[发明专利]一种调节立管系统结构参数避开涡激共振的装置及方法

摘要

本发明涉及一种调节立管系统结构参数避开涡激共振的装置及方法，装置由支撑系统、传动系统和位移传感器组成。支撑系统包括上端支撑环、下端支撑环和八根支撑杆，传动系统由八个小型电机、八根螺杆和八个滑块组成，位移传感器安装于立管外壁，实时监测立管振动位移。当立管振动位移出现急剧上升时，启动小型电机工作，带动螺杆旋转，使螺杆上的滑块与螺杆发生相对移动，继而带动螺杆和支撑杆转动，使螺杆、支撑杆与立管之间构成的结构三角形的形状发生改变，从而改变立管系统的刚度、阻尼及固有频率，避开涡激共振区，使振幅大幅减小。

主权项

1.一种调节立管系统结构参数避开涡激共振的装置，由支撑系统、传动系统和位移传感器(9)组成；支撑系统包括上端支撑环(2)、下端支撑环(5)和八根支撑杆(3)，上端支撑环(2)由对称的两个半圆环形构件组成，通过螺栓连接卡抱固定于立管(1)外壁，下端支撑环(5)也由对称的两个半圆环形构件组成，通过螺栓连接卡抱固定于立管(1)外壁；其特征在于：所述的上端支撑环(2)的下表面沿周向均匀布设有八个铰支座，用于与支撑杆(3)的上端铰接；所述的下端支撑环(5)的上表面沿周向均匀布设八个凹槽，每个凹槽两侧分别固定一个半圆形固定支座(6)，用于固定小型电机(7)；支撑杆(3)为一实心直杆，两端设有与铰支座连接的圆孔，一端与上端支撑环(2)下表面的铰支座通过销钉连接，另一端与螺杆(4)上的滑块(8)铰支座通过销钉连接；传动系统由八个小型电机(7)、八根螺杆(4)和八个滑块(8)组成；小型电机(7)转动轴沿下端支撑环(5)的径向向外布置于下端支撑环(5)的凹槽中，与小型电机(7)转动轴垂直的小型电机(7)两侧壁上设有旋转轴，旋转轴安装限位于凹槽侧壁与固定支座(6)间，使小型电机(7)可以绕旋转轴自由旋转；螺杆(4)表面加工有公螺纹的直杆，其一端与小型电机(7)的转动轴通过平键连接，可在小型电机(7)驱动下转动，螺杆(4)另一端设有端部限位帽；滑块(8)为圆环状结构，其内表面加工有母螺纹，滑块(8)套装于螺杆(4)上，螺杆(4)公螺纹与滑块(8)母螺纹啮合；滑块(8)上表面安设有铰支座，用于与支撑杆(3)的下端铰接；位移传感器(9)安装于上端支撑环(2)上部的立管(1)外壁，可将立管(1)振动位移数据实时传递至采集终端。