CN109630589A - 间隙式黏滞阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种间隙式黏滞阻尼器，包括：缸体，其两端连接有缸盖；连接筒，其一端外接于缸体的一端；其远离缸体的另一端通过外部形成有第二耳环的第二连接件连接；活塞杆，其一端伸出缸体的一端延伸并固定连接形成有第一吊耳的第一连接件，活塞杆的另一端穿过缸体进入连接筒内；活塞，其位于缸体内，并固定套接在活塞杆上；所述活塞与缸体之间留有间隙，所述活塞的周面设有多条沟槽；支承条，其轴向设在活塞周面的沟槽内；所述缸体内填充黏滞阻尼流体，支承条跟随活塞来回移动时，黏滞阻尼流体流动在支承条与活塞、活塞与缸体之间的间隙实现减震。该阻尼器能解决因活塞与缸体摩擦发生的卡滞问题，而且结构更简单、可靠。

Description

间隙式黏滞阻尼器

技术领域

本发明属于结构减震技术领域，特别涉及一种间隙式黏滞阻尼器。

背景技术

黏滞阻尼器是一种耗能减震装置，具有耗能能力强，行程大等特点，广泛应用于桥梁与建筑等结构减震领域。

对黏滞阻尼器而言，结构越简单，产品的稳定性、可靠性就越高，经济性也越好。相对的，简单结构对于流体计算的要求也更高。随着黏滞阻尼器设计计算水平的日益提高，黏滞阻尼器从早期的阀门式结构，发展到如今小孔式、间隙式结构，产品的性价比有了明显提升。

间隙式黏滞阻尼器就是活塞与缸体间存在一定间隙，流体通过间隙时消耗能量，产生阻尼力。相对其它结构，间隙式黏滞阻尼器具有速度指数低、耗能效率高、经济性好等优点，从而成为目前黏滞阻尼器的重要结构形式之一。

理论上，间隙式黏滞阻尼器的活塞外径与缸体内径形成一个同心圆环，活塞与缸体的间隙在圆周各处相同。实际上，活塞杆是一种轴心受压的细长杆，压力越大，弯曲变形越大。因此，活塞与缸体的间隙实际上是一个随受力变化的偏心圆环，间隙值的变化会导致阻尼力的不稳定，对于行程大、间隙小的黏滞阻尼器，甚至会引起活塞与缸体的直接接触，导致阻尼器出现卡滞现象。

另外现有技术中有在缸体与活塞之间设置弹簧来减少缸体与活塞卡滞的技术方案，但在其内部仍存在多个机械摩擦面，卡滞问题仍然不能得到有效解决。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种间隙式黏滞阻尼器，解决间隙式黏滞阻尼器因活塞与缸体摩擦发生的卡滞问题，结构更简单、可靠。

为了实现以上发明目的，本发明提出了一种间隙式黏滞阻尼器，包括：

缸体，其两端连接有缸盖；

连接筒，其一端外接于缸体的一端；其远离缸体的另一端通过外部形成有第二耳环的第二连接件连接；

活塞杆，其一端伸出缸体的一端延伸并固定连接形成有第一吊耳的第一连接件，活塞杆的另一端穿过缸体进入连接筒内；

活塞，其位于缸体内，并固定套接在活塞杆上；所述活塞与缸体之间留有间隙，所述活塞的周面设有多条沟槽；

支承条，其设在活塞周面的沟槽内；

所述缸体内填充黏滞阻尼流体，支承条跟随活塞来回移动时，黏滞阻尼流体流动在支承条与活塞、活塞与缸体之间的间隙实现减震。

在本发明中，通过整体结构的设置和通过在活塞轴向沟槽中设置支承条来解决缸体与活塞之间的卡滞问题，不仅使得整体能量消耗更少，而且结构也更简单、可靠。

在一种实施方案中，所述活塞沿周面均匀布置有多条条状沟槽，所述条状沟槽的两端设有用于卡接和限位支承条的卡口。

在一种实施方案中，所述卡口为朝向活塞的条状沟槽中部且向轴向延伸的凸出部，所述支承条呈条状，且在径向方向两端形成有台肩，两端下部为向两端延伸的凸出部，支承条的凸出部卡接到卡口的凸出部下方形成卡接。

在一种实施方案中，所述活塞的周面均布有四条条状沟槽，所述条状沟槽深0.5cm至1cm，所述活塞的外表面与缸体内壁之间形成0.1cm至0.5cm的间隙，所述支承条卡接在所述活塞的沟槽与缸体内壁之间。

在一种实施方案中，所述支承条采用添加铜粉、玻璃纤维、碳纤维的PTFE材料制作而成，摩擦系数低、耐磨性能好、耐老化性好。

在一种实施方案中，所述缸体内填充的黏滞阻尼流体采用硅油。

在一种实施方案中，在活塞杆带动活塞在缸体内往复运动时，硅油在压力作用下快速往复通过活塞与缸体之间、活塞与支承条之间的间隙，消耗震动能量。

在一种实施方案中，所述支承条为采用PTFE材料制作的方形条状，所述支承条与活塞的沟槽之间形成简单卡扣连接结构，所述简单卡扣连接结构形成在活塞的沟槽两端或活塞的沟槽两侧。

在一种实施方案中，所述连接筒的一端通过外螺纹外接在所述缸体上，所述连接筒的另一端通过内螺纹与第二连接件连接，所述第二连接件包括与连接筒的另一端螺纹连接的筒盖部以及形成有第二耳环的连接部，所述筒盖部与连接部一体连接成型。

在一种实施方案中，所述活塞杆、活塞和第一连接件通过螺纹固定连接形成为一体，所述第一连接件的长与宽均大于活塞杆的直径，活塞杆端头的外螺纹与第一连接件的内螺纹固定连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)轴向布置的支承条，支承效果好，对间隙影响小；

2)支承条采用特殊PTFE材料制作，摩擦系数低、润滑性好，减少了对缸体内壁的磨损，确保了阻尼力的稳定；

3)尤其是对于大行程的黏滞阻尼器，活塞杆位于活塞位置不易发生变形，消除了活塞与缸体接触而发生卡滞的风险。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1所示为本发明的间隙式黏滞阻尼器的其中一种实施例的结构示意图；

图2所示为图1中的局部放大结构示意图；

图3所示为图1中的A-A截面剖视图。

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

发明人在发明过程中注意到，现有的黏滞阻尼器中，活塞与缸体的间隙实际上是一个随受力变化的偏心圆环，间隙值的变化会导致阻尼力的不稳定，对于行程大、间隙小的黏滞阻尼器，甚至会引起活塞与缸体的直接接触，导致阻尼器出现卡滞现象。

针对以上不足，本发明的实施例提出了一种随钻超声换能器检测夹持装置，下面进行详细说明。

图1显示了本发明的间隙式的黏滞阻尼器的其中一种实施例的结构示意图。在该实施例中，本发明的间隙式的黏滞阻尼器主要包括：缸体5、连接筒8、活塞杆2、活塞6、第一连接件1、第二连接件9和支承条7。其中，缸体5的两端分别通过第一端盖3和第二端盖10密封连接。缸体5内填充黏滞阻尼流体4。连接筒8的左端外接于缸体5的右端，连接筒8的右端连接第二连接件9。第二连接件9位于连接筒8的外部形成有第二耳环。活塞杆2的左端伸出缸体5的左边的第一端盖3延伸并固定连接到形成有第一吊耳的第一连接件1上。活塞杆2的右端穿过缸体5及第二端盖10进入连接筒8内。活塞6位于缸体5内，活塞6固定套接在活塞杆2上。且活塞6与缸体5的内壁之间留有间隙。活塞6的周面设有多条沟槽。支承条7沿轴向设置在活塞周面的沟槽内，支承条7支撑在活塞6与缸体5的内壁之间。当活塞杆在外力驱动作用下来回移动时，支承条7跟随活塞6来回移动，黏滞阻尼流体4快速流动在支承条7与活塞6、活塞6与缸体5之间的间隙内，削弱震动能量，实现润滑与减震。

在一个实施例中，如图1所示，连接筒8的左端通过外螺纹外接在缸体5上。连接筒8的右端通过内螺纹与第二连接件9的外螺纹固定连接。其中，第二连接件9主要包括圆柱形的筒盖部以及头部形成有圆弧的方形的连接部。筒盖部与连接部一体连接成型。该方形的连接部的中部形成有第二耳环。圆柱形的筒盖部设有外螺纹与连接筒8右端设置的内螺纹连接。

在一个实施例中，如图1所示，活塞杆2、活塞6和第一连接件1通过螺纹固定连接形成为一体。第一连接件1的长与宽均大于活塞杆2的直径。活塞杆2端头的外螺纹与第一连接件1的内螺纹固定连接。在另一个实施例中，活塞杆2与第一连接件1也可以一体制造形成。

在一个实施例中，如图1、图2和图3所示，活塞6沿周面均匀布置有多条条状沟槽，条状沟槽的两端分别设有用于卡接和限位支承条7的卡口。

在一个实施例中，如图1和图2所示，卡口为朝向活塞6的条状沟槽中部且向轴向延伸的凸出部。支承条7呈条状，且在径向方向两端形成有台肩，两端下部为向两端延伸的凸出部，支承条7的凸出部卡接到卡口的凸出部下方形成卡接。

在一个优选的实施例中，如图1和图3所示，活塞6的周面均布有四条条状沟槽。条状沟槽平均深度为0.5cm至1cm。活塞6的外表面与缸体5的内壁之间形成0.1cm至0.5cm的间隙。安装时，支承条7卡接在活塞6的沟槽与缸体5的内壁之间。

在一个实施例中，如图1至图3所示，支承条7采用添加了铜粉、玻璃纤维或碳纤维等成分的特殊PTFE(Poly tetra fluoroethylene，即聚四氟乙烯)材料制作而成。该材料制作的支承条7具有摩擦系数低、耐磨性能好的特点。

在一个实施例中，如图1所示，第一端盖3和第二端盖10布置于缸体5的两端，第一端盖3与缸体5之间、第二端盖10与缸体5之间设置有密封件。第一端盖3、缸体5和第二端盖10之间形成密闭型腔，黏滞阻尼流体4采用硅油，硅油填充于该密封型腔内。硅油具有较好的黏温性能和一定的润滑性能。

在一个实施例中，如图1所示，在活塞杆2带动活塞6在缸体5内往复运动时，硅油在压力作用下快速往复通过活塞6与缸体5之间、活塞6与支承条7之间的间隙，消耗震动能量。

在一个实施例中，如图1所示，支承条7为采用PTFE材料制作的方形条状，支承条7与活塞6的沟槽之间形成简单卡扣连接结构。即可以在制作时，对活塞6的沟槽和支承条7的结构作特定加工处理，例如在活塞6的沟槽上设置卡口，在支承条7上加工出可直接插入卡口的插接卡扣的结构。该简单卡扣连接结构主要是为了避免活塞6在来回移动过程中支承条7相对活塞6的沟槽有相对运动。该简单卡扣连接结构形成在活塞6的沟槽两端或活塞的沟槽两侧。

在一个实施例中，第一连接件1、活塞杆2、活塞3连接成一体。缸体5、连接筒8、第二连接件9通过螺纹连接成一体。这种结构增加了结构稳定性，减少了结构之间卡滞发生的概率。在外界激励下，第一连接件1带动活塞杆2、活塞6在缸体5内部往复运动，硅油在活塞6的压迫下快速通过活塞6与缸体5之间的间隙，从而消耗能量，达到减轻震动响应的目的。

在一个实施例中，支承条7布置于活塞6的沟槽内，与活塞6作为整体一起装入缸体5内，包括支承条7的活塞整体的外径与缸体5的内径相同。支承条7为长条形，底部设置有安装于活塞6的沟槽卡口的台阶。支承条7的材料为耐磨性好、摩擦系数低、耐老化的特殊PTFE材料(普通PTFE材料耐磨性差、摩擦系数高，添加了铜粉、玻璃纤维或碳纤维等成分后，会大大改善其物理性能，添加的成分配比根据试验获得)，在活塞杆2受轴向压力时，限制活塞杆2的弯曲变形，确保活塞6的径向位置不发生变化，从而避免活塞6与缸体5之间因间隙改变引起的阻尼力变化及活塞卡滞等问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种间隙式黏滞阻尼器，其特征在于，包括：

缸体，其两端连接有缸盖；

连接筒，其一端外接于缸体的一端；其远离缸体的另一端通过外部形成有第二耳环的第二连接件连接；

活塞杆，其一端伸出缸体的一端延伸并固定连接形成有第一吊耳的第一连接件，活塞杆的另一端穿过缸体进入连接筒内；

活塞，其位于缸体内，并固定套接在活塞杆上；所述活塞与缸体之间留有间隙，所述活塞的周面设有多条沟槽；

支承条，其轴向设在活塞周面的沟槽内；

所述缸体内填充黏滞阻尼流体，支承条跟随活塞来回移动时，黏滞阻尼流体流动在支承条与活塞、活塞与缸体之间的间隙实现减震。

2.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述活塞沿周面均匀布置有多条条状沟槽，所述条状沟槽的两端设有用于卡接和限位支承条的卡口。

3.根据权利要求2所述的阻尼器，其特征在于，所述卡口为朝向活塞的条状沟槽中部且向轴向延伸的凸出部，所述支承条呈条状，且在径向方向两端形成有台肩，两端下部为向两端延伸的凸出部，支承条的凸出部卡接到卡口的凸出部下方形成卡接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼器，其特征在于，所述活塞的周面均布有四条条状沟槽，所述条状沟槽深0.5cm至1cm，所述活塞的外表面与缸体内壁之间形成0.1cm至0.5cm的间隙，所述支承条卡接在所述活塞的沟槽与缸体内壁之间。

5.根据权利要求4所述的阻尼器，其特征在于，所述支承条采用添加铜粉、玻璃纤维、碳纤维的PTFE材料制作而成，摩擦系数低、耐磨性能好、耐老化性好。

6.根据权利要求5所述的阻尼器，其特征在于，所述缸体内填充的黏滞阻尼流体采用硅油。

7.根据权利要求6所述的阻尼器，其特征在于，在活塞杆带动活塞在缸体内往复运动时，硅油在压力作用下快速往复通过活塞与缸体之间、活塞与支承条之间的间隙，消耗震动能量。

8.根据权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述支承条为采用PTFE材料制作的方形条状，所述支承条与活塞的沟槽之间形成简单卡扣连接结构，所述简单卡扣连接结构形成在活塞的沟槽两端或活塞的沟槽两侧。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的阻尼器，其特征在于，所述连接筒的一端通过外螺纹外接在所述缸体上，所述连接筒的另一端通过内螺纹与第二连接件连接，所述第二连接件包括与连接筒的另一端螺纹连接的筒盖部以及形成有第二耳环的连接部，所述筒盖部与连接部一体连接成型。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的阻尼器，其特征在于，所述活塞杆、活塞和第一连接件通过螺纹固定连接形成为一体，所述第一连接件的长与宽均大于活塞杆的直径，活塞杆端头的外螺纹与第一连接件的内螺纹固定连接。