CN116220231A - 一种适用于钢结构的可装配式阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阻尼器的技术领域，特别是涉及一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，其具有多个方向的阻尼作用和对扭转的阻尼作用，阻尼效果好，结构简单，需要的安装空间小；包括装配板一和装配板二，装配板一与部件A连接，装配板二与部件B连接；还包括施力杆、接触头和阻尼筒，施力杆的一端与装配板一连接，施力杆的另一端安装有接触头，阻尼筒通过弹性组件安装在装配板二上，所述阻尼筒中注满超高粘度油料，施力杆穿过阻尼筒的开口使接触头伸入阻尼筒的油腔中，施力杆与阻尼筒的开口的所有侧壁均不接触，接触头与阻尼筒的所有内壁均不接触，接触头与所述超高粘度油料接触，施力杆与阻尼筒的开口之间设置有密封组件。

Description

一种适用于钢结构的可装配式阻尼器
技术领域
本发明涉及阻尼器的技术领域，特别是涉及一种适用于钢结构的可装配式阻尼器。
背景技术
为了提高钢结构的抗震性能，会在钢结构的节点位置安装阻尼器。现有技术中提出了多种形式的阻尼器，例如公开号为“CN114961008A”的中国专利申请提出的一种基于装配式钢结构住宅结构体系的摩擦式阻尼器，公开号为“CN112195766A”的中国专利申请提出的一种对合式软钢减震阻尼器，专利号为“201610996900.5”的中国专利提出的一种装配式结构的阻尼器，公开号为“CN115370031A”的中国专利申请提出的粘滞流体阻尼器及钢结构体系等。
这些阻尼器均有其优点，但是这些阻尼器也和大部分现有阻尼器一样均具有如下不足：
一、现有阻尼器的主要阻尼方向是固定的，在实际应用中往往需要多个阻尼器组合使用来应对钢结构多方向振动，结构复杂，需要的安装空间大；
二、阻尼的方向是沿着轴向的，不能应对钢结构扭转振动。
上述两点不足造成现有阻尼器在钢结构中装配应用中局限性大，阻尼效果不佳。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种具有多个方向的阻尼作用和对扭转的阻尼作用，阻尼效果好，结构简单，需要的安装空间小的适用于钢结构的可装配式阻尼器。
本发明的一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，包括装配板一和装配板二，装配板一与钢结构的节点处部件A连接，装配板二与钢结构的节点处部件B连接；还包括施力杆、接触头和阻尼筒，施力杆的一端与装配板一连接，施力杆的另一端安装有接触头，阻尼筒通过弹性组件安装在装配板二上，阻尼筒中设置有油腔和与油腔连通的开口，所述油腔中注满超高粘度油料，施力杆穿过阻尼筒的开口使接触头伸入阻尼筒的油腔中，施力杆与阻尼筒的开口的所有侧壁均不接触，接触头与阻尼筒的所有内壁均不接触，接触头与所述超高粘度油料接触，施力杆与阻尼筒的开口之间设置有密封组件；装配板一和装配板二分别连接钢结构的节点的部件A和部件B，当部件A相对与部件B发生振动时，施力杆和接触头会搅动阻尼筒的油腔中的超高粘度油料，所述超高粘度油料的黏连作用形成对接触头的阻尼力，从而使的装配板一和装配板二之间进行缓冲减震，由于施力杆与阻尼筒的开口的所有侧壁均不接触，接触头与阻尼筒的所有内壁均不接触，使得接触头能够在阻尼筒的油腔中进行多方向移动，从而形成多方向的阻尼作用，同时接触头能够在阻尼筒中转动，从而形成对扭转的阻尼作用，阻尼效果好，相比采用多个阻尼器组合，结构简单，需要的安装空间小，局限性小。
优选的，接触头的外表面设置有多条翅板，所述翅板与阻尼筒的所有内壁均不接触；通过设置多条翅板横向或纵向的布置，使得接触头与阻尼筒的油腔中的超高粘度油料的接触面积增大，有利于提高阻尼力。
优选的，接触头还包括柱头和多个接触杆，多个接触杆均匀安装在柱头上，柱头安装在施力杆的一端上，柱头位于阻尼筒的油腔中，多个接触杆与阻尼筒的所有内壁均不接触；多个接触杆与阻尼筒的油腔中的超高粘度油料的接触面积大，有利于提高阻尼力，通过设置柱头方便安装和拆卸。
优选的，向所述超高粘度油料中添加高分子聚合物，使超高粘度油料形成非牛顿流体；高分子聚合物如聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、尼龙6、PVS、赛璐珞等，超高粘度油料中加入高分子聚合物形成非牛顿流体，在钢结构受到剧烈震动时，所述非牛顿流体与接触头接触的部分的粘度会瞬间剧烈增大，从而对接触头提供更大的阻力，实现阻尼力的自动变化，实用性好。
优选的，阻尼筒还包括盖板和多个螺栓，阻尼筒的一端设置有装配口，装配口与阻尼筒的油腔连通，盖板通过多个螺栓密封安装在阻尼筒的装配口上，盖板的中部设置有通孔，所述通孔即为阻尼筒的开口，施力杆穿过盖板的通孔进入阻尼筒的油腔中，施力杆与盖板的通孔侧壁不接触；通过设置盖板和多个螺栓，方便阻尼筒的整体装配和检修。
优选的，密封组件包括滑套、外密封板和内密封板，滑套滑动套装在施力杆上，滑套与施力杆之间设置有耐磨密封圈，滑套与盖板的通孔侧壁不接触，外密封板和内密封板均安装在滑套上，外密封板为盖板的外侧，内密封板位于盖板的内侧，外密封板与盖板之间设置有耐磨密封圈，内密封板与盖板之间设置有耐磨密封圈；滑套沿着施力杆滑动，使得接触头能够在阻尼筒的油腔中前后移动，外密封板和内密封板与盖板相对滑动，使得接触头能够在阻尼筒的油腔中上下左右移动，实现多方向阻尼作用，滑套与盖板的通孔不接触，使得滑套、外密封板和内密封板能够跟随施力杆相对阻尼筒转动，从而使得接触头在阻尼筒的油腔中转动，实现扭转阻尼作用，同时多个耐磨密封圈能够避免超高粘度油料泄漏。
优选的，还包括膨胀盒和膨胀盒盖，膨胀盒安装在阻尼筒的外壁上，膨胀盒与阻尼筒的油腔连通，膨胀盒盖密封螺接在膨胀盒的上端口上；打开膨胀盒盖通过膨胀盒向阻尼筒的油腔中加注超高粘度油料，并使超高粘度油料的液面进入膨胀盒中，膨胀盒的构成阻尼筒的膨胀室，在受热时超高粘度油料膨胀进入膨胀盒中，在受冷时膨胀盒中的超高粘度油料补充到阻尼筒的油腔中，保证阻尼筒的油腔中充满超高粘度油料。
优选的，弹性组件包括多个支撑板和多个弹簧，多个支撑板安装在装配板二上，多个支撑板分别与阻尼筒的多个外侧壁相对，阻尼筒与多个支撑板之间和阻尼筒与装配板二之间均连接有多个弹簧；多个支撑板和多个弹簧对阻尼筒进行多方向的弹性支撑，配合接触头和阻尼筒之间的阻尼作用，提高减震效果。
与现有技术相比本发明的有益效果为：装配板一和装配板二分别连接钢结构的节点的部件A和部件B，当部件A相对与部件B发生振动时，施力杆和接触头会搅动阻尼筒的油腔中的超高粘度油料，所述超高粘度油料的黏连作用形成对接触头的阻尼力，从而使的装配板一和装配板二之间进行缓冲减震，由于施力杆与阻尼筒的开口的所有侧壁均不接触，接触头与阻尼筒的所有内壁均不接触，使得接触头能够在阻尼筒的油腔中进行多方向移动，从而形成多方向的阻尼作用，同时接触头能够在阻尼筒中转动，从而形成对扭转的阻尼作用，阻尼效果好，相比采用多个阻尼器组合，结构简单，需要的安装空间小，局限性小。
附图说明
图1是本发明的剖视结构示意图；
图2是本发明的轴测结构示意图；
图3是本发明的左轴测结构示意图；
图4是本发明的密封组件等结构的分解结构示意图；
图5是装配板二和弹性组件等结构的结构示意图；
图6是施力杆、柱头和接触杆等结构的结构示意图；
附图中标记：1、装配板一；2、装配板二；3、施力杆；4、接触头；5、阻尼筒；6、柱头；7、接触杆；8、盖板；9、螺栓；10、滑套；11、外密封板；12、内密封板；13、膨胀盒；14、膨胀盒盖；15、支撑板；16、弹簧。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例1
如图1至图5所示，一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，包括装配板一1和装配板二2，装配板一1与钢结构的节点处部件A连接，装配板二2与钢结构的节点处部件B连接；还包括施力杆3、接触头4和阻尼筒5，施力杆3的一端与装配板一1连接，施力杆3的另一端安装有接触头4，阻尼筒5通过弹性组件安装在装配板二2上，阻尼筒5中设置有油腔和与油腔连通的开口，所述油腔中注满超高粘度油料，施力杆3穿过阻尼筒5的开口使接触头4伸入阻尼筒5的油腔中，施力杆3与阻尼筒5的开口的所有侧壁均不接触，接触头4与阻尼筒5的所有内壁均不接触，接触头4与所述超高粘度油料接触，施力杆3与阻尼筒5的开口之间设置有密封组件；接触头4的外表面设置有多条翅板，所述翅板与阻尼筒5的所有内壁均不接触；阻尼筒5还包括盖板8和多个螺栓9，阻尼筒5的一端设置有装配口，装配口与阻尼筒5的油腔连通，盖板8通过多个螺栓9密封安装在阻尼筒5的装配口上，盖板8的中部设置有通孔，所述通孔即为阻尼筒5的开口，施力杆3穿过盖板8的通孔进入阻尼筒5的油腔中，施力杆3与盖板8的通孔侧壁不接触；密封组件包括滑套10、外密封板11和内密封板12，滑套10滑动套装在施力杆3上，滑套10与施力杆3之间设置有耐磨密封圈，滑套10与盖板8的通孔侧壁不接触，外密封板11和内密封板12均安装在滑套10上，外密封板11为盖板8的外侧，内密封板12位于盖板8的内侧，外密封板11与盖板8之间设置有耐磨密封圈，内密封板12与盖板8之间设置有耐磨密封圈；弹性组件包括多个支撑板15和多个弹簧16，多个支撑板15安装在装配板二2上，多个支撑板15分别与阻尼筒5的多个外侧壁相对，阻尼筒5与多个支撑板15之间和阻尼筒5与装配板二2之间均连接有多个弹簧16。
装配板一1和装配板二2分别连接钢结构的节点的部件A和部件B，当部件A相对与部件B发生振动时，施力杆3和接触头4会搅动阻尼筒5的油腔中的超高粘度油料，所述超高粘度油料的黏连作用形成对接触头4的阻尼力，通过设置多条翅板横向或纵向的布置，使得接触头4与阻尼筒5的油腔中的超高粘度油料的接触面积增大，有利于提高阻尼力，从而使的装配板一1和装配板二2之间进行缓冲减震，由于施力杆3与阻尼筒5的开口的所有侧壁均不接触，接触头4与阻尼筒5的所有内壁均不接触，滑套10沿着施力杆3滑动，使得接触头4能够在阻尼筒5的油腔中前后移动，外密封板11和内密封板12与盖板8相对滑动，使得接触头4能够在阻尼筒5的油腔中上下左右移动，使得接触头4能够在阻尼筒5的油腔中进行多方向移动，从而形成多方向的阻尼作用，同时滑套10与盖板8的通孔不接触，使得滑套10、外密封板11和内密封板12能够跟随施力杆3相对阻尼筒5转动，从而使得接触头4在阻尼筒5的油腔中转动，从而形成对扭转的阻尼作用，阻尼效果好，相比采用多个阻尼器组合，结构简单，需要的安装空间小，局限性小，通过设置盖板8和多个螺栓9，方便阻尼筒5的整体装配和检修，同时多个耐磨密封圈能够避免超高粘度油料泄漏，多个支撑板15和多个弹簧16对阻尼筒5进行多方向的弹性支撑，配合接触头4和阻尼筒5之间的阻尼作用，提高减震效果。
实施例2
如图1、图2、图3和图6所示，一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，包括装配板一1和装配板二2，装配板一1与钢结构的节点处部件A连接，装配板二2与钢结构的节点处部件B连接；还包括施力杆3、接触头4和阻尼筒5，施力杆3的一端与装配板一1连接，施力杆3的另一端安装有接触头4，阻尼筒5通过弹性组件安装在装配板二2上，阻尼筒5中设置有油腔和与油腔连通的开口，所述油腔中注满超高粘度油料，施力杆3穿过阻尼筒5的开口使接触头4伸入阻尼筒5的油腔中，施力杆3与阻尼筒5的开口的所有侧壁均不接触，接触头4与阻尼筒5的所有内壁均不接触，接触头4与所述超高粘度油料接触，施力杆3与阻尼筒5的开口之间设置有密封组件；接触头4还包括柱头6和多个接触杆7，多个接触杆7均匀安装在柱头6上，柱头6安装在施力杆3的一端上，柱头6位于阻尼筒5的油腔中，多个接触杆7与阻尼筒5的所有内壁均不接触；向所述超高粘度油料中添加高分子聚合物，使超高粘度油料形成非牛顿流体；还包括膨胀盒13和膨胀盒盖14，膨胀盒13安装在阻尼筒5的外壁上，膨胀盒13与阻尼筒5的油腔连通，膨胀盒盖14密封螺接在膨胀盒13的上端口上。
打开膨胀盒盖14通过膨胀盒13向阻尼筒5的油腔中加注超高粘度油料，并使超高粘度油料的液面进入膨胀盒13中，膨胀盒13的构成阻尼筒5的膨胀室，在受热时超高粘度油料膨胀进入膨胀盒13中，在受冷时膨胀盒13中的超高粘度油料补充到阻尼筒5的油腔中，保证阻尼筒5的油腔中充满超高粘度油料，向超高粘度油料中加入如聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、尼龙6、PVS、赛璐珞等高分子聚合物形成非牛顿流体，多个接触杆7与阻尼筒5的油腔中的非牛顿流体的接触面积大，有利于提高阻尼力，通过设置柱头6方便安装和拆卸，在钢结构受到剧烈震动时，所述非牛顿流体与的接触杆7接触的部分的粘度会瞬间剧烈增大，从而对柱头6和接触杆7提供更大的阻力，实现阻尼力的自动变化，实用性好。
如图1至图6所示，本发明的一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，其在工作时，首先装配板一1和装配板二2分别连接钢结构的节点的部件A和部件B，之后当部件A相对与部件B发生振动时，施力杆3带动接触头4在阻尼筒5的油腔中进行多方向移动，接触头4搅动阻尼筒5的油腔中的超高粘度油料，然后超高粘度油料的黏连作用对接触头4形成多方向的阻尼作用，配合多个弹簧16的弹力对装配板一1和装配板二2进行缓冲减震，同时接触头4在阻尼筒5中转动，形成对部件A和部件B扭转的阻尼作用即可。
本发明所实现的主要功能为：
1、具有多个方向的阻尼作用；
2、具有对扭转的阻尼作用；
3、结构简单，需要的安装空间小，局限性小；
4、阻尼力能够自动变化，适应能力强。
本发明的一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；本发明的一种适用于钢结构的可装配式阻尼器的超高粘度油料、高分子聚合物、耐磨密封圈、螺栓9、弹簧16为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可，而无需本领域的技术人员付出创造性劳动。
本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，包括装配板一(1)和装配板二(2)，装配板一(1)与钢结构的节点处部件A连接，装配板二(2)与钢结构的节点处部件B连接；其特征在于，还包括施力杆(3)、接触头(4)和阻尼筒(5)，施力杆(3)的一端与装配板一(1)连接，施力杆(3)的另一端安装有接触头(4)，阻尼筒(5)通过弹性组件安装在装配板二(2)上，阻尼筒(5)中设置有油腔和与油腔连通的开口，所述油腔中注满超高粘度油料，施力杆(3)穿过阻尼筒(5)的开口使接触头(4)伸入阻尼筒(5)的油腔中，施力杆(3)与阻尼筒(5)的开口的所有侧壁均不接触，接触头(4)与阻尼筒(5)的所有内壁均不接触，接触头(4)与所述超高粘度油料接触，施力杆(3)与阻尼筒(5)的开口之间设置有密封组件。
2.如权利要求1所述的一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，其特征在于，接触头(4)的外表面设置有多条翅板，所述翅板与阻尼筒(5)的所有内壁均不接触。
3.如权利要求1所述的一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，其特征在于，接触头(4)还包括柱头(6)和多个接触杆(7)，多个接触杆(7)均匀安装在柱头(6)上，柱头(6)安装在施力杆(3)的一端上，柱头(6)位于阻尼筒(5)的油腔中，多个接触杆(7)与阻尼筒(5)的所有内壁均不接触。
4.如权利要求1所述的一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，其特征在于，向所述超高粘度油料中添加高分子聚合物，使超高粘度油料形成非牛顿流体。
5.如权利要求1所述的一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，其特征在于，阻尼筒(5)还包括盖板(8)和多个螺栓(9)，阻尼筒(5)的一端设置有装配口，装配口与阻尼筒(5)的油腔连通，盖板(8)通过多个螺栓(9)密封安装在阻尼筒(5)的装配口上，盖板(8)的中部设置有通孔，所述通孔即为阻尼筒(5)的开口，施力杆(3)穿过盖板(8)的通孔进入阻尼筒(5)的油腔中，施力杆(3)与盖板(8)的通孔侧壁不接触。
6.如权利要求1或5所述的一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，其特征在于，密封组件包括滑套(10)、外密封板(11)和内密封板(12)，滑套(10)滑动套装在施力杆(3)上，滑套(10)与施力杆(3)之间设置有耐磨密封圈，滑套(10)与盖板(8)的通孔侧壁不接触，外密封板(11)和内密封板(12)均安装在滑套(10)上，外密封板(11)为盖板(8)的外侧，内密封板(12)位于盖板(8)的内侧，外密封板(11)与盖板(8)之间设置有耐磨密封圈，内密封板(12)与盖板(8)之间设置有耐磨密封圈。
7.如权利要求1所述的一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，其特征在于，还包括膨胀盒(13)和膨胀盒盖(14)，膨胀盒(13)安装在阻尼筒(5)的外壁上，膨胀盒(13)与阻尼筒(5)的油腔连通，膨胀盒盖(14)密封螺接在膨胀盒(13)的上端口上。
8.如权利要求1所述的一种适用于钢结构的可装配式阻尼器，其特征在于，弹性组件包括多个支撑板(15)和多个弹簧(16)，多个支撑板(15)安装在装配板二(2)上，多个支撑板(15)分别与阻尼筒(5)的多个外侧壁相对，阻尼筒(5)与多个支撑板(15)之间和阻尼筒(5)与装配板二(2)之间均连接有多个弹簧(16)。
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