RU71393U1 - SOUNDING SYSTEM OF THE ENERGY UNIT - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области звукоизолирующих систем энергетических установок (ЭУ) с паротурбинными, газотурбинными и дизельными агрегатами, в том числе - к стационарным и транспортным.The utility model relates to the field of soundproofing systems of power plants (EU) with steam turbine, gas turbine and diesel units, including stationary and transport ones.

Сущность полезной модели связана с увеличением эффективности виброзащитной и звукоизолирующей систем энергетической установки в широкой полосе частот дополнительно к пассивным системам. Звукоизолирующая система энергетического агрегата (рис.1) содержит все указанные элементы располагается во внутреннем пространстве корпуса (11) энергетической установки (1), установленной на корпусе 10 через опорные виброизоляторы 2 и соединенную с корпусом трубопроводами с гибкими виброизолирующими вставками 3. Она состоит из первичных приемников - датчики силы или акселерометры 14, установленных под виброизоляторами 2 и фланцами рукавов 4, гидрофонов и датчиков давления 6, установленных в рабочей среде трубопроводов, микрофонов 8, установленных в нескольких сечениях во внутреннем пространстве корпуса 11 вокруг ЭУ и соединенных проводами для передачи электрического сигнала с системой управления 12 и далее с усилителями мощности 13, с исполнительными элементами - вибраторами 5, с излучателями 7 и с акустическими колонками 9.The essence of the utility model is associated with an increase in the efficiency of the vibration-proof and sound-insulating systems of a power plant in a wide frequency band in addition to passive systems. The sound-insulating system of the energy unit (Fig. 1) contains all of these elements located in the inner space of the housing (11) of the energy installation (1), mounted on the housing 10 through supporting vibration isolators 2 and connected to the housing by pipelines with flexible vibration-isolating inserts 3. It consists of primary receivers - force sensors or accelerometers 14 installed under vibration isolators 2 and flanges of sleeves 4, hydrophones and pressure sensors 6, installed in the working environment of pipelines, microphones 8, installed in several sections in the inner space of the housing 11 around the control unit and connected by wires for transmitting an electric signal with a control system 12 and further with power amplifiers 13, with actuators - vibrators 5, with emitters 7 and with acoustic speakers 9.

Description

Полезная модель относится к области звукоизолирующих систем энергетических установок (ЭУ) с паротурбинными, газотурбинными и дизельными агрегатами, в том числе - к стационарным и транспортным.The utility model relates to the field of soundproofing systems of power plants (EU) with steam turbine, gas turbine and diesel units, including stationary and transport ones.

Известны пассивные виброзащитные системы ЭУ, состоящие из опорных, несущих вес ЭУ амортизаторов различных типов (резиновых, резинометаллических, пневматических, тросовых и т.п.), установленных под ЭУ и снижающих передачу вибрационных сил на корпус ЭУ и далее - в окружающую среду, (см., например, O.K.Найденко, П.П.Петров, Амортизация судовых двигателей и механизмов, Судпромгиз., 1962 г.). Основной недостаток таких систем - рост перемещений установки при попытках увеличения эффективности виброизоляции за счет ее размягчения. Кроме того, при уменьшении жесткости опорной виброизоляции вибрация начинает передаваться по неопорным связям ЭУ- трубопроводам и их рабочим средам, а также - посредством воздушного шума (ВШ), что существенно ограничивает этот путь.Known passive vibration protection systems of the EU, consisting of supporting shock absorbers of various types (rubber, rubber, metal, pneumatic, cable, etc.) installed under the EU and reducing the transmission of vibrational forces to the housing of the EU and further into the environment, ( see, for example, OKNaydenko, P.P. Petrov, Depreciation of marine engines and mechanisms, Sudpromgiz., 1962). The main disadvantage of such systems is the growth of the installation movements when trying to increase the effectiveness of vibration isolation due to its softening. In addition, with a decrease in the rigidity of the reference vibration isolation, vibration begins to be transmitted through non-supportive connections of EU-pipelines and their working media, as well as through airborne noise (VS), which significantly limits this path.

Известны виброизолирующие вставки в трубопроводы, уменьшающие передачу вибрации по ним (см., например, Гусенков А.П. и др. Унифицированные гибкие элементы трубопроводов, изд. Стандартов, 1988 г.). Однако, поскольку вставка должна быть безраспорной, т.е. не создавать усилия на ЭУ при наличии в ней давления, уменьшение передачи вибрации через нее также ограничено ее прочностью и размерами.Known vibration-insulating inserts in pipelines that reduce the transmission of vibration through them (see, for example, Gusenkov A.P. and other Unified flexible pipe elements, ed. Standarts, 1988). However, since the insert must be indisputable, i.e. not to create efforts on the EU in the presence of pressure in it, the decrease in the transmission of vibration through it is also limited by its strength and size.

Для борьбы с воздушным шумом широко используются различного рода пассивные звукоизолирующие и звукопоглощающие покрытия (см., например, Боголепов И.И., Авферонок Э.И., Звукоизоляция на судах, Л, Судостроение, 1970). Их недостатком являются значительные габариты, необходимость закрывать до 80-95% поверхности вокруг ЭУ, а также малая эффективность на низких частотах (менее 100 Гц).To combat airborne noise, various kinds of passive soundproofing and sound-absorbing coatings are widely used (see, for example, Bogolepov I.I., Avferonok E.I., Soundproofing on Ships, L, Shipbuilding, 1970). Their disadvantage is the significant size, the need to cover up to 80-95% of the surface around the EU, as well as low efficiency at low frequencies (less than 100 Hz).

Наиболее близки по технической сущности к полезной модели активные системы гашения вибрации в опорах ЭУ (см., например, Генкин М.Д. и др. Опора упругой виброактивной балки, авторское свидетельство РФ №1132082, Дата приоритета 30.12.84.). Принцип их работы состоит в том, что при помощи измерительного устройства - приемника (датчика силы, акселерометра и т.п.) измеряется силовое вибрационное воздействие от ЭУ на корпус, затем электрический сигнал, пропорциональный этому воздействию, но обратный по фазе (т.е. со сдвигом на 180°) подается на исполнительный элемент (вибратор), который создает компенсирующую силу, также воздействующую на корпус, на каждой требуемой частоте или в диапазоне частот, в результате чего суммарное силовое воздействие уменьшается.The closest in technical essence to the utility model are active vibration damping systems in the EU supports (see, for example, Genkin MD and others. Support of an elastic vibroactive beam, copyright certificate of the Russian Federation No. 1132082, Priority date 30.12.84.). The principle of their work is that with the help of a measuring device - receiver (force sensor, accelerometer, etc.), the force vibration effect from the EU on the body is measured, then an electrical signal proportional to this effect, but inverse in phase (i.e. with a shift of 180 °) is supplied to the actuator (vibrator), which creates a compensating force, also acting on the body, at each desired frequency or in the frequency range, as a result of which the total force effect is reduced.

Недостатком таких систем является то, что помимо опорной амортизации существует также передача вибрации и гидродинамического шума через трубопроводы и посредством воздушного шума, которая при достаточно развитой эффективной опорной виброизоляции может быть не меньше (а зачастую и больше), чем передача через опорную виброизоляцию.The disadvantage of such systems is that in addition to supporting shock absorption, there is also the transmission of vibration and hydrodynamic noise through pipelines and through air noise, which with a sufficiently developed effective supporting vibration isolation can be no less (and often more) than transmission through supporting vibration isolation.

Сущность полезной модели связана с увеличением эффективности виброзащитной и звукоизолирующей систем энергетической установки в широкой полосе частот дополнительно к пассивным системам. Технический результат достигается за счет использования для снижения передачи вибрации и шума от ЭУ комплексной активной звукоизолирующей системы энергетического агрегата (рис.1), которая одновременно снижает передачу вибрации по опорной виброизоляции и структуре трубопроводов на корпус, по рабочей среде трубопроводов, а также по воздушному шуму в окружающее внутрикорпусное пространство ЭУ и далее - в окружающую среду.The essence of the utility model is associated with an increase in the efficiency of the vibration-proof and sound-insulating systems of a power plant in a wide frequency band in addition to passive systems. The technical result is achieved through the use of an integrated active soundproofing system of an energy unit to reduce the transmission of vibration and noise from the EU (Fig. 1), which simultaneously reduces the transmission of vibration by reference vibration isolation and structure of pipelines to the housing, by the working medium of pipelines, and also by air noise into the enclosure's internal enclosure space and then into the environment.

Звукоизолирующая система энергетического агрегата (рис.1) содержит все указанные элементы располагается во внутреннем пространстве корпуса (11) энергетической установки (1), установленной на корпусе 10 через опорные виброизоляторы 2 и соединенную с корпусом трубопроводами с гибкими виброизолирующими вставками 3. Она состоит из первичных приемников -датчики силы или акселерометры 14, установленных под виброизоляторами 2 и фланцами рукавов 4, гидрофонов и датчиков давления 6, установленных в рабочей среде трубопроводов, микрофонов 8, установленных в нескольких сечениях во внутреннем пространстве корпуса 11 вокруг ЭУ и соединенных проводами для передачи электрического сигнала с системой управления 12 и далее с усилителями мощности 13, с исполнительными элементами - вибраторами 5, с излучателями 7 и с акустическими колонками 9.The sound-insulating system of the energy unit (Fig. 1) contains all of these elements located in the inner space of the housing (11) of the energy installation (1), mounted on the housing 10 through supporting vibration isolators 2 and connected to the housing by pipelines with flexible vibration-isolating inserts 3. It consists of primary receivers - force sensors or accelerometers 14 installed under vibration isolators 2 and flanges of sleeves 4, hydrophones and pressure sensors 6, installed in the working medium of pipelines, microphones 8, installed GOVERNMENTAL in several sections in the inner space of the housing 11 around the connected wires and ET for transmitting an electric signal to the control system 12 and further to the power amplifiers 13 with actuators - 5 vibrators, with emitters 7 and 9 with loudspeakers.

Система работает следующим образом. Приемники (датчики силы или акселерометры (14), гидрофоны (6), микрофоны (8)) создают электрические сигналы, создаваемые вибрацией и шумовым излучением ЭУ при ее работе, и пропорциональные динамической силе или вибрациям, передающимся на корпус, пульсациям давления в трубопроводах и воздушному шуму во внутреннем пространстве корпуса. Эти сигналы передаются на систему управления 12, которая обрабатывает его таким образом по фазе и амплитуде, чтобы выходной компенсирующий сигнал, подаваемый на исполнительные элементы (вибраторы (5), излучатели (7) и акустические колонки (8)) уменьшал бы исходный сигнал от работы ЭУ по каждому из рассматриваемых каналов, причем амплитуды компенсирующих сигналов подбираются максимально возможными из условия обеспечения устойчивости системы. Управление сигналами производится на основе любого из известных методов (градиентного спуска, симплекс-метода и т.п.) поиска минимума функционала, состоящего из суперпозиции динамических сил, вибрации корпуса, пульсаций давления в жидкости и в воздухе, причем каждая из составляющих функционала берется со своей весовой функцией. При этом за счет высокой эффективности активной части виброзащитной системы возможно обеспечить существенное уменьшение звукового излучения ЭУ в окружающую среду.The system operates as follows. The receivers (force sensors or accelerometers (14), hydrophones (6), microphones (8)) create electrical signals generated by vibration and noise emission of the EI during its operation, and are proportional to the dynamic force or vibrations transmitted to the body, pressure pulsations in the pipelines and airborne noise in the interior of the enclosure. These signals are transmitted to the control system 12, which processes it in phase and amplitude in such a way that the output compensating signal supplied to the actuators (vibrators (5), emitters (7) and speakers (8)) reduces the initial signal from operation EU for each of the considered channels, and the amplitudes of the compensating signals are selected as possible as possible from the condition of ensuring the stability of the system. Signals are controlled on the basis of any of the known methods (gradient descent, simplex method, etc.) of finding the minimum functional, consisting of a superposition of dynamic forces, vibration of the body, pressure pulsations in the liquid and in the air, each of the components of the functional being taken from its weight function. At the same time, due to the high efficiency of the active part of the vibration protection system, it is possible to provide a significant reduction in the acoustic emission of the EU into the environment.

Claims (1)

Звукоизолирующая система энергетической агрегата, состоящая из набора опорных и упорных виброизоляторов, воспринимающих весовые нагрузки, виброкомпенсирующих развязок трубопроводов, содержащих рабочие среды, и системы пассивной звукоизоляции и звукопоглощения, отличающаяся тем, что система дополняется активной частью, состоящей из датчиков динамических сил и акселерометров, установленных между корпусом и опорными и упорными виброизоляторами, фланцами виброкомпенсирующих развязок трубопроводов, гидрофонов в рабочей среде трубопроводов и микрофонов - во внутреннем воздушном пространстве корпуса, соответственно, соединенных проводами для передачи электрического согнала с системой управления и исполнительными элементами - вибраторами, излучателями, акустическими колонками в соответствии с чертежом.

The soundproofing system of the energy unit, consisting of a set of supporting and persistent vibration isolators that absorb weight loads, vibrocompensating interchanges of pipelines containing working media, and passive sound insulation and sound absorption systems, characterized in that the system is supplemented by an active part consisting of dynamic force sensors and accelerometers installed between the body and supporting and persistent vibration isolators, flanges of vibration-compensating junctions of pipelines, hydrophones in the working environment vodov and microphones - the internal air space of the housing, respectively, connected by conductors for transferring electric chased with control system and actuators - vibrators, oscillators, loudspeakers in accordance with the drawing.