CN114737692A - 一种自复位缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自复位缓冲装置，包括：缸体组件、胶体介质及至少一个缓冲组件，缸体组件包括缸体和滑动杆，缸体的内部开设有至少一个空腔，滑动杆滑动密封连接于缸体，胶体介质密封填充并填满空腔，缓冲组件包括固定连接于滑动杆的固定部和活动部，固定部将空腔分隔成第一腔体和第二腔体，并开设有阻尼通道和回复通道，阻尼通道和回复通道分别与第一腔体和第二腔体均相连通，活动部沿滑动杆的轴向滑动连接于固定部，当活动部相对固定部在惯性的作用下沿缸体的一侧滑动时，阻尼通道开启且回复通道关闭，当活动部相对固定部在惯性的作用下沿缸体的另一侧滑动时，回复通道开启且阻尼通道关闭。本发明能解决无法缓冲高速冲击力并缓慢回复的问题。

Description

一种自复位缓冲装置

技术领域

本发明涉及阻尼缓冲技术领域，尤其涉及一种自复位缓冲装置。

背景技术

通常大型桥梁、高层建筑等需采用阻尼或缓冲装置进行减振耗能，同时为了保证结构更好的运行，往往要求结构缓慢回复至初始位置。

传统的减振耗能结构，一般具有弹簧、阻尼器、橡胶、缓冲器等实现缓冲的阻尼结构，例如申请号为：CN202021409509.9的中国发明专利，名称为：复合型自复位固液混合阻尼器，包括导杆、依次连接的主缸体、副缸体，所述导杆依次穿设主缸体、副缸体，所述主缸体内充有粘滞阻尼液和阻尼颗粒，主缸体内设置有活塞，活塞固定安装在导杆上，活塞周侧壁与主缸体内部紧密贴合，副缸体内于导杆外周圆周均布有若干U型形记忆合金，U型形记忆合金的两个分支端分别与副缸体、导杆连接固定，本阻尼器综合利用固体颗粒、粘性液体、记忆合金组成的混合消能减振阻尼装置，增大减振频带，增强耗能减振效果，提高耗能效率，记忆合金不仅可实现阻尼颗粒产生有效碰撞，同时能够让装置在震后达到自复位的功能，降低结构的残余变形。此结构中利用呈U形的形状记忆合金受压后具有自动复位的材料特性，以提供带动缓冲结构自复位的性能，且此类结构中，缓冲装置在受到猛烈冲击下，需要一定的缓冲行程来缓冲外部收到的冲击力，现有技术中形状记忆合金等弹性件的缓冲行程有限，无法缓冲高速冲击的外力。

因此，亟需一种自复位缓冲装置，能解决现有技术中因现有技术中形状记忆合金等弹性件的缓冲行程有限，从而导致无法缓冲高速冲击力并缓慢回复的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种自复位缓冲装置，解决现有技术中因现有技术中形状记忆合金等弹性件的缓冲行程有限，从而导致无法缓冲高速冲击力并缓慢回复的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种自复位缓冲装置，包括：

缸体组件，包括缸体和滑动杆，所述缸体的内部开设有至少一个空腔，所述滑动杆滑动密封连接于所述缸体；

胶体介质，所述胶体介质密封填充于所述空腔，并填满所述空腔；

至少一个缓冲组件，包括固定部和活动部，所述固定部固定连接于所述滑动杆，所述固定部将所述空腔分隔成第一腔体和第二腔体，固定部开设有阻尼通道和回复通道，所述阻尼通道和所述回复通道分别与所述第一腔体和第二腔体均相连通，所述活动部沿所述滑动杆的轴向滑动连接于所述固定部，当所述活动部相对所述固定部在惯性的作用下沿所述缸体的一侧滑动时，所述阻尼通道开启且所述回复通道关闭，当所述活动部相对所述固定部在惯性的作用下沿所述缸体的另一侧滑动时，所述回复通道开启且所述阻尼通道关闭。

进一步的，所述固定部包括第一固定块和第二固定块，所述第一固定块固定套设于所述滑动杆，所述第一固定块呈阶梯状，并具有大径段和小径段，所述第二固定块固定套设于所述滑动杆，并连接于所述第一固定块的小径段，所述第一固定块的小径段与所述空腔的周向内壁之间合围形成个连通间隙，所述连通间隙与所述第一腔体和所述第二腔体均相连通。

进一步的，所述第一固定块的大径段沿所述滑动杆的轴向开设有至少一个第一通孔，所述第一通孔沿所述第一固定块的周向均匀设置，所述第一通孔与所述连通间隙共同形成阻尼通道，所述第二固定块沿所述滑动杆的轴向开设有至少一个第二通孔，所述第二通孔沿所述第二固定块的周向均匀设置，所述第二通孔与所述连通间隙共同形成回复通道。

进一步的，所述活动部包括滑动块，所述滑动块滑动套设于所述第一固定块的小径段，用于封堵所述连通间隙，所述滑动块还开设有第三通孔，当所述滑动块相对所述滑动杆在惯性的作用下沿所述缸体的一侧滑动时，所述滑动块与所述第一固定块的大径段相抵接，且第一通孔与所述第三通孔相连通，所述阻尼通道开启且所述回复通道关闭，当所述滑动块相对所述滑动杆在惯性的作用下沿所述缸体的另一侧滑动时，所述滑动块与所述第二固定块相抵接，且第二通孔与所述第三通孔相连通，所述回复通道开启且阻尼通道关闭。

进一步的，所述第二通孔的直径大于所述第一通孔的直径，且所述第三通孔的直径大于所述第二通孔的直径。

进一步的，所述缓冲组件还包括挤压部，所述挤压部固定套设于所述滑动杆，并活动抵接于所述胶体介质，用于挤压所述胶体介质，以使得受挤压后的胶体介质产生驱动所述挤压部和滑动杆滑动后复位的缓冲力，所述第一固定块和所述第二固定块均固定套设于所述挤压部。

进一步的，所述缸体组件还包括至少一个隔板，所述隔板固定内置于所述缸体的内部，并将所述缸体的内部分隔为至少两个大小相等的空腔，所述滑动杆滑动密封连接于所述隔板。

进一步的，所述挤压部包括至少一个挤压块，所述挤压块与所述空腔一一对应设置，所述挤压块呈阶梯状，相邻的两个所述挤压块可沿所述隔板呈对称设置或非对称设置，并固定套设于所述滑动杆。

进一步的，所述缓冲组件与所述空腔一一对应设置，且相邻的两个所述缓冲组件可沿所述隔板呈对称设置或非对称设置，并连接于所述挤压块。

进一步的，所述缸体的两端开口，所述缸体组件还包括两个端盖，两个所述端盖分别密封连接于所述缸体的两端，所述滑动杆滑动密封连接于所述端盖，且所述滑动杆的两端均外置于所述缸体。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：缓冲组件可以随滑动杆在外力作用下沿缸体的轴向在空腔内滑动，且当活动部相对固定部在惯性的作用下沿缸体的一侧滑动时，阻尼通道开启且回复通道关闭，此时第一腔体内的胶体介质经阻尼通道流入第二腔体，当活动部相对固定部在惯性的作用下沿缸体的另一侧滑动时，回复通道开启且阻尼通道关闭，此时第二腔体内的胶体介质经回复通道流入第一腔体，这样胶体介质在受到外力作用下，通过阻尼通道和回复通道在空腔内运动，可以增加缓冲组件接受外力压缩胶体介质的缓冲行程，从而提高缓冲装置的缓冲能力，能用于解决现有技术中因现有技术中形状记忆合金等弹性件的缓冲行程有限，从而导致无法缓冲高速冲击力并缓慢回复的问题。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的一种自复位缓冲装置的剖视结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大示意图；

图3是本发明实施例所提供的滑动杆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

请参阅图1至图3，本发明提供了一种自复位缓冲装置，包括：缸体组件1、胶体介质2及至少一个缓冲组件3，缸体组件1包括缸体11和滑动杆12，缸体11的内部开设有至少一个空腔，滑动杆12滑动密封连接于缸体11，胶体介质2密封填充于空腔，并填满空腔，缓冲组件3包括固定部31和活动部32，固定部31固定连接于滑动杆12，固定部31将空腔分隔成第一腔体和第二腔体，固定部31开设有阻尼通道4和回复通道5，阻尼通道4和回复通道5分别与第一腔体和第二腔体均相连通，活动部32沿滑动杆12的轴向滑动连接于固定部31，并位于固定部31的中部，当活动部32相对固定部31在惯性的作用下沿缸体11的一侧滑动时，阻尼通道4开启且回复通道5关闭，当活动部32相对固定部31在惯性的作用下沿缸体11的另一侧滑动时，回复通道5开启且阻尼通道4关闭。

可以理解，缓冲组件3可以随滑动杆12在外力作用下沿缸体11的轴向在空腔内滑动，且当活动部32相对固定部31在惯性的作用下沿缸体11的一侧滑动时，阻尼通道4开启且回复通道5关闭，此时第一腔体内的胶体介质2经阻尼通道4流入第二腔体，当活动部32相对固定部31在惯性的作用下沿缸体11的另一侧滑动时，回复通道5开启且阻尼通道4关闭，此时第二腔体内的胶体介质2经回复通道5流入第一腔体，这样胶体介质2在受到外力作用下，通过阻尼通道4和回复通道5在空腔内运动，可以增加缓冲组件3接受外力压缩胶体介质2的缓冲行程，从而提高缓冲装置的缓冲能力。

进一步地，在初始状态下，缸体11的内部设置有初始压力，使得缓冲组件3两侧受到第一腔体和第二腔体内胶体介质2的作用力相同，而保持不动，当缓冲组件3接受外力完成缓冲后，受胶体介质2的特性和初始压力的共同作用，使得本装置具有自动回复至初始状态的能力。

更进一步地，当受到外力作用下滑动杆12沿缸体11的另一侧运动，同时活动部32相对固定部31在惯性的作用下沿缸体11的一侧滑动，此时阻尼通道4开启，回复通道5关闭，缓冲装置对外力进行缓冲，当完成缓冲后，在回复力的作用下，驱动滑动杆12沿缸体11的一侧运动，同时活动部32相对固定部31在惯性的作用下沿缸体11的另一侧滑动，此时回复通道5开启，阻尼通道4关闭，缓冲装置可以进行自动复位，同理，当另一侧受到外力作用时，由于缸体11有多个空腔，一个空腔固定部31与另一个空腔固定部31可以对称设置，这样，不论哪一侧受到外力作用，本装置均可实现对外力的先缓冲后自动复位。

进一步地，本发明中的胶体介质2是一种可压缩高粘度介质，分子量在30万～120万，耐腐蚀，耐高温，性能稳定，容易密封，不易泄露，粘度可达1000～2000万厘斯，可产生极强的粘稠摩擦力，有效转换吸收外力所产生的的巨大能量。胶体介质2注入空腔并预压，胶体介质2收缩率可达15％，阻尼缓冲装置能产生大的位移和大的回复力，动势能转化能力优良，此处胶体介质2为本领域技术人员所公知的常规设置，此处不作过多的阐述。

如图1、2所示，固定部31包括第一固定块311和第二固定块312，第一固定块311固定套设于滑动杆12，第一固定块311呈阶梯状，并具有大径段和小径段，第二固定块312固定套设于滑动杆12，并连接于第一固定块311的小径段，第一固定块311的小径段与空腔的周向内壁之间合围形成个连通间隙313，连通间隙313与第一腔体和第二腔体均相连通。

可以理解，呈阶梯状的第一固定块311与第二固定块312相抵接，并经紧固件连接形成固定部31，第一固定块311和第二固定块312与缸体11的周向内壁之间形成有连通间隙313，胶体介质2可经连通间隙313在第一腔体和第二腔体之间流动，同时通过阶梯状的第一固定块311，形成用于容纳活动部32滑动的容纳空间。

如图2所示，第一固定块311的大径段沿滑动杆12的轴向开设有至少一个第一通孔3111，第二固定块312沿滑动杆12的轴向开设有至少一个第二通孔3121。

可以理解，第一通孔3111沿第一固定块311的周向均匀设置，用于配合连通间隙313共同形成阻尼通道4，第二通孔3121沿第二固定块312的周向均匀设置，用于配合连通间隙313共同形成回复通道5。

进一步地，作为其中一种实施方式，固定部31还可以包括第一固定块311，第一固定块311的周向外壁开设有凹槽，活动部32滑动连接于凹槽，且第一通孔3111和第二通孔3121分别开设于凹槽的两侧，并与凹槽相连通，此处不作过多阐述。

如图2所示，活动部32包括滑动块321，滑动块321滑动套设于第一固定块311的小径段，用于封堵连通间隙313，滑动块321还开设有第三通孔3211，当滑动杆12在外力作用下沿缸体11的另一侧滑动时，滑动块321在惯性作用下与第一固定块311的大径段相抵接，且第一通孔3111与第三通孔3211相连通，阻尼通道4开启且回复通道5关闭，当滑动杆12在回复力作用下沿缸体11的一侧滑动时，滑动块321在惯性作用下与第二固定块312相抵接，且第二通孔3121与第三通孔3211相连通，回复通道5开启且阻尼通道4关闭。

可以理解，滑动块321在第一固定块311的小径段滑动，以使得第三通孔3211分别与第一通孔3111和第二通孔3121相连通，当滑动块321抵接于第一固定块311的大径段时，第三通孔3211与第一通孔3111相连通，此时阻尼通道4开启回复通道5关闭，胶体介质2只能从第一腔体，依次流经连通间隙313和第三通孔3211，最后从第一通孔3111流入第二腔体。

进一步地，当滑动块321抵接于第二固定块312时，第三通孔3211与第二通孔3121相连通，此时回复通道5开启阻尼通道4关闭，胶体介质2只能从第二腔体，依次流经连通间隙313和第三通孔3211，最后从第二通孔3121流入第一腔体。

其中，作为一种实施方式，第二通孔3121的直径大于第一通孔3111的直径，且第三通孔3211的直径大于第二通孔3121的直径。

可以理解，阻尼通道4的过流面积小于回复通道5的过流面积，当滑动杆12受外力作用时，使得滑动块321在惯性的作用下先抵接于第一固定块311时，胶体介质2经阻尼通道4，缓慢地由第一腔体运动至第二腔体，并在完成缓冲后，经回复通道5快速地由第二腔体运动至第一腔体，此时缓冲装置可以是实现缓慢缓冲后快速复位。

进一步地，当滑动杆12受外力作用时，使得滑动块321在惯性的作用下抵接于第二固定块312时，胶体介质2经回复通道5，快速地由第二腔体运动至第一腔体，并在完成缓冲后，经阻尼通道4缓慢地由第一腔体运动至第二腔体，此时缓冲装置可以是实现快速缓冲后缓慢复位。

如图1、图3所示，缓冲组件3还包括挤压部33，挤压部33固定套设于滑动杆12，并活动抵接于胶体介质2，用于挤压胶体介质2，以使得受挤压后的胶体介质2产生驱动挤压部33和滑动杆12滑动后复位的缓冲力，第一固定块311和第二固定块312均固定套设于挤压部33。

可以理解，挤压部33固定连接于滑动杆12，挤压部33随着滑动杆12的滑动，改变第一腔体或第二腔体的体积，从而配合胶体介质2产生提供驱动滑动杆12滑动后复位的回复力。

其中作为一种实施方式，如图1、图3所示，挤压部33包括至少一个挤压块331，挤压块331与空腔一一对应设置，挤压块331呈阶梯状，相邻的两个挤压块331可沿隔板13呈对称设置或非对称设置，并固定套设于滑动杆12。

可以理解，呈阶梯转的挤压块331可沿隔板13对称设置或非对称设置，当滑动杆12带动挤压块331沿缸体11的轴线滑动，使得第一腔体和第二腔体的体积发生改变，从而对胶体介质2产生压缩或抽吸作用，在两侧空腔的协同作用下，均可驱动滑动杆12的复位，此处为本领域技术人员所公知的常规设置，不作过多阐述。

如图1所示，缸体组件1还包括至少一个隔板13和两个端盖14。

其中，隔板13固定内置于缸体11的内部，并将缸体11的内部分隔为至少两个大小相等的空腔，滑动杆12滑动密封连接于隔板13。

可以理解，缓冲装置可以由至少一个空腔组成，从而形成较一个空腔更好的缓冲效果。

其中，如图1所示，缓冲组件3与空腔一一对应设置，且相邻的两个缓冲组件3可沿隔板13呈对称设置或非对称设置，并固定连接于挤压块331。

可以理解，相邻地缓冲组件3沿隔板13对称或非对称设置，均能实现本缓冲装置对外力的缓冲和缓冲后的自动回复。

如图1所示，缸体11的两端开口，两个端盖14分别密封连接于缸体11的两端，滑动杆12滑动密封连接于端盖14，且滑动杆12的两端均外置于缸体11。

可以理解，端盖14密封连接于缸体11的两侧，用于将胶体介质2密封填充于缸体11的内部，配合实现滑动杆12的滑动密封配合连接，同时端盖14和缸体11可拆卸的结构，用于方便本装置的拆卸和安装。

进一步地，为了配合实现滑动杆12的滑动密封连接，端盖14上还密封连接有环形密封圈和用于对滑动杆12的滑动起导向作用的导向带，此处环形密封圈和导向带均为本领域技术人员所公知的常规设置，此处不作过多的阐述。

本发明的具体工作流程，缓冲组件3可以随滑动杆12在外力作用下沿缸体11的轴向在空腔内滑动，且当活动部32相对固定部31在惯性的作用下沿缸体11的一侧滑动时，阻尼通道4开启且回复通道5关闭，此时第一腔体内的胶体介质2经阻尼通道4流入第二腔体，当活动部32相对固定部31在惯性的作用下沿缸体11的另一侧滑动时，回复通道5开启且阻尼通道4关闭，此时第二腔体内的胶体介质2经回复通道5流入第一腔体，这样胶体介质2在受到外力作用下，通过阻尼通道4和回复通道5在空腔内运动，可以增加缓冲组件3接受外力压缩胶体介质2的缓冲行程，从而提高缓冲装置的缓冲能力。

使用者在使用时，不论滑动杆12的两端中任何一端受到外力作用，而发生滑动时，另一端的滑动杆12所在空腔内的体积逐渐减小，并压缩胶体介质2以获得回复力，同时滑动块321受惯性的影响，可分别与第一固定块311的大径段或第二固定块312相抵接，使得第一通孔3111或第二通孔3121和第三通孔3211相连通，有利于胶体介质2的流动，以提供用于缓冲的缓冲力和增大缓冲的行程，以此结构实现缓冲装置的快速缓冲或缓慢缓冲，从而适用于不同的使用情景。

进一步地，当外力的作用消失后，在初始压力和胶体介质2的特性驱动下，滑动杆12运动并复位，同时滑动块321受惯性的影响，与第一固定块311的大径段或第二固定块312分离，并与第二固定块312或第一固定块311的大径段相抵接，使得第二通孔3121或第一通孔3111和第三通孔3211相连通，有利于胶体介质2的流动，从而实现缓冲装置的自动复位，以此结构能实现缓冲装置的快速复位或缓慢复位。

进一步地，通过改变挤压部33和缓冲组件3的设置方向，可以通过本装置实现缓冲装置的快速缓冲后缓慢复位功能或者缓慢缓冲后快速复位的功能，具体的，本发明中挤压块和缓冲组件均沿隔板对称设置。

这样的结构，通过胶体介质2吸收外力并转化为在空腔内的运动替代用形状记忆合金等弹性结构产生的回复力，能解决现有技术中因形状记忆合金的材料特征在高温条件下会失去回复力，从而导致具有记忆合金的缓冲结构的适用条件受限的问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自复位缓冲装置，其特征在于，包括：

缸体组件，包括缸体和滑动杆，所述缸体的内部开设有至少一个空腔，所述滑动杆滑动密封连接于所述缸体；

胶体介质，所述胶体介质密封填充于所述空腔，并填满所述空腔；

至少一个缓冲组件，包括固定部和活动部，所述固定部固定连接于所述滑动杆，所述固定部将所述空腔分隔成第一腔体和第二腔体，固定部开设有阻尼通道和回复通道，所述阻尼通道和所述回复通道分别与所述第一腔体和第二腔体均相连通，所述活动部沿所述滑动杆的轴向滑动连接于所述固定部，当所述活动部相对所述固定部在惯性的作用下沿所述缸体的一侧滑动时，所述阻尼通道开启且所述回复通道关闭，当所述活动部相对所述固定部在惯性的作用下沿所述缸体的另一侧滑动时，所述回复通道开启且所述阻尼通道关闭。

2.根据权利要求1所述的自复位缓冲装置，其特征在于，所述固定部包括第一固定块和第二固定块，所述第一固定块固定套设于所述滑动杆，所述第一固定块呈阶梯状，并具有大径段和小径段，所述第二固定块固定套设于所述滑动杆，并连接于所述第一固定块的小径段，所述第一固定块的小径段与所述空腔的周向内壁之间合围形成个连通间隙，所述连通间隙与所述第一腔体和所述第二腔体均相连通。

3.根据权利要求2所述的自复位缓冲装置，其特征在于，所述第一固定块的大径段沿所述滑动杆的轴向开设有至少一个第一通孔，所述第一通孔沿所述第一固定块的周向均匀设置，所述第一通孔与所述连通间隙共同形成阻尼通道，所述第二固定块沿所述滑动杆的轴向开设有至少一个第二通孔，所述第二通孔沿所述第二固定块的周向均匀设置，所述第二通孔与所述连通间隙共同形成回复通道。

4.根据权利要求3所述的自复位缓冲装置，其特征在于，所述活动部包括滑动块，所述滑动块滑动套设于所述第一固定块的小径段，用于封堵所述连通间隙，所述滑动块还开设有第三通孔，当所述滑动块相对所述滑动杆在惯性的作用下沿所述缸体的一侧滑动时，所述滑动块与所述第一固定块的大径段相抵接，且第一通孔与所述第三通孔相连通，所述阻尼通道开启且所述回复通道关闭，当所述滑动块相对所述滑动杆在惯性的作用下沿所述缸体的另一侧滑动时，所述滑动块与所述第二固定块相抵接，且第二通孔与所述第三通孔相连通，所述回复通道开启且阻尼通道关闭。

5.根据权利要求4所述的自复位缓冲装置，其特征在于，所述第二通孔的直径大于所述第一通孔的直径，且所述第三通孔的直径大于所述第二通孔的直径。

6.根据权利要求4所述的自复位缓冲装置，其特征在于，所述缓冲组件还包括挤压部，所述挤压部固定套设于所述滑动杆，并活动抵接于所述胶体介质，用于挤压所述胶体介质，以使得受挤压后的胶体介质产生驱动所述挤压部和滑动杆滑动后复位的缓冲力，所述第一固定块和所述第二固定块均固定套设于所述挤压部。

7.根据权利要求6所述的自复位缓冲装置，其特征在于，所述缸体组件还包括至少一个隔板，所述隔板固定内置于所述缸体的内部，并将所述缸体的内部分隔为至少两个大小相等的空腔，所述滑动杆滑动密封连接于所述隔板。

8.根据权利要求7所述的自复位缓冲装置，其特征在于，所述挤压部包括至少一个挤压块，所述挤压块与所述空腔一一对应设置，所述挤压块呈阶梯状，相邻的两个所述挤压块可沿所述隔板呈对称设置或非对称设置，并固定套设于所述滑动杆。

9.根据权利要求8所述的自复位缓冲装置，其特征在于，所述缓冲组件与所述空腔一一对应设置，且相邻的两个所述缓冲组件可沿所述隔板呈对称设置或非对称设置，并连接于所述挤压块。

10.根据权利要求1所述的自复位缓冲装置，其特征在于，所述缸体的两端开口，所述缸体组件还包括两个端盖，两个所述端盖分别密封连接于所述缸体的两端，所述滑动杆滑动密封连接于所述端盖，且所述滑动杆的两端均外置于所述缸体。

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