阅读说明：本技术 可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置 (Pipeline vibration isolation device capable of displaying vibration isolation frequency and adjusting balance position ) 是由 胡展 徐彦昭 郑钢铁 贾地 缪旭弘 周涛 毛柳伟 于 2019-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置,该装置包括：分瓣金属卡环通过螺栓或卡口连接并固定被隔振对象；承载弹性元件按照预设角度以串联方式和/或并联方式设置,以承受并传递被隔振对象的载荷；载荷平衡位置显示标记组件用于获取并显示隔振器受到载荷时隔振频率；弹性元件位置调整装置与载荷平衡位置显示标记组件相连,以根据频率调整承载弹性元件和被隔振对象之间的相对位置,以使隔振器受到的载荷满足预设频率要求。该装置在满足隔振的刚度、阻尼要求的基础上,引入实际载荷静平衡位置标记显示、静平衡高度位置调整功能,具有隔振频率可检测和可调整静平衡位置的特点,解决频率和平衡位置不确定的问题。(The invention provides a pipeline vibration isolation device capable of displaying vibration isolation frequency and adjusting balance position, comprising: the split metal snap ring is connected and fixed with the vibration-isolated object through a bolt or a bayonet; the load-bearing elastic elements are arranged in a series mode and/or a parallel mode according to a preset angle so as to bear and transmit the load of the vibration-isolated object; the load balance position display marking assembly is used for acquiring and displaying the vibration isolation frequency when the vibration isolator is loaded; the elastic element position adjusting device is connected with the load balance position display marking assembly to adjust the relative position between the load bearing elastic element and the vibration isolation object according to the frequency, so that the load borne by the vibration isolator meets the preset frequency requirement. The device introduces the functions of marking and displaying the actual load static balance position and adjusting the static balance height position on the basis of meeting the requirements of rigidity and damping of vibration isolation, has the characteristics of vibration isolation frequency detection and static balance position adjustment, and solves the problem of uncertainty of frequency and balance position.)

可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置

技术领域

本发明涉及结构与装置隔振技术领域，特别涉及一种可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置。

背景技术

众所周知，很多动力系统具有庞大的管路系统，管路系统不仅传输液体，而且也影响了动力机械的质量特性，此外，液体压力脉动和紊流等流体运动同时产生振动。为降低管路振动到结构的传递，需要对管路进行振动隔离。但管路振动隔离的难点在于管路的柔性，因柔性的存在，每个支撑或悬吊点的载荷受到其它点的影响，这样，根据管路结构质量特性选择的各个支撑/悬吊点的振动隔离装置的工作频率可能不在期望的范围内。如果隔振器具有非线性特征，则质量特性的偏移会给隔振频率带来显著的影响。而质量特性的变化也会导致静平衡位置的变化，这就会给管路带来附加载荷。对于管路而言，如果要隔离管路振动到安装结构的传递，则每个振动隔离装置所承受的结构重量会因其它振动隔离装置所承受结构重量的变化而变化。受到管路弹性变形的影响，很可能一个或多个振动隔离装置的弹性元件工作在死区内，而其它振动隔离装置因承受的结构重量过轻，而隔振频率远高于期望值，进而形成对振动传递的放大。这就提出了振动隔离装置的静平衡位置可调和隔振频率可以显示的需求。

传统的振动隔离装置的设计假设被隔振对象的载荷已知，因此，不具备处理上述问题的能力。此外，为降低成本，很多振动隔离装置采用橡胶材料作为弹性元件，但橡胶弹性元件具有很强的非线性特征，这也影响了振动隔离效果。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置。

为达到上述目的，本发明提出了可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置，包括：分瓣金属卡环通过螺栓或卡口连接并固定被隔振对象；至少一个承载弹性元件按照预设角度以串联方式和/或并联方式设置，以承受并传递所述被隔振对象的载荷；载荷平衡位置显示标记组件用于获取并显示隔振器受到载荷时隔振频率；弹性元件位置调整装置与所述载荷平衡位置显示标记组件相连，以根据所述频率调整所述承载弹性元件和所述被隔振对象之间的相对位置，以使所述隔振器受到的载荷满足预设频率要求。

根据本发明实施例提出的可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置，适用于管路重量不能够预先知道的振动隔离装置实现方法，解决因此产生的频率不确定和平衡位置不确定问题，从而与普通振动隔离装置相比，本发明在满足隔振的刚度、阻尼要求的基础上，引入实际载荷静平衡位置标记显示、静平衡高度位置调整功能，在不影响振动隔离效果的情况下，具有隔振频率可检测和可调整静平衡位置的特点。

另外，根据本发明上述实施例的可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述被隔振对象的部分结构位于所述分瓣金属卡环中间，所述分瓣金属卡环和所述被隔振对象的部分结构之间通过刚性接触或添加阻尼弹性材料接触。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述至少一个承载弹性元件为线性弹簧，所述线性弹簧包括金属卷弹簧、金属机加弹簧和金属开槽弹簧中任意一种或多种组合形式。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述载荷平衡位置显示标记组件包括三个标记，第一标记表示允许隔振频率的上限，第二标记表示预设平衡位置，第三标记表示允许隔振频率的下限。

可选地，在本发明的一个实施例中，所述标记有多重样式，包括标志点和标志线。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述载荷平衡位置显示标记安装允许的变化范围，设定三个标志点或线，第二标志点表示设定的隔振频率，第一标志点和第三标志点表示隔振频率变化的范围，所述三个标志点的设定基于如下公式：

位移＝重力加速度/(隔振频率)²

其中，所述三个标志点的位置通过改变隔振频率获得。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：安装底座；设置于所述安装底座上的阻尼缓冲元件。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置结构示意图；

图2为根据本发明实施例的可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置内部结构示意图；

图3为根据本发明具体实施例一的管路弹性吊架上的结构示意图；

图4为根据本发明具体实施例一中管路弹性吊架的载荷平衡位置显示标记组件结构示意图；

图5为根据本发明具体实施例二的管路支撑振动隔离装置上的结构示意图；

图6为根据本发明具体实施例二中管路支撑振动隔离装置的载荷平衡位置显示标记组件结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置。

图1是本发明一个实施例的可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置结构示意图。

如图1所示，该可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置10包括：分瓣金属卡环100、至少一个承载弹性元件200、载荷平衡位置显示标记组件300和弹性元件位置调整装置400。

其中，分瓣金属卡环100通过螺栓或卡口连接并固定被隔振对象。

进一步地，在本发明的一个实施例中，被隔振对象的部分结构位于分瓣金属卡环中间，分瓣金属卡环和被隔振对象的部分结构之间通过刚性接触或添加阻尼弹性材料接触。

换句话说，各个卡环瓣支架通过螺栓或卡口相互连接，被隔振对象的部分结构位于卡环中间，卡环和结构之间有多种接触方式，包括刚性接触或添加阻尼弹性材料，但不限于此。

可以理解的是，为了安装管路，故设计了分瓣式卡环。卡环和管路的接触可以是刚性的，既中间不添加弹性材料，例如金属阻尼材料，也可以填充弹性材料，形成弹性接触。对于高温管路，可以添加金属阻尼材料。

至少一个承载弹性元件200按照预设角度以串联方式和/或并联方式设置，以承受并传递被隔振对象的载荷。

进一步地，至少一个承载弹性元件为线性弹簧，线性弹簧可以包括金属卷弹簧、金属机加弹簧和金属开槽弹簧中任意一种或多种组合形式，并有多布置方式，包括单个弹簧、多个弹簧按照一定角度并联布置、多个弹簧串联，但不限于此。

载荷平衡位置显示标记组件300用于获取并显示隔振器受到载荷时隔振频率。

进一步地，在本发明的一个实施例中，载荷平衡位置显示标记组件包括三个标记，第一标记表示允许隔振频率的上限，第二标记表示预设平衡位置，第三标记表示允许隔振频率的下限。其中，标记有多重样式，包括标志点和标志线。

也就是说，载荷平衡位置显示标记由三个标记组成，中间标记表示理想平衡位置，其它两个标志表示容许的隔振频率下限和上限。

载荷平衡位置显示标记组件安装容许的频率变化范围设定三个标志点或线，中间的标志表示设定的隔振频率，上下两个标示表示隔振频率变化的范围。简单来讲，载荷平衡位置显示标记安装允许的变化范围，设定三个标志点或线，第二标志点表示设定的隔振频率，第一标志点和第三标志点表示隔振频率变化的范围，三个标志点的设定基于如下公式：

位移＝重力加速度/(隔振频率)²。

通过改变隔振频率，获得三个标志的位置。这里，中间的标志也是平衡位置标示。对于管路振动隔离而言，理想情况是所有振动隔离装置的中间标志点和移动结构的边缘重合。

弹性元件位置调整装置400与载荷平衡位置显示标记组件相连，以根据频率调整承载弹性元件和被隔振对象之间的相对位置，以使隔振器受到的载荷满足预设频率要求。

其中，对于平衡位置的调节，弹性元件位置调整装置主要是调整弹性元件和被隔振对象之间的相对位置，对于专业人员而言，可以由多种方式，包括螺杆、滚动丝杆、可升级平台和长度调整螺杆等，但不限于此。

进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：安装底座500；设置于安装底座上的阻尼缓冲元件600。

可以理解的是，在振动隔离装置的安装方面，既底座的设计方面，对于专业人员，可以根据特定的应用进行设计，例如，对于管路弹性吊架，可以采用挂钩形式或者转动副形式，对于基础隔振，可以有多种形式，采用螺纹旋转升降平台的形式，或以挂钩和法兰盘的形式；阻尼缓冲元件在正常情况下提供的附加刚度远低于弹性元件，在冲击载荷作用下，提供较大附加刚度和提高阻尼值，但不限于此。

综上可知，本发明实施例的可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置主要包括：与被管路连接的机械接口，承载弹性元件，阻尼元件，弹性元件位置调整装置，载荷平衡位置显示标记。

需要说明的是，本发明实施例可以设计出用于管路振动隔离的弹性支吊架，和用于机械设备振动隔离的隔振器。

下面就结合具体实施例对本发明进行更加详细的说明，但本发明并不局限于下面的具体实施例。

如图2所示，实施例一：管路弹性吊架

管路吊架的内部构造为：1-减振器端盖；2-紧固螺栓；3-圆柱外壳；4-金属阻尼元件固定螺栓；5-金属阻尼；6-底盘；7-底部限位金属阻尼；8-主连接件；9-弹簧；10- 下方限位弹簧固定件；11-上方限位弹簧固定件；12-顶部限位金属阻尼。减振结构封装在圆柱筒内，上部由螺纹接口通过可调连杆与悬挂吊脚相连，下部由螺纹与吊脚相连，再通过连接件与夹具相连，承受载荷。

如图3所示，1-1、1-2、1-3、1-4为螺栓组件，2-吊脚，3-上铰链连杆，4-1、4-2、 4-3和4-4为锁紧螺母，5-高度调整连杆，6-上连杆，7-减振单元，8-下连杆，9-下铰链连杆，10-上卡具，11-下卡具。

如图4所示，在下连杆(8)上有3个圆形标记，从下至上分别指示最低固有频率、额定固有频率和最高固有频率三种工况，具体如下：

(a)最高固有频率工况：即对应允许的载荷极小值，下连杆(8)上的标记(8-1) 恰好从减振单元(7)下边沿露出；

(b)额定固有频率工况：即对应理想的载荷，下连杆(8)上的标记(8-2)恰好从减振单元(7)下边沿露出；

(c)最低固有频率工况：即对应极限过载载荷，下连杆(8)上的标记(8-3)恰好从减振单元(7)下边沿露出；

因此，该管路弹性吊架的理想工作状态由标记(8-2)指示，当实际载荷偏差引起固有频率指示超出标记(8-1)、(8-3)指示位置时，则表明此弹性吊架不适用于该处载荷工况，需要更换。

管路相对悬吊基准的平衡位置调节由转动高度调整连杆(5)完成，高度调整连杆上下两端具有反向内螺纹，拧动高度调整连杆(5)可调整与上铰链连杆(3)和上连杆(6)的螺纹连接部分长度，即改变了管路的悬吊高度。平衡位置调节完毕后，拧紧锁紧螺母(4-1和4-2)以锁定高度调整连杆(5)。

如图5所示，实施例二：管路支撑振动隔离装置

其中内部结构图1可以理解为安装由悬吊改为支撑。在图5中，1-上卡具，2-螺栓组件，3-下卡具，4-上锁紧螺母，5-下锁紧螺母，6-减振单元，7-内基座，8-高度调节锁紧装置，9-外基座。如图6所示，减振单元(6)的连杆上有3个圆形标记，从下至上分别指示最低固有频率、额定固有频率和最高固有频率三种工况，具体如下：

(a)最高固有频率工况：即对应允许的载荷极小值，减振单元(6)的标记(6-1)恰好进入内基座(7)上沿；

(b)额定固有频率工况：即对应理想的载荷，减振单元(6)的标记(6-2)恰好进入内基座(7)上沿；

(c)最低固有频率工况：即对应极限过载载荷，减振单元(6)的标记(6-3)恰好进入内基座(7)上沿；

因此，该管路支撑振动隔离装置的理想工作状态由标记(6-2)指示，当实际载荷偏差引起固有频率指示超出标记(6-1)、(6-3)指示位置时，则表明此该管路支撑振动隔离装置不适用于该处载荷工况，需要更换。

管路支撑振动隔离装置的平衡位置高度调节由转动内基座(7)完成，拧动内基座(7)可调整与外基座(9)的螺纹连接长度，即改变了管路的支撑高度。平衡位置调节完毕后，拧紧高度调节锁紧装置(8)以锁定内基座(7)。

根据本发明实施例提出的可显示隔振频率和调整平衡位置的管路振动隔离装置，适用于管路重量不能够预先知道的振动隔离装置实现方法，解决因此产生的频率不确定和平衡位置不确定问题，从而与普通振动隔离装置相比，本发明在满足隔振的刚度、阻尼要求的基础上，引入实际载荷静平衡位置标记显示、静平衡高度位置调整功能，在不影响振动隔离效果的情况下，具有隔振频率可检测和可调整静平衡位置的特点。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。