1-3侧面向外延伸，所述第一延展区1-3-1在外的一端和第二延展区1-3-2垂直连接，所述第二延展区1-3-2垂直向上，所述第二延展区1-3-2的上部和第三延展区1-3-3垂直连接，所述第三延展区1-3-3方向向内，不和所述外壳1-3外侧连接，所述第四延展区1-3-4为包括竖直部分和水平部分，所述竖直部分和水平部分组成倒“T”形，所述的竖直部分和所述第三延展区1-3-3垂直连接，垂直方向向下，所述环形板1-10的两端也包括环形板延展区，所述环形板延展区位于外壳延展区外侧，并将外壳延展区的第四延展区包裹内，所述外壳延展区和环形板延展区之间填充聚四氟乙烯1-11，所述环形板延展区包裹外壳的第四延展区1-3-4的外侧和外壳外侧之间也填充有聚四氟乙烯1-11。所述环形板1-10下端沿圆周方向均匀固定多个向外伸出的扰流叶片1-6，所述环形板1-10的上端，外壳1-3内沿圆周方向均匀固定多个磁滚筒1-2。采用聚四氟乙烯是因为固体材料中摩擦系数最低者。所述环形板1-10作为外壳1-3底部的密封，在外壳延展区和环形板延展区采用聚四氟乙烯是因为固体材料中摩擦系数最低者。这样的密封结构一来能够起到外壳密封的效果，二来能使环形板1-10随着扰流叶片1-6在流速较小的转动而转本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种海洋磁悬浮抑制涡激振动装置，其特征在于：包括立柱（1-8），所述立柱（1-8）的中间部分被磁环（1-1）包围，所述磁环（1-1）周边有固定有一环形外壳（1-3），所述外壳（1-3）为密封结构，所述外壳（1-3）的底面为环形板（1-10），外壳（1-3）的内圆的外侧和外圆的外侧都还包括外壳延展区，所述外壳延展区包括第一延展区（1-3-1），第二延展区（1-3-2），第三延展区（1-3-3）和第四延展区（1-3-4），所述第一延展区（1-3-1）和外壳（1-3）外侧的底部连接，并垂直于外壳（1-3）侧面向外延伸，所述第一延展区（1-3-1）在外的一端和第二延展区（1-3-2）垂直连接，所述第二延展区（1-3-2）垂直向上，所述第二延展区（1-3-2）的上部和第三延展区（1-3-3）垂直连接，所述第三延展区（1-3-3）方向向内，不和所述外壳（1-3）外侧连接，所述第四延展区（1-3-4）为包括竖直部分和水平部分，所述竖直部分和水平部分组成倒“T”形，所述的竖直部分和所述第三延展区（1-3-3）垂直连接，垂直方向向下，所述环形板（1-10）的两端也包括环形板延展区，所述环形板延展区位于外壳延展区外侧，并将外壳延展区的第四延展区包裹内，所述外壳延展区和环形板延展区之间填充聚四氟乙烯（1-11），所述环形板延展区包裹外壳的第四延展区（1-3-4）的外侧和外壳外侧之间也填充有聚四氟乙烯（1-11），所述环形板（1-10）下端沿圆周方向均匀固定多个向外伸出的扰流叶片（1-6），所述环形板（1-10）的上端，外壳（1-3）内沿圆周方向均匀固定多个磁滚筒（1-2），所述外壳（1-3）内还固定一蓄电池（1-9），所述扰流叶片（1-6）包括连接轴（6-3）和叶片（1-7），所述连接轴（6-3）一端和叶片（1-7）连接，另一端契合于立柱（1-8）的卡槽（6-1）内，且上下部有球轴承（6-2），且球轴承（6-2）内球的在其自限定的轨道槽内运动，所述的卡槽（6-1）为环形槽。/n...
【技术特征摘要】
1.一种海洋磁悬浮抑制涡激振动装置，其特征在于：包括立柱（1-8），所述立柱（1-8）的中间部分被磁环（1-1）包围，所述磁环（1-1）周边有固定有一环形外壳（1-3），所述外壳（1-3）为密封结构，所述外壳（1-3）的底面为环形板（1-10），外壳（1-3）的内圆的外侧和外圆的外侧都还包括外壳延展区，所述外壳延展区包括第一延展区（1-3-1），第二延展区（1-3-2），第三延展区（1-3-3）和第四延展区（1-3-4），所述第一延展区（1-3-1）和外壳（1-3）外侧的底部连接，并垂直于外壳（1-3）侧面向外延伸，所述第一延展区（1-3-1）在外的一端和第二延展区（1-3-2）垂直连接，所述第二延展区（1-3-2）垂直向上，所述第二延展区（1-3-2）的上部和第三延展区（1-3-3）垂直连接，所述第三延展区（1-3-3）方向向内，不和所述外壳（1-3）外侧连接，所述第四延展区（1-3-4）为包括竖直部分和水平部分，所述竖直部分和水平部分组成倒“T”形，所述的竖直部分和所述第三延展区（1-3-3）垂直连接，垂直方向向下，所述环形板（1-10）的两端也包括环形板延展区，所述环形板延展区位于外壳延展区外侧，并将外壳延展区的第四延展区包裹内，所述外壳延展区和环形板延展区之间填充聚四氟乙烯（1-11），所述环形板延展区包裹外壳的第四延展区（1-3-4）的外侧和外壳外侧之间也填充有聚四氟乙烯（1-11），所述环形板（1-10）下端沿圆周方向均匀固定多个向外伸出的扰流叶片（1-6），所述环形板（1-10）的上端，外壳（1-3）内沿...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈中祥，郑思洁，尹群，姚潇，朱贤杰，王文庆，
申请(专利权)人：江苏科技大学，江苏科技大学海洋装备研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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