一种双振子周期材料减震管道

1.本发明涉及减震工程技术领域，特别是涉及一种减震管道的设计。


背景技术：

2.目前，在人们生产生活中管道扮演了越来越重要的角色，尤其是航空航天、石油化工、水暖设备、环境工程等领域，这些管道系统经常输送不同流量的流体介质，承受不同频率波动的冲击，极易使管道发生变形与疲劳破坏。
3.人们在管道减震装置方面有了广泛的研究，利用各种弹性阻尼器以及固定装置。近些年来，学者们研究声子晶体发现通过周期排布不同材料的基体和散射体，可以使一定频率范围内的波动停止传播；另外在基体和散射体中间再加入柔软的包覆层，也会阻断正常的波传播过程，如常用的弹簧质量系统，可以近似的研究该滤波机理。这两种滤波机理可以应用到许多种减震装置的设计。
4.现有的管道减震装置大多结构复杂，制作困难，成本高，而且工作场所比较单一。
5.由上所述，现在很需要结合两种滤波机理来设计利于减震的管道，以至于适应多种工作场所，解决结构繁琐，制作难，成本高等一些现实问题。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术存在的缺点和不足，本发明提出一种双振子周期材料减震管道，该管道适用于多种工作场所，制作简单，安装容易，减震滤波功能明显。
7.为了解决上述技术问题，本发明提出的一种双振子周期材料减震管道，包括若干段两种不同材料的管段，所有管段按照不同材料沿轴向间隔布置，相邻对接的两段管道之间设有一组双振子减震装置，所述双振子减震装置包括设置在相邻对接两段管段接头处的短套管，所述短套管的外回转面上沿轴向依次布置有两个减震振子，两个减震振子的结构相同，所述减震振子包含内环和外环，所述内环的材质比所述外环的材质软，两个减震振子的外环的材料是两种不同的材质，所述内环的形状为圆环，所述外环由两个拱桥型半环抱合而成，两个拱桥型半环采用螺栓连接件固定，所述短套管与管段接头的接触面之间设有密封带。
8.进一步讲，本发明所述的双振子周期材料减震管道，其中：
9.每段管段的内径、外径及长度一致，所述短套管的内径与所述管段的外径相适配，长度为相邻对接的两段管段长度的六分之一；所述短套管与管段接头之间为螺纹连接。
10.所述减震振子的内环的内径与所述短套管的外径相适配，所述内环的长度是所述短套管长度的二分之一。
11.所述外环的内径与内环的外径相适配,，所述外环的外径为自身内径的1.25倍，所述外环的长度与内环长度相同。
12.两种不同材料的管段分别为铝管和环氧树脂管。
13.所述短套管的材料为铝合金。
14.两个减震振子的内环的材料均为橡胶，其中一个减震振子的外环的材料为钢材，另外一个减震振子的外环的材料为铜材。
15.所述密封带的材料为cr2441 2442型氯丁橡胶。
16.所述螺栓连接件包括304不锈钢六角螺栓和螺母；对于每个外环用4个螺栓连接件连接。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.本发明的双振子周期材料减震管道，滤波减震效果明显，抗变形，抗疲劳，可以增强管道的稳定性，延长管道使用寿命；结构简单，生产制造过程容易，适合大批量生产；安装容易，管道密封性好，如果管道一部分损坏，方便用新部件来代替，节省成本。本发明中的双振子内环采用橡胶环，减震效果好，外环的拱桥型固定环采用钢和铜两种材料，可以阻止更多的波动传播。
附图说明
19.图1是本发明双振子周期材料管道的结构示意图；
20.图2是本发明双振子周期材料管道的左视图。
21.图中：
22.1-铝管
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2-环氧树脂管
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3-短套管
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4-内环
23.5-拱桥型钢环
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6-拱桥型铜环
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7-六角钢螺栓
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8-螺母
24.9-密封带。
具体实施方式
25.本发明提出的一种双振子周期材料减震管道的设计思路是，根据声子晶体的滤波机理进行设计，滤波减震效果明显，抗变形，抗疲劳，可以增强管道的稳定性，延长管道使用寿命。
26.下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
27.如图1和图2所示，本发明提出的一种双振子周期材料减震管道，包括若干段两种不同材料的管段，每段管段的内径、外径及长度一致，两种不同材料采用常用的铝和环氧树脂，所有管段按照不同材料沿轴向间隔布置，可以过滤一定范围的波动，达到减震效果。
28.相邻对接的两段管道之间设有一组双振子减震装置，该管道采用类似弹簧质量块系统减震振子，所述双振子减震装置包括设置在相邻对接两段管段接头处的短套管，所述短套管的内径与所述管段的外径相适配，长度为相邻对接的两段管段长度的六分之一，所述短套管与管段接头之间为螺纹连接。所述短套管的外回转面上沿轴向依次布置有两个减震振子，两个减震振子的结构相同，所述减震振子包含内环4和外环，所述内环4的形状为圆环，所述外环由两个拱桥型半环抱合而成，所述外环的内径与内环4的外径相适配,，所述外环的外径为自身内径的1.25倍，所述外环的长度与内环4长度相同。所述内环4的材质比所述外环的材质软，两个减震振子的外环的材料是两种不同的材质，所述减震振子的内环4的内径与所述短套管的外径相适配，所述内环4的长度是所述短套管长度的二分之一。两个拱桥型半环采用螺栓连接件固定，所述短套管与管段接头的接触面之间设有密封带9。
29.实施例：本实施例中，双振子内环均采用橡胶环，减震效果好，外环的拱桥型固定环采用钢和铜两种材料，从而可以阻止更多的波动传播。下面以相邻对接的两端管段为例描述本发明技术方案的实施过程，其中一段管段为铝管1，另一段管段为环氧树脂管2，环氧树脂管2和铝管1的内外径及长度一致，在该铝管1和环氧树脂管2的对接端套装的短套管为铝合金套管3，所述铝管1和环氧树脂管2接头处设有外螺纹，外螺纹的长度相同均为铝合金套管3长度的二分之一，铝合金套管3的长度为环氧树脂管2和铝管1的六分之一，铝合金套管3是与所述铝管1和环氧树脂管2相适配的内螺纹管，铝管1和环氧树脂管2的对接端与铝合金套管3通过螺纹连接；在铝合金套管3的外回转面上沿轴向安装有两个减震振子，两个减震振子的结构相同，均包括内环和由两个拱桥型半环抱合形成的外环，本实施例中，两个减震振子的内环的内径与铝合金套管3的外径相适配，长度均为该铝合金套管3长度的二分之一，两个减震振子的内环4均采用橡胶材料，弹性好，使用周期长，成本低，一个减震振子的外环由两个拱桥型钢环5构成，另外一个减震振子的外环由两个拱桥型铜环6构成，外环的内径与内环4的外径相适配，外环的外径为自身内径的1.25倍，长度与内环的长度相同；连接时，先将两个橡胶材料的内环4一左一右的套在铝合金套管3上，然后，在所述铝合金套管3内塞好材质为cr2441 2442型氯丁橡胶的密封带9，塞有密封带9的铝合金套管3与铝管1和环氧树脂管2通过内外螺纹连接，铝管1和环氧树脂管2与铝合金套管3的连接长度一致，各为铝合金套管3长度的二分之一。将两个拱桥型钢环5上下配对套在左侧的橡胶内环4上，两个拱桥型铜环6上下配对套在右侧的橡胶内环4上，每对相互抱合的拱桥型外环的两侧均分别用2个六角钢螺栓7及螺母8紧固连接，即在两个拱桥型钢环5和两个拱桥型铜环6的耳板各设有两个螺栓过孔，两个拱桥型钢环5抱合后两边贴合的耳板分别用两个304不锈钢六角螺栓7连接，然后用螺母8紧固，同理，两个拱桥型铜环6的紧固也是如此，当波动传播时，两个减震振子会产生一部分相互抵消的位移，实现滤波，增强减震效果。
30.本发明的双振子周期材料减震管道结构简单，生产制造过程容易，适合大批量生产；安装容易，管道密封性好，如果管道一部分损坏，方便用新部件来代替，节省成本。
31.尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，需要说明的是，图1中虽然仅示出了相邻对接的两段管段，但不影响对本发明技术方案的理解。本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。