[实用新型]一种减小深海提升管涡激震动的装置

说明书

本实用新型公开了一种减小深海采矿提升管涡激震动的装置，涉及深海采矿提升管道领域。其包括内层套筒、中间弹簧减震机构、外层套筒、内层套筒两端快速卡箍。装置设计为两部分对称的模组，内层套筒设计插销连接，并在两端选用快速卡箍将内层套筒与提升管进行轴向固定，外层套筒采用螺栓连接。中间弹簧减震机构由内侧连接平台、减震弹簧和外侧连接螺柱组成。本装置的减震机理是将本应发生在提升管外表面的涡激震动转移至减震装置外层套筒上，再通过中间弹簧减震机构使得传递至提升管的震动幅度得到衰减，从而达到减小提升管涡激震动的目的。本装置可在提升管道系统工作时由水下机器人进行拼接式安装，不会影响提升管道系统的工作过程。

技术领域

本实用新型涉及深海采矿水力提升管道技术领域，具体领域为一种减小深海提升管涡激震动的装置。

背景技术

随着经济的发展，陆地矿产资源日益枯竭，深海采矿相关技术受到越来越多的关注。深海提升管道是水力提升系统的关键设备，其垂直布置于深海中。洋流流过提升管时，当雷诺数在80Re5000区间，提升管后方两侧会周期性地有涡脱落，形成卡门涡街现象。伴随着卡门涡脱落，提升管会受到一个垂直于流动方向的交变力，造成涡激震动；如果涡激震动的频率与提升管自由震动频率相等或接近时，就会发生涡激共振，引起提升管的大幅度震动。因此，抑制或减小涡激共振的发生对于提升管以及整个水力提升系统的安全运行至关重要。

传统抑制涡激共振发生的方案是在提升管表面加工螺旋形翅片或其它类型扰流翅片，强迫涡沿提升管长度方向在不同的时间脱落，以破坏涡脱落的相关性；或者为了使涡不产生，安装流线型截面的整流罩等。添加翅片的方式需要对提升管外表面进行加工，并且翅片需要和提升管具有相同的工作年限；深海提升管道所使用的材料都是比较昂贵的耐高压、耐腐蚀材料，若翅片也使用这样的材料，无疑将会提高深海采矿的生产成本。添加整流罩的方式只能应对单一方向的洋流，而深海中洋流的方向是会发生变化的。

实用新型内容

针对以上技术存在的不足，本实用新型提供了一种减小深海采矿提升管涡激震动的装置。其不需要对提升管做任何处理，且可在提升管工作过程中安装，可应对任意方向的来流。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种减小深海提升管涡激震动的装置，包括内层套筒、中间减震机构和外层套筒，所述内层套筒套设于提升管的外侧，所述外层套筒套设于内层套筒的外侧，所述内层套筒和外层套筒之间设有若干中间减震机构；

所述中间减震机构包括内侧连接平台、弹性件、螺栓和螺母，所述内侧连接平台固定设置于内层套筒套上，所述弹性件的两端分别与内侧连接平台和螺栓的螺头固定相连，所述螺栓通过螺母固定在外层套筒上。

进一步地，所述内层套筒和外层套筒均由两个半圆筒组成，所述内层套筒的两端通过内层套筒两端快速卡箍与提升管固定。

进一步地，所述内层套筒两端快速卡箍包括两半圆环，俩所述两半圆环的侧壁两端均向外延申设有固定耳，相邻的所述固定耳之间贯穿有固定螺栓，所述固定螺栓上螺纹连接有固定螺母，所述半圆环的内侧壁开设有内层套筒契合槽。

进一步地，两所述内层套筒相接触的侧壁上均匀设有相互契合的连接齿，同侧的所述连接齿上共同贯穿设有圆柱销，两所述外层套筒的侧壁两端均向外延申设有连接耳，相邻的所述连接耳之间贯穿有若干连接螺栓，所述连接螺栓上螺纹连接有连接螺母。

进一步地，所述螺母与外层套筒之间安装有圆环形垫片。

进一步地，所述内侧连接平台的一端设有弧形面，所述弧形面与内层套筒的外侧壁焊接固定，所述外层套筒上开设有连接孔，所述连接孔为沉头孔，所述螺栓的部分位于沉头孔的内部，所述外层套筒的外侧壁且位于连接孔的外侧设有外接平面，所述圆环形垫片的一端与外接平面相接触。

进一步地，所述弹性件为弹簧。

进一步地，所述弹簧减震机构沿提升管直径方向等距离均匀布置，沿提升管轴向奇数组和偶数组错位布置。