CN111075047A - 一种活塞型阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活塞型阻尼器，包括阻尼器腔体，内设有两块可移动的挡板，形成弹性耗能腔及两侧的粘滞阻尼腔；所述粘滞阻尼腔内充满粘滞液体，所述粘滞阻尼腔内还设置能够沿所述阻尼器腔体滚动的滚筒阻尼机构，所述滚筒阻尼机构设有使粘滞液体通过的阻尼孔，所述滚筒阻尼机构通过活塞杆与外部的连接件连接；所述弹性耗能腔内设置若干可伸缩连通管，所述可伸缩连通管的两端分别与所述挡板连接，并连通两侧的粘滞阻尼腔，所述可伸缩连通管上套设耗能弹簧。在较微弱的振动下，粘滞液体被迫通过阻尼孔、连通管时产生粘滞力耗能，在较剧烈的振动下，滚筒阻尼机构挤压挡板从而激发耗能弹簧发生变形增强耗能。

Description

一种活塞型阻尼器
技术领域
本实施例属于工程结构振动控制领域，具体涉及一种活塞型阻尼器。
背景技术
近年来，基础隔震、消能减震以及调谐减震控制等被动控制技术由于其概念简单、机理明确、造价较低、减震效果显著而在国内外土木工程中得到广泛应用。其中，粘滞型阻尼器是根据流体运动，特别是当流体通过节流孔时会产生粘滞阻力的原理而制成，属于速度相关型阻尼器。结构响应速度对粘滞阻尼器发挥效用有一定的影响，当速度过小时，液体的粘滞阻力较小，难以取得较好的减震效果。
发明内容
为克服传统粘滞阻尼器的不足，并增强其耗能能力，本实施例提出一种活塞型阻尼器，在较微弱振动作用下，粘滞液体充分通过阻尼孔及连通管产生粘滞阻力耗能，在较剧烈振动作用下，推动挡板激发弹簧变形增强耗能。
本实施例的目的通过以下技术方案实现：
一种活塞型阻尼器，包括阻尼器腔体，所述阻尼器腔体内设有两块可移动的挡板，两块挡板将所述阻尼器腔体分割形成三个腔室，包括中间的弹性耗能腔、以及对称设于所述弹性耗能腔两侧的粘滞阻尼腔；所述粘滞阻尼腔内充满粘滞液体，所述粘滞阻尼腔内还设置能够沿所述阻尼器腔体滚动的滚筒阻尼机构，所述滚筒阻尼机构设有使粘滞液体通过的阻尼孔，所述滚筒阻尼机构通过活塞杆与外部的连接件连接；所述弹性耗能腔内设置若干可伸缩连通管，所述可伸缩连通管的两端分别与所述挡板连接，并连通两侧的粘滞阻尼腔，所述可伸缩连通管上套设耗能弹簧。
在较微弱的振动下，两侧活塞杆运动带动滚筒阻尼机构滚动，从而带动粘滞液体流动，粘滞液体通过阻尼孔、连通管时产生粘滞力耗能，在较剧烈的振动或强烈冲击下，位移较大时，两腔室的滚筒阻尼机构挤压挡板从而使耗能弹簧发生变形增强耗能。
进一步地，所述滚筒阻尼机构包括两端密封、具有相同直径的第一圆柱体管和第二圆柱体管，所述第一圆柱体管和第二圆柱体管并排设置，中间留一处空隙，并由穿过它们中心的芯轴连接为一体；所述活塞杆与所述第一圆柱体管和第二圆柱体管中间空隙处的芯轴连接。
进一步地，所述第一圆柱体管和第二圆柱体管内设置若干分隔板，所述分隔板沿圆柱体管的圆周均匀设置，四边分别与芯轴及圆柱体管的顶面、底面、弧面固定。
进一步地，所述第一圆柱体管和第二圆柱体管的管壁设有若干阻尼孔，所述分隔板上也设有阻尼孔，分隔板的阻尼孔设置在靠近圆柱体管弧面的边缘一侧。
进一步地，所述第一圆柱体管和第二圆柱体管的直径略小于或等于阻尼器腔体内部高度，通过芯轴固接在一起的总长度略小于或等于阻尼器腔体内部的长度。所述分隔板的数量以及分隔板和圆柱体管表面阻尼孔的大小和数量可以根据实际需要调整，以改变阻尼效果，适应不同工况。
进一步地，所述挡板为橡胶材料层与薄钢板层交替叠合而成的弹性体，在微弱振动下，挡板静止不动，具有一定的刚度，活塞杆带动圆柱体管和分隔板转动，粘滞液体通过阻尼孔耗能，在较剧烈振动或强烈冲击作用下，两侧活塞杆带动圆柱体管挤压挡板，挡板被压缩从而挤压耗能弹簧，弹簧压缩和回弹过程增加了耗能。
进一步地，所述可伸缩连通管均匀布置在两挡板之间。
进一步地，所述阻尼器腔体的底部设置摩擦层。用以增强腔体底部与第一圆柱体管和第二圆柱体管之间的摩擦力，使圆柱体管发生滚动而不是滑动。
与现有技术相比，本实施例的优点如下：
1)本实施例的活塞型阻尼器用带有分隔板的圆柱体形式替代传统阻尼器的活塞形式，圆柱体表面和分隔板边缘均开设阻尼孔，振动发生时，粘滞液体能更频繁地流经阻尼孔实现耗能，效率更高。
2)本实施例中边缘开设阻尼孔的分隔板形式可以实现对地震作用下剪切变形产生的位移/速度的放大，增大粘滞阻尼器的耗能效果，有效提高建筑结构振动控制灵敏度。
3)本实施例阻尼器兼具大震和小震作用下的结构振动控制效果，即当发生微弱振动时，位移较小，活塞杆推动圆柱体管及分隔板运动，粘滞液体通过阻尼孔及连通管产生粘滞力耗能，当较剧烈振动时，位移较大，左右腔室的圆柱体会挤压挡板从而激发耗能弹簧增强耗能。
附图说明
图1为本实施例一种活塞型阻尼器正立面图；
图2为本实施例一种活塞型阻尼器A-A剖面图；
图3为本实施例一种活塞型阻尼器的圆柱体管侧立面示意图；
图中：1为阻尼器腔体，2为活塞杆，3为第一圆柱体管，4为第二圆柱体管，5为分隔板，6为阻尼孔，7为芯轴，8为粘滞液体，9为挡板，10为可伸缩连通管，11为耗能弹簧，12为摩擦层，13为连接件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实施例进行详细说明。
实施例
如图1-3，一种活塞型阻尼器，包括阻尼器腔体1、活塞杆2、第一圆柱体管3、第二圆柱体管4、分隔板5、阻尼孔6、芯轴7、粘滞液体8、挡板9、可伸缩连通管10、耗能弹簧11、摩擦层12和连接件13，阻尼器腔体1为长方体腔体，是由5mm-10mm厚的钢板焊接而成。两挡板9将腔体1分隔成左中右三个腔室，左右两腔室对称布置，每个腔室中有两端密封的第一圆柱体管3和第二圆柱体管4，均为钢管，两钢管并排放置，中间留一处空隙，芯轴7从中心穿过两圆柱体管并与之焊接固定，圆柱体管中焊接固定有一定数量的分隔板5，分隔板5和圆柱体管的表面上均开设有阻尼孔6，活塞杆2一端伸入腔体1中在空隙处与芯轴7套接，另一端与连接件13相连，两挡板之间布置可伸缩连通管10连通两腔室，连通管外缠绕耗能弹簧11，粘滞液体8充满两腔室；在较微弱振动作用下，两侧活塞杆运动带动圆柱体管和分隔板左右滚动，从而带动粘滞液体流动，粘滞液体通过阻尼孔、连通管时产生粘滞力耗能，在较剧烈振动或强烈冲击作用下，位移较大时，两腔室的圆柱体挤压挡板从而使耗能弹簧发生变形增强耗能。
本实施例中，第一圆柱体管3和第二圆柱体管4直径略小于或等于腔体1内部高度，通过芯轴7固接在一起以后的总长度略小于或等于阻尼器腔体1内部长度；两圆柱体管之间的空隙为方便活塞杆2与芯轴7套接，实际应用时应控制空隙尽可能小，保证粘滞液体8更多地通过阻尼孔6耗能。
本实施例中，分隔板5沿圆柱体管的圆周均匀设置，四边分别与圆柱体管的顶面、底面、芯轴和弧面焊接固定，分隔板5的阻尼孔设置在靠近弧面的边缘一侧，以实现对地震作用下剪切变形产生的位移/速度的放大，增大粘滞阻尼器的耗能效果；分隔板5的数量以及分隔板和圆柱体管表面阻尼孔6的大小和数量可以根据实际需要调整，以改变阻尼效果，适应不同工况。
本实施例中，挡板9为橡胶材料层与薄钢板层交替叠合而成的弹性体，在较微弱振动作用下，挡板9静止不动，具有一定的刚度，活塞杆带动圆柱体管和分隔板5转动，粘滞液体通过阻尼孔耗能，在较剧烈振动或者较强烈冲击作用下，两侧活塞杆2带动圆柱体管挤压挡板9，挡板9被压缩从而挤压耗能弹簧11，弹簧压缩和回弹过程增加了耗能。
本实施例中，可伸缩连通管10均匀布置在两挡板9之间。
本实施例中，摩擦层12铺设在腔体1底部，用以增强腔体1底部与第一圆柱体管3和第二圆柱体管4之间的摩擦力，使圆柱体管发生滚动而不是滑动。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实施例不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实施例的揭示，不脱离本实施例范畴所做出的改进和修改都应该在本实施例的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种活塞型阻尼器，包括阻尼器腔体(1)，其特征在于，所述阻尼器腔体(1)内设有两块可移动的挡板(9)，两块挡板(9)将所述阻尼器腔体(1)分割形成三个腔室，包括中间的弹性耗能腔、以及对称设于所述弹性耗能腔两侧的粘滞阻尼腔；
所述粘滞阻尼腔内充满粘滞液体(8)，所述粘滞阻尼腔内还设置能够沿所述阻尼器腔体(1)滚动的滚筒阻尼机构，所述滚筒阻尼机构设有使粘滞液体(8)通过的阻尼孔(6)，所述滚筒阻尼机构通过活塞杆(2)与外部的连接件(13)连接；
所述弹性耗能腔内设置若干可伸缩连通管(10)，所述可伸缩连通管的两端分别与所述挡板(9)连接，并连通两侧的粘滞阻尼腔，所述可伸缩连通管上套设耗能弹簧(11)。
2.根据权利要求1所述的一种活塞型阻尼器，其特征在于，所述滚筒阻尼机构包括两端密封、具有相同直径的第一圆柱体管(3)和第二圆柱体管(4)，所述第一圆柱体管(3)和第二圆柱体管(4)并排设置，中间留一处空隙，并由穿过它们中心的芯轴(7)连接为一体；
所述活塞杆(2)与所述第一圆柱体管(3)和第二圆柱体管(4)中间空隙处的芯轴(7)连接。
3.根据权利要求2所述的一种活塞型阻尼器，其特征在于，所述第一圆柱体管(3)和第二圆柱体管(4)内设置若干分隔板(5)，所述分隔板(5)沿圆柱体管的圆周均匀设置，四边分别与芯轴及圆柱体管的顶面、底面、弧面固定。
4.根据权利要求3所述的一种活塞型阻尼器，其特征在于，所述第一圆柱体管(3)和第二圆柱体管(4)的管壁设有若干阻尼孔(6)，所述分隔板(5)上也设有阻尼孔(6)，分隔板(5)的阻尼孔(6)设置在靠近圆柱体管弧面的边缘一侧。
5.根据权利要求2所述的一种活塞型阻尼器，其特征在于，所述第一圆柱体管(3)和第二圆柱体管(4)的直径略小于或等于阻尼器腔体(1)内部高度，通过芯轴(7)固接在一起的总长度略小于或等于阻尼器腔体(1)内部的长度。
6.根据权利要求1所述的一种活塞型阻尼器，其特征在于，所述挡板(9)为橡胶材料层与薄钢板层交替叠合而成的弹性体。
7.根据权利要求1所述的一种活塞型阻尼器，其特征在于，所述可伸缩连通管(10)均匀布置在两挡板(9)之间。
8.根据权利要求1所述的一种活塞型阻尼器，其特征在于，所述阻尼器腔体(1)的底部设置摩擦层(12)。
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