[发明专利]一种偏心自适应调节的密封阻尼减振装置

摘要

本发明公开了一种偏心自适应调节的密封阻尼减振装置，属于振动控制领域。该装置包括信号检测分析与控制系统和执行系统；采用闭环主动控制，能根据转子系统的偏心量、转速和振动能量等状态，自适应调节密封静子的径向位置，减小转子的偏心，进而减小密封激振力；同时提供及时的、适度的阻尼力作用于密封静子，耗散密封间隙内的流体不稳定能量，减少密封自激力对转子的作用，从而实现转子密封系统振动的主动控制。本发明的偏心自适应调节的密封阻尼减振装置能有效降低不同原因产生的偏心，耗散不同工况下产生的密封激振能量，实现密封转子系统在变工况下的振动控制，抑制密封流体激振，提高转子稳定性。

主权项

一种偏心自适应调节的密封阻尼减振装置，其特征在于：该偏心自适应调节的密封阻尼减振装置包括信号检测分析系统、控制系统、执行系统，所述信号检测分析系统由电涡流位移传感器(14)、激光测速仪(13)、信号调理模块(17)、数据采集卡(18)、计算机(19)；计算机(19)上安装有转速与振动分析软件，电涡流位移传感器(14)和激光测速仪(13)安装于转轴(12)上，两者实时将振动信号(16)和转速信号(15)转化为电信号，通过接线接入信号调理模块(17)进行整流、滤波、放大后进入数据采集卡(18)，经数据采集卡(18)模数转换为计算机能识别的数字信号，再把信号接入计算机(19)并由分析软件计算与分析获得转速、振幅与频谱振动参数；控制系统包括振动控制软件和模拟输出模块(21)；所述振动控制软件能根据转速、振幅与频谱振动参数，并结合转子密封系统的结构、密封类型和尺寸及密封静子(2)外侧的磁流变液阻尼器结构参数，计算获得所需阻尼力的大小，并实时输出控制信号(20)，传递给模拟输出模块(21)，经数模转换成模拟信号，传递给执行系统；所述执行系统由偏心调节机构和磁流变液阻尼器组成；偏心调节机构置于磁流变液阻尼器内侧，主要由密封静子(2)、动剪切片(4)、定位套筒(9)和弹簧(8)组成，其中弹簧(8)提供系统刚度K；磁流变液阻尼器由动剪切片(4)、静剪切片(3)、定位套筒(9)、磁流变液(23)、线圈绕筒(5)、线圈(10)、外筒(11)和端盖(7)组成，其中磁流变液(23)提供系统阻尼C；偏心调节结构和磁流变阻尼器零部件的直径均由小到大，由内而外套接安装，顺序为：密封静子(2)与转轴(12)形成密封间隙，动剪切片(4)通过定位套筒(9)依次套于密封静子(2)外侧，组成磁流变液阻尼器的运动部分；静剪切片(3)通过定位套筒(9)定距，依次套于线圈绕筒(5)的内壁，线圈(10)绕在线圈绕筒(5)外侧，套于外筒(11)内部，外筒(11)则与机器壳体固定连接，组成磁流变液阻尼器的静定部分；磁流变液阻尼器的动静两部分之间径向设有一定距离的间隙，通过弹簧(8)连接，连接部位为动静两部分的定位套筒(9)，弹簧(8)的数量是4个到8个，周向均匀布置，组成偏心调节结构；同时，动静两部分之间的间隙中充满磁流变液(23)，弹簧浸没在磁流变液(23)中；最后，端盖(7)通过螺钉(6)与外筒(11)固定，压紧磁流变液阻尼器零部件，密封静子(2)则通过O型圈(1)分别与端盖(7)和外筒(11)连接，组成完整的偏心调节结构与磁流变阻尼器；转子偏心时，密封间隙周向压力分布不均，产生的流体激振力作用于密封静子(2)上；由于密封静子(2)周向布置有弹簧(8)，能沿密封激振力作用方向产生径向移动，从而实时自适应调节，减小转子偏心量；同时密封静子(2)也带动动剪切片(4)在磁流变液(23)中做剪切运动，产生的阻尼力消耗密封间隙不稳定能量，从而减小作用于转轴的流体激振力；通过以上两种方式来达到减小转子密封系统振动的目的；信号检测分析与控制系统和执行系统形成一个闭环的负反馈控制回路，实时监测与控制转子的振动，保证密封转子系统稳定安全工作。