一种可滑移横桥向受压自复位阻尼器
技术领域
本发明属于单向阻尼器技术领域,更具体地,涉及一种可滑移横桥向受压自复位阻尼器。
背景技术
现有阻尼器大都是双向阻尼,但是双向阻尼器有一定的弊端,当双向阻尼器的其中一端连接的是仅能承受单向压力负载的构件时,则此时的双向阻尼器将不再适用于此种场景,否则将会导致该构件受拉力载荷时,结构容易发生破坏,或者为使结构不受破坏,需要增加原结构中非作用力方向(非必要)的结构强度设计,增加设计成本。
特别是桥梁领域,如大跨度全漂浮支撑体系下的桁架梁悬索桥,梁与桥塔之间的横向阻尼装置设置时就属于该结构类型;又如桁架梁之间一般都用螺栓连接,在连接节点处和桥塔之间设置横桥向的阻尼器时,如横梁节点承受较大集中拉力载荷,节点处预紧后的连接螺栓会承受额外的附加载荷,对节点处螺栓受力非常不利,但节点处外部压力载荷,可通过桁架节点传递给桥梁本身,一般桁架为钢结构,相较于螺栓而言,其受力截面大得多,可承受较大压力载荷,且不会增加螺栓的额外拉应力。因此,桥梁与桁架结构之间只适合用单向受压阻尼器,常规阻尼器并不适用,考虑到阻尼器与桥塔之间需要始终保持接触,并有一定的接触应力,所以固定于桥梁上的阻尼器在运行过程中的自动复位功能必不可少。因此,本领域技术人员亟待研发出一种适用于类似于该使用场景的单向阻尼器。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供一种可滑移横桥向受压自复位阻尼器。
本发明公开了一种可滑移横桥向受压自复位阻尼器,包括:
受力件、活塞杆、弹簧组件、左端盖、缸体、活塞、右端盖和单向阀;
所述左端盖和所述右端盖沿所述缸体的轴线方向分别封堵所述缸体的左端和右端,以使所述左端盖、所述右端盖和所述缸体围设形成一用于容设阻尼介质的封闭空间;
所述活塞密封滑动设于所述缸体,并将所述封闭空间隔设成左腔室和右腔室;所述活塞设有用于连通所述左腔室和所述右腔室的阻尼孔和所述单向阀;阻尼介质可由所述左腔室通过所述单向阀流向所述右腔室;
所述活塞杆沿所述缸体的轴线方向密封滑动设于所述左端盖、所述右端盖;所述活塞杆的中部与所述活塞连接,以实现所述活塞与所述活塞杆同步运动;所述活塞杆的左端朝左突起于所述左端盖,所述活塞杆的左端与所述受力件连接;
多个所述弹簧组件沿所述缸体的周向方向均布于所述受力件和所述缸体之间。
可选地,所述活塞杆包括由左向右依次布置的第一杆段、第二杆段、第三杆段和第四杆段;所述第一杆段的外径尺寸小于所述第二杆段的外径尺寸,使得第一杆段和第二杆段之间形成第一肩部;所述第二杆段的外径尺寸大于所述第二杆段的外径尺寸,使得第二杆段和第三杆段之间形成第二肩部;所述第三杆段的外径尺寸大于所述第四杆段的外径尺寸,使得第三杆段和第四杆段之间形成第三肩部;所述第一杆段与所述左端盖密封滑动连接,所述第四杆段与所述右端盖密封滑动连接;所述活塞包括由左向右依次设置的第一活塞段和第二活塞段,所述第一活塞段的内径尺寸大于所述第二活塞段的内径尺寸,使得所述第一活塞段和所述第二活塞段之间形成第四肩部;所述第一活塞段与所述第二杆段靠近所述第三杆段一侧的端部密封连接,所述第二活塞段与所述第三杆段密封连接;所述第四肩部与所述第二肩部沿所述缸体的轴线方向相抵接,所述第三肩部与所述活塞的右端面齐平设置。
可选地,阻尼介质可由所述右腔室通过所述单向阀流向所述左腔室。
可选地,所述活塞杆包括由左向右依次设置的第五杆段、第六杆段、第七杆段和第八杆段;所述第五杆段的外径尺寸小于所述第六杆段的外径尺寸,使得所述第五杆段和所述第六杆段之间形成第五肩部;所述第六杆段的外径尺寸小于所述第七杆段的外径尺寸,使得所述第六杆段和所述第七杆段之间形成第六肩部;所述第七杆段的外径尺寸大于所述第八杆段的外径尺寸,使得所述第七杆段和所述第八杆段之间形成第七肩部;所述第五杆段与所述左端盖密封滑动连接,所述第八杆段与所述右端盖密封滑动连接;所述活塞包括由左向右依次设置的第三活塞段和第四活塞段,所述第三活塞段的内径尺寸小于所述第四活塞段的内径尺寸,使得所述第一活塞段和所述第二活塞段之间形成第八肩部;所述第三活塞段与所述第六杆段密封连接,所述活塞的左端面与所述第五肩部齐平设置;所述第四活塞段与所述第七杆段靠近所述第六杆段一侧的端部密封连接;所述第八肩部与所述第六肩部沿所述缸体的轴线方向相抵接。
可选地,所述缸体包括由左向右依次设置的左缸段、中缸段和右缸段;所述左缸段的内径尺寸大于所述中缸段的内径尺寸,使得所述左缸段和所述中缸段之间形成第一台阶面;所述右缸段的内径尺寸大于所述中缸段的内径尺寸,使得所述右缸段和所述中缸段之间形成第二台阶面;所述左端盖包括由左向右依次设置的第一轴段和第二轴段,所述第一轴段的外径尺寸大于所述第二轴段的外径尺寸,使得所述第一轴段和所述第二轴段之间形成第三台阶面;所述右端盖包括由左向右依次设置的第三轴段和第四轴段,所述第三轴段的外径尺寸小于所述第四轴段的外径尺寸,使得所述第三轴段和所述第四轴段之间形成第四台阶面;所述第一轴段与所述左缸段密封连接,所述第二轴段与所述中缸段密封连接,所述第一台阶面与所述第三台阶面沿所述缸体的轴线方向相抵接;所述第三轴段与所述中缸段密封连接,所述第四轴段与所述右缸段密封连接,所述第四台阶面与所述第二台阶面沿所述缸体的轴线方向相抵接。
可选地,所述右缸段向右延展并突起于所述右端盖,以遮挡所述活塞杆的右端。
可选地,所述缸体靠近所述右端盖一侧的端部径向朝外延展有连接圆台,所述弹簧组件与所述连接圆台连接;所述连接圆台与所述缸体的外侧壁之间设有加强板。
可选地,所述缸体分别与所述左端盖、所述活塞、所述右端盖之间设有密封圈;所述活塞杆分别与所述左端盖、所述活塞、所述右端盖之间设有密封圈。
可选地,所述受力件和所述缸体之间设有保护罩,所述保护罩罩设于所述活塞杆、所述弹簧组件的外侧。
可选地,所述受力件远离所述缸体一侧的表面设有耐磨板。
可选地,所述弹簧组件包括弹簧、导向柱和导向筒,所述导向柱和所述导向筒的延展方向均与所述缸体的轴线方向平行;所述导向柱与所述受力件螺接,所述弹簧远离所述缸体一侧的端部套设于所述导向柱的外侧;所述导向筒设于所述缸体,所述导向筒围设于所述导向柱的外侧,以实现所述导向柱活动插设于所述导向筒;所述弹簧靠近所述缸体一侧的端部容设于所述导向筒。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
阻尼介质在左腔室和右腔室之间通过阻尼孔交换时,因阻尼介质通过阻尼孔时,阻尼孔的入口和出口之间会有压力差(即液体压差),左腔室和右腔室的液体压差使得活塞的两端面受力不同,而活塞的两端面受力的合力即为本单向阻尼器的阻尼力。
当阻尼介质可由左腔室通过单向阀自由流向右腔室;当外部压力负载作用于受力件时,活塞朝右运动,阻尼介质通过阻尼孔由右腔室流入左腔室,右腔室和左腔室因压差而产生阻尼力,弹性组件被压缩以蓄能;当外部压力负载消失时,弹性组件在弹性力的作用下复位并致动活塞杆、活塞朝左运动,阻尼介质通过单向阀由左腔室流入右腔室,右腔室和左腔室等压(近似等压)而不产生阻尼力;此时本发明可作为可滑移横桥向受压自复位阻尼器。
本发明的各个部件均轴向布置,结构紧凑且所需空间甚小,便于安装和协调;更优的,多个弹簧组件周向均匀布置保证了活塞杆受力的均衡性、平稳性和轴线性,保证其滑移顺畅,从而保证本发明使用过程中的有效性。更优的,导向柱的设置保证了弹簧伸缩过程的直线性;导向筒、保护罩为弹簧、活塞杆提供了较为洁净的工作环境,从而避免外界杂质的侵入影响活塞杆的滑移或弹簧的伸缩,从而保证了本发明运行的稳定性和可靠性。
加强板的设置提高了缸体的结构强度,进而提高本发明的整体结构强度,延长本发明的使用寿命。
密封圈的设置,保证了滑动副(如左端盖和活塞杆、活塞杆和右端盖、活塞和缸体)以及密封连接副(如活塞与活塞杆)之间的滑动密封,从而避免阻尼介质的泄露,进而保证本发明的时效性,延长其使用寿命。
肩部、台阶面的设置延长了阻尼介质的泄露路径,从而降低其泄露概率,同时台阶面还可起到限位活塞杆与左端盖之间、右端盖与弹性压头之间、活塞与活塞杆和定位作用活塞与活塞杆、左端盖与缸体、右端盖与缸体,提高本发明运行的稳定性和可靠性。
导向柱与受力件螺接,不仅可起到固定弹簧并与导向筒配合保证了弹簧伸缩过程中的直线性,还可实现弹簧压缩量的调节,从而满足不同应用场景需求,提高了本发明的实用性和使用范围。更优的导向筒与保护罩罩设于弹簧的外侧使弹簧不与外环境接触,避免弹簧因其使用环境如雨水、化学物质等而易于出现腐蚀、锈化,从而保证了弹簧的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的一种实施例剖面图结构示意图;
图2为本发明的另一种实施例结构示意图;
图3为图2左视图结构示意图。
在所有附图中,同样的附图标记表示相同的技术特征,具体为:1-受力件、2-活塞杆、3-弹簧组件、31-弹簧、32-导向柱、33-导向筒、4-左端盖、5-缸体、6-活塞、7-右端盖、8-单向阀、9-阻尼介质、10-阻尼孔、11-加强板、12-连接圆台、13-耐磨板、14-不锈钢板、15-预埋钢板、16-锚固组件、161-锚棒、162-螺栓、17-施压构件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。值得说明的是,本文中的左和右是指相对设置的两个方向,可代表实际应用中的上下方向、左右方向、前后方向、斜向方向等,因此不完全代表实际情况。
在本发明的一种实施例中,如图1-3所示,一种可滑移横桥向受压自复位阻尼器,包括:受力件1、活塞杆2、弹簧组件3、左端盖4、缸体5、活塞6、右端盖7和单向阀8;左端盖4和右端盖7沿缸体5的轴线方向分别封堵缸体5的左端和右端,以使左端盖4、右端盖7和缸体5围设形成一用于容设阻尼介质9的封闭空间;活塞6密封滑动设于缸体5,并将封闭空间隔设成左腔室和右腔室;活塞6设有用于连通左腔室和右腔室的阻尼孔10和单向阀8;阻尼介质9可由左腔室通过单向阀6流向右腔室;活塞杆2沿缸体4的轴线方向密封滑动设于左端盖4、右端盖7;活塞杆2的中部与活塞6连接,以实现活塞6与活塞杆2同步运动;活塞杆2的左端朝左突起于左端盖4,活塞杆2的左端与受力件1连接;多个弹簧组件3沿缸体5的周向方向均布于受力件1和缸体5之间。
在实际应用中,单向阀8和阻尼孔10的数量可相同或不同,单向阀8和阻尼孔10的数量为一个以上,可绕设于活塞杆2周向均布于活塞6。具体可根据应用场景进行设置。
阻尼介质可由左腔室通过单向阀8自由流向右腔室;当外部压力负载(如施压构件17)作用于受力件1时,活塞杆2、活塞6朝右运动,阻尼介质9通过阻尼孔10由右腔室流入左腔室,右腔室和左腔室因压差而产生阻尼力,弹性组件3被压缩以蓄能;当外部压力负载消失时,弹性组件3在弹性力的作用下复位并致动活塞杆2、活塞6朝左运动,阻尼介质9通过单向阀6由左腔室流入右腔室,右腔室和左腔室等压(近似等压)而不产生阻尼力;此时本发明可作为可滑移横桥向受压自复位阻尼器。
可选地,活塞杆2包括由左向右依次布置的第一杆段、第二杆段、第三杆段和第四杆段;第一杆段的外径尺寸小于第二杆段的外径尺寸,使得第一杆段和第二杆段之间形成第一肩部;第二杆段的外径尺寸大于第二杆段的外径尺寸,使得第二杆段和第三杆段之间形成第二肩部;第三杆段的外径尺寸大于第四杆段的外径尺寸,使得第三杆段和第四杆段之间形成第三肩部;第一杆段与左端盖4密封滑动连接,第四杆段与右端盖7密封滑动连接;活塞6包括由左向右依次设置的第一活塞段和第二活塞段,第一活塞段的内径尺寸大于第二活塞段的内径尺寸,使得第一活塞段和第二活塞段之间形成第四肩部;第一活塞段与第二杆段靠近第三杆段一侧的端部密封连接,第二活塞段与第三杆段密封连接;第四肩部与第二肩部沿缸体5的轴线方向相抵接,第三肩部与活塞6的右端面齐平设置。
第一肩部在本发明未收到外部压力负载未作用于受力件1(即本发明处于复位状态时)抵接于左端盖,且第二杆段保证了左腔室一定会存在(即第二杆段保证了左端盖4和活塞6之间一定存在间隙),有效避免活塞6在弹簧组件3的弹力作用下撞击到左端盖4而出现碰撞,进而影响左端盖4和缸体5之间连接可靠性和密封性,从而保证了封闭空间的密封性能,避免阻尼介质9的泄露。第二肩部和第三肩部实现了活塞6于活塞杆2装配的定位和限位,同时第二肩部与第四肩部在活塞6向右运动时相互抵接,从而确保活塞6与活塞杆2同步运动,且由于第二肩部靠左设置,在活塞杆2和活塞6一起箱右运动时,活塞6受到推力主要由第二肩部推动第四肩部,而活塞6向左运动时,由于阻尼介质9通过单向阀8由左腔室自由流入右腔室,活塞6基本不受力,活塞杆2与活塞6此种配合保证了活塞杆2和活塞6连接的可靠性和牢固性,使得活塞6不易于因液压差而易于从活塞杆2上脱落或松懈,保证了活塞6和活塞杆2连接处的密封性能,同时台阶状配合延长了阻尼介质9的泄露路径,更是保证了活塞6和活塞杆2连接的密封性能,进而保证了左腔室和右腔室相互独立及密封性能。在实际应用中,活塞6与活塞杆2之间的连接可为强配安装或者螺接均可。
可选地,缸体5包括由左向右依次设置的左缸段、中缸段和右缸段;左缸段的内径尺寸大于中缸段的内径尺寸,使得左缸段和中缸段之间形成第一台阶面;右缸段的内径尺寸大于中缸段的内径尺寸,使得右缸段和中缸段之间形成第二台阶面;左端盖4包括由左向右依次设置的第一轴段和第二轴段,第一轴段的外径尺寸大于第二轴段的外径尺寸,使得第一轴段和第二轴段之间形成第三台阶面;右端盖7包括由左向右依次设置的第三轴段和第四轴段,第三轴段的外径尺寸小于第四轴段的外径尺寸,使得第三轴段和第四轴段之间形成第四台阶面;第一轴段与左缸段密封连接,第二轴段与中缸段密封连接,第一台阶面与第三台阶面沿缸体5的轴线方向相抵接;第三轴段与中缸段密封连接,第四轴段与右缸段密封连接,第四台阶面与第二台阶面沿缸体5的轴线方向相抵接。在实际应用中,左端盖4与缸体5可螺接或强压装配。优选地,活塞杆2靠近受力件1一侧设有密封圈,密封圈设于左端盖4靠近受力件1一侧的表面。
可选地,右缸段向右延展并突起于右端盖7,以遮挡活塞杆2的右端。从而确保活塞杆2在做往复运动时,活塞杆2的右端不会突起于右缸段的右端面,从而无需安装本发明的部件对应活塞杆2设置避让空间,避免本发明与该部件出现安装干涉问题。同时第一肩部抵接于左端盖4时,活塞杆2的右端不会进入到右腔室,从而保证了阻尼介质9不会泄露,保证本发明的正常运行。当然,在本发明的另一实施例中,活塞杆2的右端突起于右缸段的右端面,安装本发明的部件对应活塞杆2设有避让位,从而减少本发明沿左右方向的空间占用率,提高本发明安装的紧凑性,因此,本发明对应活塞杆2的右端是否设置用于遮挡其的遮挡缸段,具体可根据实际安装需求进行设置,但应均属于本发明的保护范围。
可选地,缸体5分别与左端盖4、活塞6、右端盖7之间设有密封圈;活塞杆2分别与左端盖4、活塞6、右端盖7之间设有密封圈。在实际应用中,缸体5与活塞6之间的密封圈优选安装于活塞6的外侧壁。缸体5与左端盖4之间的密封圈优选一部分位于缸体5,另一部分位于左端盖4。缸体5与右端盖7之间的密封圈优选一部分位于缸体5,另一部分位于右端盖7。活塞杆2与活塞6之间的密封圈优选一部分位于活塞杆2,另一部分位于活塞6。活塞杆2与左端盖4之间的密封圈优选设置于左端盖4。活塞杆2与右端盖7之间的密封圈优选设置于右端盖7。
可选地,受力件1和缸体5之间设有保护罩,保护罩罩设于活塞杆2、弹簧组件3的外侧。在实际应用中,保护罩的左端与受力件1连接,保护罩的右端与缸体5连接,保护罩可为软管或者塑料波纹管。
可选地,缸体5靠近右端盖7一侧的端部径向朝外延展有连接圆台12,弹簧组件3与连接圆台12连接;连接圆台12与缸体5的外侧壁之间设有加强板11。在实际应用至,加强板11可分设于弹簧组件3的两侧,加强板11可为三角形板或者梯形板等多边形板。
可选地,弹簧组件3包括弹簧31、导向柱32和导向筒33,导向柱32和导向筒33的延展方向均与缸体5的轴线方向平行;导向柱32与受力件1螺接,弹簧31远离缸体5一侧的端部套设于导向柱32的外侧;导向筒33设于缸体5,导向筒33围设于导向柱32的外侧,以实现导向柱32活动插设于导向筒33;弹簧31靠近缸体5一侧的端部容设于导向筒33。
可选地,受力件1包括由左向右依次设置的左圆台、中圆台和右圆台,左圆台的外径尺寸小于中圆台的外径尺寸,中圆台的外径尺寸小于右圆台的外径尺寸,用于与导向柱32螺接的螺纹孔设于中圆台,右圆台对应活塞杆2的左端设有装配孔,装配孔与活塞杆2过盈配合。当然,在本发明的另一实施例中,活塞杆2与装配孔螺接连接。弹簧31的左端优选与中圆台连接,弹簧31的内径尺寸大于螺纹孔的孔径尺寸;弹簧31的右端优选与缸体5连接。导向筒33周向均布于连接圆台12,在实际应用中,导向筒33可与连接圆台12一体成型或与连接圆台12焊接连接或通过连接组件连接。在实际应用中,弹簧31的右端可仅被导向柱32和导向筒33进行限位,弹簧31的左端则突起于导向筒33与受力件1或导向柱32连接。优选地,三对弹簧组件3沿缸体5的径向方向相对设置并周向均布于受力件1和缸体5之间,且该6个弹簧组件3周向均布于连接圆台12。
可选地,左圆台远离中圆台一侧的表面设有耐磨板13。耐磨板13设于受力件1和施压构件17之间。在实际应用中,施压构件17与受力件1接触连接,使得受力件1之间可以滑动,适应可滑移横桥向受压自复位阻尼器在除轴向上其他方向上位移变化。当施压构件17为浇筑物,如桥塔等,施压构件17靠近受力件1一侧预埋有预埋钢板15,预埋钢板15通过锚固组件16固定于施压构件17,锚固组件16包括预埋于施压构件17的锚棒161以及用于与锚棒161螺接的螺栓162,螺栓162与锚棒161螺接而实现将预埋钢板16固定于施压构件17;预埋钢板15远离施压构件17一侧的表面焊接或粘连有不锈钢板14,不锈钢板14与受力件1或耐磨板13之间接触连接。优选地,不锈钢板14与耐磨板13优选为镜面摩擦,镜面摩擦的摩擦系数小,使得不锈钢板14和耐磨板13之间可以自由滑动,适应可滑移横桥向受压自复位阻尼器在除轴向上其他方向上位移变化。值得说明的是,可滑移横桥向受压自复位阻尼器也可与施压构件17通过其他接触连接方式均可。当施压构件17为桥塔时,则可滑移横桥向受压自复位阻尼器远离受力件1一侧安装于桥梁上。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。