CN108825702B - 一种阻尼系数可调的新型粘滞阻尼器 - Google Patents

一种阻尼系数可调的新型粘滞阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻尼系数可调的新型粘滞阻尼器，包括缸体、活塞和活塞杆，所述缸体两端设有导向密封机构，所述活塞杆两端分别与缸体两端的所述导向密封机构配合，所述活塞设于活塞杆的中部，所述活塞杆带动活塞在缸体内移动，所述活塞将缸体分为第一空间和第二空间，所述活塞杆内部设有连接所述第一空间和第二空间的阻尼通道，所述阻尼通道在活塞两侧的活塞杆表面分别设有多个开口，所述开口随活塞的位移而被所述密封件封闭或开启。采用本发明，具有结构简单，造价低，无需连接电源便可实现阻尼多级调节的优点。

Description

一种阻尼系数可调的新型粘滞阻尼器
技术领域
本发明涉及一种阻尼器，尤其涉及一种阻尼系数可调的新型粘滞阻尼器。
背景技术
粘滞阻尼器是一种速度相关型阻尼器，最早应用于机械、军工、航空等领域，用于控制设备的振动冲击。随着技术不断进步，粘滞阻尼器现逐步推广到建筑结构和桥梁等民用工程，用于耗散地震、大风等所带来的破坏性能量。粘滞阻尼器主要包含阻尼系数、阻尼指数、最大出力等几个技术指标。常规的粘滞阻尼器阻尼系数为固定值，无法满足实际使用中不同阶段使用不同阻尼力的需求。
现有一些产品可实现粘滞阻尼器阻尼系数可变需求，但是这些产品改变粘滞阻尼器阻尼系数的方法是通过在粘滞阻尼器的外部附加传感器和控制器来对其进行控制。
申请号为CN201620484957.2的中国专利公开了一种多级机械可调阻尼系数的粘滞流体阻尼器，结构包括油缸、液压油、活塞、活塞杆、衬套、第一连接头、第二连接头和尾座，还包括第一油路控制组件和第二油路控制组件，油缸内部充满液压油，衬套密封设置在油缸内液压油的两端，活塞杆插设在油缸中，活塞固定设置在油缸内部的活塞杆上，活塞杆的一端连接第一连接头，尾座密封设置在油缸的尾部，第二连接头设置在尾座的一端；第一油路控制组件主要由第一油路口、第一油管、第二油路口和设置在第一油管上的调节组件组成，第一油路口与第二油路口之间通过第一油管连接；第二油路控制组件主要由第三油路口、第二油管、第四油路口和设置在第二油管上的调节组件组成，第三油路口与第四油路口之间通过第二油管连接；第一油路控制组件中的调节组件和第二油路组件中的调节组件都主要由固定套、支座、调节螺栓和压力表组成，固定套分别设置在第一油管和第二油管上，支座设置在固定套的上端，调节螺栓设置在支座上，压力表设置在调节螺栓的一侧。
采用上述结构后，利用油管回路和压力表可以实现阻尼的变化，从而实现行程的保护，但该方法结构相对复杂，造价高，而且需要时刻连接电源，由于地震、强风、电源损坏老化等不可测因素，控制器和传感器经常失去作用，可靠性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种阻尼系数可调的新型粘滞阻尼器，结构更简单，造价更低，而且无需连接电源便可实现阻尼的多级变化。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种阻尼系数可调的新型粘滞阻尼器，包括缸体、活塞和活塞杆，所述缸体两端设有导向密封机构，所述活塞杆两端分别与缸体两端的所述导向密封机构配合，所述活塞设于活塞杆的中部，所述活塞杆带动活塞在缸体内移动，所述活塞将缸体分为第一空间和第二空间，所述第一空间和第二空间均填充粘滞流体，所述活塞杆内部设有连接所述第一空间和第二空间的阻尼通道，所述阻尼通道在活塞两侧的活塞杆表面分别设有多个开口，所述开口随活塞的位移而被所述密封件封闭或开启。
具体地，所述缸体内部前端和内部后端分别固定设有前导向套和后导向套，所述前导向套和后导向套内壁均设有动密封件，所述活塞杆表面的开口随活塞的位移而被所述动密封件封闭或开启。
具体地，所述阻尼通道包括轴向设置于活塞杆内部的主通道和径向设置于活塞杆内部的辅通道，所述主通道与所述辅通道相连通。
优选地，所述辅通道对称设置在活塞两侧的活塞杆内部。
可选地，所述活塞一侧的辅通道至少为两个。
具体地，所述辅通道随活塞的位移而被所述动密封件封闭或开启。
具体地，所述前导向套外壁和所述后导向套外壁分别设有静密封件，所述静密封件与缸体内壁紧密贴合。
具体地，所述前导向套前端设有前端盖，所述前端盖固定于缸体内壁，所述前导向套抵设于所述前端盖。
具体地，所述缸体前端内壁设有第一凹槽，所述前端盖固定设置在第一凹槽内，所述前导向套前端外壁设置有第一凸耳，所述前导向套抵设在前端盖上时，所述第一凸耳卡接于第一凹槽。
优选地，所述后导向套后端设有副缸，所述副缸固定于缸体内壁，所述后导向套抵设于副缸侧壁。
具体地，所述缸体后端内壁设有第二凹槽，所述副缸固定设置在第二凹槽内，所述后导向套后端外壁设置有第二凸耳，所述后导向套抵设在副缸侧壁上时，所述第二凸耳卡接于第二凹槽。
具体地，所述活塞杆处于最大后移状态时，所述副缸可容纳活塞杆凸出后导向套的部分。
优选地，所述活塞杆前端固定设有前耳环，所述副缸后端固定设有后耳环。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：无需使用外加油管、控制器及传感器等设备，只需在活塞杆上设置阻尼通道便可实现阻尼的多级调节，结构更简单，造价更低，并且无需连接电源，克服了断电就无法调节阻尼的缺点。
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和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为图1的A的局部放大图；
图3为本发明实施例一的工作状态1的示意图；
图4为本发明实施例一的工作状态2的示意图；
图5为本发明实施例一的工作状态3的示意图；
图6为本发明实施例二的结构示意图；
图7为图6的B的局部放大图
图8为本发明实施例二的工作状态1的示意图
图9为本发明实施例二的工作状态2的示意图
图10为本发明实施例二的工作状态3的示意图
其中，图中附图对应标记为：
1-缸体 101-第一空间 102-第二空间
2-前端盖 3-前导向套 4-动密封件
5-静密封件 6-副缸 7-后导向套
8-活塞 9-活塞杆 91-主通道
92-辅通道 10-前耳环 11-后耳环
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一个实施例，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作出创造性劳动的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。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例一
如图1、图2所示，为本发明的一种阻尼系数可调的新型粘滞阻尼器，由缸体1、前端盖2、前导向套3、动密封件4、静密封件5、副缸6、后导向套7、活塞8、活塞杆9、前耳环10和后耳环11组成；
缸体1前端内壁设有第一凹槽，第一凹槽内固定设有前端盖2，前端盖2后方设有前导向套3，前导向套3抵设于前端盖2，用于防止前导向套3向前方移动，前导向套3外壁设置有第一凸耳，第一凸耳卡接于第一凹槽，用于防止前导向套3向后方移动，前导向套3内壁设有动密封件4，前导向套3外壁设有静密封件5，静密封件5与缸体1内壁紧密贴合；
缸体1后端内壁设有第二凹槽，第二凹槽内固定设有副缸6，副缸6前方设有后导向套7，后导向套7抵设于副缸6侧壁上，用于防止后导向套向后方移动，后导向套7后端外壁设置有第二凸耳，第二凸耳卡接于第二凹槽，用于防止后导向套向前方移动，后导向套7内壁设有动密封件4，后导向套7外壁设有静密封件5，静密封件5与缸体1内壁紧密贴合；
活塞杆9两端分别与前导向套3和后导向套7密封配合，活塞8设于活塞杆9中部，活塞杆9带动活塞8在缸体1内移动，活塞8将缸体1分为第一空间101和第二空间102，第一空间101和第二空间102均填充粘滞流体；
活塞杆9内部设有连接第一空间101和第二空间102的阻尼通道，阻尼通道包括轴向设置于活塞杆9内部的主通道91和径向设置于活塞杆9内部的辅通道92，主通道91与辅通道92相连通，辅通道92对称设置在活塞8两侧，活塞8每侧的活塞杆9内各等间距设置三条辅通道92，辅通道92在活塞杆9表面均形成开口；
活塞杆9处于最大后移状态时，副缸6可容纳活塞杆9凸出后导向套7的部分；
活塞杆9的自由端固定设有前耳环10，副缸6后端固定设有后耳环11。
初始工作状态时，活塞8处于缸体1中间位置，活塞8两侧的辅通道92均处于开启状态，即处于不被相应导向套内壁的动密封件4封闭的状态；
如图3、图4和图5所示，为本发明实施例一的三种工作状态，图3为活塞8向前小位移时阻尼器的状态，此时，第一空间101内的粘滞流体通过辅通道92-1、92-2和92-3与第二空间内的粘滞流体流通，粘滞阻尼器的流通性最好，阻尼系数最小；
图4为活塞8向前较大位移时阻尼器的状态，此时，辅通道92-1被前导向套3的动密封件4封闭，第一空间101内的粘滞流体通过辅通道92-2和92-3与第二空间内的粘滞流体流通，流通通道数量减少，粘滞阻尼器的流通性降低，阻尼系数增大；
图5为活塞8向前更大位移时阻尼器的状态，此时，辅通道92-1、92-2被前导向套3的动密封件4封闭，第一空间101内的粘滞流体通过辅通道92-3与第二空间内的粘滞流体流通，流通通道数量继续减少，粘滞阻尼器的流通性进一步降低，阻尼系数显著增大。
拉动后耳环11，阻尼器恢复到初始状态。
当活塞8向后位移时，同理，活塞8后方的辅通道依次被后导向套7上的动密封件4封闭，第二空间102内的流通通道数量依次减少，阻尼系数相应地由小变大。
拉动前耳环10，阻尼器恢复到初始状态。
实施例二
如图6、图7所示，为本发明的另一种阻尼系数可调的新型粘滞阻尼器，由缸体1、前端盖2、前导向套3、动密封件4、静密封件5、副缸6、后导向套7、活塞8、活塞杆9、前耳环10和后耳环11组成；
缸体1前端内壁设有第一凹槽，第一凹槽内固定设有前端盖2，前端盖2后方设有前导向套3，前导向套3抵设于前端盖2，用于防止前导向套3向前方移动，前导向套3外壁设置有第一凸耳，第一凸耳卡接于第一凹槽，用于防止前导向套3向后方移动，前导向套3内壁设有动密封件4，前导向套3外壁设有静密封件5，静密封件5与缸体1内壁紧密贴合；
缸体1后端内壁设有第二凹槽，第二凹槽内固定设有副缸6，副缸6前方设有后导向套7，后导向套7抵设于副缸6侧壁上，用于防止后导向套向后方移动，后导向套7后端外壁设置有第二凸耳，第二凸耳卡接于第二凹槽，用于防止后导向套向前方移动，后导向套7内壁设有动密封件4，后导向套7外壁设有静密封件5，静密封件5与缸体1内壁紧密贴合；
活塞杆9两端分别与前导向套3和后导向套7密封配合，活塞8设于活塞杆9中部，活塞杆9带动活塞8在缸体1内移动，活塞8将缸体1分为第一空间101和第二空间102，第一空间101和第二空间102均填充粘滞流体；
活塞杆9内部设有连接第一空间101和第二空间102的阻尼通道，阻尼通道包括轴向设置于活塞杆9内部的主通道91和径向设置于活塞杆9内部的辅通道92，主通道91与辅通道92相连通，辅通道92对称设置在活塞8两侧，活塞8每侧的活塞杆9内各设置三条辅通道92，其中一条贴近活塞8设置，另两条远离活塞8设置，辅通道92在活塞杆9表面均形成开口；
活塞杆9处于最大后移状态时，副缸6可容纳活塞杆9凸出后导向套7的部分。
活塞杆9的自由端固定设有前耳环10，副缸6后端固定设有后耳环11。
初始工作状态时，活塞8处于缸体1中间位置，靠近活塞8设置的一对辅通道处于开启状态，即不被相应导向套内壁的动密封件4封闭的状态，远离活塞8设置的两对辅通道被相应的动密封件4封闭；
如图8、图9和图10所示，为本发明实施例一的三种工作状态，图8为活塞8向前小位移时阻尼器的状态，此时，第二空间102的粘滞流体通过靠近活塞8设置的辅通道92-1与第一空间101的粘滞流体流通，远离活塞8设置的两个辅通道92-2、92-3仍被后导向套7内壁的动密封件4封闭，粘滞阻尼器的流通性最差，阻尼系数最大；
图9为活塞8向前较大位移时阻尼器的状态，此时，辅通道92-2脱离动密封件4而开启，辅通道92-3仍被动密封件4封闭，第二空间102的粘滞流体通过辅通道92-1和92-2与第一空间101的粘滞流体流通，流通通道数量增加，粘滞阻尼器的流通性增加，阻尼系数减小；
图10为活塞8向前更大位移时阻尼器的状态，此时，此时，辅通道92-1、92-2、92-3均处于开启状态，第二空间102的粘滞流体通过辅通道92-1、92-2和92-3与第一空间101的粘滞流体流通，流通通道数量继续增加，粘滞阻尼器的流通性进一步增加，阻尼系数显著减小。
拉动后耳环11，阻尼器恢复到初始状态。
当活塞8向后位移时，同理，活塞8前方封闭的辅通道依次开启，第一空间101内的流通通道数量逐渐增加，阻尼系数相应地由大变小。
拉动前耳环10，阻尼器恢复到初始状态。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种阻尼系数可调的新型粘滞阻尼器，包括缸体(1)、活塞(8)和活塞杆(9)，所述缸体(1)内部前端和内部后端分别固定设有前导向套(3)和后导向套(7)，所述前导向套(3)和后导向套(7)内壁均设有动密封件(4)，所述活塞杆(9)两端分别与缸体(1)两端的所述导向密封机构配合，所述活塞(8)设于活塞杆(9)的中部，所述活塞杆(9)带动活塞(8)在缸体(1)内移动，所述活塞(8)将缸体(1)分为第一空间(101)和第二空间(102)，其特征在于，所述活塞杆(9)内部设有连接所述第一空间(101)和第二空间(102)的阻尼通道，所述阻尼通道在活塞(8)两侧的活塞杆(9)表面分别设有多个开口，所述开口随活塞(8)的位移而被所述动密封件(4)封闭或开启。
2.根据权利要求1所述的新型粘滞阻尼器，其特征在于，所述阻尼通道包括轴向设置于活塞杆(9)内部的主通道(91)和径向设置于活塞杆(9)内部的辅通道(92)，所述主通道(91)与所述辅通道(92)相连通。
3.根据权利要求2所述的新型粘滞阻尼器，其特征在于，所述辅通道(92)对称设置在活塞(8)两侧的活塞杆(9)内部，所述活塞(8)一侧的辅通道(92)至少为两个。
4.根据权利要求3所述的新型粘滞阻尼器，其特征在于，所述辅通道(92)随活塞(8)的位移而被所述动密封件(4)封闭或开启。
5.根据权利要求4所述的新型粘滞阻尼器，其特征在于，所述前导向套(3)外壁和所述后导向套(7)外壁分别设有静密封件(5)，所述静密封件(5)与缸体(1)内壁紧密贴合。
6.根据权利要求5所述的新型粘滞阻尼器，其特征在于，所述前导向套(3)前端设有前端盖(2)，所述前端盖(2)固定于缸体(1)内壁，所述前导向套(3)抵设于所述前端盖(2)。
7.根据权利要求6所述的新型粘滞阻尼器，其特征在于，所述后导向套(7)后端设有副缸(6)，所述副缸(6)固定于缸体(1)内壁，所述后导向套(7)抵设于副缸(6)侧壁。
8.根据权利要求7所述的新型粘滞阻尼器，其特征在于，所述活塞杆(9)处于最大后移状态时，所述副缸(6)可容纳活塞杆(9)凸出后导向套(7)的部分。
9.根据权利要求8所述的新型粘滞阻尼器，其特征在于，所述活塞杆(9)前端固定设有前耳环(10)，所述副缸(6)后端固定设有后耳环(11)。
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