一种隧道通风机隔振装置及其使用方法

摘要

本发明公开了一种隧道通风机隔振装置，包括反馈变频式主动减振装置、预先作用式减压适应气囊减震装置、激光测震装置、控制装置、风机安装板和支撑底板。本发明属于通风机安装技术领域，具体是提供了一种预先设置调节减震气垫达到预先减震作用的效果，经过采用非接触式激光测量相位、振幅以及频率值，提高测振的准确性及无损性，随后调节减震气垫排气、在减震作用逐渐减小的过程中通过主动减振调节振幅，针对风机使用过程中产生的振动施加幅值相同的反相振动进行抑制，且具有学习功能，可提高减振效率的隧道通风机隔振装置及其使用方法。

说明书

技术领域

本发明属于通风机安装技术领域，具体是指一种隧道通风机隔振装置及其使用方法。

背景技术

现有的公路隧道以及地下铁道一般处于地表面下数十米，不论是在隧道施工过程中还是正常运营过程中，及时更新隧道孔洞内的空气都十分重要，而公路隧道和地下铁道站光靠进出口的自然风是远远不够的，一般为了保证气流的运行通畅，需要在隧道的弧形顶面上安装隧道风机，以实现输送和调节空气或排除烟尘，保证通风。

现有的通风系统一般包括进风巷及回风巷，进风巷及回风巷的前端为掌子面，进风巷和回风巷前段通过一条前段横通道相连通，前段横通道与隧道洞口之间设有至少一条中段横通道，中段横通道连接于进风巷和回风巷之间并采用密封帘进行封闭，进风巷中设置有朝向隧道前端的通风机，回风巷中则设置有背向隧道前端的通风机。通风机一般是在风机壳体的底部固定焊接有机座，再通过机座固定于地面；大功率的通风机在工作时产生强烈的振动，这一振动传导至地面产生了巨大的噪音，不仅恶化了隧道作业环境，而且直接影响城市环境质量。

申请号CN201810152303.3的专利公开了一种隧道通风机隔振装置，包括风机壳体和用于支撑风机壳体的机座；机座的底部两侧设有两平行间隔设置的弹性减振板，两弹性减振板与地面之间设有灌注袋，浇注弹性体灌注在灌注袋内并形成弹性体层；两弹性减振板之间设有阻尼装置，阻尼装置包括磁流变扭转减振器和运动转换机构；运动转换机构包括用于承受振动载荷的齿条和用于将齿条直线运动转变为旋转运动的齿轮，齿条的上端竖直固定在机座下表面、下端与设在地面的导向座配合，齿轮固定连接于磁流变扭转减振器的转轴并同步转动，本发明可减少来自通风机的振动向地面的传递，使得振动得到削弱，具有较优的减振和降噪效果，但是减振作用时间长后，不可避免地会发生阻尼衰退的情况，耐用性无法保证，且对振动的消除或隔绝的效率不高。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种预先设置调节减震气垫达到预先减震作用的效果，经过采用非接触式激光测量相位、振幅以及频率值，提高测振的准确性及无损性，随后调节减震气垫排气、在减震作用逐渐减小的过程中通过主动减振调节振幅，针对风机使用过程中产生的振动施加幅值相同的反相振动进行抑制，且具有学习功能，可提高减振效率的隧道通风机隔振装置及其使用方法。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种隧道通风机隔振装置，包括反馈变频式主动减振装置、预先作用式减压适应气囊减震装置、激光测震装置、控制装置、风机安装板和支撑底板；所述支撑底板靠近风机安装板的一侧向上方垂直延伸设有减震撑柱，所述风机安装板设于支撑底板的上方，所述预先作用式减压适应气囊减震装置设于减震撑柱与风机安装板之间，所述反馈变频式主动减振装置设于支撑底板与风机安装板之间，所述激光测震装置设于支撑底板上，所述控制装置设于支撑底板上，且所述控制装置与激光测震装置、反馈变频式主动减振装置、预先作用式减压适应气囊减震装置电连接；所述预先作用式减压适应气囊减震装置包括调节减震气垫、进气泵、排气阀和气联络管，所述调节减震气垫连接设于减震撑柱的顶部与风机安装板之间，所述气联络管连通设于调节减震气垫内，所述进气泵连通设于气联络管的一端上，所述排气阀连通设于气联络管的另一端上，使用前预先将调节减震气垫充气，通过预先设置提前达到减震的效果，后续再经过主动减振操作的同时对调节减震气垫放气，通过主动减振减少振幅的作用；所述反馈变频式主动减振装置包括减震液压腔、配合液压腔、上活塞、侧活塞、变频电机、驱动盘、连接杆、步进电机、调节螺杆、调节滑块和导向杆，所述减震液压腔呈顶部开口状设置，且所述减震液压腔连接设于支撑底板的一侧上，所述上活塞的顶部一端连接设于风机安装板的底部，且所述上活塞的底部呈上下往复状滑动设于减震液压腔内，所述配合液压腔连通设于减震液压腔的一侧上，所述减震液压腔与配合液压腔之间设有孔径渐大的联络口，所述联络口靠近减震液压腔一侧的径口小于联络口靠近配合液压腔一侧的径口，所述侧活塞水平往复滑动设于配合液压腔内，所述连接杆铰接设于侧活塞远离联络口的一侧上，所述调节滑块铰接设于连接杆的另一端上，所述配合液压腔远离减震液压腔的顶部一侧设有电机固定板，所述变频电机连接设于电机固定板的底部一侧，所述驱动盘设于变频电机的下方，所述驱动盘的顶部一侧设有驱动连轴，所述驱动连轴与变频电机的输出轴连接，所述驱动盘靠近连接杆的一侧开设有调节槽，所述步进电机设于调节槽的内壁上，所述调节螺杆连接设于步进电机的输出轴上，所述调节螺杆平行于调节槽的侧壁设置，所述导向杆的一端连接设于调节槽的内壁上，且所述导向杆平行于调节螺杆设置，所述调节滑块呈梭形设置，所述调节滑块的两侧分别贯穿设有调节螺孔和导向通孔，所述调节螺杆的一端螺接设于调节螺孔内，所述导向杆贯穿导向通孔设置。

进一步地，所述预先作用式减压适应气囊减震装置还包括限位支撑组件，所述限位支撑组件设于风机安装板和支撑底板之间，所述限位支撑组件包括下限位筒和上限位柱，所述下限位筒呈顶部开口的中空腔体设置，所述下限位筒底部连接设于支撑底板靠近风机安装板一侧内顶部的中心处，所述上限位柱连接设于风机安装板的内底部，且所述上限位柱的下方滑动连接设于下限位筒内，所述上限位柱于下限位筒内往复运行。

进一步地，所述控制装置为主控板，所述主控板与激光测震装置、进气泵、排气阀、变频电机、步进电机电连接，所述主控板内设有数据存储模块。

优选地，所述激光测震装置为激光振动传感器，采用非接触式测量，在测量振幅的过程中不会对设备产生任何影响，优选地，所述激光测震装置设有四组，四组所述激光测震装置呈阵列状均匀设于支撑底板上。

优选地，所述反馈变频式主动减振装置设有四组，四组所述反馈变频式主动减振装置均匀设于风机安装板的底部与支撑底板之间，四组所述反馈变频式主动减振装置分别与四组激光测震装置相对应。

进一步地，所述气联络管包括总气管和分气管，所述总气管与分气管连通，所述分气管连通相邻设置的调节减震气垫，所述总气管分别与进气泵和排气阀连通。

进一步地，所述风机安装板上均匀贯通设有风机地脚螺栓安装孔。

进一步地，所述支撑底板上均匀贯通设有减震地脚螺栓安装孔，所述减震地脚螺栓安装孔与风机地脚螺栓安装孔相对应设置。

进一步地，所述支撑底板的一侧设有入口压力流速测点。

本发明还公开了一种隧道通风机隔振装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：首先将减震地脚螺栓安装孔用地脚螺栓固定在需安装位置，再将风机放置于风机安装板，并用固定螺栓连接；

S2：安装完成后，启动进气泵使得调节减震气垫充气，这时启动风机，并使风机达到正常工作的状态，经四台激光测震装置测得相位、振幅以及频率，并求取三项平均值，对四台反馈变频式主动减振装置同时进行调节使其相位以及频率与平均值相同，调节振幅使得激光测震装置测得的平均振幅最小，这时微开排气阀并逐渐提高振幅使得激光测震装置测得的平均振幅不升高，直至调节减震气垫内气体不再排出，这时分别微调各反馈变频式主动减振装置使得对应点的激光测震装置振幅最小；

S3：接着通过主控板记录下当前的进口风速与静压压以及各反馈变频式主动减振装置的相位、振幅以及频率；

S4：在测得入口压力流速测点的全压发生变化（变化幅度为之前数值的5%）时，自动顺时针依次微调各反馈变频式主动减振装置的相位与频率与各点测得相位与频率相同，并在当前频率-50Hz~+50Hz范围内从小到大调节，调节后停留在相位相同时测得振幅最小的频率上，再分别微调各反馈变频式主动减振装置使得对应点的激光测震装置振幅最小；

S5：再次记录下当前的进口风速与静压压以及各反馈变频式主动减振装置的相位、振幅以及频率；

S6：待收集样本足够后生成回归方程，使得各点调节更加快捷。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案一种隧道通风机隔振装置及其使用方法，预先设置调节减震气垫达到预先减震作用的效果，经过采用非接触式激光测量相位、振幅以及频率值，提高测振的准确性及无损性，在测量振幅的过程中不会对设备产生任何影响，随后调节减震气垫排气、在减震作用逐渐减小的过程中通过主动减振调节振幅，针对风机使用过程中产生的振动施加幅值相同的反相振动进行抑制，且具有学习功能，可提高减振效率。

附图说明

图1为本发明一种隧道通风机隔振装置及其使用方法的整体结构示意图；

图2为本发明一种隧道通风机隔振装置及其使用方法的无风机安装板时的结构示意图；

图3为本发明一种隧道通风机隔振装置及其使用方法的剖视图；

图4为本发明一种隧道通风机隔振装置及其使用方法的结构示意图；

图5为本发明一种隧道通风机隔振装置及其使用方法的反馈变频式主动减振装置的结构示意图一；

图6为本发明一种隧道通风机隔振装置及其使用方法的反馈变频式主动减振装置的剖视图；

图7为本发明一种隧道通风机隔振装置及其使用方法的反馈变频式主动减振装置的结构示意图二。

其中，1、反馈变频式主动减振装置，2、预先作用式减压适应气囊减震装置，3、激光测震装置，4、控制装置，5、风机安装板，6、支撑底板，7、调节减震气垫，8、进气泵，9、排气阀，10、气联络管，11、减震液压腔，12、配合液压腔，13、上活塞，14、侧活塞，15、变频电机，16、驱动盘，17、连接杆，18、步进电机，19、调节螺杆，20、调节滑块，21、导向杆，22、联络口，23、电机固定板，24、驱动连轴，25、调节槽，26、调节螺孔，27、导向通孔，28、限位支撑组件，29、下限位筒，30、上限位柱，31、总气管，32、分气管，33、风机地脚螺栓安装孔，34、减震地脚螺栓安装孔，35、减震撑柱，36、入口压力流速测点。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，本发明一种隧道通风机隔振装置，包括反馈变频式主动减振装置1、预先作用式减压适应气囊减震装置2、激光测震装置3、控制装置4、风机安装板5和支撑底板6；所述支撑底板6靠近风机安装板5的一侧向上方垂直延伸设有减震撑柱35，所述风机安装板5设于支撑底板6的上方，所述预先作用式减压适应气囊减震装置2设于减震撑柱与风机安装板5之间，所述反馈变频式主动减振装置1设于支撑底板6与风机安装板5之间，所述激光测震装置3设于支撑底板6上，所述控制装置4设于支撑底板6上，且所述控制装置4与激光测震装置3、反馈变频式主动减振装置1、预先作用式减压适应气囊减震装置2电连接；所述预先作用式减压适应气囊减震装置2包括调节减震气垫7、进气泵8、排气阀9和气联络管10，所述调节减震气垫7连接设于减震撑柱的顶部与风机安装板5之间，所述气联络管10连通设于调节减震气垫7内，所述进气泵8连通设于气联络管10的一端上，所述排气阀9连通设于气联络管10的另一端上，使用前预先将调节减震气垫7充气，通过预先设置提前达到减震的效果，后续再经过主动减振操作的同时对调节减震气垫7放气，通过主动减振减少振幅的作用；所述反馈变频式主动减振装置1包括减震液压腔11、配合液压腔12、上活塞13、侧活塞14、变频电机15、驱动盘16、连接杆17、步进电机18、调节螺杆19、调节滑块20和导向杆21，所述减震液压腔11呈顶部开口状设置，且所述减震液压腔11连接设于支撑底板6的一侧上，所述上活塞13的顶部一端连接设于风机安装板5的底部，且所述上活塞13的底部呈上下往复状滑动设于减震液压腔11内，所述配合液压腔12连通设于减震液压腔11的一侧上，所述减震液压腔11与配合液压腔12之间设有孔径渐大的联络口22，所述联络口22靠近减震液压腔11一侧的径口小于联络口22靠近配合液压腔12一侧的径口，所述侧活塞14水平往复滑动设于配合液压腔12内，所述连接杆17铰接设于侧活塞14远离联络口22的一侧上，所述调节滑块20铰接设于连接杆17的另一端上，所述配合液压腔12远离减震液压腔11的顶部一侧设有电机固定板23，所述变频电机15连接设于电机固定板23的底部一侧，所述驱动盘16设于变频电机15的下方，所述驱动盘16的顶部一侧设有驱动连轴24，所述驱动连轴24与变频电机15的输出轴连接，所述驱动盘16靠近连接杆17的一侧开设有调节槽25，所述步进电机18设于调节槽25的内壁上，所述调节螺杆19连接设于步进电机18的输出轴上，所述调节螺杆19平行于调节槽25的侧壁设置，所述导向杆21的一端连接设于调节槽25的内壁上，且所述导向杆21平行于调节螺杆19设置，所述调节滑块20呈梭形设置，所述调节滑块20的两侧分别贯穿设有调节螺孔26和导向通孔27，所述调节螺杆19的一端螺接设于调节螺孔26内，所述导向杆21贯穿导向通孔27设置。

其中，所述预先作用式减压适应气囊减震装置2还包括限位支撑组件28，所述限位支撑组件28设于风机安装板5和支撑底板6之间，所述限位支撑组件28包括下限位筒29和上限位柱30，所述下限位筒29呈顶部开口的中空腔体设置，所述下限位筒29底部连接设于支撑底板6靠近风机安装板5一侧内顶部的中心处，所述上限位柱30连接设于风机安装板5的内底部，且所述上限位柱30的下方滑动连接设于下限位筒29内，所述上限位柱30于下限位筒29内往复运行。

所述控制装置4为主控板，所述主控板与激光测震装置3、进气泵8、排气阀9、变频电机15、步进电机18电连接，所述主控板内设有数据存储模块，所述主控板设于下限位筒29内。

所述激光测震装置3为激光振动传感器，采用非接触式测量，在测量振幅的过程中不会对设备产生任何影响，优选地，所述激光测震装置3设有四组，四组所述激光测震装置3呈阵列状均匀设于支撑底板6上。

所述反馈变频式主动减振装置1设有四组，四组所述反馈变频式主动减振装置1均匀设于风机安装板5的底部与支撑底板6之间，四组所述反馈变频式主动减振装置1分别与四组激光测震装置3相对应。

所述气联络管10包括总气管31和分气管32，所述总气管31与分气管32连通，所述分气管32连通相邻设置的调节减震气垫7，所述总气管31分别与进气泵8和排气阀9连通。

所述风机安装板5上均匀贯通设有风机地脚螺栓安装孔33。

所述支撑底板6上均匀贯通设有减震地脚螺栓安装孔34，所述减震地脚螺栓安装孔34与风机地脚螺栓安装孔33相对应设置。

所述支撑底板的一侧设有入口压力流速测点36。

本发明还公开了一种隧道通风机隔振装置的使用方法，包括以下步骤：

S1：首先将减震地脚螺栓安装孔34用地脚螺栓固定在需安装位置，再将风机放置于风机安装板5，并用固定螺栓连接；

S2：安装完成后，启动进气泵8使得调节减震气垫7充气，这时启动风机，并使风机达到正常工作的状态，经四台激光测震装置3测得相位、振幅以及频率，并求取三项平均值，对四台反馈变频式主动减振装置1同时进行调节使其相位以及频率与平均值相同，调节振幅使得激光测震装置3测得的平均振幅最小，这时微开排气阀9并逐渐提高振幅使得激光测震装置3测得的平均振幅不升高，直至调节减震气垫7内气体不再排出，这时分别微调各反馈变频式主动减振装置1使得对应点的激光测震装置3振幅最小；

S3：接着通过主控板记录下当前的进口风速与静压压以及各反馈变频式主动减振装置1的相位、振幅以及频率；

S4：在测得进口全压发生变化（变化幅度为之前数值的5%）时，自动顺时针依次微调各反馈变频式主动减振装置1的相位与频率与各点测得相位与频率相同，并在当前频率-50Hz~+50Hz范围内从小到大调节，调节后停留在相位相同时测得振幅最小的频率上，再分别微调各反馈变频式主动减振装置1使得对应点的激光测震装置3振幅最小；

S5：再次记录下当前的进口风速与静压压以及各反馈变频式主动减振装置1的相位、振幅以及频率；

S6：待收集样本足够后生成回归方程，使得各点调节更加快捷。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。