CN110925348A - 一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器，活塞杆采用两段分体式结构，主活塞设置于第一活塞杆和第二活塞杆的连接处，主活塞将主缸筒分为左右两个密封腔室，磁流变阻尼液填充于两个密封空腔内，第二活塞杆的内部设有空腔，空腔内部的副活塞将第二活塞杆的内部空腔分隔为两个密封空腔，副活塞在两侧压力作用下可以沿活塞杆的内壁自由移动，本发明一方面在实现阻尼力可调节的同时可以避免阻尼器在极限工况下的出力过大，又可以避免阻尼器本身的损坏；另一方面，能够通过拆卸更换活塞、活塞杆与线圈的方式调整阻尼器的耗能性能，有效减低生产成本，利于产品零部件的工业化生产与储存。

Description

一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体为一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器。
背景技术
磁流变阻尼器是一种以磁流变体为阻尼介质的阻尼器，其主要在活塞上缠绕电磁线圈，线圈通电后产生的磁场作用于磁流变液，通过电流大小改变阻尼介质的粘度，从而提供改变的阻尼力，在减振控制领域具有很大的应用价值。
而在磁流变阻尼器的实际应用过程中，地震或强风等灾害中的荷载情况往往会超过产品理论出力的范围，在极端的灾害条件下磁流变阻尼器的出力过大可能会导致阻尼器损坏或者连接部件损坏的情况；同时，阻尼器内部压力的过大也会增加密封失效、阻尼介质泄露的风险。
另一方面，现有的磁流变阻尼器存在很多的规格，较大的阻尼器设计量不利于阻尼器重要零部件（活塞、活塞杆、线圈等）的流水化生产与储存，这也导致了磁流变阻尼器多为接到项目进行生产，在生产周期紧张的条件下，不利于阻尼器生产人员的调配与生产时间成本的节约；而当阻尼器发生疲劳破坏或者人为破坏的情况，往往因为阻尼器内部结构难拆卸，往往都是整个产品直接替换，而不考虑重要零部件的更换，造成成本的增加。
因此开发一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器对于加速推广阻尼器的应用、保护人民生命财产损失具有重要的实际意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器，第一活塞杆与第二活塞杆、第一活塞杆与主活塞之间的连接均是可拆卸的，实际生产过程中可根据实际参数要求进行自由搭配，从而减少重复的设计量，这样相关零件就可以作为常规件进行批量生产，避免了常规设计中零件均为个件的情况，有效减低生产成本。在保证磁流变阻尼器耗能能力及阻尼力可调节的同时，第二活塞杆内的副活塞的一侧由于注入了一定的压力，可以避免阻尼器在极限工况下出力过大对阻尼器本身的损坏，还可以调节副活塞一侧空腔的压力来控制磁流变阻尼器的最大出力，以满足不同工况要求的出力，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器，包括主缸筒、主活塞及活塞杆组件，主活塞置于主缸筒内部，活塞杆组件穿过主缸筒和主活塞，主活塞将主缸筒分成左右两个空腔，磁流变阻尼液填充在主缸筒内部的两个空腔内；
所述活塞杆组件包括第一活塞杆及第二活塞杆，所述第一活塞杆与第二活塞杆的连接端固定连接，所述第一活塞杆上设有第一空隙通道，所述第一活塞杆上的第一空隙通道与所述主缸筒的内部空腔相连通，所述第一活塞杆上还设有第二空隙通道，导线通过第一活塞杆上的第二空隙通道与电磁线圈相连，所述电磁线圈绕在主活塞上，所述第二活塞杆内部设有空腔，所述第二活塞杆空腔内部的副活塞将第二活塞杆的内部空腔分隔为两个密封空腔，所述副活塞在两侧压力作用下可以沿活塞杆的内壁自由移动，所述第二活塞杆的一侧密封空腔与第一活塞杆上的间隙通道相连通，所述第二活塞杆的另一侧密封空腔注入压力，所述主活塞设置于所述第一活塞杆和第二活塞杆的连接处。
优选的，所述主活塞与活塞杆组件通过定位键连接。
优选的，所述第一活塞杆的连接端上设有单向阀组，所述单向阀组由两个通断方向相反的单向阀组成，所述第一活塞杆一端开有油孔，所述第一活塞杆内部设置有油道。
优选的，所述第二活塞杆的密封端与端盖固定连接，所述第二活塞杆的密封端与连接端为所述第二活塞杆的相对两端，所述端盖内部设有单向阀。
优选的，所述主缸筒的一端与副缸筒固定连接，所述第二活塞杆的密封端设置于副缸筒的内部空腔内。
优选的，所述主缸筒通过密封装置密封，所述主缸筒内部设有两个导向套，一个所述导向套设置于密封装置一侧，另一个所述导向套设置于主缸筒与副缸筒的连接一侧，所述密封装置由动密封和静密封组成。
优选的，所述副缸筒的一端与主缸筒螺纹固定连接，所述副缸筒的另一端与第一连接件固定连接，所述第一活塞杆的传动端与第二连接件固定连接，所述第一活塞杆的传动端与连接端为第一活塞杆的相对两端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）磁流变阻尼器的重要零部件第一活塞杆与第二活塞杆、第一活塞杆与主活塞之间均是拆卸的，实际生产过程中可根据实际参数要求进行选配，这样相关零件就可以作为常规件进行批量生产，避免了常规设计中零件均为个件的情况，有效减低生产成本。
（2）在保证磁流变阻尼器耗能能力及阻尼力可调节的同时，第二活塞杆内的副活塞的一侧由于注入了一定的压力，可以避免阻尼器在极限工况下出力过大对阻尼器本身的损坏，还可以调节副活塞一侧空腔的压力来控制磁流变阻尼器的最大出力，以满足不同工况要求的出力。
（3）活塞杆中副活塞在压力作用下可自由滑动，给传统的磁流变阻尼器上增加了压力自动调节功能，而且压力调节的范围较大，同时结构也更加紧凑、小巧。
（4）第一活塞杆内部设置的空隙通道使该空隙通道使主缸筒的内部空腔与第二活塞杆的内部空腔直接相连，使得阻尼器结构更加紧凑，压力调节更加灵敏。
附图说明
图1为装配式的压力自平衡磁流变阻尼器的剖视图。
图2为第一活塞杆的结构示意图
图3为第二活塞杆的结构示意图。
图4为主活塞的结构示意图。
图5为副活塞的结构示意图。
图6为第一安装步骤后的组装示意图。
图7为第二安装步骤后的组装示意图。
图8为第三安装步骤后的组装示意图。
图中：主缸筒1、主活塞2、电磁线圈21、第一活塞杆31、第二活塞杆32、副活塞4、油孔5、定位键61、端盖7、单向阀8、副缸筒9、密封装置10、导向套11、第一连接件12、第二连接件13、油道14。
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。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器，其特征在于：包括主缸筒1、主活塞2及活塞杆组件，主活塞2置于主缸筒1内部，活塞杆组件穿过主缸筒1和主活塞2，主活塞2将主缸筒1分成左右两个空腔，磁流变阻尼液填充在主缸筒1内部的两个空腔内，活塞杆组件包括第一活塞杆31及第二活塞杆32，第一活塞杆31与第二活塞杆32的连接端固定连接，第一活塞杆31上设有第一空隙通道，第一活塞杆31上的第一空隙通道与主缸筒1的内部空腔相连通，第一活塞杆31上还设有第二空隙通道，导线通过第一活塞杆31上的第二空隙通道与电磁线圈相连，电磁线圈绕在主活塞2上，第二活塞杆32内部设有空腔，第二活塞杆32空腔内部的副活塞4将第二活塞杆32的内部空腔分隔为两个密封空腔，副活塞4在两侧压力作用下可以沿活塞杆的内壁自由移动，第二活塞杆32的一侧密封空腔与第一活塞杆31上的间隙通道相连通，第二活塞杆32的另一侧密封空腔注入压力，主活塞2设置于第一活塞杆31和第二活塞杆32的连接处，主活塞2与活塞杆组件通过定位键61连接，第一活塞杆31的连接端上设有单向阀组，单向阀组由两个通断方向相反的单向阀8组成，第一活塞杆31一端开有油孔5，第一活塞杆31内部设置有油道14，第二活塞杆32的密封端与端盖7固定连接，第二活塞杆32的密封端与连接端为第二活塞杆32的相对两端，端盖7内部设有单向阀8，主缸筒1的一端与副缸筒9固定连接，第二活塞杆32的密封端设置于副缸筒9的内部空腔内，主缸筒1通过密封装置10密封，主缸筒1内部设有两个导向套11，一个导向套11设置于密封装置10一侧，另一个导向套11设置于主缸筒1与副缸筒9的连接一侧，密封装置10由动密封和静密封组成，副缸筒9的一端与主缸筒1螺纹固定连接，副缸筒9的另一端与第一连接件12固定连接，第一活塞杆31的传动端与第二连接件13固定连接，第一活塞杆31的传动端与连接端为第一活塞杆31的相对两端。
本发明的安装流程如下：
步骤一：如图6所示，首先将主活塞2与第一活塞杆31通过键和轴肩定位，然后将第二活塞杆32螺纹固定在第一活塞杆31的一端上。
步骤二：如图7所示，将副活塞4装入第二活塞杆32的空腔中，将含有单向阀的端盖固定在第二活塞杆32的另一端，再向第二活塞杆32的内部空腔中加入一定压力。
步骤三：将主缸筒1一端依次装入导向套11、副缸筒9，将图7所示的组装完成的活塞杆组件穿过主缸筒1，安装后如图8所示。
步骤四：对主缸筒1进行另一端的密封安装，安装后如图1所示。
本发明工作过程如下：
主活塞2运动时，主缸筒1压缩侧密封空腔内的磁流变阻尼液由于挤压作用，通过阻尼通道流向拉伸侧密封空腔内，从而产生阻尼力，耗散振动能量。
本发明有益效果如下：
磁流变阻尼器的重要零部件第一活塞杆31与第二活塞杆32、第一活塞杆31与主活塞2之间均是拆卸的，实际生产过程中可根据实际参数要求进行选配，这样相关零件就可以作为常规件进行批量生产，避免了常规设计中零件均为个件的情况，有效减低生产成本，在保证磁流变阻尼器耗能能力及阻尼力可调节的同时，第二活塞杆32内的副活塞4的一侧由于注入了一定的压力，可以避免阻尼器在极限工况下出力过大对阻尼器本身的损坏，还可以调节副活塞一侧空腔的压力来控制磁流变阻尼器的最大出力，以满足不同工况要求的出力。活塞杆32中副活塞4在压力作用下可自由滑动，给传统的磁流变阻尼器上增加了压力自动调节功能，而且压力调节的范围较大，同时结构也更加紧凑、小巧。第一活塞杆31内部设置的空隙通道使该空隙通道使主缸筒1的内部空腔与第二活塞杆32的内部空腔直接相连，使得阻尼器结构更加紧凑，压力调节更加灵敏。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器，其特征在于：包括主缸筒（1）、主活塞（2）及活塞杆组件，主活塞（2）置于主缸筒（1）内部，活塞杆组件穿过主缸筒（1）和主活塞（2），主活塞（2）将主缸筒（1）分成左右两个空腔，磁流变阻尼液填充在主缸筒（1）内部的两个空腔内；
所述活塞杆组件包括第一活塞杆（31）及第二活塞杆（32），所述第一活塞杆（31）与第二活塞杆（32）的连接端固定连接，所述第一活塞杆（31）上设有第一空隙通道，所述第一活塞杆（31）上的第一空隙通道与所述主缸筒（1）的内部空腔相连通，所述第一活塞杆（31）上还设有第二空隙通道，导线通过第一活塞杆（31）上的第二空隙通道与电磁线圈相连，所述电磁线圈绕在主活塞（2）上，所述第二活塞杆（32）内部设有空腔，所述第二活塞杆（32）空腔内部的副活塞（4）将第二活塞杆（32）的内部空腔分隔为两个密封空腔，所述副活塞（4）在两侧压力作用下可以沿活塞杆的内壁自由移动，所述第二活塞杆（32）的一侧密封空腔与第一活塞杆（31）上的间隙通道相连通，所述第二活塞杆（32）的另一侧密封空腔注入压力，所述主活塞（2）设置于所述第一活塞杆（31）和第二活塞杆（32）的连接处。
2.根据权利要求1所述的一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器，其特征在于：所述主活塞（2）与活塞杆组件通过定位键（61）连接。
3.根据权利要求1所述的一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器，其特征在于：所述第一活塞杆（31）的连接端上设有单向阀组，所述单向阀组由两个通断方向相反的单向阀（8）组成，所述第一活塞杆（31）一端开有油孔（5），所述第一活塞杆（31）内部设置有油道（14）。
4.根据权利要求1所述的一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器，其特征在于：所述第二活塞杆（32）的密封端与端盖（7）固定连接，所述第二活塞杆（32）的密封端与连接端为所述第二活塞杆（32）的相对两端，所述端盖（7）内部设有单向阀（8）。
5.根据权利要求1所述的一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器，其特征在于：所述主缸筒（1）的一端与副缸筒（9）固定连接，所述第二活塞杆（32）的密封端设置于副缸筒（9）的内部空腔内。
6.根据权利要求1所述的一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器，其特征在于：所述主缸筒（1）通过密封装置（10）密封，所述主缸筒（1）内部设有两个导向套（11），一个所述导向套（11）设置于密封装置（10）一侧，另一个所述导向套（11）设置于主缸筒（1）与副缸筒（9）的连接一侧，所述密封装置（10）由动密封和静密封组成。
7.根据权利要求6所述的一种装配式的压力自平衡磁流变阻尼器，其特征在于：所述副缸筒（9）的一端与主缸筒（1）螺纹固定连接，所述副缸筒（9）的另一端与第一连接件（12）固定连接，所述第一活塞杆（31）的传动端与第二连接件（13）固定连接，所述第一活塞杆（31）的传动端与连接端为第一活塞杆（31）的相对两端。
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