CN114922931B - 一种阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器，包括缸体、前端盖、副缸、前导向套、后导向套、活塞和活塞杆；活塞杆依次穿过前端盖、前导向套、后导向套，端部连接至副缸，形成一个充满阻尼介质的密闭空间；活塞设于缸体内部且沿着活塞杆延伸方向往复运动；活塞与缸体之间设有间隙或无间隙设置；活塞向左侧移动时，缸体左侧的阻尼介质通过间隙或控制阀流向右侧产生阻尼力，反之亦然。活塞上设有控制阀；本发明通过合理选择控制阀，可以实现实际工程使用中需要的不同速度下，阻尼系数和阻尼指数不同、超过额定压力后粘滞阻尼器可实现泄压、超过设定压力后，阻尼器锁定等功能，大大提高了粘滞阻尼器的减震效果和适用范围。

Description

一种阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器
技术领域
本发明涉及建筑减震领域，尤其是一种阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器。
背景技术
粘滞阻尼器刚开始主要出现在军工、机械等领域的减震系统中，后来由于其在耗能减振方面的优良性能，逐渐被引入到土木工程领域，并迅速得到了该领域工程设计人员的认可而广泛应用，用于减少地震、大风等激励所带来结构破坏。
粘滞阻尼器是一种速度相关型阻尼器，主要包含阻尼系数、阻尼指数、最大出力等几个技术指标。
现有的粘滞阻尼器的阻尼系数和阻尼指数都为固定数值，且只有单一的耗能功能，而实际工程的工况复杂，需要针对不同工况设定不同的技术指标，或实现特定的功能。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器，在活塞上设置控制阀，根据不同需求选择控制阀的种类，以达到复杂工况的目标控制。
技术方案：为达到上述目的，本发明可采用如下技术方案：
一种阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器，包括缸体组件和活塞组件；
所述缸体组件包括缸体、前端盖、副缸、前导向套以及后导向套；所述前导向套、后导向套密封于缸体内部且分设两端；所述前端盖和副缸分别设置在前导向套和后导向套的外端，对两个导向套进行固定；
所述活塞组件包括活塞和活塞杆；所述活塞杆依次穿过前端盖、前导向套、后导向套，端部连接至副缸；所有接触部位密封连接；所述活塞杆与缸体、前导向套以及后导向套形成一个密闭空间，所述密闭空间中充满阻尼介质；所述活塞设置于缸体内部并与活塞杆连接；所述活塞沿着活塞杆延伸方向往复运动；
所述活塞上设有控制阀；所述控制阀在活塞对称布置，类型和数量根据不同的控制目标变化；所述活塞与所述缸体之间设有间隙或无间隙设置；当活塞向左侧移动时，缸体左侧的阻尼介质通过间隙或控制阀流向右侧产生阻尼力，反之亦然。
更进一步的，所述前导向套、后导向套通过静密封件密封于缸体内部。
更进一步的，所述活塞杆与前端盖、前导向套、后导向套以及副缸的基础部均通过动密封件密封连接。
更进一步的，所述活塞杆远离缸体的一端设有前耳环。
更进一步的，所述副缸远离缸体的一端设有后耳环。
更进一步的，所述活塞与缸体之间设有间隙，活塞上设置的控制阀为压力阀，压力阀具有一定的启动压力。
更进一步的，所述活塞与缸体之间设有间隙，活塞上设置的控制阀为截止阀，当压力超过设定压力时，截止阀关闭。
更进一步的，所述活塞与缸体之间设有间隙，活塞上设置的控制阀为溢流阀，溢流阀在设定压力时保持恒定状态。
更进一步的，所述活塞与缸体之间无间隙，活塞上设置的控制阀为单向阀，单向阀设有开启压力。
更进一步的，所述活塞与缸体之间无间隙，活塞上设置的控制阀为截止阀，截止阀设有关闭压力。
有益效果：本发明具有以下优点：
1)本发明在粘纸阻尼器上的活塞设置控制阀，通过设置不同类型、数量和参数的控制阀实现粘滞阻尼器所需的控制目的。
2)通过合理选择控制阀，可以实现实际工程使用中需要的不同速度下，阻尼系数和阻尼指数不同、超过额定压力后粘滞阻尼器可实现泄压、超过设定压力后，阻尼器锁定等功能，大大提高了粘滞阻尼器的减震效果和适用范围。
附图说明
图1是本发明实施例1阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
请参阅图1所示，本发明公开了一种阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器，包括缸体组件和活塞组件；
所述缸体组件包括缸体11、前端盖12、副缸13、前导向套14以及后导向套15；所述前导向套14、后导向套15通过静密封件16密封于缸体11内部且分设两端；所述前端盖12和副缸13分别设置在前导向套14和后导向套15的外端，对两个导向套进行固定；
所述活塞组件包括活塞21和活塞杆22；所述活塞杆22依次穿过前端盖12、前导向套14、后导向套15，端部连接至副缸13；所有接触部位通过动密封件23密封连接；所述活塞杆22与缸体11、前导向套14以及后导向套15形成一个密闭空间，所述密闭空间中充满阻尼介质3；所述活塞21设置于缸体11内部并与活塞杆22连接；所述活塞21沿着活塞杆延伸22方向往复运动；所述活塞杆22远离缸体11的一端设有前耳环24；所述副缸13远离缸体11的一端设有后耳环17。
所述活塞21上设有控制阀211；所述控制阀211在活塞21对称布置。所述活塞21与缸体11之间设有间隙，活塞21上设置的控制阀211为压力阀，压力阀具有一定的启动压力。第一阶段，当粘滞阻尼器内部压力小于压力阀的设定压力时，阻尼介质3通过活塞21与缸体11之间间隙流通，此时粘滞阻尼器的阻尼系数和阻尼指数只取决于活塞21与缸体11之间的间隙。第二阶段，当粘滞阻尼器内部压力达到设定值，此时压力阀开启，阻尼介质3还可以通过压力阀在缸体11左右两腔之间流通，此时粘滞阻尼器的阻尼系数和阻尼指数同时取决于活塞21与缸体11之间间隙和压力阀上阻尼孔大小。这种工作示例下，由于第二阶段多了压力阀的流通，第二阶段粘滞阻尼器的出力变化要小于第一阶段。
实施例2：
其他实施方式与实施例1相同，不同之处在于，所述活塞21与缸体11之间设有间隙，活塞21上设置的控制阀211为截止阀，当压力超过设定压力时，截止阀关闭。第一阶段，当粘滞阻尼器内部压力小于截止阀的设定压力时，阻尼介质3可以同时通过活塞21与缸体11之间间隙和截止阀上的阻尼通道。第二阶段，当粘滞阻尼器内部压力达到设定值，截止阀关闭，此时粘滞阻尼器只能通过活塞21与缸体11之间间隙。这种工作示例下，由于第二阶段少了截止阀的流通，第二阶段粘滞阻尼器的出力变化要大于第一阶段。
实施例3：
其他实施方式与实施例1相同，不同之处在于，所述活塞21与缸体11之间设有间隙，活塞21上设置的控制阀211为溢流阀，溢流阀在设定压力时保持恒定状态。第一阶段，当粘滞阻尼器内部压力小于溢流阀的设定压力时，阻尼介质3通过活塞21与缸体11之间间隙流通，此时粘滞阻尼器的出力随输入速度增加而增大。第二阶段，当粘滞阻尼器的出力达到设定值(及内部压力达到设定值)，此时溢流阀开启，阻尼介质3可以通过溢流阀在缸体11左右两腔之间流通，粘滞阻尼器的出力不会再增大，起到了对粘滞阻尼器及结构的保护作用。
实施例4：
其他实施方式与实施例1相同，不同之处在于，所述活塞21与缸体11之间无间隙，活塞21上设置的控制阀为单向阀，单向阀设有开启压力。第一阶段，当外界载荷较小，当粘滞阻尼器的内部压力小于单向阀的设定压力时，阻尼介质3无法流通，此时粘滞阻尼器起到刚性连接的作用。第二阶段，当粘滞阻尼器的内部压力大于单向阀的设定压力时，单向阀开启，粘滞阻尼器作为阻尼器发挥作用。
实施例5：
其他实施方式与实施例1相同，不同之处在于，所述活塞21与缸体11之间无间隙，活塞21上设置的控制阀为截止阀，截止阀设有关闭压力。第一阶段，当外界载荷较小，当粘滞阻尼器的内部压力小于截止阀的设定压力时，阻尼介质3正常流通，此时粘滞阻尼器可以正常伸缩。第二阶段，当粘滞阻尼器的内部压力大于截止阀的设定压力时，截止阀关闭，阻尼介质3无法流通，阻尼器锁定，限制被控单位的位移。
本发明通过合理巧妙设置活塞上的控制阀的种类，可以起到很多种的控制效果，以满足不同使用情况下的需求。此外还可以设置多种控制阀的组合，以达到更加复杂多样的控制效果，可以满足所有情况下的要求。

Claims (5)

1.一种阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器，其特征在于包括缸体组件和活塞组件；
所述缸体组件包括缸体（11）、前端盖（12）、副缸（13）、前导向套（14）以及后导向套（15）；所述前导向套（14）、后导向套（15）密封于缸体（11）内部且分设两端；所述前端盖（12）和副缸（13）分别设置在前导向套（14）和后导向套（15）的外端，对两个导向套进行固定；
所述活塞组件包括活塞（21）和活塞杆（22）；所述活塞杆（22）依次穿过前端盖（12）、前导向套（14）、后导向套（15），端部连接至副缸（13）；所有接触部位密封连接；所述活塞杆（22）与缸体（11）、前导向套（14）以及后导向套（15）形成一个密闭空间，所述密闭空间中充满阻尼介质（3）；所述活塞（21）设置于缸体（11）内部并与活塞杆（22）连接；所述活塞（21）沿着活塞杆（22）延伸方向往复运动；
所述活塞（21）上设有控制阀（211）；所述控制阀（211）在活塞（21）对称布置，类型和数量根据不同的控制目标变化；所述活塞（21）与所述缸体（11）之间设有间隙或无间隙设置；当活塞（21）向左侧移动时，缸体（11）左侧的阻尼介质通过间隙或控制阀流向右侧产生阻尼力，反之亦然；所述活塞（21）与缸体（11）之间设有间隙，活塞（21）上设置的控制阀（211）为压力阀，压力阀具有一定的启动压力；所述活塞（21）与缸体（11）之间设有间隙时，活塞（21）上设置的控制阀（211）为截止阀或溢流阀，当压力超过设定压力时，截止阀关闭；溢流阀在设定压力时保持恒定状态；所述活塞（21）与缸体（11）之间无间隙时，活塞（21）上设置的控制阀（211）为单向阀或截止阀，单向阀设有开启压力；截止阀设有关闭压力。
2.根据权利要求1所述的阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器，其特征在于：所述前导向套（14）、后导向套（15）通过静密封件（16）密封于缸体（11）内部。
3.根据权利要求1所述的阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器，其特征在于：所述活塞杆（22）与前端盖（12）、前导向套（14）、后导向套（15）以及副缸（13）的接触部均通过动密封件（23）密封连接。
4.根据权利要求1所述的阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器，其特征在于：所述活塞杆（22）远离缸体（11）的一端设有前耳环（24）。
5.根据权利要求1所述的阻尼系数可调的双阶粘滞阻尼器，其特征在于：所述副缸（13）远离缸体（11）的一端设有后耳环（17）。
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