抑制涡激振动及减阻装置

本技术属于减阻抑振设备，尤其涉及一种抑制涡激振动及减阻装置。

背景技术：

1、众所周知，任何非流线形工程结构，风流经过时都会产生漩涡脱落，不论工程结构的类型如何，漩涡脱落的过程总是很相似的。以圆柱状结构体为例，当漩涡交替从结构体的一侧脱落时，结构体上就会形成和风向垂直的周期性力的分量，这一周期性力必然会激起结构体的震动，此即为涡激振动。特别是当周期性力的频率和结构体固有频率相等时，结构体将可能出现大幅共振，这一振动对桥梁构件、高层建筑、高耸结构等都会产生很大的破坏作用。

2、阻止这种破坏作用就要采取措施抑制涡激振动，目前采用螺旋线、整流罩、行波壁等抑制圆柱形结构体涡激振动的气动措施，在使用过程中均存在一定的局限性。缠绕螺旋线在抑制振动的同时会增加圆柱形结构体受到的阻力；整流罩能够起到抑振减阻作用，但其设计复杂，并且成本较高，不利于大面积推广；行波壁结构复杂，成本高。分离盘和整流罩在降低阻力系数方面也有良好表现，但是覆盖率及来流方向对其减阻抑振性能影响较大，甚至会引起圆柱结构体的驰振。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种抑制涡激振动及减阻装置，旨在解决现有技术中抑制圆柱状结构体涡激振动的措施结构复杂、成本高，或圆柱状结构体所受阻力大的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

3、一种抑制涡激振动及减阻装置，包括能够绕圆柱状结构体转动的导流板，所述导流板包括弧形板及其两侧的尾翼，所述弧形板通过转动组件与结构体转动相连；所述弧形板的中心线与结构体的中心轴线平行或重合，两个尾翼相互平行、且与弧形板的两侧相连；所述弧形板设置于迎风面，所述尾翼所在平面平行于气流流动方向。

4、优选的，所述结构体的高度为h，所述导流板的安装高度为0.6h。

5、优选的，所述弧形板的中心角为180°，两个尾翼与弧形板的两侧相切；所述尾翼沿弧形板两侧切线方向的长度与结构体的外径相同。

6、优选的，所述弧形板的半径大于结构体的外径，所述转动组件设置于结构体的外壁上。

7、优选的，所述弧形板与其两侧尾翼一体成型。

8、优选的，所述转动组件包括内环箍和外环箍，所述外环箍能够与内环箍转动配合，所述内环箍固定于结构体的外壁上，所述外环箍与弧形板相连。

9、优选的，所述内环箍的外圆面上设有断面为t形的导向滑槽，所述外环箍的内侧圆面上设有与导向滑槽配合的导向环，所述导向环与导向滑槽的配合圆面之间设有滚珠，所述导向环与导向滑槽的配合圆面上对应设有与滚珠配合的圆弧槽；所述导向环与导向滑槽的配合面之间填充润滑脂。

10、优选的，所述弧形板通过连接件与外环箍相连。

11、优选的，所述转动组件为轴承，所述轴承的内圈套装固定在结构体上，所述弧形板与轴承的外圈相连。

12、优选的，所述导流板及转动组件为若干个，且沿结构体的长度方向间隔布置。

13、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型通过在圆柱状结构体上安装导流板，在风向改变时导流板能够通过转动组件绕圆柱状结构体转动，导流板的弧形板外侧面在风力作用下始终处于迎风面，导流板两侧的尾翼则平行于气流流动方向，利用导流板能够减小顺风向阻力和横风向升力。本实用新型利用导流板对顺风向的气流进行阻挡并分流，使气流沿弧形板的弧面向两侧流动，通过改变空气流动方向来抑制圆柱状结构体产生涡激振动，同时起到减小结构体所受阻力的作用。本实用新型具有结构简单、制作安装方便、抑振减阻效果好的优点，成本低廉，方便推广应用。

技术特征：

1.一种抑制涡激振动及减阻装置，其特征在于：包括能够绕圆柱状结构体转动的导流板，所述导流板包括弧形板及其两侧的尾翼，所述弧形板通过转动组件与结构体转动相连；所述弧形板的中心线与结构体的中心轴线平行或重合，两个尾翼相互平行、且与弧形板的两侧相连；所述弧形板设置于迎风面，所述尾翼所在平面平行于气流流动方向。

2.根据权利要求1所述的抑制涡激振动及减阻装置，其特征在于：所述结构体的高度为h，所述导流板的安装高度为0.6h。

3.根据权利要求1所述的抑制涡激振动及减阻装置，其特征在于：所述弧形板的中心角为180°，两个尾翼与弧形板的两侧相切；所述尾翼沿弧形板两侧切线方向的长度与结构体的外径相同。

4.根据权利要求3所述的抑制涡激振动及减阻装置，其特征在于：所述弧形板与其两侧尾翼一体成型。

5.根据权利要求1所述的抑制涡激振动及减阻装置，其特征在于：所述弧形板的半径大于结构体的外径，所述转动组件设置于结构体的外壁上。

6.根据权利要求5所述的抑制涡激振动及减阻装置，其特征在于：所述转动组件包括内环箍和外环箍，所述外环箍能够与内环箍转动配合，所述内环箍固定于结构体的外壁上，所述外环箍与弧形板相连。

7.根据权利要求6所述的抑制涡激振动及减阻装置，其特征在于：所述内环箍的外圆面上设有断面为t形的导向滑槽，所述外环箍的内侧圆面上设有与导向滑槽配合的导向环，所述导向环与导向滑槽的配合圆面之间设有滚珠，所述导向环与导向滑槽的配合圆面上对应设有与滚珠配合的圆弧槽；所述导向环与导向滑槽的配合面之间填充润滑脂。

8.根据权利要求6所述的抑制涡激振动及减阻装置，其特征在于：所述弧形板通过连接件与外环箍相连。

9.根据权利要求1所述的抑制涡激振动及减阻装置，其特征在于：所述转动组件为轴承，所述轴承的内圈套装固定在结构体上，所述弧形板与轴承的外圈相连。

10.根据权利要求1-9任一项所述的抑制涡激振动及减阻装置，其特征在于：所述导流板及转动组件为若干个，且沿结构体的长度方向间隔布置。

技术总结
本技术公开了一种抑制涡激振动及减阻装置，属于减阻抑振设备技术领域，包括能够绕圆柱状结构体转动的导流板，导流板包括弧形板及两侧尾翼，弧形板通过转动组件与结构体转动相连；弧形板的中心线与结构体的中心轴线平行或重合，弧形板设置于迎风面，两个尾翼相互平行、且平行于气流流动方向。在风向改变时导流板能够通过转动组件绕圆柱状结构体转动，导流板的弧形板外侧面在风力作用下始终处于迎风面，导流板两侧的尾翼则平行于气流流动方向。本技术具有结构简单、制作成本低、安装方便的优点，利用导流板对顺风向的气流进行阻挡并分流，通过改变空气流动方向来抑制圆柱状结构体产生涡激振动，同时起到减小结构体所受阻力的作用。

技术研发人员：张祥翔,马文勇,马瑞婧,周毅驰,王子钰
受保护的技术使用者：石家庄铁道大学
技术研发日：20230323
技术公布日：2024/1/13