CN109487679A - 一种旋转粘滞阻尼装置 - Google Patents

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姜存玉
蒋小慧
姜海盟
陈硕文
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Abstract

本发明公开的一种旋转粘滞阻尼器装置，包括阻尼器外筒和齿形拉压杆，阻尼器外筒的储能腔内设有叶片，叶片转动连接于储能腔的导杆内，导杆顶端固定有齿轮，该齿轮与叶片同轴转动，齿轮与齿形拉压杆相互啮合，将齿形拉压杆的平动位移转化为叶片的转动位移，使得阻尼器位移量的工作范围不再被限制，阻尼器的应用将更加广泛；储能腔与叶片之间的间隙内填充有粘滞液体，叶片上设有若干个节流孔，若干个节流孔内填充有粘滞液体且若干个节流孔与间隙连通，当叶片在储能腔内转动时，受到节流孔与粘滞液体造成的阻力，使得阻尼器的工作性能更好。

Description

一种旋转粘滞阻尼装置
技术领域
本发明属于阻尼器技术领域，更具体来说，涉及一种旋转粘滞阻尼装置。
背景技术
为了提高地震时桥梁、建筑等结构的安全性能，可以采用粘滞阻尼器对此类结构进行减震控制，然而，目前主要采用的粘滞阻尼器形式为杆式粘滞阻尼器，一般由活塞、油缸及阻尼孔组成，通过活塞的直线运动从而使活塞前后产生压力差，进而使硅油流过阻尼孔产生阻尼力，由于阻尼器尺寸的限制，同时还要考虑活塞和油缸之间摩擦发热的问题，必须将杆式粘滞阻尼器的位移量限制在一定范围内，缩小了阻尼器的使用范围，当增大阻尼器位移量时，阻尼器尺寸也增大，增加了阻尼器的制作成本，并且使得阻尼器的安装受到了限制。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的阻尼器装置位移量的工作范围受到了限制的问题，提供一种旋转粘滞阻尼装置，采用旋转的方式将平动位移转化为转动位移，使得阻尼器位移量的工作范围不再被限制，阻尼器的应用将更加广泛。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种旋转粘滞阻尼装置，包括阻尼器外筒、齿形拉压杆和多个阻尼器，多个阻尼器对称安装在阻尼器外筒中；
所述阻尼器包括灌装有粘滞液体的密封的储能腔，储能腔中设置有垂直的导杆，导杆的上端伸出储能腔的顶部，导杆的顶部安装有齿轮，导杆的下部设置有若干个叶片并位于储能腔中，叶片与导杆同轴转动，齿形拉压杆与齿轮啮合，当齿形拉压杆移动能够通过导杆带动叶片转动。
可选的，所述叶片上设置有多个节流孔。
可选的：所述节流孔的长度与孔径之比为3：4。
可选的，所述阻尼器的数量为双数，多个阻尼器对称设置在齿形拉压杆的两侧。
可选的：所述齿形拉压杆为齿条结构，齿形拉压杆的两侧对称设置有外齿。
可选的：所述储能腔为密闭结构，储能腔的上端设有开口，导杆与开口之间密封连接。
可选的：所述粘滞液体为低粘度硅油，粘度范围为：0.65cs-10cs。
可选的：所述齿形拉压杆的一端设有销头，销头用于和阻尼装置下部的建筑物连接。
可选的：所述阻尼器外筒上设有若干个螺孔，螺孔内配合安装有连接杆，连接杆的上端设有螺杆，用于和阻尼装置顶部的建筑物连接。
可选的：所述储能腔为圆柱形储能腔，所述储能腔的横截面直径为叶片直径的2.1～2.5倍。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种旋转粘滞阻尼装置，包括阻尼器外筒、两个阻尼器和齿形拉压杆，两个阻尼器安装在阻尼器外筒中，齿形拉压杆设置在两个阻尼器之间，拉动齿形拉压杆使储能腔内的叶片转动，叶片转动过程中受到粘滞液体的阻力，将齿形拉压杆平动位移转化为叶片的转动位移，使得阻尼器位移量的工作范围不再被限制，阻尼器的应用将更加广泛。
进一步在叶片上设有若干个节流孔，叶片在转动的过程中粘滞液体经过节流孔，增大了阻力，提高了阻尼器的耗能效果。
附图说明
图1为本发明的一种旋转粘滞阻尼装置的结构示意图；
图2为本发明的一种旋转粘滞阻尼装置的俯视图；
图3为本发明的一种旋转粘滞阻尼装置的阻尼单元的剖视图；
图4为本发明的一种旋转粘滞阻尼装置的侧视图。
图中：100、阻尼器外筒；110、叶片；111、齿轮；120、储能腔；130、间隙；131、节流孔；140导杆；150、连接柱；151、螺杆；160、拉压杆；161、销头；162、外齿。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
参照附图1-4，本实施例的一种旋转粘滞阻尼装置，包括阻尼器外筒100和两个阻尼器，两个阻尼器对称安装在阻尼器外筒100中。
阻尼器包括密封的储能腔120、叶片110、导杆140和齿轮111。
储能腔120中灌注有粘滞液体，导杆140垂直安装在储能腔120中，导杆140的顶端伸出储能腔120的顶部，齿轮111水平安装在导杆140的上端并位于储能腔120的顶部，齿轮111与导杆140同轴转动，叶片110设置在储能腔120中并与导杆140固连，叶片110与导杆140同轴转动，相邻两个叶片之间设置有间隙130，叶片110上均布若干个节流孔131，当叶片转动时，粘滞液体自节流孔131中流动，增大叶片的阻力。
两个阻尼器顶部的齿轮110之间设置有齿形拉压杆160，拉压杆160为齿条结构，齿形拉压杆160的两侧对称设置有外齿162，齿形拉压杆160两侧的外齿分别与两个阻尼器的齿轮111啮合。
齿轮111与齿形拉压杆160相互啮合，当齿形拉压杆160沿着长度方向移动时，齿形拉压杆160带动齿轮111转动，进而齿轮111转动带动叶片110同轴转动，叶片的转动的过程中收到粘滞液体的阻力，同时叶片110上设有的节流孔131使得进一步增大了叶片110在充满的储能腔120内转动时受到粘滞液体的阻力，使得齿形拉压杆160的位移受到限制。
本实施例中，节流孔131贯通设置于叶片110上，节流孔131的长度与孔径之比为0.3～0.4。
本实施例中的储能腔120为密闭空腔，储能腔120的上端设有开口，导杆140伸出开口，且导杆140与开口之间密封。
本实施例中的导杆140的下端转动安装于储能腔120的底部，两个储能腔120内的齿轮111之间的距离等于齿形拉压杆160的锯齿162宽度。
本实施例中的储能腔120为圆柱形储能腔，储能腔120的横截面直径为叶片110直径。
本实施例中的粘滞液体为低粘度硅油，粘度范围为：0.65cs-10cs。
本实施例中的齿形拉压杆160的一端设有销头161，销头用于和阻尼装置下部的建筑物连接，当地震时，建筑物连接销头161带动拉压杆160运动，拉压杆160带动阻尼器工作。
本实施例中的阻尼器外筒100的四个拐角处均设有已个垂直的螺孔，螺孔中配装有连接柱150，连接柱150的上端设置有螺杆151，螺杆151嵌入阻尼装置顶部的建筑物。
下面对本发明提供的一种旋转粘滞阻尼装置的工作原理进行详细的阐述。
本实施例的一种旋转粘滞阻尼装置，阻尼装置通过连接柱与其顶部的建筑物连接，拉压杆通过销头与阻尼装置下部的建筑连接，当施加地震荷载时阻尼装置下部的建筑物产生位移，与下部建筑物连接的销头161带动齿形拉压杆160与建筑物发生相同大小的水平位移，齿轮111与齿形拉压杆160相互啮合，齿轮111又与叶片110同轴转动，将齿形拉压杆160的水平位移转化为叶片110的转动位移，无论建筑物产生多大的位移，只需根据实际情况设计齿形拉压杆160的长度，使之满足建筑物位移即可，齿形拉压杆160的位移大小等效为齿轮111周长的倍数，阻尼器的工作范围不受限制。储能腔120中填充有，叶片110上设有若干个节流孔131。当导杆140带动叶片160在粘滞液体转动时受到粘滞液体的阻力，从而产生阻尼力作用到叶片110上，同时粘滞液体自叶片的孔中流过，进一步提高了阻尼力，因为叶片110与齿轮111同轴，阻力传递到齿轮11上，进一步由齿轮111与齿形拉压杆160相互啮合，将阻力传递到齿形拉压杆160上，使得齿形拉压杆160的位移受到限制，耗散地震能量。
本发明提供的阻尼装置根据结构在地震荷载作用下的动力响应情况，结合现有杆式粘滞阻尼器的工作原理，通过构造措施的改进，设计的一种新型可以将平动转换为转动的旋转式粘滞阻尼器装置，通过齿形拉压杆的平动位移转化为叶片的转动位移，使得阻尼器位移量的工作范围不再被限制，阻尼器的应用将更加广泛。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转粘滞阻尼装置，其特征在于，包括阻尼器外筒(100)、齿形拉压杆(160)和多个阻尼器，多个阻尼器对称安装在阻尼器外筒(100)中；
所述阻尼器包括灌装有粘滞液体的密封的储能腔(120)，储能腔(120)中设置有垂直的导杆(140)，导杆(140)的上端伸出储能腔(120)的顶部，导杆(140)的顶部安装有齿轮(111)，导杆(140)的下部设置有若干个叶片(110)并位于储能腔(120)中，叶片(110)与导杆(140)同轴转动，齿形拉压杆(160)与齿轮(111)啮合，当齿形拉压杆(160)移动能够通过导杆(140)带动叶片(110)转动。
2.根据权利要求1所述旋转粘滞阻尼装置，其特征在于，所述叶片(110)上设置有多个节流孔(131)。
3.根据权利要求2所述的旋转粘滞阻尼装置，其特征在于：所述节流孔(131)的长度与孔径之比为3：4。
4.根据权利要求1所述的旋转粘滞阻尼装置，其特征在于，所述阻尼器的数量为双数，多个阻尼器对称设置在齿形拉压杆(160)的两侧。
5.根据权利要求1所述的旋转粘滞阻尼装置，其特征在于：所述齿形拉压杆(160)为齿条结构，齿形拉压杆(160)的两侧对称设置有外齿。
6.根据权利要求1所述的旋转粘滞阻尼装置，其特征在于：所述储能腔(120)为密闭结构，储能腔(120)的上端设有开口，导杆(140)与开口之间密封连接。
7.根据权利要求1所述的旋转粘滞阻尼装置，其特征在于：所述粘滞液体为低粘度硅油，粘度范围为：0.65cs-10cs。
8.根据权利要求1所述的旋转粘滞阻尼装置，其特征在于：所述齿形拉压杆(160)的一端设有销头(161)，销头用于和阻尼装置下部的建筑物连接。
9.根据权利要求1所述的旋转粘滞阻尼装置，其特征在于：所述阻尼器外筒(100)上设有若干个螺孔，螺孔内配合安装有连接杆(150)，连接杆(150)的上端设有螺杆(151)，用于和阻尼装置顶部的建筑物连接。
10.根据权利要求1-9任一项所述旋转粘滞阻尼装置，其特征在于：所述储能腔(120)为圆柱形储能腔，所述储能腔(120)的横截面直径为叶片(110)直径的2.1～2.5倍。
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