CN106438811A - 减震器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减震器。该减震器包括：中心轴、筒体和铅元件；其中，中心轴可滑动地套设于筒体内，并且，中心轴的外壁开设有第一凹槽，筒体的内壁开设有第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽位置相对应且围设成一空腔；第一凹槽和第二凹槽均为方形；铅元件嵌设于空腔内且与空腔的形状相适配；中心轴的第一端置于筒体外，用于与电气设备相连接；筒体用于与电气设备支架相连接。本发明中,通过均为方形槽的第一凹槽和第二凹槽相互配合，增加了铅元件的受力面积，当中心轴与筒体相互错动时，铅元件受到的剪切力增大，使得铅元件在面积较小的情况下，屈服力增大，应力流分布面积也增大，能持续吸收更多的地震动能量，提高了减震器的减震效率。

Description

减震器

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体而言，涉及一种减震器。

背景技术

目前，我国位于亚欧地震带和环太平洋地震带之间，属于地震多发国家。变电站和换流站内的电力设备作为“生命线工程”的关键环节，其抗震问题的重要性不言而喻。其中，支柱类电气设备如避雷器、互感器、支柱绝缘子、开关类设备等具有重心高、长径比大、自振频率接近地震波频率、地震易损性较高等不利于抗震的结构特点，因此，处于地震高烈度区的变电站和换流站内的支柱类电气设备往往要采取安装减震器的措施保证其抗震安全性。

摩擦型减震器为现有电气设备所广泛应用的一种减震器，其结构一般包括：活塞杆和设有碟形弹簧的缸筒，其中，碟形弹簧的两侧分别连接一个滑动楔块，滑动楔块内设有摩擦楔块；活塞杆由缸筒外侧向其内侧推进时，挤压摩擦楔块和碟形弹簧，从而通过摩擦耗能降低电气设备的地震响应。这种耗能方式消耗的地震能量较小，为达到减震的要求，通常需要为电气设备配置多个摩擦型减震器，且在安装时需要每个摩擦型减震器施加大小一致的预紧力，增大了安装难度。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种减震器，旨在解决现有减震器减震效率较低需要安装多个减震器才能达到减震要求的问题。

一个方面，本发明提出了一种减震器，该减震器包括：中心轴、筒体和铅元件；其中，所述中心轴可滑动地套设于所述筒体内，并且，所述中心轴的外壁开设有第一凹槽，所述筒体的内壁开设有第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽位置相对应且围设成一空腔；所述第一凹槽和所述第二凹槽均为方形；所述铅元件嵌设于所述空腔内且与所述空腔的形状相适配；所述中心轴的第一端置于所述筒体外，用于与电气设备相连接；所述筒体用于与电气设备支架相连接。

进一步地，上述减震器中，所述第一凹槽至少为两个，且各所述第一凹槽沿所述中心轴外壁的周向分布；所述第二凹槽至少为两个，且各所述第二凹槽沿所述筒体内壁的周向分布；各所述第一凹槽与各所述第二凹槽的位置一一对应且围设成相应的空腔。

进一步地，上述减震器中，所述第一凹槽沿所述中心轴的外壁的周向均匀分布；所述第二凹槽沿所述筒体的内壁的周向均匀分布。

进一步地，上述减震器中，所述第一凹槽的轴向长度大于所述第二凹槽的轴向长度。

进一步地，上述减震器中，所述中心轴的两端均部分置于所述筒体外。

进一步地，上述减震器中，所述中心轴的第二端还设置有限位板；其中，所述限位板置于所述筒体的外部且与所述筒体的第一端之间留有预设距离。

进一步地，上述减震器中，所述限位板通过限位销钉与所述筒体的第一端相连接。

进一步地，上述减震器中，所述中心轴的第一端沿轴向开设有用于与电气设备相连接的内螺纹孔。

进一步地，上述减震器中，还包括：至少两个螺母；其中，所述筒体靠近第二端的外壁开设有外螺纹；各所述螺母套设于所述筒体外且与所述筒体螺纹连接。

本发明中，通过均为方形槽的第一凹槽和第二凹槽相互配合，增加了铅元件的受力面积，当中心轴与筒体相互错动时，铅元件受到的剪切力增大，使得铅元件在面积较小的情况下，屈服力增大，应力流分布面积也增大，能持续吸收更多的地震动能量，提高了减震器的减震效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的减震器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的减震器的中心轴的剖面图；

图3为本发明实施例提供的减震器的筒体的剖面图；

图4为本发明实施例提供的减震器的铅元件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的减震器的螺母的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1至图3，图中示出了本发明实施例提供的减震器的优选结构。如图所示，该减震器包括：中心轴1、筒体2和铅元件3。

其中，中心轴1可滑动地套设于筒体2内，中心轴1的第一端(图1中所示的右端)置于筒体2外，用于与电气设备相连接，筒体2用于与电气设备支架相连接。

中心轴1的外壁开设有第一凹槽11，筒体2的内壁开设有第二凹槽21，第一凹槽11和第二凹槽21均为方形。第一凹槽11的轴向长度和深度以及第二凹槽21的轴向长度和深度均可以根据实际情况进行选择。

第一凹槽11与第二凹槽21位置相对应且围设成一空腔，铅元件3嵌设于该空腔内且与该空腔形状相适配，也就是说，铅元件3为方形。具体实施时，筒体2还可以开设有与该空腔相连通的注入通道，注入通道用于向第一凹槽11与第二凹槽21围设成的空腔中注入铅以形成铅元件3。注入通道的进口方向可以与筒体2外壁的切线方向一致或者垂直于筒体2外壁设置。

本技术领域人员应该理解，铅的刚度与强度较低，并且具有较强的延性和柔性，所以在受力变形过程中可以吸收大量的能量；此外，铅具有较低的屈服力，在塑性变形条件下具有较好的疲劳特性，是一种较好的阻尼器，增大了电气设备结构体系的阻尼，同时延长了电气设备结构的自振周期，使电气设备结构避开地震震动的频率范围，有效提高了电气设备的抗震安全性。

工作时，中心轴1与电气设备相连接，筒体2与电气设备的支架相连接，在地震力作用下，电气设备相对于支架发生相对摆动弯曲，从而促使中心轴1与筒体2发生相对位移，进而对铅元件3产生剪切作用，铅元件3在此作用下发生形变，吸收地震传递给电气设备的地震动能量，当震动消失后，铅元件3恢复原状，将吸收的地震动能量释放在减震器中。如此不断的吸收和释放地震动能量，对电气设备进行减震保护。

可以看出，本实施例中，第一凹槽与第二凹槽均为方形槽，增加了铅元件的受力面积，当中心轴与筒体相互错动时，铅元件受到的剪切力增大，使得铅元件在面积较小的情况下，屈服力增大，应力流分布面积也增大，能持续吸收更多的地震动能量，即：增大了铅元件的耗能滞回环面积，相应地提升了减震器的减震效率。与现有技术中的摩擦型减震器中同样体积的耗能元件相比，本实施例中的铅元件的耗能能力增加，解决了现有减震器中减震效率较低需要安装多个减震器从而导致的安装难度较大且成本较高的问题。

需要说明的是，滞回环是指由于材料的弹塑性性质，当荷载大于一定程度后，在卸荷时产生残余变形，即荷载为零而材料变形不回到零，这样经过一个荷载、卸荷循环，荷载位移曲线就形成的一个环。

上述实施例中，第一凹槽11至少为两个，且各第一凹槽11沿中心轴1的外壁的周向分布；第二凹槽21至少为两个，且各第二凹槽21沿筒体2内壁的周向分布；各第一凹槽11与各第二凹槽21的位置一一对应且围设成相应的空腔。

可以看出，在中心轴1外壁与筒体2内壁之间设置多个第一凹槽11和多个第二凹槽21形成多个空腔，向多个空腔中嵌设多个铅元件3，增加了减震器中铅元件3的数量，使得减震器能吸收更多的地震动能量。

更优选地，各第一凹槽11沿中心轴1外壁的周向均匀分布，各第二凹槽21沿筒体2内壁的周向均匀分布。具体地，沿周向均匀分布的各第一凹槽11为一个第一凹槽组，沿周向均匀分布的各第二凹槽21为一个第二凹槽组，第一凹槽组与第二凹槽组对应设置，形成多个空腔，各空腔内均设置有铅元件3。需要说明的是，具体实施时，第一凹槽11和第二凹槽21的数量可以根据实际情况进行确定，本实施例对此不作限定。

可以看出，各第一凹槽组11和各第二凹槽组21的均匀分布可以使使中心轴1和筒体2具有较好的受力性能。

参见图2至图4，上述实施例中，第一凹槽11的轴向长度大于第二凹槽21的轴向长度。优选地，第一凹槽11的轴向长度与第二凹槽21的轴向长度的差值为减震器的极限位移，其中，减震器的极限位移是指在地震作用下，减震器受到外力作用时所能移动的最大位移。

可以看出，当第一凹槽11的轴向长度与第二凹槽21的轴向长度的差值为减震器的极限位移时，第一凹槽11与第二凹槽21围设成的空腔体积最大，相应地，铅元件3的体积最大，当中心轴1相对于筒体2发生滑动时，空腔中铅元件3受到剪切的面积也最大，提升了减震器的减震效率。

上述各实施例中，中心轴1的两端均部分置于筒体2外。中心轴1的两端均延伸至筒体2外，当发生地震时，使得外力对中心轴1置于筒体2外的部分施加压力以推动中心轴1相对筒体2发生相对位移，使得铅元件3受到充分的剪切，进而能有效的吸收地震动能量。

再次参见图1，上述实施例中，中心轴1的第二端(图1所示的左端)还设置有限位板7，该限位板7置于筒体2的外部且与筒体2的第一端(图1所示的左端)之间留有预设距离。该预设距离可以为减震器受到外力作用时所能移动的最大位移。优选地，限位板7通过限位销钉5与筒体2的第一端相连接。当地震力作用于筒体2的第一端时，限位板7将向中心轴1的第二端移动，直至限位销钉5与中心轴1第二端相应位置处的限位孔的底端相抵触，此时，限位板7所移动的位移即减震器所能移动的最大位移，有效避免了减震器的失控。

上述实施例中，中心轴1的第一端沿轴向开设有用于与电气设备相连接的内螺纹孔6。通过螺栓的第一端与该内螺纹孔6配合，使螺栓的第一端连接于该减震器，螺栓的第二端连接于电气设备，实现了电气设备与减震器的螺栓连接。具体地，在小震或风荷载作用下，减震器仅起到螺栓连接作用，不影响电气设备整体刚度及电气功能；在中高等级地震作用时，电气设备传递至减震器的作用力达到减震器铅元件3的屈服力时减震器开始吸收地震动能量，并通过动态重结晶以热能方式耗散地震动能量，发挥减震作用。

参见图1和图5，上述实施例中，还包括：至少两个螺母4。螺母4可以是自锁螺母、锁紧螺母或双螺母，优选地，螺母4为锁紧螺母。筒体2靠近第二端(图1中所示的右端)的外壁开设有外螺纹，各个螺母4套设于筒体2外且与筒体2螺纹连接。具体实施时，先将两个螺母4间隔地套设于筒体2的两端，然后将筒体2靠近第二端的部分穿设于电气设备支架连接件的通孔，最后将各个螺母4拧紧以实现筒体2与电气设备支架的紧固连接。

综上，本发明中提供的减震器通过较小尺寸的铅元件，即可达到较高的滞回耗能要求，相对于现有摩擦型减震器的耗能能力大大提升，不需要在同一电气设备上安装多个减震器，缩减了成本且避免了安装多个减震器增加施工难度的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种减震器，其特征在于，包括：中心轴(1)、筒体(2)和铅元件(3)；其中，

所述中心轴(1)可滑动地套设于所述筒体(2)内，并且，所述中心轴(1)的外壁开设有第一凹槽(11)，所述筒体(2)的内壁开设有第二凹槽(21)，所述第一凹槽(11)与所述第二凹槽(21)位置相对应且围设成一空腔；所述第一凹槽(11)和所述第二凹槽(21)均为方形；

所述铅元件(3)嵌设于所述空腔内且与所述空腔的形状相适配；

所述中心轴(1)的第一端置于所述筒体(2)外，用于与电气设备相连接；所述筒体(2)用于与电气设备支架相连接。

2.根据权利要求1所述的减震器，其特征在于，

所述第一凹槽(11)至少为两个，且各所述第一凹槽(11)沿所述中心轴(1)外壁的周向分布；

所述第二凹槽(21)至少为两个，且各所述第二凹槽(21)沿所述筒体(2)内壁的周向分布；

各所述第一凹槽(11)与各所述第二凹槽(21)的位置一一对应且围设成相应的空腔。

3.根据权利要求2所述的减震器，其特征在于，

所述第一凹槽(11)沿所述中心轴(1)的外壁的周向均匀分布；

所述第二凹槽(21)沿所述筒体(2)的内壁的周向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的减震器，其特征在于，所述第一凹槽(11)的轴向长度大于所述第二凹槽(21)的轴向长度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的减震器，其特征在于，所述中心轴(1)的两端均部分置于所述筒体(2)外。

6.根据权利要求5所述的减震器，其特征在于，所述中心轴(1)的第二端还设置有限位板(7)；其中，

所述限位板(7)置于所述筒体(2)的外部且与所述筒体(2)的第一端之间留有预设距离。

7.根据权利要求6所述的减震器，其特征在于，所述限位板(7)通过限位销钉(5)与所述筒体(2)的第一端相连接。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的减震器，其特征在于，所述中心轴(1)的第一端沿轴向开设有用于与电气设备相连接的内螺纹孔(6)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的减震器，其特征在于，还包括：至少两个螺母(4)；其中，所述筒体(2)靠近第二端的外壁开设有外螺纹；各所述螺母(4)套设于所述筒体(2)外且与所述筒体(2)螺纹连接。