CN1587737A - 一种粘滞阻尼缓冲器 - Google Patents
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Abstract
一种粘滞阻尼缓冲器，适用于工程减振和结构控制领域。该缓冲器包括有主缸、活塞、活塞杆及主缸内腔填充的粘滞介质；特征在于：主缸外套设有保护缸，主缸的一敞口端部连接有副缸，副缸和保护缸的端部均连接有耳环；主缸体内设置的活塞的两边各连接有等直径的活塞杆，其中一边的活塞杆穿过密封套、端堵头的中心孔与保护缸的端盖相连，另一边的活塞杆穿过密封套和端堵头的中心孔至副缸腔内。所述的活塞上具有阻尼孔，活塞的直径小于主缸的内径、二者之间形成阻尼间隙。该粘滞阻尼缓冲器结构简单、造价低廉，具有较高的性价比，便于生产和推广应用。且既可用于新建的结构，也可用于已有建筑的加固改造。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻尼缓冲器，其适用于工程减振和结构控制领域，亦可用于制作用于航天、电子、化工、能源、仪表、医疗、卫生等领域。
背景技术
随着经济的发展和人类社会的进步，地震给人类造成的危害也越来越大。同时社会经济的迅速发展对现代建筑结构的安全性、适用性和舒适性提出了更高的要求。传统的抗震结构体系是通过增强结构本身的性能来“抗御”地震作用的，即由结构本身储存和消耗地震能量，以满足结构的抗震设防要求。由于人们尚不能准确地估计结构在未来可能遭遇的地震动的强度、频谱和持时等特性，而且按照传统抗震方法设计的结构其抗震性能不具备自我调节与自我控制的能力，因此在这种不确定性的地震作用下，结构很可能不满足安全性的要求，产生严重破坏，甚至倒塌，造成重大的经济损失和人员伤亡。由此，结构消能减振方法和技术体系应运而生；该体系是指在结构的某些部位设置设计耗能杆件，结构震(振)动时，这些构件率先进入塑性状态，消耗震(振)动能量以确保建筑物在大震或强风下的安全，其关键技术是高性价比的耗能构件----阻尼器。目前工程界使用的粘滞阻尼器存在着耗能效果差、粘滞介质容易泄露、成本高、防尘防腐措施不得当、体积大等缺陷。另外，机械、铁路运输等领域中也急需求高性价比的阻尼缓冲器。
发明内容
本发明的目的是提供一种可用于减轻工程结构、机械结构等动力反应(位移、速度、加速度)的一种高耗能、密封性好、结构简单、高性价比的粘滞缓冲器。
本发明的一种粘滞阻尼缓冲器，包括有主缸、设置于主缸内可以沿轴向移动的活塞、与活塞连接的活塞杆及主缸内腔填充的粘滞介质；其特征在于：主缸1外套设有保护缸2，主缸1的一敞口端部连接有副缸6；主缸体1内设置的活塞3的两边各连接有活塞杆4，其中一边的活塞杆的一端穿过密封套5、端堵头8的中心孔与保护缸2的端盖15相连，另一边的活塞杆的一端穿过密封套5和端堵头8的中心孔至副缸腔14内。并且副缸和保护缸的端部均连接有耳环10。
本发明所述的活塞3上具有阻尼孔11，活塞3的直径小于主缸1的内径、二者之间形成阻尼间隙7；并且活塞3两边设有等直径的活塞杆4。
本发明所述的主缸1腔内两端设置有密封套5，密封套内外各具有5套密封圈13，密封套由端堵头8固定，端堵头8与主缸用螺纹连接。
本发明的粘滞阻尼缓冲器的工作原理是在外力推动下，活塞3移动挤压粘滞介质9，使粘滞介质通过阻尼孔11和阻尼间隙7，产生摩擦阻尼和孔缩阻尼，消耗振动的能量。其特点是产生的粘滞阻尼，对结构的地震、风振、机械振动十分敏感，耗能曲线十分饱满、在小位移下具有高耗能特性；同时通过改变粘滞介质种类和结构尺寸参数，可实现不同的减振效果。
与现有技术相比，本发明的粘滞阻尼缓冲器具有以下方面的优点：
1.本发明的粘滞阻尼缓冲器的活塞上设有阻尼孔和阻尼间隙，很容易实现工程结构所要求的线性阻尼和非线性阻尼。
2.本发明的粘滞阻尼缓冲器的密封套设置十套密封装置，实现了粘滞介质的多重密封，能够保证阻尼器长期使用而不漏介质。
3.本发明的粘滞阻尼缓冲器采用性能稳定的粘滞介质，试验证明该产品可在-40℃～110℃的环境温度内适用，且性能基本不变。
4.本发明的粘滞阻尼缓冲器外设保护缸，能够使主缸免受外界冲击和腐蚀，同时起到放(防)尘的作用，使该阻尼器更持久耐用。
5.本发明的粘滞阻尼缓冲器通过改变粘滞介质的种类和结构尺寸的参数，可以设计制造性能不同、适用范围不同的产品。
6.本发明的粘滞阻尼缓冲器的活塞杆与外设的保护缸相连，在运动中避免了受压失稳的可能，从而给阻尼器增加了一道安全防线。
7.本发明的粘滞阻尼缓冲器具有十分饱满的耗能曲线，试验表明曲线可以为椭圆形，也可以为“回”形，且具有在微小位移下高耗能和对速度高敏感性等特点。
8.本发明的粘滞阻尼缓冲器用于建筑结构的抗震减振，但不改变结构的刚度等特性，没有负面作用。
9.本发明的粘滞阻尼缓冲器适用范围广泛，可广泛应用于建筑结构、桥梁结构、生命线工程、高柔结构等的工程抗震、抗风；既可用于新建的结构，也可用于已有建筑的加固改造。
10.本发明的粘滞阻尼缓冲器结构简单、造价低廉，便于生产和推广应用。
附图说明
图1本发明的结构示意图
图中：主缸1、保护缸2、活塞3、活塞杆4、密封套5、副缸6、阻尼间隙7、端堵头8、粘滞介质9、连接耳环10、阻尼孔11、机械部件连接中设置的螺纹12、密封圈13、副缸6内腔14、保护缸2的端盖15。
具体实施方式
本发明的粘滞阻尼缓冲器实施方案结合附图做如下具体说明。根据图1采用公知技术设计通用配件，对于图1所需求的结构构件制作方法为；在活塞上加工通长的轴向阻尼孔，将活塞放置在主缸的设计位置，将密封套和端堵头安装在设计位置，利用罐装设备将阻尼粘滞材料充满主缸1，安装副缸和保护缸，再进行耳环的连接，即可以实现本发明的技术方案。本发明主缸1的腔体内充满了公知的高粘度的、性能稳定的粘滞介质9。当活塞杆受到外力作用时，推动活塞在主缸内移动，活塞推压粘滞介质，使其在阻尼间隙和阻尼孔中流过，产生摩擦粘滞力和孔缩阻尼力，进一步使动能转化为热能，最终使热能消散到空中；由于粘滞介质受外力在间隙和小孔中流动，受到冲击时不会产生反弹，使该结构非常平稳、没有跳动、具有较高的使用功能。
Claims (4)
1.一种粘滞阻尼缓冲器，包括有主缸、设置于主缸内可以沿轴向移动的活塞、与活塞连接的活塞杆及主缸内腔填充的粘滞介质；其特征在于：主缸(1)外套设有保护缸(2)，主缸(1)的一敞口端部连接有副缸(6)；主缸体(1)内设置的活塞(3)的两边各连接有活塞杆(4)，其中一边的活塞杆的一端穿过密封套(5)、端堵头(8)的中心孔与保护缸(2)的端盖(15)相连，另一边的活塞杆的一端穿过密封套(5)和端堵头(8)的中心孔至副缸腔(14)内。
2.根据权利要求1所述的一种粘滞阻尼缓冲器，其特征在于：活塞(3)上具有阻尼孔(11)，活塞(3)的直径小于主缸(1)的内径、二者之间形成阻尼间隙(7)；并且活塞(3)两边设有等直径的活塞杆(4)。
3.根据权利要求1所述的一种粘滞阻尼缓冲器，其特征在于：主缸(1)腔内两端设置有密封套(5)，密封套内外各具有5套密封圈(13)，密封套由端堵头(8)固定，端堵头(8)与主缸用螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种粘滞阻尼缓冲器，其特征在于：副缸和保护缸的端部均连接有耳环(10)。
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