CN108006147B - 一种多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，包括正极板组、负极板组、下压紧盖、外筒、上压紧盖和绝缘杆，正极板组和负极板组交错叠加设置，正极板组和负极板组之间留有间距，负极板组通过上极板紧固件固定，正极板组通过下极板紧固件固定；下极板紧固件与下压紧盖固定连接，外筒分别与下压紧盖和上压紧盖固定连接，上压紧盖上设置有进液孔、导线孔以及用于绝缘杆上下运动的通孔，导线孔用于通入与正极板组和负极板组连接的导线，绝缘杆贯穿通孔后与上极板紧固件固定连接。本发明通过剪切模式、挤压模式混合设计，不仅减小了巨电流变液阻尼器的体积和质量，而且提升了巨电流变液阻尼器的阻尼效果。

Description

一种多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器
技术领域
本发明涉及一种巨电流变液阻尼器结构，特别是涉及一种多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器。
背景技术
巨电流变液是由可极化介电微粒均匀分散于巨电流变液的基液中形成的一种悬浮液，当对其施加电场时，其粘度、剪切强度等性能瞬时变化，其粘度、强度等大小随电场调节连续可调，可调范围大，甚至达到几个数量级，可由低粘度流体转换为高粘度流体，甚至固体。当外加电场撤去以后，它又可以在毫秒时间内恢复到流体状态，这种介于液体和固体的属性间可控、可逆、连续的转变，可以通过电场实现力矩的可控传递和机构的在线无级、可逆控制，能替代传统的电——机械转换元器件，在机电一体化的自适应控制机构工业领域有着广泛的应用前景，特别在国防建设、交通工具、液压设备、机械制造业、传感器技术等领域具有更为广阔的应用基础和应用需求，是阻尼减振领域急需发展的关键材料之一。
各种建筑或机械结构在服役过程中，振动或冲击载荷会严重影响其安全性及使用寿命。在结构上安装可以耗能减振的阻尼器件是减小其振动或冲击响应、增加其安全性和稳定性的有效手段。传统的被动控制阻尼器(如液压阻尼器)仅能提供不可调节的阻尼力，其振动控制效果不理想。采用电/磁流变体制备的智能阻尼器，可以通过对电/磁场强度的调节来根据工况实时连续地调节阻尼力，从而实现结构振动或冲击的主动及半主动控制，更好地防止结构的失效破坏。相对于磁流变阻尼器，以巨电流变体为核心材料的电流变阻尼器具有稳定性高、结构简单、阻尼力调节范围大、响应快等优点。然而，现在关于阻尼器的结构设计与应用的研究比较少，其进展滞后于巨电流变液材料本身特性的研究。
根据工作原理，电流变阻尼器分为剪切模式、流动模式和复合模式。在实际工程中，通常要求电流变阻尼器能提供较大的阻尼力，这使得采用传统结构设计的电流变阻尼器体积和质量较大。此外，电流变液与阻尼器电极板之间的滑移制约了电流变体性能的充分发挥，导致实际阻尼力小于理论阻尼力。因此，急需开发一种体积较小、阻尼力较大、极板处无滑移、结构简单的新型电流变阻尼器，以满足工业发展的需要。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，利用巨电流变液的巨电流变效应，在通电的条件下，产生阻尼力，起到减震降噪的效果，具有构造简单、响应速度快、质量轻、体积小、出力大等优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供一种多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，包括极板组件、下压紧盖、外筒、上压紧盖和绝缘杆；
所述极板组件包括多个极板构成的正极板组和负极板组，所述正极板组和所述负极板组交错叠加设置，所述正极板组和所述负极板组之间留有间距，所述负极板组通过上极板紧固件固定，所述正极板组通过下极板紧固件固定；
所述下极板紧固件与所述下压紧盖固定连接，所述外筒分别与所述下压紧盖和所述上压紧盖固定连接，所述上压紧盖上设置有进液孔、导线孔以及用于所述绝缘杆上下运动的通孔，所述导线孔用于通入与所述正极板组和所述负极板组连接的导线，所述绝缘杆贯穿所述通孔后与所述上极板紧固件固定连接。
可选的，所述进液孔为两个。
可选的，所述进液孔上设置有用于密封的液孔橡胶塞。
可选的，所述导线孔上设置有用于密封的带孔橡胶塞。
可选的，所述通孔处设置有与所述绝缘杆滑动连接的轴承组件，所述轴承组件包括轴承座、轴承和轴承挡圈，所述轴承组件通过所述轴承座与所述上压紧盖固定连接。
可选的，所述正极板组的每两块极板之间均设置有套筒，所述套筒用于固定所述正极板组和所述负极板组之间的间距。
可选的，所述负极板组的每两块极板之间均设置有套筒，所述套筒用于固定所述正极板组和所述负极板组之间的间距。
可选的，所述正极板组通过正极双头螺柱、螺母固定，所述负极板组通过负极双头螺柱、螺母固定。
可选的，所述极板的表面具有微孔凹坑。
可选的，所述外筒与所述下压紧盖通过第一内六角圆柱头螺钉固定连接，所述外筒与和所述上压紧盖通过第二内六角圆柱头螺钉固定连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明中的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器通过剪切模式、挤压模式混合设计，不仅减小了巨电流变液阻尼器的体积和质量，而且提升了巨电流变液阻尼器的阻尼效果；同时通过极板的表面凹坑化处理，在有限的空间内增加了阻尼通道的面积，增大了极板与巨电流变液之间的摩擦力，显著降低了巨电流变液与极板表面之间滑移现象的发生。本发明中的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器利用巨电流变液的巨电流变效应，在通电的条件下，产生阻尼力，起到减震降噪的效果，具有构造简单、响应速度快、质量轻、体积小、出力大等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器的结构示意图；
图2为本发明中的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器的俯视图；
图3为本发明中的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器的主视图。
附图标记说明：1、外筒；2、矩形极板；3、套筒；4、上极板紧固件；5、绝缘杆；6、下压紧盖；7、上压紧盖；8、螺母；9、正极双头螺柱；10、负极双头螺柱；11、下极板紧固件；12、轴承座；13、轴承；14、轴承挡圈；15、第一内六角圆柱头螺钉；16、第四内六角圆柱头螺钉；17、第二内六角圆柱头螺钉；18、第三内六角圆柱头螺钉；19、密封圈；20、液孔橡胶塞；21、带孔橡胶塞；22、负极板组；23.正极板组。
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1-3所示，本发明提供一种多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，包括极板组件、下压紧盖6、外筒1、上压紧盖7和绝缘杆5；
所述极板组件包括多个极板构成的正极板组23和负极板组22，于本实施例中，所述极板为矩形极板2；正极板组23和负极板组22交错叠加设置，为了保证巨电流变液在所述剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器中的流通，正极板组23和负极板组22之间留有间距；负极板组22通过上极板紧固件4固定，正极板组23通过下极板紧固件11固定；下极板紧固件11与下压紧盖6固定连接，外筒1分别与下压紧盖6和上压紧盖7固定连接。上压紧盖7上设置有进液孔、导线孔以及用于所述绝缘杆上下运动的通孔，所述导线孔用于通入与所述正极板组和所述负极板组连接的导线，绝缘杆5贯穿所述通孔后与上极板紧固件4固定连接。
于本实施例中，下极板紧固件11通过螺钉固定到下压紧盖6上，外筒1通过第一内六角圆柱头螺钉15与下压紧盖6连接，外筒1通过第二内六角圆柱头螺钉17与上压紧盖7连接，绝缘杆5通过第四内六角圆柱头螺钉16固定到上极板紧固件4上。
为了保证进液顺利，于本实施例中，所述进液孔设置为两个；为了保证巨电流变液在阻尼器中的密封性，所述进液孔上设置有液孔橡胶塞20，所述导线孔上设置有带孔橡胶塞21。
为了使绝缘杆5在所述通孔处上下运动顺畅，所述通孔处设置有与绝缘杆5滑动连接的轴承组件，所述轴承组件包括轴承座12、轴承13和轴承挡圈14，所述轴承组件通过轴承座12与上压紧盖7固定连接。于本实施例中，轴承座12通过第三内六角圆柱头螺钉18固定于上压紧盖7上。
为了更好的将负极板组22固定于上极板紧固件4上，同时进一步保证负极板组22不会发生变形和晃动，于本实施例中，负极双头螺柱10贯穿固定负极板组22的多个矩形极板2以及上极板紧固件4的两端后，拧紧螺母8即可。进一步地，为了保证正极板组23和负极板组22之间留有的间距，负极板组22的每两块极板之间均设置有套筒3，套筒3套设于负极双头螺柱10上。
为了更好的将正极板组23固定于下极板紧固件11上，同时进一步保证正极板组23不会发生变形和晃动，于本实施例中，正极双头螺柱9贯穿固定正极板组23的多个矩形极板2以及下极板紧固件11的两端后，拧紧螺母8即可。进一步地，为了保证正极板组23和负极板组22之间留有的间距，正极板组23的每两块极板之间均设置有套筒3，套筒3套设于正极双头螺柱9上。
为了在有限的空间内增加阻尼通道的面积，对矩形极板2的表面采用物理或化学方法进行表面微孔凹坑化处理，使构成负极板组22和/或正极板组23的矩形极板2的表面上具有微孔凹坑，同时所述微动凹坑的设置增大了矩形极板2与巨电流变液的摩擦力，显著降低了巨电流变液与极板表面间的滑移。
本发明中的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器放置于需要减振的设备与振动源之间，绝缘杆5与振动源即外部激励连接，将连接电源正极的导线通过导线孔与正极双头螺柱9连接，将连接电源负极的导线通过导线孔与负极双头螺柱10连接；接通电源，振动源通过绝缘杆5带动矩形极板2进行剪切、挤压巨电流变液的运动，在通电的条件下，巨电流变液产生巨电流变效应，产生阻尼力，起到减震降噪的效果。
需要说明的是，下极板紧固件与下压紧盖的连接方式、外筒与上压紧盖和下压紧盖的连接方式、绝缘杆与上极板紧固件的连接方式、轴承座与上压紧盖等均不限于实施例中的连接方式，实施例仅是提供了一种优选的技术方案，只要能实现其相互固定连接即可。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，其特征在于，包括极板组件、下压紧盖、外筒、上压紧盖和绝缘杆；
所述极板组件包括多个极板构成的正极板组和负极板组，所述正极板组和所述负极板组交错叠加设置，所述正极板组和所述负极板组之间留有间距，所述负极板组通过上极板紧固件固定，所述正极板组通过下极板紧固件固定；
所述下极板紧固件与所述下压紧盖固定连接，所述外筒分别与所述下压紧盖和所述上压紧盖固定连接，所述上压紧盖上设置有进液孔、导线孔以及用于所述绝缘杆上下运动的通孔，所述导线孔用于通入与所述正极板组和所述负极板组连接的导线，所述绝缘杆的一端贯穿所述通孔后与所述上极板紧固件固定连接，所述绝缘杆的另一端用于与振动源连接。
2.根据权利要求1所述的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，其特征在于，所述进液孔为两个。
3.根据权利要求1或2所述的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，其特征在于，所述进液孔上设置有用于密封的液孔橡胶塞。
4.根据权利要求1所述的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，其特征在于，所述导线孔上设置有用于密封的带孔橡胶塞。
5.根据权利要求1所述的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，其特征在于，所述通孔处设置有与所述绝缘杆滑动连接的轴承组件，所述轴承组件包括轴承座、轴承和轴承挡圈，所述轴承组件通过所述轴承座与所述上压紧盖固定连接。
6.根据权利要求1所述的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，其特征在于，所述正极板组的每两块极板之间均设置有套筒，所述套筒用于固定所述正极板组和所述负极板组之间的间距。
7.根据权利要求1所述的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，其特征在于，所述负极板组的每两块极板之间均设置有套筒，所述套筒用于固定所述正极板组和所述负极板组之间的间距。
8.根据权利要求1中所述的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，其特征在于，所述正极板组通过正极双头螺柱、螺母固定，所述负极板组通过负极双头螺柱、螺母固定。
9.根据权利要求1所述的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，其特征在于，所述极板的表面具有微孔凹坑。
10.根据权利要求1所述的多层剪切挤压混合式巨电流变液阻尼器，其特征在于，所述外筒与所述下压紧盖通过第一内六角圆柱头螺钉固定连接，所述外筒与和所述上压紧盖通过第二内六角圆柱头螺钉固定连接。
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