一種抑制充水管道射流時的管壁振動和管口渦流的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種抑制充水管道射流時的管壁振動和管口渦流的裝置，屬于聲學測量領域。
【背景技術】
[0002]水下射流噪聲一般是由浸沒于水中的充水管道內的水以一定的流速從管口噴出，因快速噴出的水流與靜水之間急劇摻混，兩者相互作用而產生的輻射噪聲。但是，當水在充水管道內部進行流動時，受管道內表面粗糙度、彎頭、截面積變化等因素影響，使得水流對管壁造成沖擊，激勵管壁振動，從而由管壁產生輻射噪聲;特別是當射流源為水栗時，水栗中的電機在運行過程中產生的巨大振動，很容易通過管道傳播至水下，即便通過減振措施，也很難使得管壁的振動降為零，從而使管壁受激振動產生的輻射噪聲摻和在水下射流噪聲之中，這嚴重影響了水下射流噪聲的試驗研究結果與理論研究結果之間的相互驗證。充水管道的減振器非常多，例如曾勝利用調諧阻尼器進行管路系統減振(見振動、測試與診斷，32(5)，2012)，陳果設計的用于管道減振的新型動力吸振器(見中國機械工程，25(23)，2014)，上述吸振器多為單一頻率的減振器，對管道的某一階振動的吸收是非常有效的，對由水流沖擊或水栗等引起的管壁輻射的寬帶噪聲的衰減作用有限。沈中祥提供的一種艦船管路減振降噪管卡(專利號:CN203703376 U)，林新志提供的一種用于金屬管路減振降噪的阻尼套管及包覆方法(專利號:CN103411089 A)，均涉及金屬管路的減振器，這兩種減振器是阻尼減振器，由于減振器在設計好之后，阻尼參數是固定的，因此這兩種減振器的減振效果也是有限的。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的是為了能夠解決射流噪聲測試時，充水管道的管壁振動和管口渦流的問題而提供一種抑制充水管道射流時的管壁振動和管口渦流的裝置。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:充水管道的外表面設置有至少兩組減震結構，減振結構與減振結構之間的距離等于充水管道的外徑，每組減振箱的內徑等于充水管道的外徑，且每組減振結構包括兩個雙層半圓柱殼結構的減振箱且兩個雙層半圓柱殼結構的減振箱通過螺栓固定連接，每個雙層半圓柱殼結構的減振箱內充填鐵砂，充水管道伸入至水箱內的管口端設置有管口夾具，且管口夾具的內徑等于充水管道的外徑，所述管口夾具的下端安裝有圓環形障板，圓環形障板的內徑等于充水管道的外徑，且所述圓環形障板的下表面與充水管道的管口端面齊平，所述充水管道的軸線與水箱內的水面垂直。
[0005]本實用新型還包括這樣一些結構特征:
[0006]1.所述減振箱的內徑與外徑之差是充水管道壁厚的十倍。
[0007]2.所述圓環形障板的厚度是充水管道壁厚的兩倍，圓環形障板的外徑是充水管道外徑的三倍。
[0008]3.所述減震結構有五組。
[0009]4.所述鐵砂的粒度范圍在0.2mm-2mm之間。
[0010]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型利用減振箱內部充填鐵砂對充水管道的管身進行抑振，鐵砂之間的作用可以等效為法向彈簧阻尼器、回轉彈簧阻尼器、相互垂直的切向彈簧阻尼器和兩個切向滑動摩擦器，彈簧阻尼器和滑動摩擦器是聯合作用的，當兩個鐵砂粒之間的切向力大于靜摩擦力時，兩個鐵砂粒之間即發生相對滑動，這時滑動摩擦器起作用，彈簧阻尼器不起作用；否則，彈簧阻尼器起作用，滑動摩擦器不起作用，通過將鐵砂裝載至雙層半圓柱殼的減振箱中，在靠近雙層半圓柱殼內側，貼近充水管道附近處的鐵砂粒，因受到較為強烈的振動作用，此時鐵砂粒之間的滑動摩擦器起主要作用，將充水管道的振動進行衰減，隨著遠離充水管道，振動開始減弱，此時鐵砂粒之間不再發生相對滑動，鐵砂粒之間的彈簧阻尼器起主要作用，由于鐵砂兼具彈簧阻尼器和滑動摩擦器的作用，是一種寬帶的減振器，對充水管道輻射的寬頻帶噪聲均具有衰減作用，而且減振箱相對充水管道本身的質量較大，是一大質量負載，管壁的振動經過五層減振箱進行衰減后，傳遞到管口的振動將會有很大的衰減;將充水管道的軸線垂直水面放置，且管口剛剛浸沒于水下，由于管口外為空氣，當充水管道內的水快速噴射至水中時，極易在管口附近形成渦流，渦流產生的輻射噪聲易摻混在射流噪聲之中，通過在管口處安裝一圓環形障板，障板的上表面剛剛浸沒于水下，切斷了當充水管道內的水快速噴入水中后形成渦流的路徑，避免了渦流的發生。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的充水管道放置示意圖；
[0012]圖2是本實用新型的充水管道抑振裝置剖面圖；
[0013]圖3是本實用新型的減振箱俯視方向示意圖；
[0014]圖4是本實用新型的管口夾具俯視方向示意圖；
[0015]圖5是本實用新型障板的俯視方向示意圖。
[0016]其中:I是充水管道，2是減振箱，21是通孔，22是雙頭螺柱，23是螺母，3是管口夾具，31是通孔，32是雙頭螺柱，33是螺母，4是障板，41是螺檢，5是水面，6是水箱。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0018]結合圖1至圖5，一種抑制充水管道射流時的管壁振動和管口渦流的裝置，包括充水管道1、減振箱2，管口夾具3，障板4，兩個減振箱2為一組并利用雙頭螺柱22和螺母23固定在充水管道I的管身上，管口夾具3利用雙頭螺柱32和螺母33固定在充水管道I的管口附近，障板4利用螺栓41固定在充水管道I的管口處。
[0019]充水管道I為圓形的不銹鋼管，內徑為88mm，外徑為108mm，長度為2000mm，充水管道I的一端接射流源，充水管道I的另一端安裝減振箱2、管口夾具3和障板4。
[0020]減振箱2是雙層半圓柱殼結構，無頂蓋，在半圓柱殼的兩端有接耳，接耳上開有四個通孔(Φ 12)，減振箱2長200mm，內徑為108mm，殼體厚度為3mm，減振箱2由鐵皮加工制成，內層殼的內表面和外層殼的外表面之間的徑向距離為106mm，將兩個減振箱2的內側貼到充水管道I的管身上，接耳相對，對齊接耳上的四個通孔，利用雙頭螺柱22(M10)和螺母23(MlO)緊固，使減振箱2嚴密貼合在充水管道I上，在減振箱2內充填鐵砂，填滿后的鐵砂表面與減振箱2的頂端平齊，在充水管道I的管身上共安裝五組由兩個減振箱2組成的減振結構，兩個減震結構之間的間隔為100_，兩個減振箱2組成的一個減震結構的接耳所成的連線與其它減振箱結構的接耳所成的連線之間夾角為72度，也即減振結構的接耳交錯排列。
[0021 ] 管口夾具3為半圓環結構，厚度為20mm，內徑為108mm，外徑為208mm，即內、夕卜圓環的徑向距離為100mm，在管口夾具3的兩端有接耳，接耳上開有通孔，在管口夾具3上開有通孔(Φ 12)，通孔的中心與障板4上