Устройство для гашения колебаний трубопровода

 

Изобретение относится к машиностроению и транспорту, в частности к средствам снижения вибрации трубопроводов и колебаний давления в рабочей среде. Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний вследствие образования и поглощения форм колебаний трубопровода с числом узлом по окружности, большим, чем при его балочных колебаниях. Устройство состоит из дополнительного корпуса с вязкоупругим наполнителем , коаксиальным оси трубопровода и элемента погонной массы, установленного без зазора на поверхности трубопровода между трубопроводом и вязкоупругим наполнителем , 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 L 55/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4749288/29 (22) 25,08.89 (46) 07.04.92. Бюл. М 13 (71) Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А, Н. Крылова (72) С. И. Ковинская, Т, Б, Стекольщикова и

А. С. Никифоров (53) 621.646(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1163071, кл. F 76 L 55/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ТРУБОПРОВОДА (57) Изобретение относится к машиностроению и транспорту, в частности к средствам

Изобретение относится к машиностроению и транспорту, в частности к средствам борьбы с вибрациями трубопроводов и излучаемыми ими шумами.

Известно гашение вибраций трубопровода с помощью прокладок, в которых имеет место отражение волн на границах и поглощение их в материале упругой прокладки.

Для сложных виброприводов, каковыми являются трубопроводы с рабочей средой, известно устройство, содержащие вязкоупругий материал, заполняющий пространство между внешней поверхностью трубопровода и дополнительным корпусом, состоящим из двух сегментных частей, имеющих жестко соединенные с ними продольные ребра.

Передача энергии в трубопроводах, возбуждаемых, как правило, установленными там насосами, осуществляется как по рабочей среде, так и по стенкам трубопровода. При этом энергия распространяется не незави„„. Ж„„1725003 А1 снижения вибрации трубопроводов и колебаний давления в рабочей среде. Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний вследствие образования и поглощения форм колебаний трубопровода с числом узлом по окружности, большим, чем при его балочных колебаниях. Устройство состоит из дополнительного корпуса с вязкоупругим наполнителем, коаксиальным оси трубопровода и элемента погонной массы, установленного без зазора на поверхности трубопровода между трубопроводом и вязкоупругим наполнителем, 2 ил. симо, а имеет место передача ее из среды в стенку трубопровода и обратно, это явление особенно эффективно на поворотах трубопровода, В связи с этим имеет место шунтирование гашения передачи энергии по стенкам трубопровода передачей по рабочей. среде.

Кроме этого, внесение поглощения непос- C) редственно в балочные формы колебаний С) трубопроводов малоэффективно, так как эти (,р,) формы обладают минимальными деформациями(число узлов минимальна) в окружном 1 и направлении.

Целью изобретения является повышение эффективности гашения колебаний вследствие воздействия не только на стенку трубопровода, но и на рабочую среду, образования форм колебаний трубопровода с большим числом узлов по окружности, чем это имеет место при балочных колебаниях, и их гашение.

Для достижения указанной цели устройство для гашения колебаний трубопроводов снабжено дополнительным корпусом с вязкоупругим наполнителем и элементом погонной массы в форме параллелепипеда, поверхность одной из боковых граней которого выполнена эквидистантной поверхности трубопровода и установлена без зазора упомянутой поверхностью между трубопроводом и вязкоупругим наполнителем, а корпус установлен коаксиально оси трубопровода и выполнен в виде полой цилиндрической оболочки.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — сечение, перпендикулярное оси трубопровода.

Устройство располагается на трубопроводе 1 и содержит дополнительный корпус

2 с вязкоупругим наполнителем 3 и элемент погонной массы 4.

Размещение устройства определяется наличием прямолинейного участка трубопровода длиной не менее половины длины изгибной волны в трубопроводе.

Устройство обеспечивает эффект виброизоляции и вибропоглощения по отношению к участку трубопровода, находящемуся после устройства (считая со стороны источника возбуждения, например, насоса).

Работа предлагаемого устройства в различных частотных диапазонах основана на разных физических принципах. B области низких частот до частоты резонанса массы трубопровода на упругости заполнения

1 1 2

Л(Ь2M где h2 — толщина вязкоупругого заполнителя;

G2 — модуль его упругости„

M — погонная масса трубопровода с рабочей средой, имеет место волновое запирание по отношению к балочным колебаниям трубопровода. Это явление физически эквивалентно работе винклеровского основания, которое в данном случае образовано упругостью заполнителя, опирающегося на дополнительный корпус. Заметим, что поскольку жесткость трубы равна D=E war д, з где Š— модуль (0н.га; r — радиус; д — толщина, толщина дополнительного корпуса не должна быть меньше толщины трубопровода.

В области частот f > f< существенную роль играет не отражение, а поглощение энергии в упругом заполнителе. При этом увеличение поглощения энергии обусловлено появлением форм колебаний с большим числом узлов по окружности, чем для балочных колебаний. Решающую роль в этом играет установка осевой погонной массы, которая обеспечивает связь форм колебаний в окружном направлении, Однако на массе имеется связь колебаний не только с и =1 (балочных и оболочечных), но и связь форм с п=1 и n=0, последняя из которых взаимодействует с плоской волной, распространяющейся по рабочей среде трубопровода.

Таким образом, появляется изменение импеданса границы для энергии, распространяющейся по рабочей среде, что приводит к ее отражению. Величина элемента погонной массы выбирается, исходя из погонной массы трубопровода, Известно, что степень связи форм колебаний на неоднородностях зависит от относительной величины неоднородностей, Выбор веса единицы длины элемента погонной массы равным 0,1 — 0,5 от веса трубопровода приводит к значительной связи форм колебаний, Эффективность устройства определяется способом возбуждения трубопровода, Эффективность по снижению вибрации стенок трубопровода при их возбуждении по оценкам составляет 20 — 30 дБ. Эффективность по снижению колебаний давления в рабочей среде зависит от геометрии трубопровода и его возбуждения, Формула изобретения

Устройство для гашения колебаний трубопровода, содержащее установленный на внешней поверхности трубопровода корпус с вязкоупругим наполнителем, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний, устройство снабжено элементом погонной массы в форме параллелепипеда, поверхность одной из боковой граней которого выполнена эквидистантной поверхности трубопровода и установлена без зазора упомянутой поверхностью между трубопроводом и вязкоупругим наполнителем, а корпус установлен коаксиально оси трубопровода и выполнен в виде полой жесткости цилиндрической оболочки, 1725003

Раг.2

Составитель С.Ковинская

Редактор M. Янкович Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Максимишинец

Заказ 1166 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101