CN204512284U - 双向环式调谐质量阻尼器减震装置 - Google Patents

Abstract

双向环式调谐质量阻尼器减震装置，它涉及一种减震装置。本实用新型的目的是为了解决现有技术无法降低瓷柱型电气设备在地震动作用下的设备响应，无法实现减少瓷柱型电气设备震害的问题。本实用新型包括支撑装置、质量装置和刚度装置，所述支撑装置为三面闭合一面敞口的环式空腔结构，质量装置安装在支撑装置的敞口面，刚度装置设在支撑装置和质量装置围合成的封闭空腔内。本实用新型降低瓷柱型电器设备地震动作用时的峰值响应，达到了降低瓷柱型电气设备震害的目的。

Description

双向环式调谐质量阻尼器减震装置

技术领域

本实用新型涉及一种减震装置，尤其涉及一种双向环式调谐质量阻尼器减震装置，属于减震装置技术领域。

背景技术

地震灾害具有突发性和毁灭性，严重威胁着人类的生命和财产安全。瓷柱型电气设备在电力系统中应用得非常广泛，且国内外的历次强震中瓷柱型电气设备震害均非常严重，确保瓷柱型电气设备在地震作用下正常工作对保障电力系统安全运行至关重要。

瓷柱型电气设备地震中的损坏形式主要是绝缘子端部拉断和漏油。针对这一情况问题，国内外很多学者采取了不同的措施来提高其抗震性能。有学者提出通过拉线加固等措施提高侧向刚度，但这种加固方式施工繁琐并增加了瓷件清污的难度，而且地震中容易在拉杆或拉线固定部位损坏；亦有设置金属阻尼器调等措施，但这种方法对地震动频率成分敏感，减振效果不稳定；基底隔震技术能够将地震动输入与电气设备隔离，但是这种方法会使设备产生较大的位移，对空间要求较高，且我国最常采用的夹层隔震橡胶支座有老化问题，需要定期更换。

调谐质量阻尼器是一种广泛应用于土木工程结构的被动减振控制装置，技术成熟，原理清晰。根据瓷柱型电气设备的震害特点，降低瓷柱型电气设备的震害需要降低地震动作用下设备的峰值动力响应，对于地震动输入，调谐质量阻尼器通过对共振振型的控制可以有效降低瓷柱型电气设备在地震动作用下的峰值加速度幅值及峰值位移幅值，并且通过与下限位挡板、上限位挡板接触的摩擦垫板的相对滑动来耗散能量。相对于其他减震方法，调谐质量阻尼器的显著优点是对空间要求低。本装置可以在不明显增加结构质量的情况下降低结构峰值反应，数值验证表明，5％结构质量的调谐质量阻尼器平均可以降低峰值位移50％。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术无法降低瓷柱型电气设备在地震动作用下的设备响应，无法实现减少减少瓷柱型电气设备震害的问题。

本实用新型的技术方案是：双向环式调谐质量阻尼器减震装置，包括两个半环体，两个半环体对接构成圆环体，每个半环体包括支撑装置、质量装置和刚度装置，所述支撑装置为三面闭合一面敞口的环式空腔结构，质量装置安装在支撑装置的敞口面，刚度装置设在支撑装置和质量装置围合成的封闭空腔内。

所述支撑装置包括上限位板、下限位板和连接环板，上限位板与下限位板通过连接环板建立连接。

所述上限位板和下限位板边缘均设有竖直的螺栓板，螺栓板上设有若干螺栓，两个半环体的支撑装置通过螺栓板上的螺栓建立连接。

所述质量装置包括两个半环式质量块，每个半环式质量块的一端设有榫槽，另一端设有榫头，两个半环体的半环式质量块通过榫接方式建立连接形成质量环，质量环通过挤压刚度装置给支撑装置施加一个与设备水平振动加速度方向相反的力，从而降低地震动作用时瓷柱型设备的动力响应。

所述半环式质量块与上限位板和下限位板之间均设有摩擦垫板，摩擦垫板与下限位板、上限位板之间相对运动，通过摩擦消耗散能量。

所述刚度装置为环状弹簧，所述环状弹簧形状、节距、弹簧丝直径根据瓷柱型电气设备的自振特性可调，用以适应不同的瓷柱型电气设备。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：本实用新型的质量环与支撑装置之间通过环状弹簧相互作用，对位移要求小；并且可以在不明显增加设备质量的情况下显著降低瓷柱型电气设备地震动作用时的峰值响应，达到了降低瓷柱型电气设备震害的目的。

附图说明

图1为本实用新型的半环体结构示意图；

图2本实用新型的支撑装置结构示意图；

图3为本实用新型的半环式质量块示意图；

图4为图3中A部分的放大示意图；

图5为本实用新型的两个半环式质量块连接示意图；

图6为本实用新型的环式弹簧示意图；

图7为本实施例的俯视图；

图8为实施例的主视图；

图9为图8中B部分的局部放大示意图；

图10为本实施例的左视图；

图11本实施例的剖面图；

图12本实用新型对于一种形式的瓷柱式电气设备的安装示意图。

图中Ⅰ、支撑装置，Ⅱ、质量装置，Ⅲ、刚度装置，1、下限位板，2、连接环板，3、上限位板，4、螺栓板，5、螺栓，6、摩擦垫板，7、半环式质量块，8、榫头，9、榫槽，10、环状弹簧。

具体实施方式

结合附图说明本实施方式：本实施方式的双向环式调谐质量阻尼器减震装置包括两个半环体，两个半环体对接构成圆环体，每个半环体包括支撑装置Ⅰ、质量装置Ⅱ和刚度装置Ⅲ，所述支撑装置Ⅰ为三面闭合一面敞口的环式空腔结构，质量装置Ⅱ安装在支撑装置Ⅰ的敞口面，刚度装置Ⅲ设在支撑装置Ⅰ和质量装置Ⅱ围合成的封闭空腔内。

所述支撑装置Ⅰ包括上限位板3、下限位板1和连接环板2，上限位板3与下限位板1通过连接环板2建立连接，支撑装置Ⅰ约束质量装置Ⅱ沿垂直限位板的直径方向的位移。

所述上限位板3和下限位板1的边缘处均设有竖直安装的螺栓板4，每个螺栓板4上设有若干螺栓5，两个支撑装置Ⅰ通过螺栓板4上的螺栓5建立连接形成圆环体支撑装置。

所述质量装置Ⅱ为半环式质量块7，所述半环式质量块7的一端设有榫槽9，另一端设有榫头8，两个半环体的半环式质量块7通过榫接方式建立连接形成质量环。

每个半环式质量块7与上限位板3和下限位板1之间均设摩擦垫板6。

所述刚度装置Ⅲ为环状弹簧10。

所述连接环板2设在环形支撑装置Ⅰ的内径处，质量环设在环形支撑装置Ⅰ的外径处，环状弹簧10布置于质量环的内侧、连接环板2外侧，换装弹簧10与质量环和所述连接环板2自然接触，无需增设其他连接装置。

所述双向环式调谐质量阻尼器减震装置安装于带有水平瓷套管的瓷柱型电气设备的水平瓷套管端部或者水平瓷套管外侧的金属端。所述连接环板2贴附于安装位置的瓷柱型电气设备外壁。

对于图1所示情况，双向环式调谐质量阻尼器减震装置水平放置，用以降低地震动作用下瓷柱型电气设备水平方向的动力响应峰值。

非地震状态时质量装置Ⅱ处于图10所示限位板直径方向的中间位置。地震发生时，瓷柱型电气设备随地震动作用开始振动，带动支撑装置Ⅰ共同运动，图1所示安装位移的双向环式调谐质量阻尼器减震装置可以降低水平方向的位移和加速度响应峰值。对于任意水平方向的振动，质量装置Ⅱ会由于惯性与支撑装置Ⅰ发生相对运动，质量装置Ⅱ通过挤压环状弹簧10给支撑装置Ⅰ施加一个与设备水平振动加速度方向相反的力，因为调谐质量阻尼器的自振频率与控制方向的振型参与质量最大的振型频率相等，根据调谐质量阻尼器工作原理可以有效抑制该频率分量的振动，从而降低地震动作用时瓷柱型设备的动力响应，达到减轻瓷柱型电气设备震害的目的。根据《建筑抗震规范》GB50011确定设备安装地区的抗震设防烈度，结合质量环的质量以及所控制振型对应的频率值两个参数可以确定下限位板1的外径。

根据瓷柱型电气设备圆柱状且径向对称的特点，本文运用双向环式调谐质量阻尼器减震装置降低瓷柱型电气设备的震害。目前国内外瓷柱型电气设备的减震没有采用过调谐质量阻尼器；同时，亦未见任何人或者组织将调谐质量阻尼器用于瓷柱型电气设备的减震。将双向环式调谐质量阻尼器减震装置应用于瓷柱型电气设备减震属于首创。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.双向环式调谐质量阻尼器减震装置，其特征在于：包括两个半环体，两个半环体对接构成圆环体，每个半环体包括支撑装置(Ⅰ)、质量装置(Ⅱ)和刚度装置(Ⅲ)，所述支撑装置(Ⅰ)为三面闭合一面敞口的环式空腔结构，质量装置(Ⅱ)围合在支撑装置(Ⅰ)的敞口面，刚度装置(Ⅲ)设在支撑装置(Ⅰ)和质量装置(Ⅱ)围合成的封闭空腔内。

2.根据权利要求1所述双向环式调谐质量阻尼器减震装置，其特征在于：所述支撑装置(Ⅰ)包括上限位板(3)、下限位板(1)和连接环板(2)，上限位板(3)与下限位板(1)通过连接环板(2)建立连接。

3.根据权利要求2所述双向环式调谐质量阻尼器减震装置，其特征在于：所述上限位板(3)和下限位板(1)边缘均设有竖直的螺栓板(4)，螺栓板(4)上设有若干螺栓(5)，两个半环体的支撑装置(Ⅰ)通过螺栓板(4)上的螺栓(5)建立连接。

4.根据权利要求3所述双向环式调谐质量阻尼器减震装置，其特征在于：所述质量装置(Ⅱ)包括两个半环式质量块(7)，每个半环式质量块(7)的一端设有榫槽(9)，另一端设有榫头(8)，两个半环体的半环式质量块(7)通过榫接方式对接形成质量环。

5.根据权利要求4所述双向环式调谐质量阻尼器减震装置，其特征在于：所述半环式质量块(7)与上限位板(3)和下限位板(1)之间均设有摩擦垫板(6)。

6.根据权利要求5所述双向环式调谐质量阻尼器减震装置，其特征在于：所述刚度装置(Ⅲ)为环状弹簧(10)。