CN1312414C - 双模闸式电极电流变隔振器 - Google Patents

双模闸式电极电流变隔振器 Download PDF

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Abstract

一种隔振设备领域的双模闸式电极电流变隔振器，斯特封置于壳体上部中间和下盖板中间，主轴的上下两端分别穿过上下两个斯特封的中间，上盖板与橡胶弹簧粘接在一起，并粘接在壳体的肩上，壳体与下盖板之间设置“O”型圈，经装配螺钉紧固封闭形成工作腔，工作腔内有上下电极座，通过电极座固定负电极，主轴通过绝缘套筒与正电极粘接在一起，并通过引线孔将与正电极相连的导线引出到工作腔外，两根限位杆将壳体、上电极座和上电极座、负电极、主轴和下盖板连接起来，正电极的外侧有导流套，下盖板上有两个加液孔。本发明可分别工作在剪切模式或流动与剪切的混合模式，性能优良，应用范围广，有利于电流变隔振器的研究、生产和应用。

Description

双模闸式电极电流变隔振器
技术领域
本发明涉及一种电流变隔振器，具体是一种双模闸式电极电流变隔振器。用于隔振设备领域。
背景技术
电流变隔振器是电流变技术的主要应用之一。电流变隔振器按照正负电极间电流变液的流动状态可以分为剪切模式、流动模式、挤压模式。从这三种主要模式可以派生出多种混合工作模式。流动模式中的电极固定，其间电流变液的流动方向与电场方向垂直；剪切模式的一个或两个电极沿与电场方向垂直的方向平移或转动；挤压模式中的电极沿与电场方向平行的方向运动，电极间的距离发生变化，电场强度也随之变化，同时电极平面中的电流变液受挤压作用沿与电场方向垂直的方向流动。不同工作模式的电流变隔振器有其各自的优点。剪切模式的电流变隔振器输出阻尼力稳定，适合于小位移振动控制场合。隔振器的阻尼力取决于极板的面积。现有的剪切模式电流变隔振器单位体积输出剪切应力小，提高电流变隔振器的单位体积剪切面积对于电流变隔振器的应用具有现实意义。在流动模式下，电流变隔振器单位体积输出阻尼力大，但是受油液内气泡等因素的影响较大，一般适用于大位移振动控制场合。因此，如果一个电流变隔振器经简单的调整即可工作在不同的工作模式，可以很大程度上增加电流变隔振器的性能和使用的灵活性。
经对现有技术的检索发现，中国专利号：93240175.9，名称为：电流变液体减振器。该电流减振器电极结构由一个中空连杆和中间圆柱形芯棒分别组成正负电极，中空连杆的内壁与芯棒之间构成环形工作间隙，电极结构简单，电流变液工作在流动模式。但是其工作模式单一。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述不足和缺陷，提供一种双模闸式电极电流变隔振器，使其提高电流变隔振器性能及其使用的灵活性。通过简单更换电流变隔振器中的导流套，隔振器可分别工作在剪切工作模式或流动与剪切的混合工作模式。电流变隔振器有20组闸式电极，在剪切工作模式下可以大大提高隔振器的输出阻尼力；在流动与剪切的混合工作模式下，可以有效地改善油液中存在气泡条件下的输出阻尼力的稳定性及其动态性能。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：斯特封、壳体、橡胶弹簧、负电极、正电极、绝缘套筒、主轴、上盖板、限位杆、上电极座、导流套、“O”型圈、装配螺钉、下电极座、下盖板、引线孔、加液孔和腔体。斯特封有两个，分别置于壳体上部中间的圆环状槽内和下盖板中间的圆环状槽内，主轴的上下两端分别穿过上下两个斯特封的中间，从而起到密封的作用。上盖板与橡胶弹簧粘接在一起，橡胶弹簧粘接在壳体的肩上。壳体与下盖板之间设置“O”型圈，经装配螺钉紧固封闭形成工作腔。工作腔内装有上电极座和下电极座，通过电极座固定20片负电极，主轴通过四氟乙烯材料的绝缘套筒与正电极粘接在一起，并通过引线孔，将与正电极相连的导线引出到工作腔外，两根限位杆将壳体、上电极座和上电极座、负电极、主轴和下盖板连接起来，此外，工作腔内，正电极的外侧装有导流套，电流变液通过下盖板上的两个加液孔灌到工作腔内。
导流套有两种结构型式，即堵塞型式导流套或旁路型式导流套，堵塞式导流套为一个圆管状零件，当被放入电流变隔振器后，其外壁与电流变隔振器壳体内壁接触，其内壁与电流变隔振器正极外壁构成一对电极；旁路式导流套在堵塞式导流套的外壁加工4个沿外圆周平均分布的轴向槽，槽和槽之间的梁部分保持原有厚度，仍和电流变隔振器壳体内壁接触，除梁部分以外，其余部分上下对称降低高度。
负电极的片状极板沿圆周均匀分布、沿径向多层同角度分布，固定在上、下电极座之间，正电极是一个圆柱体，固定在绝缘套筒和主轴上，其上有与负电极片数目相同的轴向狭长细槽，负电极片一一对应地穿越正电极上的狭长细槽，负电极和正电极上狭长细缝壁之间即为电流变液的工作间隙。
工作时，主轴带动正电极往复运动，使正/负电极发生相对位移。当电流变隔振器采用堵塞型式的导流套时，正电极沿隔振器轴向运动引起上下腔体的体积变化，导致电流变液流经正负电极间的间隙。此时，由于电流变效应，两个腔体之间的电流变液产生流阻压差，从而隔振器表现出阻尼特性。虽然正电极板也受到一定的剪切阻尼作用，但是相对于流阻压差，该部分阻尼力很小，因此可以近似地认为电流变液工作在流动模式。当采用旁路型式的导流套时，正电极沿隔振器轴向运动引起上下腔体内的电流变液体积变化，该部分电流变液几乎全部流经导流套中的旁路孔而非正负电极间的间隙。电流变隔振器的阻尼力基本来自正电极对电流变液剪切运动产生的阻尼力。不管采取何种工作模式，都可以通过调整正/负电极间的电压，控制电流变隔振器的阻尼。
本发明通过更换导流套，可以分别工作在剪切模式或流动与剪切的混合模式。剪切模式下，20组正负电极提高了电流变隔振器单位体积阻尼输出力，输出阻尼力稳定，适合于小位移振动控制场合；流动与剪切混合模式下，输出阻尼力大，适合于大位移和大阻尼力的振动控制场合。因此，本发明性能优良，应用范围广，有利于电流变隔振器的研究、生产和应用。
附图说明
图1本发明结构示意图
图2隔振器轴向图
图3下盖板结构示意图
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本发明包括：斯特封1、壳体2、橡胶弹簧3、负电极4、正电极5、绝缘套筒6、主轴7、上盖板8、限位杆9、上电极座10、导流套11、“O”型圈12、装配螺钉13、下电极座14，下盖板15，引线孔16，加液孔17和工作腔18。其连接关系为：斯特封1有两个，分别置于壳体2上部中间的圆环状槽内和下盖板15中间的圆环状槽内，主轴7的上下两端分别穿过上下两个斯特封1的中间。上盖板8与橡胶弹簧3粘接在一起，橡胶弹簧3粘接在壳体2的肩上。壳体2与下盖板15之间设置“O”型圈12，经装配螺钉13紧固封闭形成工作腔18。工作腔18内装有上电极座10和下电极座14，通过电极座固定20片负电极4。主轴7通过四氟乙烯材料的绝缘套筒6与正电极5粘接在一起，并通过引线孔16，将与正电极5相连的导线引出到工作腔18外。两根限位杆9将壳体2、上电极座10、下电极座14、负电极4、主轴7和下盖板15连接起来，防止正电极5、负电极4在壳体2内发生转动。此外，工作腔18内，正电极5的外侧装有导流套11，电流变液通过下盖板15上的两个加液孔17灌到工作腔18内。
如图4、图5所示，负电极4的片状极板沿圆周均匀分布、沿径向多层同角度分布，固定在上、下电极座10、14之间。正电极5是一个圆柱体，固定在绝缘套筒6和主轴7上，其上有与负电极4片数目相同的轴向狭长细槽。20片负电极4共有5种尺寸，每种尺寸有4片具有相同的弯曲半径负电极片。通过上下电极座10和14的固定作用沿圆周均匀分布并一一对应穿越正电极5上的狭长细缝。其它4种尺寸的负电极片沿径向向外弯曲半径逐渐增大，与第一种尺寸的负电极4片类似分布，同样穿越正电极5上的对应狭长细缝。负电极4和正电极5上狭长细缝壁之间即为电流变液的工作间隙。从轴向看，20片负电极4和对应的正电极5上的狭长细槽沿圆周呈四等分扇形均匀分布、并沿径向多层同角度辐射式分布。工作时，主轴7带动正电极5上下运动，负电极4保持不动。
如图6、图7所示，导流套11有两种结构型式，即堵塞型式导流套或旁路型式导流套。更换不同结构型式的导流套，可以使电流变液的工作模式在剪切模式和流动与剪切混合模式之间进行切换。
堵塞式导流套为一个圆管状零件，当被放入电流变隔振器后，其外壁与电流变隔振器壳体内壁接触，其内壁与电流变隔振器正极外壁构成一对电极。
旁路式导流套由堵塞式导流套进一步加工而成，即在堵塞式导流套的外壁加工4个沿外圆周平均分布的轴向槽，槽和槽之间的梁部分保持原有厚度，仍和电流变隔振器壳体内壁接触，起到对导流套支撑和定位的作用。除梁部分高度保持不变以外，其余部分上下对称降低高度，以使电流变液体通过。采用该结构型式的导流套，电流变隔振器上下腔体电流变液的体积变化部分大部流经导流套外壁与电流变隔振器壳体内壁之间的轴向管道，电流变隔振器主要工作在剪切模式。

Claims (3)

1、一种双模闸式电极电流变隔振器，包括：斯特封(1)、壳体(2)、橡胶弹簧(3)、绝缘套筒(6)、主轴(7)、上盖板(8)、限位杆(9)、O型圈(12)、装配螺钉(13)、下电极座(14)，下盖板(15)，引线孔(16)，加液孔(17)和工作腔(18)，其特征在于，还包括：负电极(4)、正电极(5)、上电极座(10)、导流套(11)，斯特封(1)有两个，分别置于壳体(2)上部中间的圆环状槽内和下盖板(15)中间的圆环状槽内，主轴(7)的上下两端分别穿过上下两个斯特封(1)的中间，上盖板(8)与橡胶弹簧(3)粘接在一起，橡胶弹簧(3)粘接在壳体(2)的肩上，壳体(2)与下盖板(15)之间设置“O”型圈(12)，经装配螺钉(13)紧固封闭形成工作腔(18)，工作腔(18)内设有上电极座(10)和下电极座(14)，主轴(7)通过四氟乙烯材料的绝缘套筒(6)与正电极(5)粘接在一起，并通过引线孔(16)将与正电极(5)相连的导线引出到工作腔(18)外，两根限位杆(9)将壳体(2)、上电极座(10)、下电极座(14)、负电极(4)、主轴(7)和下盖板(15)连接起来，此外，工作腔(18)内，正电极(5)的外侧设有导流套(11)，电流变液通过下盖板(15)上的两个加液孔(17)灌到工作腔(18)内，导流套(11)有两种结构型式，即堵塞型式导流套或旁路型式导流套，更换不同结构型式的导流套，以使电流变液的工作模式在剪切模式和流动与剪切混合模式之间进行切换。
2、根据权利要求1所述的双模闸式电极电流变隔振器，其特征是，堵塞式导流套为一个圆管状零件，当被放入电流变隔振器后，其外壁与电流变隔振器壳体内壁接触，其内壁与电流变隔振器正极外壁构成一对电极；旁路式导流套在堵塞式导流套的外壁加工4个沿外圆周平均分布的轴向槽，槽和槽之间的梁部分保持原有厚度，仍和电流变隔振器壳体内壁接触，除梁部分以外，其余部分上下对称降低高度。
3、根据权利要求1所述的双模闸式电极电流变隔振器，其特征是，负电极(4)的片状极板沿圆周均匀分布、沿径向多层同角度分布，固定在上、下电极座(10、14)之间，正电极(5)是一个圆柱体，固定在绝缘套筒(6)和主轴(7)上，其上有与负电极(4)片数目相同的轴向狭长细槽，负电极(4)片一一对应地穿越正电极(5)上的狭长细槽，负电极(4)和正电极(5)上狭长细缝壁之间即为电流变液的工作间隙，从轴向看，20片负电极(4)和对应的正电极(5)上的狭长细槽沿圆周呈四等分扇形均匀分布、并沿径向多层同角度辐射式分布。
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