适用于管道的动力吸振装置

技术领域

本发明涉及核电站管道保护以及减振技术领域，具体涉及一种核电站管道多向可调谐的动力吸振装置。

背景技术

核电站管道数目众多，排布复杂，机组运行过程中管道系统交变应力行为引发的焊缝裂纹或断裂的现象时有发生。管路失效的情况一旦出现，轻则造成机组被迫停机，重则引发人员伤亡的重大事故。

根据现场的经验反馈，核电站管道的主要失效形式为焊缝处的疲劳开裂，通常采用改进焊接工艺、增加支撑架等方法，延长管道的寿命。在现有的研究中，如专利ZL201810151127.1、CN201720980824.9、CN201720595097.4等给出了几种管道支吊架方案，用于降低管道振动疲劳风险；CN201620294011.X给出了一种管道焊缝保护装置，用于加固焊缝薄弱处。上述方案虽可从技术层面对管道焊缝进行保护，但存在部署成本大、可维护性差和灵活性差等问题，无法满足复杂工况下管道焊缝保护需求。因此，亟需研制一种结构简单、调节方便的核电站管道吸振装置，以缓解核电站管道振动疲劳失效的风险。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷和达到上述目的，本发明的目的是提供一种适用于管道的动力吸振装置，其能够通过动力吸振的原理有效对管道实现减振。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种适用于管道的动力吸振装置，包括第一减振盒和第二减振盒，所述第一减振盒和第二减振盒配合用于夹持在管道上，所述第一减振盒和第二减振盒内均包括固定板和减振机构，所述减振机构的一端固定在所述固定板上，所述减振机构的另一端自由运动，所述减振机构上设置有调节块，所述调节块用于改变所述减振机构的振动频率。

根据本发明的一些优选实施方面，所述减振机构包括固定块、调节梁和粒子盒，所述固定块和粒子盒分别位于所述调节梁的两端，所述固定块固定在所述固定板上，所述调节块设置在所述调节梁上。即调节梁的一端固定，为一个固定点，另外一端自由活动，而调节块对应的位置为另一个固定点，通过调整调节块在调节梁上的位置，调整调节梁上两个固定点之间的距离，调整调节梁的有效刚度，进而调整减振机构的振动频率。

根据本发明的一些优选实施方面，包括调节机构，所述调节机构包括设置在所述减振盒外的电机、滑块和丝杆，所述滑块套设在所述丝杆上，所述电机用于带动丝杆转动，所述滑块与所述调节块固定连接。调节机构用于调整调节块在调节梁上的位置。通过电机带动丝杆转动，带动滑块移动，进而带动调节块移动，调整调节块的位置。

根据本发明的一些优选实施方面，所述第一减振盒和第二减振盒均包括弧形部和侧板、顶板，所述弧形部用于与管道贴合，所述侧板和顶板外设置有所述调节机构。第一减振盒和第二减振盒的弧形部组合后套设在管道上。

根据本发明的一些优选实施方面，所述滑块与所述调节块之间设置有连杆，所述侧板和顶板上开设有供所述连杆贯穿运动的滑动槽，所述滑动槽贯穿所述侧板或顶板的厚度方向，所述滑动槽沿对应的丝杆的延伸方向延伸。设置连杆使得滑块与调节块同步运动。

根据本发明的一些优选实施方面，所述固定板包括立板和横板，所述立板和侧板之间以及所述横板和顶板之间设置有所述减振机构。侧板与立板之间设置有沿竖直方向设置的减振机构和调节机构，横板和顶板之间设置有水平方向设置的减振机构和调节机构。由于侧板与立板对应设置有两个，在本发明的一些实施例中，一个减振盒内设置有三个减振机构和调节机构，达到对振动频率的多向可调谐。通过对三个减振机构进行调节，使其可以达到更好地减振效果。

根据本发明的一些优选实施方面，所述固定块为U型块，所述U型块的一侧壁与所述立板或横板固定连接，所述U型块的另一侧壁与所述调节梁固定连接。将固定块设置为U型，其具有相对的两面，以实现固定在固定板和固定连接调节梁的作用，U型设置能够使调节梁更好地摆动以进行减振。

根据本发明的一些优选实施方面，包括控制机构和振动监测机构，所述振动监测机构包括加速度传感器，所述控制机构接收所述加速度传感器的数据并通过所述调节机构调节减振机构的振动频率。通过加速度传感器监测管道和减振盒的振动频率，并反馈给控制机构，控制机构根据振动频率的监测结果，通过电机控制丝杆的转动，调节滑块和调节块的位置。

根据本发明的一些优选实施方面，所述第一减振盒和第二减振盒的弧形部对称贴合在所述管道上；所述弧形部的内侧设置有与所述弧形部相贴合的橡胶块。

根据本发明的一些优选实施方面，所述粒子盒内填充有减振粒子，如铁粒、钨粒、陶粒等。

由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本发明的有益之处在于：本发明的适用于管道的动力吸振装置，通过调整调节块在减振机构上的位置改变调节梁的刚度，实现减振机构振动频率的改变，调节减振器性能，利用动力吸振的原理，达到更好地减振效果，并通过两个减振盒的夹持实现对管道的有效减振。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例的适用于管道的动力吸振装置的立体图；

图2为本发明实施例的适用于管道的动力吸振装置中第一减振盒的立体图；

其中：第一减振盒-1，螺栓-2，第二减振盒-3，管道-4，调节机构-5，电机-6，滑块-7，调节块-8，调节梁-9，固定块-10，橡胶块-11，控制机构-12，加速度传感器-13，滑动槽-14，粒子盒-15，弧形部-16。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参见附图1-2，本实施例的适用于管道4的动力吸振装置，包括第一减振盒1和第二减振盒3，第一减振盒1和第二减振盒3配合夹持在管道4上，第一减振盒1和第二减振盒3内均包括固定板、减振机构、调节机构5以及控制机构12和振动监测机构。第一减振盒1和第二减振盒3的结构基本相同，第一减振盒1和第二减振盒3之间通过防松脱螺栓2固定连接，套设在管道4的焊缝结构处。本实施例中的振动监测机构安装在减振盒内对应螺栓2所在的平面。

第一减振盒1和第二减振盒3均包括弧形部16和侧板、顶板，弧形部16用于与管道4贴合，调节机构5设置在侧板和顶板外。第一减振盒1和第二减振盒3的弧形部16对称贴合在管道4上；弧形部16的内侧设置有与弧形部16相贴合的橡胶块11。弧形部16内安装的橡胶块11能够更好地起到保护焊缝的作用。

减振机构包括固定块10、调节梁9和粒子盒15，固定块10和粒子盒15分别位于调节梁9的两端，固定块10固定在固定板上，调节块8设置在调节梁9上。即调节梁9的一端固定，为一个固定点，另外一端自由活动，而调节块8对应的位置为另一个固定点，通过调整调节块8在调节梁9上的位置，调整调节梁9上两个固定点之间的距离，调整调节梁9的有效刚度，进而调整减振机构的振动频率。粒子盒15内填充有如铁粒、钨粒、陶粒等减振粒子。

调节机构5包括设置在减振盒外的电机6、滑块7和微型丝杆，滑块7套设在丝杆上，电机6用于带动丝杆转动，滑块7与调节块8固定连接。调节机构5用于调整调节块8在调节梁9上的位置。通过电机6带动丝杆转动，带动滑块7移动，进而带动调节块8移动，调整调节块8的位置。滑块7与调节块8之间设置有连杆，侧板和顶板上开设有供连杆贯穿运动的滑动槽14，滑动槽14贯穿侧板或顶板的厚度方向，滑动槽14沿对应的丝杆的延伸方向延伸。设置连杆使得滑块7与调节块8同步运动。

固定板包括立板和横板，立板和侧板之间以及横板和顶板之间设置有减振机构。侧板与立板之间设置有沿竖直方向设置的减振机构和调节机构5，横板和顶板之间设置有水平方向设置的减振机构和调节机构5。由于侧板与立板对应设置有两个，在本实施例中，一个减振盒内设置有三个减振机构和调节机构5，达到对振动频率的多向可调谐。通过对三个减振机构进行调节，使其可以达到更好地减振效果。

本实施例中的固定块10为U型块，U型块的一侧壁与立板或横板通过焊接固定连接，U型块的另一侧壁的上部与调节梁9通过焊接固定连接。将固定块10设置为U型，其具有相对的两面，以实现固定在固定板上和固定连接调节梁9的作用，U型设置能够使调节梁9更好地摆动以进行减振。

振动监测机构包括加速度传感器13，控制机构12接收加速度传感器13的数据并通过调节机构5调节减振机构的振动频率，加速度传感器13和电机6与控制机构12信号连接。通过加速度传感器13监测管道4和减振盒的振动频率，并反馈给控制机构12，控制机构12根据振动频率的监测结果，通过电机6控制丝杆的转动，调节滑块7和调节块8的位置。

本发明了采用上述的技术方案，一方面节约了减振装置的安装成本和时间，对于核岛应用，也将极大减少因安装、维护带来的人员受照剂量；另一方面，这样的减振结构设计可降低管道多个方向的谐振，其参数可方便的根据现场复杂工况进行调节，取得最优的焊缝保护效果。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。