CN203239827U - 粘滞阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于粘滞阻尼器。其包括上连接件、下连接件、阻尼缸和动体，上连接件与动体固定相连，下连接件与阻尼缸固定相连，动体部分位于阻尼缸中，阻尼缸内设有阻尼液，特征是还包括动叶片，阻尼缸内对应的设有静叶片，动叶片和静叶片均呈板状，静叶片沿阻尼缸轴向设置，动叶片沿动体轴向设置，动叶片与静叶片彼此交错配合并相互留有间隙，动叶片与阻尼缸之间以及静叶片与动体之间也分别留有间隙。本实用新型通过设置相互交错配合的动、静叶片，显著增大与阻尼液之间的摩擦、剪切接触面积，在相同尺寸条件下，进一步提高摩擦及剪切耗能能力，达到有效提高粘滞阻尼器的减振性能的效果。

Description

粘滞阻尼器

技术领域

本实用新型属于振动控制领域，尤其涉及一种可以解决机械设备、管道系统以及建筑结构振动问题的阻尼器。

背景技术

阻尼器是一种应用广泛的耗能减振装置，已经在各种机械设备、建筑结构、石化管道的振动控制中大量应用，具有良好的减振耗能作用。由于传统的小孔节流型阻尼器依靠压力做功实现耗能，因此需要严格的密封，导致成本高，易损坏，且无法重复利用。针对这一问题，研究人员又研究出一种利用阻尼材料自身的粘滞特性实现耗能减振的粘滞性阻尼器，其耗能过程无密封要求，不依赖压力，具有成本低，使用寿命长，可回收利用等优点。利用专利号为201020272825.6的中国专利就公开了一种蜂窝型阻尼器，其利用蜂窝状的工作部件与阻尼液配合，提高工作部件与阻尼液的剪切接触面积，从而实现增大摩擦和剪切力，提高阻尼器减振性能和结构强度的效果。但是这种六边形的蜂窝状结构加工难度大，即便是同类型材的价格也远高于普通的圆形或方形管材，因此这种蜂窝型阻尼器的生产成本较高。此外，这种阻尼器主要依赖蜂窝状的六边形通孔与阻尼液配合实现剪切耗能，为了保证阻尼液能够进入六边形通孔，对阻尼液的粘性有着严格的限制，如果阻尼液粘滞性过大，则无法进入六边形通孔中，只能扩大六边形通孔的尺寸，这样六边形通孔的数量势必减少，一旦数量减少，其与传统圆筒形或长方形的粘滞性阻尼器相比，工作部件与阻尼液的剪切接触面积增加十分有限，所以这类阻尼器也难以提供更大的阻尼力，其性价比并没有优势。再有，这类蜂窝型阻尼器的动体中，虽然蜂窝状部分的结构强度很大，但其与上连接件的结合部仍然只是常用的管状结构，结构强度同样不足，长期使用可能导致动体变形，影响减振性能。综上所述，市场迫切需要一种生产成本低、减振效果更加稳定可靠的阻尼器产品。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种性价比更高的粘滞阻尼器，其具有生产成本低、减振性能优越可靠、结构强度大、使用寿命长等优点。

本实用新型粘滞阻尼器是这样实现的，包括上连接件、下连接件、阻尼缸和动体，上连接件与动体固定相连，下连接件与阻尼缸固定相连，动体部分位于阻尼缸中，阻尼缸内设有阻尼液，其特征在于还包括动叶片，阻尼缸内对应的设有静叶片，动叶片和静叶片均呈板状，静叶片沿阻尼缸轴向设置，动叶片沿动体轴向设置，动叶片与静叶片彼此交错配合并相互留有间隙，动叶片与阻尼缸之间以及静叶片与动体之间也分别留有间隙。

其中，动体的数量可以根据需要具体设定，动体可以设置一个，也可以设置至少二个，当动体设置二个或二个以上时，相邻动体上的动叶片彼此交错配合并相互留有间隙。

为了进一步提高耗能减振的能力，还可以在静叶片或/和动叶片上设置节流通孔。此外，优选的，动体采用板状或管状结构，当动体呈板状或管状时，也可以在板状动体上设有节流通孔，或者管状动体的侧壁上设有节流通孔。另外，当动体呈管状时，还可以在管状动体的内壁上设置动叶片，相应的下连接件上设置静叶片，动叶片与静叶片彼此交错配合并相互留有间隙，这样可以进一步提升动体与阻尼液之间有效的摩擦、剪切接触面积，进而提高减振性能。

本实用新型粘滞阻尼器中，动叶片可以仅与动体固连在一起，也可以仅与上连接件固定在一起，还可以同时与动体及上连接件固连在一起，只要连接强度足够，都可以满足使用要求。为进一步提高结构强度，优选的，至少部分动叶片同时与上连接件及动体固连在一起。同样，静叶片可以仅与阻尼缸固连在一起，也可以仅与下连接件固定在一起，还可以同时与阻尼缸及下连接件固连在一起，只要连接强度足够，都可以满足使用要求

本实用新型粘滞阻尼器利用阻尼液的粘滞特性实现耗能，对压力变化无依赖性，因此不需要严格的密封，但为了防止雨水或灰尘等杂物进入阻尼缸内，上连接件与阻尼缸之间设有保护罩。

本实用新型粘滞阻尼器的静叶片沿阻尼缸轴向均匀设置，动叶片沿动体轴向均匀设置,动叶片与静叶片彼此交错配合并相互留有间隙。这种结构的受力更加均匀，可以根据使用场合选择使用。

本实用新型粘滞阻尼器，通过在设置相互交错配合的动叶片及静叶片，显著增大与阻尼液之间的摩擦、剪切接触面积，从而在相同尺寸条件下，进一步提高摩擦及剪切耗能能力，达到有效提高本实用新型粘滞阻尼器的减振性能的效果。动叶片和静叶片同时又可以分别对动体和阻尼缸起到加强肋的作用，提高整体结构强度，进而延长产品的使用寿命。综上所述，本实用新型粘滞阻尼器的结构简单，加工容易，成本低，寿命长，结构强度大，其性价比十分优越，市场应用前景广阔。

附图说明

图1为本实用新型粘滞阻尼器的结构示意图之一。

图2为图1的A-A向剖视图之一。

图3为图1的A-A向剖视图之二。

图4为图1的A-A向剖视图之三。

图5为本实用新型粘滞阻尼器的结构示意图二。

图6为图5的B-B向剖视图。

图7为本实用新型粘滞阻尼器的结构示意图三。

图8为图7的C-C向剖视图。

图9为本实用新型粘滞阻尼器的结构示意图四。

图10为图9的D-D向剖视图。

图11为本实用新型粘滞阻尼器的结构示意图五。

图12为图11的E-E向剖视图。

实施例一

如图1、图2所示本实用新型粘滞阻尼器，包括上连接件1、下连接件2、阻尼缸3和动体4，上连接件1与动体4固定相连，下连接件2与阻尼缸3固定相连，上连接件1与阻尼缸3之间设有保护罩5，动体4部分位于阻尼缸3中，阻尼缸3内设有阻尼液6，动体4上还设有动叶片9，阻尼缸3内对应的设有静叶片10。其中，动叶片9和静叶片10均呈板状，静叶片10沿阻尼缸3轴向设置，静叶片10的侧面与阻尼缸3固连成一体，其下端与下连接件2固连成一体；动叶片9沿动体4轴向设置，动叶片9的侧面与动体4固连成一体，其上端与上连接件1固连成一体，动叶片9与静叶片10彼此交错配合并相互留有间隙，动叶片9与阻尼缸3之间以及静叶片10与动体4之间也分别留有间隙。此外，动体4上部的侧壁上设有用于平衡内部压力的小孔7。另外，为了便于安装，上连接件1和下连接件2上还设有连接孔8。

由于阻尼缸3内设有阻尼液6，并且动叶片9与静叶片10彼此交错配合并相互留有间隙，动叶片9与阻尼缸3之间以及静叶片10与动体4之间也分别留有间隙，位于阻尼缸3内阻尼液6液面下的上述间隙中充满了阻尼液6。工作时，本实用新型粘滞阻尼器中的动体4在外载荷的作用下，与阻尼缸3发生相对移动，同时动叶片9与静叶片10之间也发生相对移动，由于阻尼液粘性很高，产生阻碍动体4及动叶片9运动的阻尼力，该阻尼力总是与运动方向相反，而且运动速度越大，阻尼力越大，从而消耗外载荷的作用，将机械能转化为热能散发出去，实现减振耗能的作用。由于本实用新型粘滞阻尼器中增设了板状的动叶片和静叶片，充分利用了阻尼缸与动体之间原有的自然空间，显著增大了运动部件与阻尼液之间的接触面积，大大提高了摩擦力和剪切力，减振效果更加明显。此外，动叶片在上连接件与动体之间还起到加强肋的作用，大大提高了动体、动叶片与上连接件固定连接后的结构强度，同样，静叶片在阻尼缸与下连接件间也起到加强肋的作用，显著提高阻尼缸、静叶片与下连接件固定连接后的结构强度，有效地延长了产品的使用寿命。另外，本例所述技术方案中，所用材料均为常见的钢管及钢板，再利用焊接加工即可制成，其生产成本较低。

综上，本实用新型粘滞阻尼器的结构简单，容易加工，成本低，寿命长，结构强度大，减振耗能效果好，性能稳定可靠，其性价比十分优越，市场应用前景广阔。

要说明的是，本例中动叶片分别与动体及上连接件固连成一体，静叶片分别与阻尼缸及下连接件固连成一体，在实际应用中，根据实际需要，动叶片也可以仅与动体或上连接件固连成一体，静叶片可以与阻尼缸或下连接件固连成一体，只要强度足够，都可以满足使用要求，都在本实用新型要求的保护范围之中。此外，在本例中，上、下连接件上设置连接孔与外部结构进行连接，在实际应用中，也可以在上、下连接件上设置其他连接结构，例如吊环、耳板等，也能实现同样的功能，都是基于本实用新型的简单变化，本领域技术人员可以不需要创造性劳动即可完成这些现有技术与本实用新型技术的组合，只要基于本实用新型的技术原理，都在本实用新型要求的保护范围之中。另外，本实用新型粘滞阻尼器利用阻尼液的粘滞特性实现耗能，对压力变化无依赖性，因此不需要严格的密封，但为了防止雨水或灰尘等杂物进入阻尼缸内，上连接件与阻尼缸之间设有保护罩，保护罩在此与阻尼缸内部压力的控制没有任何关系，如果使用环境条件较好，也可以不设置保护罩，这一特征同样适用于本实用新型的其他实施例，在此一并给予说明。

实施例二

如图3所示本实用新型粘滞阻尼器，与实施例一的区别在于，动体4采用方钢管制成，相应的阻尼缸3的截面轮廓也设置成方形。动体4与阻尼缸3对应配合的四个表面均设有动叶片9，相应的阻尼缸3的四个表面均设置静叶片10与动叶片配合。其中，动叶片9和静叶片10均呈板状，静叶片10沿阻尼缸3轴向设置，静叶片10的侧面与阻尼缸3固连成一体，其下端与下连接件2固连成一体；动叶片9沿动体4轴向设置，动叶片9的侧面与动体4固连成一体，其上端与上连接件1固连成一体，动叶片9与静叶片10彼此交错配合并相互留有间隙，动叶片9与阻尼缸3之间以及静叶片10与动体4之间也分别留有间隙。此外，为了进一步增强减振耗能效果，动体4的侧壁上还设有节流通孔11。需要指出的是，由于动体4上设置了节流通孔11，动体4上部不需要再设置用于平衡内部压力的小孔。

与实施例一相比，由于动体和阻尼缸均采用方形的横截面结构，因此动叶片和静叶片彼此平行设置，更容易加工，间距的准确性也更容易控制。此外，由于动体4上设置了节流通孔11，当动体4向阻尼缸3内运动时，在压力作用下，动体4内部的阻尼液6会通过节流通孔11流出，在通过节流通孔11的过程中产生小孔节流效应，实现耗能，因此其消耗外部能量的能力更强，相应的减振效果也更好，同时还减轻了本实用新型粘滞阻尼器的自重。

实施例三

如图4所示本实用新型粘滞阻尼器，与实施例二的区别在于，动叶片9上也设有节流通孔12。

与实施例三相比，动叶片9上增设了节流通孔12以后，当当动体4向阻尼缸3内运动时，动叶片9和静叶片10之间的空隙内的阻尼液受迫沿动叶片9及静叶片10表面发生窜动，阻尼液6会通过节流通孔12，并在通过节流通孔12的过程中产生小孔节流效应，进一步实现耗能，因此其消耗外部能量的能力更强，相应的减振效果也更好，

需要指出的是，基于实施例二和实施例三的技术原理，也可以在静叶片上设置节流通孔，或在动叶片及静叶片上同时设置节流通孔，都能实现很好的减振耗能作用，同时可以减轻产品自重，都在本实用新型要求的保护范围之中。

实施例四

如图5和图6所示本实用新型粘滞阻尼器，与实施例三的区别在于，动体4由钢板构成，动叶片9固定设置在动体4两侧，相应的，阻尼缸两侧表面设置静叶片10与之配合。为提高耗能能力，动体4上设有节流通孔30，静叶片10上设有节流通孔13。

与实施例二和实施例三相比，由于动体4采用板状结构，其可以在较小的外形尺寸条件下，实现良好的减振效果。特别是动体及静叶片上分别设节流通孔后，在工作过程中能够进一步提高耗能能力，因此可以有效提升减振性能。

实施例五

如图7和图8所示本实用新型粘滞阻尼器，与实施例四中所示技术方案的区别在于，动体设置二个，包括动体14和动体15，动体14和动体15上分别设置的板状的动叶片17和动叶片18彼此交错配合并相互留有间隙，此外，动体14的另一侧设有动叶片16，相应的阻尼缸3上设有静叶片20与动叶片16配合，动体15的另一侧设有动叶片19，相应的阻尼缸3上设有静叶片21与动叶片19配合，动叶片19、动叶片16、静叶片20和静叶片21均呈板状，静叶片20及21沿阻尼缸3轴向设置，静叶片20及21的侧面与阻尼缸3固连成一体，其下端与下连接件2固连成一体；动叶片16及19沿动体4轴向设置，动叶片16及19的侧面与动体4固连成一体，其上端与上连接件1固连成一体，动叶片16与静叶片20之间以及动叶片19与静叶片21之间分别彼此交错配合并相互留有间隙，动叶片16与阻尼缸3之间、动叶片19与阻尼缸3之间、静叶片20与动体14以及静叶片21与动体15之间也分别留有间隙。此外，动叶片16上设有节流通孔27，静叶片20上设有节流通孔23，动叶片17上设有节流通孔24，动叶片19上设有节流通孔26，静叶片21上设有节流通孔22，动叶片18上设有节流通孔25，

本例中，设置二个动体，每个动体与阻尼缸之间设置相互配合的动叶片及静叶片，此外，在动体之间还设置动叶片相互配合，因此，增大了动体及动叶片构成的运动结构与阻尼液的接触面积，提高了摩擦力和剪切力，耗能更快，减振效果更好。此外，由于各动叶片及静叶片上均设置了节流通孔，在工作过程中，阻尼液通过节流通孔时还会产生小孔节流效应，进一步提高耗能能力，因此减振性能也进一步得到提升。需要指出的是，虽然相邻动体14和动个15上分别设置的动叶片17和动叶片18的相对位置始终保持不变，但由于浸入阻尼液时，阻尼液沿动叶片17和动叶片18表面窜动时也可以产生很大的摩擦力以及剪切力，因此也可以起到良好的耗能作用。

本例所述技术方案与前述实施例相比，结构更加紧凑，动体、动叶片及静叶片与阻尼液之间有效的剪切和摩擦接触面积更大，因此在相同的尺寸条件下可以实现更好的减振效果。本例中仅以设置二个动体为例进行说明，在实际应用中，根据需要也可以设置三个甚至更多的动体，都可以实现很好的效果，在此仅以文字进行说明，不再另外附图，都在本实用新型要求的保护范围当中。

实施例六

如图9和图10所示本实用新型粘滞阻尼器，与图1和图2中所示技术方案的区别在于，动体4外侧表面设置动叶片9，动叶片9与动体4焊接固定成一体，动叶片9仅沿轴向设置在动体4与阻尼缸3配合的局部段。此外，管状动体4的内壁上设置动叶片42，相应的下连接件2上通过固定立柱40设置静叶片41与动叶片42交错配合，动叶片42与静叶片41彼此交错配合并相互留有间隙。

与实施例一所述技术方案相比，本例技术方案的优越点在于，由于动体4和下连接件2上分别设置了动叶片42和静叶片41，与阻尼液6的摩擦和剪切接触面积进一步增大，当动体4与阻尼缸3发生相对移动时，产生的摩擦力和剪切力也更大，因此消耗衰减外部能量更快，减振效果也更好。

实施例七

基于实施例一和实施例六中对动叶片与动体及上连接件的连接关系描述，如图11和图12所示本实用新型粘滞阻尼器，与图3所示技术方案的区别在于，动体4外侧面设置的动叶片9中，部分动叶片9同时与动体4和上连接件2焊接固定在一起，其余动叶片9仅与动体4焊连成一体，并且仅沿轴向设置在动体4与阻尼缸3配合的局部段，不同固定方式的动叶片9交替设置。此外，动体4内壁上焊接固定有动叶片43，动叶片43也仅沿轴向设置在动体4与阻尼缸3配合的局部段，相应的下连接件2上直接焊接固定设置二组静叶片44与动叶片43交错配合，动叶片43与静叶片44彼此交错配合并相互留有间隙。

本例所述技术方案与实施例二相比，由于动体4和下连接件2上分别设置了动叶片43和静叶片44，与阻尼液6的摩擦和剪切接触面积进一步增大，当动体4与阻尼缸3发生相对移动时，产生的摩擦力和剪切力也更大，因此消耗衰减外部能量更快，减振效果也更好。动体4外侧面设置的部分动叶片9同时与动体4和上连接件2焊接固定在一起，可以起到加强肋的作用，动体、动叶片及上连接件构成的组合结构强度得到了有效保障，其余动叶片9和动叶片43仅在动体4的局部设置，即可以保证增大与阻尼液的摩擦和剪切接触面积，又可以节约材料，有利于在保证良好减振性能的同时实现降低成本。

另外要说明的是，本例和实施例六中，上连接件与阻尼缸之间没有设置保护罩，如果使用环境有防尘防水要求，也可以增设保护罩，不再另外附图说明，都在本实用新型要求的保护范围之中。

通过上述实施例可以看出，本实用新型粘滞阻尼器具有结构简单，容易加工，成本低，寿命长，结构强度大，减振耗能效果好，性能稳定可靠等特点，其性价比十分优越，市场应用前景广阔。本实用新型粘滞阻尼器中，动叶片可以仅与动体固连在一起，也可以仅与上连接件固定在一起，还可以同时与动体及上连接件固连在一起，只要连接强度足够，都可以满足使用要求。为进一步提高结构强度，优选的，至少部分动叶片同时与上连接件及动体固连在一起。同样，静叶片可以仅与阻尼缸固连在一起，也可以仅与下连接件固定在一起，还可以同时与阻尼缸及下连接件固连在一起，只要连接强度足够，都可以满足使用要求。此外，本实用新型中的实施例仅为更好说明本实用新型的技术方案，并不应视为对本实用新型的限制，其中许多实施例中的技术特征也可以交叉使用，基于本实用新型技术原理，本领域技术人员可以对上述实施例所述技术方案重新进行组合或利用同类技术对其中某些元件进行简单替换，只要基于本实用新型的技术原理，都在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种粘滞阻尼器，包括上连接件、下连接件、阻尼缸和动体，上连接件与动体固定相连，下连接件与阻尼缸固定相连，动体部分位于阻尼缸中，阻尼缸内设有阻尼液，其特征在于还包括动叶片，阻尼缸内对应的设有静叶片，动叶片和静叶片均呈板状，静叶片沿阻尼缸轴向设置，动叶片沿动体轴向设置,动叶片与静叶片彼此交错配合并相互留有间隙，动叶片与阻尼缸之间以及静叶片与动体之间也分别留有间隙。

2.根据权利要求1所述的粘滞阻尼器，其特征在于动体设置至少二个，相邻动体上的动叶片彼此交错配合并相互留有间隙。

3.根据权利要求1所述的粘滞阻尼器，其特征在于静叶片或/和动叶片上设有节流通孔。

4.根据权利要求1所述的粘滞阻尼器，其特征在于动体呈板状或管状。

5.根据权利要求4所述的粘滞阻尼器，其特征在于板状动体上设有节流通孔，或者管状动体的侧壁上设有节流通孔。

6.根据权利要求4所述的粘滞阻尼器，其特征在于管状动体的内壁上设置动叶片，相应的下连接件上设置静叶片，动叶片与静叶片彼此交错配合并相互留有间隙。

7.根据权利要求1所述的粘滞阻尼器，其特征在于上连接件与阻尼缸之间设有保护罩。

8.根据权利要求1所述的粘滞阻尼器，其特征在于动叶片仅与动体固定连接，或动叶片仅与上连接件固定连接，或动叶片同时与动体及上连接件固定连接在一起。

9.根据权利要求8所述的粘滞阻尼器，其特征在于至少部分动叶片同时与上连接件及动体固连在一起。

10.根据权利要求1所述的粘滞阻尼器，其特征在于静叶片仅与阻尼缸固定连接，或静叶片仅与下连接件固定连接，或静叶片同时与阻尼缸及下连接件固定连接在一起。

11.根据权利要求1-10任一权利要求所述的粘滞阻尼器，其特征在于静叶片沿阻尼缸轴向均匀设置，动叶片沿动体轴向均匀设置,动叶片与静叶片彼此交错配合并相互留有间隙。

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