CN209907637U - 一种位移型机械式控压黏滞阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种位移型机械式控压黏滞阻尼器，属于结构抗震与减震技术领域。针对黏滞阻尼器在强震作用下发生较大变形时，主缸内压强骤升可能破坏其密封系统，甚至阻尼器本身的问题，本实用新型在黏滞阻尼器的左、右主缸间设置通液管，通液管中设置位移型机械式控压装置。在阻尼器工作过程中，下活塞离开中心位置较多时，左、右主缸内阻尼介质交换较快，此时位移型机械式控压装置可跟随上活塞的运动调节其通道面积，起到自动达到卸压的目的。本实用新型结构简单，可自动根据阻尼器发生变形的大小调节主缸内液体的压强，减震防护效果更好，安全系数高，耐久性好。

Description

一种位移型机械式控压黏滞阻尼器

技术领域

本发明涉及结构抗震与减震工程阻尼器技术领域，特别是一种位移型机械式控压黏滞阻尼器。

背景技术

黏滞阻尼器流体运动，特别是当流体通过节流孔时会产生节流阻力的原理而制成的，是一种与活塞运动速度相关的阻尼器，多次大地震后的灾后调查中表明，黏滞阻尼器是一种有效的建筑结构阻尼保护装置，能够有效地减轻结构的地震反应。当地震来临时，黏滞特性导致结构阻尼的增加，阻尼器消耗了大部分能量，保护主结构。

地震作用下，黏滞阻尼器两端产生相对运动，由此带动主缸内的活塞产生快速往复运动。由于主缸内充满了粘稠的阻尼介质，而活塞上的阻尼小孔面积不大，当运动速度及运动幅度不大时，两边主缸中的阻尼介质可以通过阻尼孔喷射产生液体交换。但当运动速度及运动幅度很大时，通过阻尼孔交换阻尼介质是困难的，此时，主缸内的压强骤升，阻尼介质的交换跟不上结构的运动。这时黏滞阻尼器甚至会锁死，当黏滞阻尼器被锁死时，甚至会引发黏滞阻尼器爆缸，或导致活塞杆弯曲或活塞杆倾斜卡死，最终引起黏滞阻尼器破坏。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种构造简单、防止阻尼介质压强过大的黏滞阻尼器，不仅能提高减震消能的效果，而且能提高结构的安全性和耐久性。本发明包括填充有阻尼介质的左主缸与右主缸，所述左主缸与右主缸设置有下活塞杆，下活塞杆伸出右主缸的一端与右连接耳环固定，下活塞杆伸出左主缸的一端伸入副缸中；下活塞杆上设置有下活塞，下活塞上设有阻尼孔，阻尼介质为液体可在阻尼孔中通过；下活塞与左主缸及右主缸的内壁留有间隙，其间隙可减小下活塞与主缸的摩擦，下活塞运动时阻尼介质无法通过下间隙；各个间隙或孔处设置密封件。通过位移型机械式压强调节装置，起到调节压强的作用，减少主缸腔室的压力值。限位挡块一共两个，分别焊在左主缸与右主缸内，限制下活塞左右运动极限位置。位移型机械式控压装置由上活塞，上活塞杆，弹簧，包裹外壁组成，其作用是随着振动时下活塞在主缸内产生较大位移时弹簧推动上活塞带动上活塞杆向下运动，此时，通液管连通，阻尼介质可通过通液管流动，即达到迅速减小主缸内压强防止爆缸的目的。将弹簧与上活塞焊接，弹簧在阻尼器处于平衡状态时是被压缩状态。上活塞杆上端焊接在上活塞下端的正中心，将上活塞杆的下端插入主缸上的预留圆孔中，再将位移型机械式控压装置上部通过螺母连接，位移型机械式控压装置的内腔与主缸预留圆孔形成一个可供上活塞与上活塞杆上下运动的导轨。主缸上的圆孔与导向滑板能保证上活塞杆沿其中心轴线方向运动。上活塞与套筒之间和上活塞杆与主缸上的圆孔之间有间隙，这个间隙可减少摩擦，但是阻尼介质不能通过间隙，即在平衡位置时上活塞可以暂时使通液管的通道关闭。位移型机械式控压装置与通液管之间使用螺母连接。在左主缸与右主缸上开孔后，通过密封焊接通液管，该孔洞的截面与通液管截面相同。为了便于安装调试及维修更换，通液管分成若干段，其上部通过螺母与位移型机械式控压装置相连，其下部通过螺母与左主缸或右主缸相连。

采用上述结构后，当阻尼器在工作过程中，活塞在主缸缸体内产生相应的往复运动，总是向任一方向运动，随着下活塞的运动，故体积压缩的主缸内阻尼介质的压强可能在运动中不断增大，当下活塞向一侧主缸运动时，弹簧推动上活塞带动上活塞杆向下运动，使通液管连通，阻尼介质可以通过连通的通液管进入另一侧主缸，从而达到迅速减小单侧主缸压强，达到防止爆缸的目的。为了不让阻尼器的关键参数和不受到很大的影响，必须保证这种阻尼介质流通快速发生，从而不影响活塞杆出阻尼孔的流体喷射机理。故通液管的截面面积设置为阻尼孔截面面积的三倍以上，使左主缸与右主缸内的压强迅速稳定，降低风险系数，此外，本阻尼器结构简单，可通过机械自动进行压强调节，各零部件和配件均可在工厂预制加工，均可替换维修，经济合理。采用这种位移型机械式控压黏滞阻尼器可保证其滞回曲线稳定，减震效果更好，安全系数更高，结构耐久性高，可长期低成本使用。

本发明中所述位移型机械式控压黏滞阻尼器工作过程1如下：

当右连接耳环4向左连接耳环1方向产生运动时，右连接耳环4带动下活塞杆3产生同样的运动，右主缸7体积增大，而左主缸6体积减少，此时阻尼介质通过活塞上的阻尼器产生射流，即从左主缸6中流入右主缸7。由于阻尼器的运动，下活塞杆3与导向滑板16向左连接耳环1方向运动，由于弹簧14在平衡状态时是被压缩的，因此，当工作过程时，弹簧14 使上活塞13带动上活塞杆12向下运动，此时通液管被联通，阻尼介质会通过被连通的通液管流到右主缸7中。当下活塞杆3与下活塞5运动到平衡位置时，弹簧14被压缩，上活塞13 回到平衡位置堵住通液管。通过机械自动控制，保证阻尼介质中压强不会过大而威胁阻尼器的安全。

本发明中所述位移型机械式控压黏滞阻尼器工作过程2如下：

当左连接耳环1向右连接耳环4方向产生运动时，右连接耳环4带动下活塞杆3产生同样的运动，左主缸6体积增大，而右主缸7体积减少，此时阻尼介质通过活塞上的阻尼器产生射流，即从右主缸7中流入左主缸6。由于阻尼器的运动，下活塞杆3与导向滑板16向右连接耳环4方向运动，由于弹簧14在平衡状态时是被压缩的，因此，当工作过程时，弹簧14 使上活塞13带动上活塞杆12向下运动，此时通液管被联通，阻尼介质会通过被连通的通液管流到左主缸6中。当下活塞杆3与下活塞5运动到平衡位置时，弹簧14被压缩，上活塞13 回到平衡位置堵住通液管。通过机械自动控制，保证阻尼介质中压强不会过大而威胁阻尼器的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中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为位移型机械式控压黏滞阻尼器整体示意图；

图2为下活塞及导向滑板的立体示意图；

图3为下活塞及导向滑板的正视图；

图4为下活塞及导向滑板的侧视图；

图5为下活塞及导向滑板的俯视图；

图6为位移型机械式控压装置与通液管连接示意图；

图7为位移型机械式控压装置的拆分细部图；

图8为主缸与通液管连接示意图；

图9为工作过程1阻尼介质流向整体示意图；

图10为工作过程2阻尼介质流向整体示意图；

在图1～图10中，1为左连接耳环；2为副缸；3为下活塞杆；4为右连接耳环；5为下活塞；6为左主缸；7为右主缸；8为下间隙；9为阻尼孔；10为螺母；11为通液管；12为上活塞杆；13为上活塞；14为弹簧；15为限位挡块；16为导向滑板；17为包裹外壁；18为位移型机械式控压装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

图1是按照本发明的位移型机械式控压黏滞阻尼器的整体结构示意图。如图1所示，该位移型机械式控压黏滞阻尼器主要包括主缸，副缸，下活塞，活塞杆，通液管，压强控制装置，其中主缸被分为左主缸6和右主缸7，左主缸6和右主缸7内充满着相同的阻尼介质。下活塞5设置在左主缸6和右主缸7之间并可沿其轴向方向来回移动，由此带动与之相连的活塞杆3一同移动，针对现有技术中各类黏滞阻尼器的压强不可调控，一旦阻尼器内的压强过大，就可能造成阻尼器的损坏并对工程结构的安全性造成很大影响的问题，本发提供一种对传统黏滞阻尼器的改进方法，以实现对阻尼器内压强的可控调节，其特征在于其施工步骤如下：

(1)如图1所示，将工厂预制好的主缸与副缸的整体构件左端焊接左连接耳环1，在左主缸6与右主缸7上部开孔，通过密封焊接通液管，各个间隙或孔处设置密封件；

(2)如图6所示，位移型机械式控压装置18是对称的，其左右两侧分别通过螺母10与通液管11相连，方便安装与更换；

(3)如图7所示，将弹簧14与上活塞13焊接，上活塞13与上活塞杆12焊接，将弹簧14放入包裹外壁17内部的上端，上活塞杆12下端插入主缸上的预留孔洞中，则上活塞13与上活塞杆12只能沿中心轴线运动，最后使用螺母10将主缸与包裹外壁17的上部旋接；

(4)如图8所示，将通液管11下部通过螺母10与左主缸6或右主缸7相连，通过通液孔利用压力泵向主缸内填充阻尼介质，使主缸与通液管11充满阻尼介质，而后将通液孔进行密封处理。

当按照本发明的位移型机械式控压黏滞阻尼器工作时，活塞会在主缸和副缸内来回运动，并且阻尼介质经过阻尼孔时会产生黏滞阻力，由此起到抗震减阻的效果。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，对于单出杆黏滞阻尼器及其他油压减震器同样适用，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种位移型机械式控压黏滞阻尼器，其包括填充有阻尼介质的左主缸(6)与右主缸(7)，所述左主缸(6)与右主缸(7)设置有下活塞杆(3)，下活塞杆(3)伸出右主缸(7)的一端与右连接耳环(4)固定，下活塞杆(3)伸出左主缸(6)的一端伸入副缸(2)中；下活塞杆(3)上设置有下活塞(5)，下活塞(5)上设有阻尼孔(9)，阻尼介质为液体在阻尼孔(9)中通过，导向滑板(16)焊接在下活塞(5)与下活塞杆(3)上；下活塞(5)与左主缸(6)及右主缸(7)的内壁留有间隙，其间隙减小下活塞(5)与主缸的摩擦，下活塞(5)运动时阻尼介质无法通过下间隙(8)；各个间隙或孔处设置密封件，其特征在于：主缸内壁设有限位挡块(15)，通液管(11)两端的下部分别焊接在左主缸(6)与右主缸(7)上，使左主缸(6)与右主缸(7)连通，通液管(11)上设有位移型机械式控压装置(18)，在位移型机械式控压装置(18)中，包括上活塞杆(12)，上活塞(13)，弹簧(14)，包裹外壁(17)。

2.根据权利要求1所述的位移型机械式控压黏滞阻尼器，其特征在于：所述通液管(11)为圆管，其上部通过螺母(10)与包裹外壁(17)相连，其下部通过螺母(10)与左主缸(6)或右主缸(7)相连。

3.根据权利要求1所述的位移型机械式控压黏滞阻尼器，其特征在于：所述弹簧(14)与上活塞(13)上端相连，置于位移型机械式控压装置(18)中，当阻尼器位于平衡状态时弹簧(14)是被压缩状态。

4.根据权利要求1所述的位移型机械式控压黏滞阻尼器，其特征在于：所述上活塞(13)上端与弹簧(14)相连，下端与上活塞杆(12)相连，当阻尼器位于平衡状态时上活塞(13)将切断通液管的连通。

5.根据权利要求1所述的位移型机械式控压黏滞阻尼器，其特征在于：所述上活塞杆(12)上端与上活塞(13)相连，下端通过主缸上的圆孔与下活塞(5)接触。

6.根据权利要求1所述的位移型机械式控压黏滞阻尼器，其特征在于：所述限位挡块(15)一共两个，分别焊在左主缸(6)与右主缸(7)内，限制下活塞(5)左右运动极限位置。

7.根据权利要求1所述的位移型机械式控压黏滞阻尼器，其特征在于：所述导向滑板(16)一共两个，其两端分别焊在下活塞(5)与下活塞杆(3)上，导向滑板(16)在下活塞(5)左右两边各焊一个，主缸上的圆孔与导向滑板(16)能保证上活塞杆(12)沿其中心轴线方向运动。

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