CN117090320A - 一种用于建筑的防风装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于建筑的防风装置，属于建筑施工技术领域，包括缸体，所述缸体内安装有可滑动的活塞；所述缸体内部还安装有隔板，所述隔板和活塞将所述缸体的内部分为第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔。本发明通过在缸体内部设置了第四工作腔，使得在减震过程中，一方面，第一工作腔和第二工作腔可以通过第四工作腔进行流体流动，另一方面第四工作腔可以增大整个缸体中流体的总量，从而提高减震效果；本发明通过在第二工作腔和第四工作腔连通处设置单向阀，具体给出了三种单向阀的安装方式，使得阻尼器可以根据实际使用的需要来改变流体的流动方向，从而提高适用范围，灵活性更好。

Description

一种用于建筑的防风装置

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，特别是涉及一种用于建筑的防风装置。

背景技术

在高层建筑中，为了提高建筑的防风能力，需要采用辅助设施提高建筑的稳定性，如图1所示，其中a、b、c为钢筋混凝土梁，d为阻尼结构，e为楼层，从图中可知，为了提高稳定性，横梁b和竖梁a之间通过阻尼结构d连接，使a、b和d之间构成了三角形机构，极大提高了抗震性能。

阻尼结构的类型多样，一般包括脉动阻尼器、磁流变阻尼器、粘滞阻尼器、液压阻尼器和旋转阻尼器等，不同的阻尼器其结构可能具有区别，但是其工作原理基本一致，都是为了减缓震动从而将外部压力转化为内能。阻尼(damping)的物理意义是力的衰减,或物体在运动中的能量耗散。通俗地讲，就是阻止物体继续运动。当物体受到外力作用而振动时,会产生一种使外力衰减的反力,称为阻尼力(或减震力)。它和作用力的比被称为阻尼系数。通常阻尼力的方向总是和运动的速度方向相反。因此,材料的阻尼系数越大,意味着其减震效果或阻尼效果越好。粘滞阻尼器是应用粘性介质和阻尼器结构部件的相互作用产生阻尼力的原理设计、制作的一种被动速度相关型阻尼器，一般由缸筒、活塞、阻尼孔、阻尼介质(粘滞流体)和导杆等部分组成。当工程结构因振动而发生变形时，安装在结构中的粘滞阻尼器的活塞和缸筒之间发生相对运动，由于活塞前后的压力差使粘滞流体从阻尼孔中通过，从而产生阻尼力，耗散外界输入结构的振动能量，达到减轻结构振动响应的目的。阻尼介质为硅油，该介质具有粘温系数小、极低和极高温度下(-50℃～+250℃)性能稳定、抗辐射性能好的优点，同时具有优良的电气绝缘性能和优良的抗臭氧、耐电晕、憎水防潮性能。粘滞阻尼器(墙)是根据流体运动，特别是当流体通过节流孔或在封闭空间中进行相对运动时与壁缸或壁筒产生相互作用，将流体运动产生的动能转化为热能，从而耗散地震输入的能量。这种因流体运动将动能转化为热能所产生粘滞阻尼的耗能装置，即被称之为粘滞阻尼器，又称之为速度型阻尼器，其阻尼力的大小与流体运动的速率密切相关，速度越大，阻尼力越大，速度为0时，阻尼力为0，是一种刚度无关、速度相关的阻尼器。

目前，市场上的粘滞阻尼器一般都是在活塞上开设阻尼孔，从而让流体进行流动，减缓震动，但是该类型的阻尼器结构的减震效果具有局限性，对于震动较剧烈的工作环境并不能达到理想的减震效果，因此如何提高现有粘滞阻尼器的减震效果是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于建筑的防风装置，解决现有的粘滞阻尼器结构的减震效果具有局限性，对于震动较剧烈的工作环境并不能达到理想的减震效果，需要提出一种减震效果更好的粘滞阻尼器的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于建筑的防风装置，包括缸体，所述缸体内安装有可滑动的活塞；所述缸体内部还安装有隔板，所述隔板和活塞将所述缸体的内部分为第一工作腔、第二工作腔和第三工作腔；

所述第一工作腔和第二工作腔通过活塞分隔，所述第二工作腔和第三工作腔通过所述隔板分隔；

所述第一工作腔和第二工作腔两侧还设置有对称的第四工作腔，所述第四工作腔一端与第一工作腔连通，另一端与第二工作腔连通。

优选地，所述活塞表面设置有若干阻尼孔，所述阻尼孔用于连通第一工作腔和第二工作腔。

优选地，还包括活动轴，所述活动轴用于安装活塞，所述活动轴一端延伸至缸体外侧，且设置有活动座，所述缸体远离活动座的一端设置有固定座，所述活动座和固定座上均开设有铰接孔。

优选地，所述第四工作腔与第二工作腔连通处还安装有单向阀，所述单向阀的安装方式包括：

两个单向阀均控制流体从第二工作腔流向第四工作腔；或，两个单向阀均控制流体从第四工作腔流向第二工作腔；或，一个单向阀控制流体从第二工作腔流向第四工作腔，另一个单向阀控制流体从第四工作腔流向第二工作腔。

优选地，所述第四工作腔内安装有辅助机构，所述辅助机构用于将部分流体势能转换成弹性势能或机械运动。

优选地，所述辅助机构为第一辅助组件，所述第一辅助组件包括固定杆、圆盘、第一摆动叶片和扭簧；所述固定杆表面安装有若干固定轴，所述固定轴与圆盘转动配合且所述扭簧安装在固定轴与所述圆盘之间；若干所述第一摆动叶片安装在圆盘周侧表面；所述固定杆两端均与第四工作腔的两端壁面固定连接。

优选地，所述辅助机构为第二辅助组件，所述第二辅助组件包括转轴、震动环、第二摆动叶片和转接环；

所述转轴两端与第四工作腔的两端壁面固定连接；

所述震动环沿转轴轴向往复震动；

所述转接环位于震动环表面且与震动环转动配合；

若干所述第二摆动叶片安装在所述转接环表面。

优选地，所述第二辅助组件还包括挡环和弹簧，两个所述挡环对称安装在转轴上，同时在震动环和挡环之间安装所述弹簧。

优选地，本发明还包括压力减震机构，所述压力减震机构包括安装在第三工作腔壁面的进压口、泄压口和压板，在所述进压口和泄压口处均安装有电磁阀，另外，所述活动轴的端部用于安装压板，通过所述压板将第三工作腔分为两部分，而且所述压板与第三工作腔之间采用间隙配合。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过在缸体内部设置了第四工作腔，使得在减震过程中，一方面，第一工作腔和第二工作腔可以通过第四工作腔进行流体流动，另一方面第四工作腔可以增大整个缸体中流体的总量，从而提高减震效果；

2、本发明通过在第二工作腔和第四工作腔连通处设置单向阀，具体给出了三种单向阀的安装方式，使得阻尼器可以根据实际使用的需要来改变流体的流动方向，从而提高适用范围，灵活性更好；

3、本发明通过在第四工作腔内安装辅助机构，使得流体在进入第四工作腔后可以通过辅助机构将流体势能转换为机械能和弹性势能，进一步提高了减震效果；

4、本发明通过在第三工作腔安装压力减震机构，具体地在压力减震机构中设置压板并在第三工作腔中注入气体，通过对流来起到减震效果，使本发明可以结合流体对流和气体对流来共同提高阻尼器的减震特性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的建筑中阻尼结构的应用图；

图2为本发明的实施例一中的一种用于建筑的防风装置结构的剖面示意图；

图3为本发明的实施例二中的阻尼器结构的剖面示意图；

图4为本发明的实施例三中的阻尼器结构的剖面示意图；

图5为本发明的实施例三中的第一辅助组件的示意图；

图6为本发明的实施例四中的第二辅助组件的示意图；

图7为本发明的实施例五中的阻尼器结构的剖面示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、缸体；101、第一工作腔；102、第二工作腔；103、第三工作腔；104、第四工作腔；105、进压口；106、泄压口；2、活动轴；201、活动座；3、活塞；301、阻尼孔；4、隔板；5、固定座；6、单向阀；7、第一辅助组件；701、固定杆；702、圆盘；703、第一摆动叶片；8、第二辅助组件；801、转轴；802、挡环；803、弹簧；804、震动环；805、第二摆动叶片；806、转接环；9、电磁阀；10、压板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”、“四周”方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明主要对传统的粘滞阻尼器进行了改进，通过在阻尼器内部设置多种机械结构，让阻尼器内部的流体在流动过程中可以快速消耗内能，从而提高减震效果，从而解决现有的粘滞阻尼器结构的减震效果具有局限性，对于震动较剧烈的工作环境并不能达到理想的减震效果，需要提出一种减震效果更好的粘滞阻尼器的问题。具体地，结合图2～图7以及实施例一至实施例五对本发明的阻尼器进行具体地说明：

实施例一

一种用于建筑的防风装置，如图2所示，包括缸体1，所述缸体1内安装有可滑动的活塞3；所述缸体1内部还安装有隔板4，所述隔板4和活塞3将所述缸体1的内部分为第一工作腔101、第二工作腔102和第三工作腔103；所述第一工作腔101和第二工作腔102通过活塞3分隔，所述第二工作腔102和第三工作腔103通过所述隔板4分隔；所述第一工作腔101和第二工作腔102两侧还设置有对称的第四工作腔104，所述第四工作腔104一端与第一工作腔101连通，另一端与第二工作腔102连通。

需要说明的是，第一工作腔101、第二工作腔102和第四工作腔104内均注有流体(一般为硅油)，当活塞3受压在缸体1内运动时，流体在第一工作腔101、第二工作腔102和第四工作腔104内流动，从而减缓外部压力的冲击，达到减震的效果。

需要进一步说明的是，本发明的缸体1的两端一般安装有缸体盖，通过缸体盖与缸体1的配合使缸体1整体形成一个封闭结构，图2中的缸体1省略了缸体盖结构，这里只做简单说明。

进一步地，所述活塞3表面设置有若干阻尼孔301，所述阻尼孔301用于连通第一工作腔101和第二工作腔102。

需要说明的是，本发明不仅可以通过第四工作腔104使第一工作腔101和第二工作腔102内的流体进行流动，还可以通过阻尼孔301使流体从第一工作腔101进入第二工作腔102，或者使流体从第二工作腔102进入第一工作腔101。

需要进一步说明的是，本发明采用第四工作腔104相当于增大流体储存的空间，当流体流动时，可以进一步提高减缓外部压力冲击的效果。

进一步地，本发明的阻尼器还包括活动轴2，所述活动轴2用于安装活塞3，所述活动轴2一端延伸至缸体1外侧，且设置有活动座201，所述缸体1远离活动座201的一端设置有固定座5，所述活动座201和固定座5上均开设有铰接孔。

需要说明的是，阻尼器通过活动座201和固定座5分别连接外部的零件，其中活动座201连接活动的一端，固定座5连接固定不动的一端；或者，连接座201和固定座5均连接活动的一端。活动座201和固定座5产生相对运动时，该运动会转化为活塞3在缸体1内的运动，从而挤压内部的流体，使流体通过第四工作腔104和阻尼孔301在第一工作腔101和第二工作腔102内流体，降低冲击。

需要进一步说明的是，本发明的缸体1端部与隔板4一般还会设置密封结构，保证活动轴2进行相对运动时流体不会泄漏，密封结构采用常用的密封圈结构即可。

实施例二

进一步地，如图3所示，图中结构在实施例一的基础上增加了单向阀6，具体地，所述第四工作腔104与第二工作腔102连通处还安装有单向阀6，所述单向阀6的安装方式包括：两个单向阀6均控制流体从第二工作腔102流向第四工作腔104；或，两个单向阀6均控制流体从第四工作腔104流向第二工作腔102；或，一个单向阀6控制流体从第二工作腔102流向第四工作腔104，另一个单向阀6控制流体从第四工作腔104流向第二工作腔102。

需要说明的是，下面对上述三种情况的工作过进行说明：

(1)两个单向阀6均控制流体从第二工作腔102流向第四工作腔104。

如果外部压力挤压活动座201，此时活塞往固定座5的一侧移动，第二工作腔102内的流体会通过阻尼孔301和第四工作腔104进入第一工作腔101，这种情况下，第二工作腔102的流体单位流出量最大，同时活塞3远离固定座5时，第一工作腔101的流体单位流出量最小，这导致活塞3往固定座5一侧移动时所受到的阻力最小，远离固定座5时阻力最大，适合减缓冲击较小的情况使用。

(2)两个单向阀6均控制流体从第四工作腔104流向第二工作腔102。

如果外部压力挤压活动座201，此时活塞3往固定座5的一侧移动，第二工作腔102内的流体会通过阻尼孔301进入第一工作腔101，这种情况下，第二工作腔102的流体单位流出量最小，同时活塞3远离固定座5时，第一工作腔101的流体单位流出量最大，这导致活塞3往固定座5一侧移动时所受到的阻力最大，远离固定座5时阻力最小，适合减缓冲击较大的情况使用。

(3)一个单向阀6控制流体从第二工作腔102流向第四工作腔104，另一个单向阀6控制流体从第四工作腔104流向第二工作腔102。

当外部压力挤压活动座201，此时活塞3往固定座5的一侧移动，第二工作腔102内的流体会通过阻尼孔301和第四工作腔104进入第一工作腔101；另外，当活塞3往远离固定座5的一侧移动时，第一工作腔101内的流体同样会通过阻尼孔301和第四工作腔104进入第二工作腔，因此这种模式适合于减缓冲击较均衡的情况。

需要说明的是，单向阀6还可以安装在第一工作腔101和第四工作腔104的连通处。

实施例三

进一步地，所述第四工作腔104内安装有辅助机构，所述辅助机构用于将部分流体势能转换成弹性势能或机械运动。

如图4和图5，所述辅助机构为第一辅助组件7，所述第一辅助组件7包括固定杆701、圆盘702、第一摆动叶片703和扭簧；所述固定杆701表面安装有若干固定轴，所述固定轴与圆盘702转动配合且所述扭簧安装在固定轴与所述圆盘702之间；若干所述第一摆动叶片703安装在圆盘702周侧表面；所述固定杆701两端均与第四工作腔104的两端壁面固定连接。

需要说明的是，扭簧的结构图中并未画出，在工作状态下流体会进入第四工作腔104，然后冲击第一摆动叶片703，进而带动圆盘702转动，这个过程中，圆盘702会带动扭簧进行收缩，从而将流体的冲击转化为第一摆动叶片703的机械运动和扭簧的弹性势能，通过设置多个该结构，可以有效提高阻尼器减缓冲击的效果。

需要进一步说明的是，在本实施例中，第一摆动叶片703的表面还可以设计为弧形结构，这样可以增大与流体的接触面积；或者第一摆动叶片703的表面可以开设若干微孔，从而减小与流体的接触面积。

实施例四

进一步地，如图6所示，实施例三中的辅助机构还可以为为第二辅助组件8，所述第二辅助组件8包括转轴801、挡环802、弹簧803、震动环804、第二摆动叶片805和转接环806；具体的地所述转轴801两端与第四工作腔104的两端壁面固定连接；所述震动环804沿转轴801轴向往复震动；所述转接环806位于震动环804表面且与震动环804转动配合；若干所述第二摆动叶片805安装在所述转接环806表面。另外，两个所述挡环802对称安装在转轴801上，同时在震动环804和挡环802之间安装所述弹簧803

需要说明的是，在第二辅助组件8中，流体会冲击第二摆动叶片805，第二摆动叶片805在流体作用下会受到径向作用力进行转动，同时还会收到轴向作用力，该轴向作用力会带动震动环804沿转轴801的轴向进运动，从而一方面将流体的冲击力转换为转动叶片805的机械转动和震动环804的轴向直线运动，另一方面震动环804会挤压弹簧803，从而将震动环804的直线运动转换为弹簧803的弹性势能。因此通过实施例四的结构可以大大提高阻尼器抗震的效果。

需要进一步说明的是，在实施例四中，震动环804只能沿转轴801的轴向进行直线运动，其具体地可以在转轴801的表面开设一条条形滑槽，然后在震动环804的内表面设置一个滑块，让滑块与滑槽相对滑动，就可以实现震动环804的运动模式。另外，震动环804和转接环806之间可以设置成类似轴承的结构，即在震动环804的外表面以及转接环806内表面开设环形槽，然后在环形槽内设置若干滚珠。或者在震动环804外表面开始内凹的环形槽，在转接环806内表面开设往圆心凸起的环形部，然后让环形部嵌入环形槽，同样可以让转接环806与震动环804转动配合。

实施例五

基于实施例一至实施例四任意一项，如图7所示，本发明还可以增加压力减震机构，具体地，压力减震机构包括安装在第三工作腔103壁面的进压口105和泄压口106，在进压口105和泄压口106处均安装有电磁阀9。通过进压口105可以往第三工作腔103注入气体，提高第三工作腔103的内部压力。另外，在活动轴2的端部还会设置压板10(压板将第三工作腔103分为两部分)，而且压板10与第三工作腔103之间采用间隙配合，当压板10随活动轴2往复运动时，第三工作腔103内的气体会通过间隙进行气流交换，从而进一步达到减震的效果。

需要说明的是，第三工作腔103内的气体压力可以根据需要进行控制，具体可以智能开启或关闭电磁阀9，使气体进入或排出第三工作腔103。

本发明的装置而言，由于各零件名称，按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各机构及组件的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种用于建筑的防风装置，其特征在于，包括缸体(1)，所述缸体(1)内安装有可滑动的活塞(3)；所述缸体(1)内部还安装有隔板(4)，所述隔板(4)和活塞(3)将所述缸体(1)的内部分为第一工作腔(101)、第二工作腔(102)和第三工作腔(103)；

所述第一工作腔(101)和第二工作腔(102)通过活塞(3)分隔，所述第二工作腔(102)和第三工作腔(103)通过所述隔板(4)分隔；

所述第一工作腔(101)和第二工作腔(102)两侧还设置有对称的第四工作腔(104)，所述第四工作腔(104)一端与第一工作腔(101)连通，另一端与第二工作腔(102)连通；

所述第四工作腔(104)内安装有辅助机构，所述辅助机构用于将部分流体势能转换成弹性势能或机械运动。

2.根据权利要求1所述的一种用于建筑的防风装置，其特征在于，所述活塞(3)表面设置有若干阻尼孔(301)，所述阻尼孔(301)用于连通第一工作腔(101)和第二工作腔(102)。

3.根据权利要求2所述的一种用于建筑的防风装置，其特征在于，还包括活动轴(2)，所述活动轴(2)用于安装活塞(3)，所述活动轴(2)一端延伸至缸体(1)外侧，且设置有活动座(201)，所述缸体(1)远离活动座(201)的一端设置有固定座(5)，所述活动座(201)和固定座(5)上均开设有铰接孔。

4.根据权利要求1所述的一种用于建筑的防风装置，其特征在于，所述第四工作腔(104)与第二工作腔(102)连通处还安装有单向阀(6)，所述单向阀(6)的安装方式包括：

两个单向阀(6)均控制流体从第二工作腔(102)流向第四工作腔(104)；或，两个单向阀(6)均控制流体从第四工作腔(104)流向第二工作腔(102)；或，一个单向阀(6)控制流体从第二工作腔(102)流向第四工作腔(104)，另一个单向阀(6)控制流体从第四工作腔(104)流向第二工作腔(102)。

5.根据权利要求1所述的一种用于建筑的防风装置，其特征在于，所述辅助机构为第一辅助组件(7)，所述第一辅助组件(7)包括固定杆(701)、圆盘(702)、第一摆动叶片(703)和扭簧；所述固定杆(701)表面安装有若干固定轴，所述固定轴与圆盘(702)转动配合且所述扭簧安装在固定轴与所述圆盘(702)之间；若干所述第一摆动叶片(703)安装在圆盘(702)周侧表面；所述固定杆(701)两端均与第四工作腔(104)的两端壁面固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于建筑的防风装置，其特征在于，所述辅助机构为第二辅助组件(8)，所述第二辅助组件(8)包括转轴(801)、震动环(804)、第二摆动叶片(805)和转接环(806)；

所述转轴(801)两端与第四工作腔(104)的两端壁面固定连接；

所述震动环(804)沿转轴(801)轴向往复震动；

所述转接环(806)位于震动环(804)表面且与震动环(804)转动配合；

若干所述第二摆动叶片(805)安装在所述转接环(806)表面。

7.根据权利要求6所述的一种用于建筑的防风装置，其特征在于，所述第二辅助组件(8)还包括挡环(802)和弹簧(803)，两个所述挡环(802)对称安装在转轴(801)上，同时在震动环(804)和挡环(802)之间安装所述弹簧(803)。

8.根据权利要求1所述的一种用于建筑的防风装置，其特征在于，还包括压力减震机构，所述压力减震机构包括安装在第三工作腔(103)壁面的进压口(105)、泄压口(106)和压板(10)，在所述进压口(105)和泄压口(106)处均安装有电磁阀(9)，另外，所述活动轴(2)的端部用于安装压板(10)，通过所述压板(10)将第三工作腔103分为两部分，而且所述压板(10)与第三工作腔(103)之间采用间隙配合。