CN113550998A - 基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阻尼器技术领域，具体涉及一种基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器，包括特斯拉阀门，液体阻尼器中的液体流过所述特斯拉阀门。本发明基于液体在特斯拉阀构造中逆向流动具有高阻尼的特点，将其应用在液体阻尼器中，解决常规阻尼器的缺点。本发明可以极大增加液体震荡过程的阻尼，从而增加耗能效率。

Description

基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器
技术领域
本发明涉及阻尼器技术领域，特别是一种基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器。
背景技术
液体阻尼分为调谐和不调谐两种：调谐液体阻尼器(TLD)是吸能减振技术的一种，可以改变结构固有动力特性，是利用固定水箱中的液体在晃动过程中产生的动侧力来提供减振作用，包括带格栅TLD、液柱式调谐液体阻尼器(TLCD)，以及磁流变式TLCD等；不调谐的液体阻尼器是耗能减振技术的一种，不能改变结构动力特性，是通过阻尼器内液体流动(孔隙耗能、绕流耗能、粘滞摩擦耗能)消耗能量来实现减振，包括粘滞阻尼器、磁流变阻尼器等。
不论是调谐液体阻尼器(TLD)，还是不调谐的液体阻尼器，增大液体流动过程中的阻尼比是实现耗能的核心内容。
现有的增大阻尼的方案有：TLD在水箱中增加格栅、挡板、柱子等障碍物提高能量耗散，但往往效率太低。常规液体阻尼器则是让高粘滞液体通过节流孔的孔隙耗能，内摩擦力大，不仅妨碍阻尼器的正常启动，还会对阻尼器的密封装置造成磨损。且为了使粘滞阻尼器在任意强度的外界震动下都具备稳定的工作能力和优秀的减震耗能能力，部分孔隙式粘滞阻尼器安装有压差调节阀，但是压差调节阀在长期使用下容易损坏。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器，基于液体在特斯拉阀构造中逆向流动具有高阻尼的特点，将其应用在液体阻尼器中，可以极大增加液体震荡过程的阻尼，从而增加耗能效率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器，包括特斯拉阀门，液体阻尼器中的液体流过所述特斯拉阀门。
特斯拉阀是一种固定几何形状的被动单向导通阀，因其具有固定的几何外形，以此来弥补传统阀门因需要可移动部件而容易损坏的缺点，其可代替可动阀。由于流体具有惯性，在不同方向通过阀门时，流阻不同，从而实现单向流通，将这一组合通道称为“特斯拉阀门”。
本发明基于液体在特斯拉阀构造中逆向流动具有高阻尼的特点，将其应用在液体阻尼器中，解决常规阻尼器的缺点。本发明可以极大增加液体震荡过程的阻尼，从而增加耗能效率。
本发明所述的技术方案，适用于多种类型的液体阻尼器，例如：TLD、粘滞阻尼器、滚轴丝杠液体阻尼器等。
作为本发明的优选方案，每个所述特斯拉阀门构造为对称结构。从而具备双向阻尼特点，进而进一步提高液体震荡过程的阻尼，增加耗能效率。而对于仅单向需要高阻尼的情况，所述特斯拉阀门无需构造为对称结构，即能很好的提供单向阻尼，进而抑制单向振动。
作为本发明的优选方案，每个所述特斯拉阀门构造为轴对称结构或中心对称结构。
作为本发明的优选方案，所述液体阻尼器包括至少两个所述特斯拉阀门，进而进一步提高液体震荡过程的阻尼，增加耗能效率。
作为本发明的优选方案，所述特斯拉阀门具有不同组数的分流管。可以实现在不同压差条件下流体的通过性不同，进而实现无移动部件的压差调节，增加阻尼器的使用寿命。
作为本发明的优选方案，所述特斯拉阀门设置于所述液体阻尼器的水箱内，适用于常规的箱型的液体阻尼器。
作为本发明的优选方案，所述液体阻尼器的节流孔构造为所述特斯拉阀门，从而增加阻尼和耗能效率，适用于粘滞阻尼器。
作为本发明的优选方案，所述液体阻尼器的缸体内壁构成所述特斯拉阀门，增大液体转动过程中的阻尼力，适用于滚轴丝杠液体阻尼器。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明基于液体在特斯拉阀构造中逆向流动具有高阻尼的特点，将其应用在液体阻尼器中。本发明可以极大增加液体震荡过程的阻尼，从而增加耗能效率。本发明适用于各种类型的液体阻尼器，例如：TLD、粘滞阻尼器、滚轴丝杠液体阻尼器等。
2、本发明的所述特斯拉阀门构造为对称结构，从而具备双向阻尼特点，进而进一步提高液体震荡过程的阻尼，增加耗能效率。而对于仅单向需要高阻尼的情况，所述特斯拉阀门无需构造为对称结构，即能很好的提供单向阻尼，进而抑制单向振动。
3、本发明的所述特斯拉阀门具有不同组数的分流管，可以实现在不同压差条件下流体的通过性不同，进而实现无移动部件的压差调节，增加阻尼器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例1所述的基于特斯拉阀构造的TLD的立面图。
图2是本发明实施例1所述的基于特斯拉阀构造的TLD的平面图。
图3是本发明实施例1所述的特斯拉阀门的平面示意图一。
图4是本发明实施例1所述的特斯拉阀门的平面示意图二。
图5是本发明实施例2所述的基于特斯拉阀构造的粘滞阻尼器的剖面图。
图6是本发明实施例2所述的特斯拉阀阻尼孔的剖面图。
图7是本发明实施例3所述的基于特斯拉阀构造的滚轴丝杠液体阻尼器的剖面图。
图标：1-水箱，2-调频液体，3-特斯拉阀门，31-上分流管，32-主流管，33-下分流管，4-缸体，5-活塞，6-导杆，7-阻尼介质，8-丝杠螺杆，9-旋转叶片。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
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。
实施例1
如图1-图2所示，基于液体在特斯拉阀构造中逆向流动具有高阻尼的特点，将其应用在TLD中，具体的，基于特斯拉阀构造的TLD，在水箱1的中部设置多个特斯拉阀门3，形成特斯拉阀通道，所述水箱1中的调频液体2流经所述特斯拉阀通道，从而可以极大增加液体震荡过程的阻尼，增加耗能效率。
如图3所示，特斯拉阀门3通常包括主流管32，在主流管32的上下两侧分别布置上分流管31和下分流管33。常规的特斯拉阀门3为单向阻尼结构，如图3所示，可适用于TLD。
优选的，如图4所述，本实施例将特斯拉阀门3设计为轴对称结构，进而具备双向阻尼，进一步提高液体震荡过程的阻尼，增加耗能效率。
实施例2
如图5-图6所示，基于液体在特斯拉阀构造中逆向流动具有高阻尼的特点，将其应用在粘滞阻尼器中，具体的，基于特斯拉阀构造的粘滞阻尼器，缸体4中设置有活塞5，所述活塞5的两端连接有导杆6。通常所述活塞5上设有节流孔，本实施例对所述节流孔进行了改进，将其设计成特斯拉阀门3，进而形成特斯拉阀阻尼孔，所述缸体4中的阻尼介质7(例如硅油、磁流变液等)流经所述特斯拉阀阻尼孔，从而可以极大增加液体震荡过程的阻尼，增加耗能效率。
优选的，在所述活塞5内设有多个所述特斯拉阀阻尼孔，且将特斯拉阀门3设计为轴对称结构，进而具备双向阻尼，进一步提高液体震荡过程的阻尼，增加耗能效率。
优选的，本实施例中的特斯拉阀门3取消了主流管32，亦可适用于粘滞阻尼器。
优选的，本实施例中的特斯拉阀门3还具有不同组数的分流管，例如，图6中的第一个特斯拉阀门3具有4组分流管(每组分流管包括上分流管31和下分流管33)，呈左右对称设置；而第二个特斯拉阀门3具有8组分流管(每组分流管包括上分流管31和下分流管33)，呈左右对称设置。如此，通过组合不同组数的分流管的特斯拉阀构造，可以实现在不同压差条件下流体的通过性不同，进而实现无移动部件的压差调节，增加阻尼器的使用寿命。
实施例3
如图7所示，基于液体在特斯拉阀构造中逆向流动具有高阻尼的特点，将其应用在滚轴丝杠液体阻尼器中，具体的，基于特斯拉阀构造的滚轴丝杠液体阻尼器，包括缸体4，在所述缸体4内设有丝杠螺杆8和旋转叶片9。
本实施例将所述缸体4的内侧壁设计成特斯拉阀门3，进而所述缸体4中的阻尼介质7(例如硅油、磁流变液等)流经所述特斯拉阀门3，增大液体转动过程中的阻尼力。
优选的，本实施例中的特斯拉阀门3构造成中心对称结构，进而实现双向阻尼，进一步提高液体震荡过程的阻尼，增加耗能效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (8)

1.一种基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器，其特征在于，包括特斯拉阀门，液体阻尼器中的液体流过所述特斯拉阀门。
2.根据权利要求1所述的基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器，其特征在于，每个所述特斯拉阀门构造为对称结构。
3.根据权利要求2所述的基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器，其特征在于，每个所述特斯拉阀门构造为轴对称结构或中心对称结构。
4.根据权利要求1所述的基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器，其特征在于，包括至少两个所述特斯拉阀门。
5.根据权利要求4所述的基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器，其特征在于，所述特斯拉阀门具有不同组数的分流管。
6.根据权利要求1-5任一所述的基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器，其特征在于，所述特斯拉阀门设置于所述液体阻尼器的水箱内。
7.根据权利要求1-5任一所述的基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器，其特征在于，所述液体阻尼器的节流孔构造为所述特斯拉阀门。
8.根据权利要求1-5任一所述的基于特斯拉阀构造耗能的液体阻尼器，其特征在于，所述液体阻尼器的缸体内壁构成所述特斯拉阀门。
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