CN112467666B - 一种多级耗能间隔装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级耗能间隔装置及系统，其技术方案为：包括限位组件、耗能组件和吸能组件，限位组件包括壳体、设置于壳体内部的运动杆，运动杆与设于壳体内部的吸能组件相连；运动杆具有循环变径段，所述循环变径段侧面与若干耗能组件接触，运动杆上下运动时通过循环变径段能够使耗能组件水平往复运动。本发明通过多级减振结构减弱导线舞动的负面效果，消耗转换导线振动所产生的能量，达到预期的减振效果。

Description

一种多级耗能间隔装置及系统

技术领域

本发明涉及输电塔导线防舞动领域，尤其涉及一种多级耗能间隔装置及系统。

背景技术

输电塔-线体系中导线的舞动现象发生多由于冬季雨雪环境下导线的不均匀覆冰现象及风荷载激励下产生，若导线在竖直方向发生舞动现象会产生非常大的弧垂，会引起电网停运、线路短路、断线断股和机械设备停运等现象，将造成输电系统瘫痪并产生严重的经济损失。

由于新建高压输电线路架设高度较高且新型导线截面积较大，使得输电塔线体系更容易发生舞动现象。发明人发现，现有的上下导线间隔装置专利中多含有电磁类的半主动控制元件，其易受高压输电线所产生的磁场影响，使得装置的防舞动作用发挥受到阻碍。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种多级耗能间隔装置及系统，通过多级减振结构减弱导线舞动的负面效果，消耗转换导线振动所产生的能量，达到预期的减振效果。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种多级耗能间隔装置，包括限位组件、耗能组件和吸能组件，限位组件包括壳体、设置于壳体内部的运动杆，运动杆与设于壳体内部的吸能组件相连；运动杆具有循环变径段，所述循环变径段侧面与若干耗能组件接触，运动杆上下运动时通过循环变径段能够使耗能组件水平往复运动。

作为进一步的实现方式，所述循环变径段一端连接穿过壳体的第一直杆段，另一端通过第二直杆段连接吸能组件。

作为进一步的实现方式，所述第一直杆段连接第一挡板，第一挡板与第一挂环可拆卸连接；吸能组件远离第二直杆段的一端与连接杆相连，所述连接杆连接第二挡板，第二挡板与第二挂环可拆卸连接。

作为进一步的实现方式，所述耗能组件包括连接在一起的传动弹子、滚珠丝杠，滚珠丝杠设于壳体内部的杆段套设第一弹簧，设于壳体外部的杆段安装叶片。

作为进一步的实现方式，所述循环变径段具有若干弧形凸起与若干弧形凹陷，传动弹子与循环变径段相接触的一端为圆弧形。

作为进一步的实现方式，所述滚珠丝杠远离传动弹子的一端安装第三挡板。

作为进一步的实现方式，所述吸能组件包括摩擦板、分别连接于摩擦板两端的第一吸能板和第二吸能板，摩擦板与第一吸能板、第二吸能板之间形成真空腔。

作为进一步的实现方式，所述摩擦板一端与第一吸能板固定连接，另一端与第二吸能板固定连接；摩擦板侧面与壳体内壁固定。

作为进一步的实现方式，还包括第二弹簧、第三弹簧，第二弹簧套设于运动杆外侧，第三弹簧套设于连接杆外侧。

第二方面，本发明实施例还提供了一种多级耗能间隔系统，包括所述的多级耗能间隔装置，若干多级耗能间隔装置沿导线间隔设定距离布设。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施方式的耗能组件将由导线舞动引起的运动杆竖直方向振动能量转换为安装在滚珠丝杠外部叶片的旋转消耗能量；吸能组件通过吸能板的多孔材料吸收运动杆振动能量，通过摩擦材料和真空腔的阻力消耗运动杆振动能量，从而实现多层次耗能；

(2)本发明的一个或多个实施方式基于滚珠丝杠原理设计耗能组件，将竖直振动转化为水平旋转运动耗能，可根据实际情况灵活布置组件数量，能够适应不同程度导线舞动情况；

(3)本发明的一个或多个实施方式各部件均可自由拆卸，安装方便，可根据实际上下导线间隔设置真空腔的竖向尺寸或增加耗能组件数量。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的侧视图；

其中，1-1第一挂环；1-2第一挡板；1-3运动杆；1-4第二挂环；1-5第二挡板；1-6连接杆；1-7壳体；2-1传动弹子，2-2第一弹簧，2-3滚珠丝杠，2-4叶片；2-5第三挡板；3-1第一吸能板；3-2摩擦板；3-3第三弹簧；3-4真空腔；3-5第二弹簧；3-6第二吸能板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备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申请的限制。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。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

实施例一：

本实施例提供了一种多级耗能间隔装置，如图1和图2所示，包括限位组件、耗能组件和吸能组件，限位组件与耗能组件、吸能组件相连。

其中，所述限位组件包括壳体1-7、挂环、运动杆1-3、挡板、连接杆1-6，挂环用于连接导线，本实施例中，设置两个挂环，即第一挂环1-1、第二挂环1-4；第一挂环1-1通过连接件与第一挡板1-2可拆卸连接，第二挂环1-4通过连接件与第二挡板1-5可拆卸连接。

第一挡板1-2连接运动杆1-3的一端，运动杆1-3的另一端通过吸能组件与连接杆1-6的一端相连，连接杆1-6的另一端连接第二挡板1-5运动杆1-3的两侧对称设置若干耗能组件。

进一步的，壳体1-7为中空结构，壳体1-7的横截面可以为圆形、矩形或其他形状；所述壳体1-7采用非金属材料。壳体1-7的一端开设有用于运动杆1-3穿过的第一开口，运动杆1-3穿过第一开口与设置在壳体1-7内部的吸能组件连接；壳体1-7另一端开设有用于连接杆1-6穿过的第二开口，连接杆1-6穿过第二开口与吸能组件连接。

在本实施例中，第一挂环1-1和第二挂环1-4为圆环，导线从第一挂环1-1、第二挂环1-4中穿过，实现多级耗能间隔装置的安装。为了满足绝缘条件，第一挂环1-1和第二挂环1-4采用非金属材料制成。

第一挡板1-2的尺寸大于第一开口尺寸，第二挡板1-5的尺寸大于第二开口尺寸，以对运动杆1-3、吸能组件的运动形成限位。在本实施例中，第一开口、第二开口为圆孔，第一挡板1-2、第二挡板1-5为圆板；可以理解的，在其他实施例中，第一开口、第二开口也可以为其他形状的孔，第一挡板1-2、第二挡板1-5也可以为其他形状的板件，只要能够避免第一挡板1-2(第二挡板1-5)进入壳体1-7内部即可。所述第一挡板1-2、第二挡板1-5采用弹性材料制成，优选地，第一挡板1-2、第二挡板1-5采用橡胶材料。

所述运动杆1-3为非金属杆件，其具有连接为一体的第一直杆段、循环变径段和第二直杆段，第一直杆段和第二直杆段的横截面为圆形；循环变径段具有至少一个纵向波纹状截面，所述纵向波纹状截面由若干弧线连接形成波纹状，纵向波纹状截面可以通过依次设置的若干弧形凸起与若干弧形凹陷形成。

在本实施例中，循环变径段设有两个纵向波纹状截面，且对称设置，每个纵向波纹状截面侧面设有多个耗能组件；耗能组件的个数根据实际需要选择。运动杆1-3上下移动时，耗能组件在纵向波纹状截面的作用下能够沿横向往复运动。

所述第一直杆段穿过第一开口，循环变径段设于壳体1-7内部，且循环变径段不能从第一开口穿出；第二直杆段与吸能组件相连。其中，第一直杆段直径小于第一开口直径，第二直杆段直径小于第二开口直径。

进一步的，所述耗能组件包括传动弹子2-1、滚珠丝杠2-3、叶片2-4、第一弹簧2-2，壳体1-7侧面沿轴向间隔开设通孔，滚珠丝杠2-3垂直穿过壳体1-7的通孔，其位于壳体1-7内部的一端连接传动弹子2-1，传动弹子2-1与运动杆1-3的循环变径段接触。

传动弹子2-1起到力传递作用，其与运动杆1-3相接触的一端截面为圆弧形端头，以减小传动弹子2-1与循环变径段的摩擦。传动弹子2-1采用非金属材料，其圆弧形端头的弯曲程度与循环变径段的弧线形状相适配。优选地，圆弧形端头的直径略小于循环变径段的弧线直径；圆弧形端头直径与运动杆1-3的直径相同。

位于壳体1-7内部的杆段套设有第一弹簧2-2；第一弹簧2-2一端与壳体1-7内壁连接，另一端与传动弹子2-1连接；通过设置第一弹簧2-2实现滚珠丝杠2-3和传动弹子2-1的往复运动。所述滚珠丝杠2-3的螺纹长度为第一弹簧2-2压缩量最大时滚珠丝杠2-3伸出壳体1-7的长度。

位于壳体1-7外部的一端安装第三挡板2-5，且滚珠丝杠2-3位于壳体1-7外部的杆段安装叶片2-4，叶片2-4与滚珠丝杠2-3螺纹连接；第三挡板2-5能够避免叶片2-4在移动过程中脱离滚珠丝杠2-3。在本实施例中，所述第三挡板2-5为橡胶材质，且为圆形，其直径大于壳体1-7开设的通孔直径。

当运动杆1-3上下移动时，由于纵向波纹状截面的作用，上下往复运动过程中在水平方向推动传动弹子2-1往复运动，从而带动滚珠丝杠2-3水平往复运动，使得安装在滚珠丝杠2-3上的叶片2-4旋转移动消耗能量。

所述吸能组件包括吸能板、摩擦板3-2和弹簧，在本实施例中，设置两个吸能板，即第一吸能板3-1、第二吸能板3-6，第一吸能板3-1和第二吸能板3-6沿壳体1-7轴向间隔设置，第一吸能板3-1和第二吸能板3-6之间设置摩擦板3-2，摩擦板3-2与第一吸能板3-1、第二吸能板3-6之间形成真空腔3-4。在本实施例中，摩擦板3-2的横截面为圆环形，其与第一吸能板3-1和第二吸能板3-6之间形成柱形的真空腔3-4。

进一步的，第一吸能板3-1、第二吸能板3-6采用多孔材料，且形状与壳体1-7横截面相适配；多孔材料为人造多孔固体，例如多孔金属(蜂窝铝)，多孔陶瓷，泡沫塑料。摩擦板3-2采用摩擦材料，摩擦材料不限于陶瓷基摩擦材料、树脂基摩擦材料、粉末冶金材料、碳/碳复合材料。

摩擦板3-2沿壳体1-7内侧周向设置；摩擦板3-2一端与第一吸能板3-1固定连接，另一端与第二吸能板3-6固定连接；摩擦板3-2侧面与壳体1-7内壁固定。第一吸能板3-1、第二吸能板3-6的厚度不小于运动杆1-2的最大直径，摩擦板3-2的厚度不小于运动杆1-2的最大直径。

吸能组件中包括两个弹簧，即第二弹簧3-5、第三弹簧3-3，第二弹簧3-5套设于运动杆1-3的第二直杆段，且第二弹簧3-5一端与第一吸能板3-1连接，另一端与第二直杆段侧面连接。第三弹簧3-3套设于连接杆1-6外侧，为了对第三弹簧3-3进行限位，壳体1-7靠近第二开口位置设置锥形管段，第三弹簧3-3一端与第二吸能板3-6连接，另一端卡入锥形管段。所述锥形管段内填充有沙土或其他具有质量物体。

本实施例的工作原理为：

当导线发生舞动尤其是在竖直方向产生位移时，限位组件的挂环带动运动杆1-3上下往复运动，由于运动杆1-3具有波纹状的循环变径段，其上下往复运动时在水平方向推动传动弹子2-1往复运动，从而带动滚珠丝杠2-3水平往复运动，使得安装在滚珠丝杠2-3上的叶片2-4自由旋转消耗能量。

同时，当运动杆1-3受导线舞动影响向上运动时受真空腔3-4和摩擦板3-2的阻力影响，减弱其向上振幅；当运动杆1-3受导线舞动影响向下运动时压迫吸能板吸收振动能量；从而实现多层次耗能。

实施例二：

本实施例提供了一种多级耗能间隔系统，包括若干实施例一所述的多级耗能间隔装置，若干多级耗能间隔装置沿导线间隔设定距离布设。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多级耗能间隔装置，其特征在于，包括限位组件、耗能组件和吸能组件，限位组件包括壳体、设置于壳体内部的运动杆，运动杆与设于壳体内部的吸能组件相连；运动杆具有循环变径段，所述循环变径段侧面与若干耗能组件接触，运动杆上下运动时通过循环变径段能够使耗能组件水平往复运动；所述耗能组件包括连接在一起的传动弹子、滚珠丝杠，滚珠丝杠设于壳体内部的杆段套设第一弹簧，设于壳体外部的杆段安装叶片。

2.根据权利要求1所述的一种多级耗能间隔装置，其特征在于，所述循环变径段一端连接穿过壳体的第一直杆段，另一端通过第二直杆段连接吸能组件。

3.根据权利要求2所述的一种多级耗能间隔装置，其特征在于，所述第一直杆段连接第一挡板，第一挡板与第一挂环可拆卸连接；吸能组件远离第二直杆段的一端与连接杆相连，所述连接杆连接第二挡板，第二挡板与第二挂环可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种多级耗能间隔装置，其特征在于，所述循环变径段具有若干弧形凸起与若干弧形凹陷，传动弹子与循环变径段相接触的一端为圆弧形。

5.根据权利要求1所述的一种多级耗能间隔装置，其特征在于，所述滚珠丝杠远离传动弹子的一端安装第三挡板。

6.根据权利要求3所述的一种多级耗能间隔装置，其特征在于，所述吸能组件包括摩擦板、分别连接于摩擦板两端的第一吸能板和第二吸能板，摩擦板与第一吸能板、第二吸能板之间形成真空腔。

7.根据权利要求6所述的一种多级耗能间隔装置，其特征在于，所述摩擦板一端与第一吸能板固定连接，另一端与第二吸能板固定连接；摩擦板侧面与壳体内壁固定。

8.根据权利要求6所述的一种多级耗能间隔装置，其特征在于，还包括第二弹簧、第三弹簧，第二弹簧套设于运动杆外侧，第三弹簧套设于连接杆外侧。

9.一种多级耗能间隔系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的多级耗能间隔装置，若干多级耗能间隔装置沿导线间隔设定距离布设。

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