管道动力吸振器的制作方法

1.本技术涉及机械领域，特别涉及一种用于吸收管道振动的管道动力吸振器。


背景技术：

2.螺杆式冷冻机组主要的振源激励来自于压缩机。与压缩机直接相连的喷油管路，喷液管路，经济器回气管路受该振源激励影响较大，管路长期处于振动过大的工况会导致管路与压缩机相连的接头松动，严重的会出现油液泄露，从而影响机组正常运行。由于管路振动过大的原因往往是由于管路固有频率与机组的激励频率发生共振所致，减小管路振动常采用的方法是在管路上增加卡箍、设计支撑结构和修改管路结构以改变管路固有频率，从而避开机组的激励频率。然而由于实际安装条件和用户美观要求的限制，无法对以上方法进行实施。
3.动力吸振器(dynamic vibration absorber)作为一种被动减振技术，无需改变管路设计和安装，只需将其安装在管路上即能够有效的降低管路振动。例如，专利文件1(中国专利申请号201310392465.1)公开了一种能够实现对管路周向减振的动力吸振器；专利文件2(中国专利申请号201410161712.1)公开了一种能够对管路径向、轴向均能实现减振的三向动力吸振器。
4.应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现要素：

5.本技术的发明人发现，现有的动力吸振器存在一定的局限性，例如，在专利文件1和专利文件2中：都只有一处与管路卡接的位置，因而只在卡接的位置进行吸振，所以有效吸振长度受限；质量块位于弹簧片或钢丝绳的末端，构成悬臂结构，导致动力吸振器的稳定性较差，吸振效果受到影响。
6.本技术实施例提供一种管道动力吸振器，其中，弹性部件的两端均通过安装卡环安装于管道，质量块在弹性部件的延伸方向上的位置能够被调整，由此：本技术的管道动力吸振器能够通过两处位置与管路卡接，该两处位置之间的管路都可以被有效吸振，因此，有效吸振长度增大；并且，质量块与弹性部件构成的弹性结构的稳定性提高，因而吸振效果提高。
7.根据本技术实施例的一个方面，提供一种管道动力吸振器，所述管道动力吸振器10包括：
8.一对安装卡环1，其分别位于所述管道动力吸振器10的长度方向的两端；
9.弹性部件2，其在延伸方向的两端与一对安装卡环1分别连接；以及
10.质量块3，其安装于所述弹性部件2，所述质量块3在所述弹性部件2的延伸方向上的安装位置能够被调整。
11.根据本技术实施例的另一方面，其中，
12.所述管道动力吸振器10还包括：
13.环形缓冲垫9，其设置于所述安装卡环1内壁。
14.根据本技术实施例的另一方面，所述弹性部件2的数量为2个以上，2个以上的所述弹性部件2间隔地设置在一对所述安装卡环1的周向上。
15.根据本技术实施例的另一方面，所述弹性部件2为板簧，所述板簧具有在延伸方向上的折弯结构。
16.根据本技术实施例的另一方面，所述弹性部件2在延伸方向上包括第一斜面板簧片21和第二斜面板簧片23，
17.所述第一斜面板簧片21与一对安装卡环1中的一者连接，
18.所述第二斜面板簧片23与一对安装卡环1中的另一者连接，
19.所述第一斜面板簧片21和所述第二斜面板簧片23相对于所述长度方向倾斜。
20.根据本技术实施例的另一方面，所述弹性部件2在延伸方向上还包括：
21.平面板簧片22，其连接于所述第一斜面板簧片21和所述第二斜面板簧片23之间，
22.所述平面板簧片22平行于所述长度方向。
23.根据本技术实施例的另一方面，所述弹性部件2具有沿所述延伸方向设置的沟槽24，
24.所述沟槽24沿厚度方向贯通所述弹性部件2，
25.所述质量块3通过安装螺栓8安装于所述弹性部件2，
26.所述安装螺栓8的螺杆沿所述厚度方向穿过所述沟槽，所述安装螺栓8的头部在所述厚度方向按压所述沟槽24的边缘。
27.根据本技术实施例的另一方面，所述沟槽在所述第一斜面板簧片21上的延伸长度与在所述第二斜面板簧片23上的延伸长度不同。
28.根据本技术实施例的另一方面，所述第一斜面板簧片21相对于所述长度方向倾斜的角度为15
°
～75
°
，
29.所述第二斜面板簧片23相对于所述长度方向倾斜的角度为15
°
～75
°
。
30.根据本技术实施例的另一方面，一对安装卡环1在所述长度方向上的距离与所述安装卡环1的内径的比值为1～5。
31.本技术实施例的有益效果在于：有效吸振长度增大，并且，吸振效果提高。
32.参照后文的说明和附图，详细公开了本技术的特定实施方式，指明了本技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附附记的条款的范围内，本技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。
33.针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
34.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
35.在本技术实施例的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或
更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。
36.所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本技术的实施方式，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
37.图1是本技术的管道动力吸振器的一个示意图；
38.图2是本技术的弹性部件的一个示意图。
具体实施方式
39.参照附图，通过下面的说明书，本技术的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本技术的特定实施方式，其表明了其中可以采用本技术的原则的部分实施方式，应了解的是，本技术不限于所描述的实施方式，相反，本技术包括落入所附附记的范围内的全部修改、变型以及等同物。下面结合附图对本技术的各种实施方式进行说明。这些实施方式只是示例性的，不是对本技术的限制。
40.在本技术实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。
41.在本技术实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“该”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据
……”
，术语“基于”应理解为“至少部分基于
……”
，除非上下文另外明确指出。
42.另外，在本技术实施例的下述说明中，为了说明的方便，将一对安装卡环中心连线方向或与其平行的方向称为“轴向”或“长度方向”；将以一对安装卡环中心连线为中心的半径方向称为“径向”；将沿半径方向远离该连线的一侧称为“径向外侧”，将沿半径方向靠近该连线的一侧称为“径向内侧”；将围绕该一对安装卡环中心连线的方向称为“周向”。
43.实施例1
44.本技术实施例1提供一种管道动力吸振器。
45.图1是管道动力吸振器的一个示意图。如图1所示，管道动力吸振器10包括：一对安装卡环1，弹性部件2以及质量块3。
46.安装卡环1数量为2个(即，一对)，各安装卡环1为圆环状。一对安装卡环1的中心点的连线为c，将连线c或与其平行的方向称为轴向或管道动力吸振器10的长度方向。
47.如图1所示，一对安装卡环1分别位于管道动力吸振器10的长度方向的两端。一对安装卡环1用于加持管道100的外周，从而将管道动力吸振器10安装于管道100。
48.弹性部件2在其延伸方向的两端与一对安装卡环1分别连接。
49.质量块3安装于弹性部件2，并且，质量块3在弹性部件2的延伸方向上的安装位置能够被调整。
50.根据本技术实施例1的管道动力吸振器，弹性部件的两端能够通过安装卡环安装于管道，质量块在弹性部件的延伸方向上的位置能够被调整，由此：本技术的管道动力吸振器能够通过两处位置(即，一对安装卡环)与管路卡接，该两处位置之间的管路都可以被有效吸振，因此，有效吸振长度增大；并且，质量块与弹性部件构成的弹性结构通过两处位置与管路卡接，因而弹性结构的稳定性提高，吸振效果提高。
51.在本实施例中，一对安装卡环1在长度方向上的距离与安装卡环1的内径的比值为1～5，由此，管道动力吸振器10的有效吸振长度较大。
52.如图1所示，各安装卡环1可以包括第一卡夹11和第二卡夹12，第一卡夹11和第二卡夹12可以为半环形，二者通过第一螺栓4和第一螺母5连接在一起。各安装卡环1的内半径可以比管路100的半径大1mm-2mm。
53.如图1所示，管道动力吸振器10还可以包括：环形缓冲垫9。环形缓冲垫9可以设置于安装卡环1的内壁，即，安装卡环1可以隔着环形缓冲垫9而夹持管道100的外周。环形缓冲垫9既可以使安装卡环1与管路100间的夹持更加稳定，又可增加管路动力吸振器100的阻尼，增加管路吸振频率的带宽，从而适应管路振动频率的波动。
54.在一个具体实施方式中，环形缓冲垫9可以是橡胶垫，例如，硫化橡胶垫。环形缓冲垫9的径向尺寸为1.5mm-2.5mm。
55.在本实施例中，弹性部件2的数量为1个或2个以上，例如，2～8个。其中，当弹性部件2的数量为2个以上时，该2个以上弹性部件2可以间隔地设置在一对安装卡环1的周向上，即，该2个以上弹性部件2可以分布在连线c的周向上，例如，该2个以上弹性部件2可以均匀地设置在一对安装卡环1的周向上(即，该2个以上弹性部件2可以均匀地分布在连线c的周向上，由此，能够提升吸振效果。
56.如图1所示，弹性部件2在两端都可以通过第二安装螺栓6和第二安装螺母7安装在安装卡环1上。例如，安装卡环1具有向径向外侧延伸的凸缘部13，凸缘部13具有第一安装孔(未示出)，弹性部件2的端部具有与所述凸缘部13平行的安装部20(图2所示)，安装部20具有第二安装孔201(图2所示)，第二安装螺栓6的螺杆穿过第一安装孔和第二安装孔201(图2所示)之后与第二安装螺母7紧固，从而将弹性部件2安装在安装卡环1上。
57.图2是弹性部件的一个示意图。如图2所示，弹性部件2可以为板簧，该板簧具有在其延伸方向上的折弯结构，由此，该折弯结构能够通过变形提供弹性。
58.弹性部件2的厚度、宽度和数量与吸振频率有关，例如，弹性部件2的厚度h为0.5-1.5mm，宽度w为15-30mm，其中，弹性部件2的厚度h和宽度w被示意在图1中。
59.如图1和图2所示，弹性部件2在延伸方向上包括第一斜面板簧片21和第二斜面板簧片23。其中，第一斜面板簧片21与一对安装卡环1中的一者连接，第二斜面板簧片23与一对安装卡环1中的另一者连接。
60.第一斜面板簧片21和第二斜面板簧片23相对于连接线c倾斜，例如，第一斜面板簧片21相对于连接线c倾斜的角度为15～75
°
，第二斜面板簧片23相对于连接线c倾斜的角度为15～75
°
。由此，既能使第一斜面板簧片21和第二斜面板簧片23具备一定的弹性，又能尽可能缩小管道动力吸振器10的径向尺寸。
61.第一斜面板簧片21相对于连接线c倾斜的角度与第二斜面板簧片23相对于连接线c倾斜的角度可以相同或不同。此外，第一斜面板簧片21和第二斜面板簧片23的延伸长度可
以相同或不同。
62.如图2所示，弹性部件2在延伸方向上还包括：平面板簧片22。平面板簧片22连接于第一斜面板簧片21和第二斜面板簧片23之间。平面板簧片22平行于连接线c(即，长度方向)。平面板簧片22的长度可以是20～50mm，通过设置平面板簧片22的长度，可以调节吸振频率。
63.如图1和图2所示，弹性部件2具有沿延伸方向设置的沟槽24。沟槽24沿厚度方向贯通弹性部件2。
64.沟槽24可以用于安装质量块3，并用于引导质量块3的滑动，调整质量块3在弹性部件2的延伸方向上的位置，从而调整动力吸振器10的吸振频率。例如，如图1所示，质量块3通过第三安装螺栓8安装于弹性部件2，其中，第三安装螺栓8的螺杆沿厚度方向穿过沟槽24，并进入质量块3的螺孔(未图示)，第三安装螺栓8的头部在厚度方向按压沟槽24的边缘，由此，质量块3和第三安装螺栓8的头部从厚度方向的两侧夹持弹性部件2，从而将质量块3安装于弹性部件2；此外，在需要调整质量块3在弹性部件2的延伸方向上的位置时，可以松开第三安装螺栓8，将质量块3调整到新的位置，然后再次旋紧第三安装螺栓8。
65.在本实施例中，沟槽24的宽度可以比第三安装螺栓8的螺杆的外直径大0.5～1mm，例如，沟槽24的宽度为5～7mm，由此，便于第三安装螺栓8的螺杆闯过沟槽24。此外，沟槽24的宽度小于第三安装螺栓8的头部的外直径。
66.如图1和图2所示，弹性部件2可以具有沿宽度方向并列设置的两条平行沟槽24，质量块3可以通过两个第三安装螺栓8安装于弹性部件2，该两个第三安装螺栓8的螺杆分别贯穿不同的沟槽24。由此，质量块3能够被稳定而牢固地支撑。
67.此外，本实施例可以不限于此，例如，弹性部件2可以仅具有一条沟槽24，或者，弹性部件2可以具有沿宽度方向并列设置的三条以上的沟槽24。
68.在本实施例中，沟槽24在第一斜面板簧片21上的延伸长度与沟槽24在第二斜面板簧片23上的延伸长度不同，由此，使得第一斜面板簧片21和第二斜面板簧片23的弹性刚度不同，从而进一步增加动力吸振器10用于管路上的吸振频率范围。
69.在本实施例中，质量块3的质量可以是30～80g，具体质量可以根据吸振频率、动力吸振器与管路质量比来确定。此外，当弹性部件2的数量为两个以上时，各弹性部件2上都可以被安装一个质量块3，不同质量块3的质量可以相等或不等。
70.如图1所示，质量块3可以安装在平面板簧片22上，由此，可以由第一斜面板簧片21、质量块3、第二斜面板簧片23组成多自由度系统，从而提高吸振效果。此外，本实施例可以不限于此，根据需要，质量块3可以被调整到第一斜面板簧片21或第二斜面板簧片23上。
71.根据本技术实施例，动力吸振器10包括一对安装卡环1、弹性部件2和质量块3，由此，可有效的增加管路上的吸振面积，提高吸振效果；此外，弹性部件2的两端与一对环形卡夹1分别连接，可提高动力吸振器10的稳定性。
72.本技术实施例的动力吸振器10相比于现有技术，具有如下的优点：
73.1.结构更为紧凑。本技术动力吸振器10所占管路径向空间仅为管路直径的1.5-2.5倍。由于螺杆式冷冻机组未来朝着高冷量，低空间占用的方向发展，对管路的布置设计更为紧凑，而现有的管路动力吸振器由于体积较大，对管路径向范围内结构件会产生安装干涉。
74.2.吸振频率的可调范围更广。在本技术中，质量块3可以在弹性单元2的延伸方向上调整位置，因此，质量块3移动的范围更广，从而使吸振频率的调节范围更广，不仅适用于受变频激励的管路，而且适用于因生产制造差异引起共振频率变化管路的吸振频率现场自适应调节。
75.3.管路有效吸振长度更大。本技术采用一对安装卡环1将管路与动力吸振器10固定，与现有技术中动力吸振器只有一处位置与管路卡接的情况相比，本技术中对两处与管路卡夹的位置及给两处位置之间的管路均可实现吸振，有效吸振长度更大。
76.4.稳定性更好。由于现有的管路动力吸振器大多将质量单元采用悬臂布置且质量单元位于弹簧片末端，质量单元在吸振的同时振幅会很大，长期的悬臂振动会使得弹簧片与环形卡夹连接的螺栓发生松动，严重的会导致动力吸振器失效或吸振频率发生变化从而起不到对管路吸振的效果；而本技术的弹性单元两端均与安装卡环1连接，因此能大大提高了动力吸振器发生共振时的稳定性。
77.5.三向吸振效果更好。本技术的质量块3可以与两侧的板簧片组成双自由度系统，通过将质量块3在板簧片上移动至不同位置还可组合成具有多个自由度的动力吸振器，从而实现三向吸振的功能。同时还可根据管路实际发生共振时振源的自由度方向调节质量块的位置从而针对性地抑制管路特定方向的振动，使得吸振效果更好。
78.下面，以一个实例说明确定动力吸振器10的各参数的方法。
79.首先对机组的管路100采用试验锤击法或者在ansys workbench中进行模态仿真，例如，管路100的前5阶固有频率为26.02hz、36.1hz、50.1hz、62.7hz、84hz。然后通过分析计算与管路100相连的振源(例如，压缩机振源)激励频率范围为25-60hz，从而确定管路100需要减振的频率为26.02hz、36.1hz、50.1hz。
80.在动力吸振器10具有4个弹性部件2和质量块3的情况下，选取4个质量不同的质量块3安装在各弹性部件2上，通过移动质量块3在弹性部件2上的位置，使得4个质量块3—弹性部件2结构的固有频率与管路100需要减振的频率相近。由于安装卡环1安装于管路100后会在管路100上增加一个附加质量，所以每个质量块3—弹性部件2结构的固有频率要比上述需要减振的频率略低0.5-2hz左右。根据上述确定下来的每个质量块3—弹性部件2结构的固有频率，确定作为弹性部件2的板簧片的厚度、宽度、沟槽宽度等参数，以及质量块3的具体质量大小及其弹性部件2上的具体位置。
81.例如，本技术的动力吸振器10在安装于管路100的情况下，管路100的振动最大位移由336.1um降到53.2um，动力吸振器10的吸振效果显著。
82.以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。