CN211691735U - 一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置 - Google Patents

Abstract

一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，包括外筒体1及轴向卡接在外筒体内壁上的阻尼内芯；阻尼内芯包括与外筒体同轴设置的柱形永磁体4，该柱形永磁体的顶部同轴固装有导电弹簧吊杆3，柱形永磁体的底部同轴固装有绝缘支撑弹簧7，且柱形永磁体的周向外壁上均布固接有多个径向绝缘弹簧5；绝缘支撑弹簧的底部固接有电感铜片8，该电感弹簧的底部及导电弹簧吊杆的顶部均固装有卡接在外筒体周向内壁上的绝缘折叠撑板2；径向绝缘弹簧的另一端均与外筒体的周向内壁滑动配合连接。该阻尼装置能在避免撞击的前提下克服风力及地震对高耸铁塔结构带来的振动，且通电及非通电场合均可适用，减震效果良好。

Description

一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置

技术领域

本实用新型涉及减震机械技术领域，涉及一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置。

背景技术

高耸铁塔结构常见于信号发射塔，风力发电机，球场照明灯具等。在地震、风力荷载等作用中，铁塔结构比其他建筑物结构构件更容易发生破坏。其破坏不仅会造成的直接经济损失，而且会引起次生灾害从而导致使用功能的丧失。如何有效减小振动引起的高耸铁塔结构破坏，降低灾害带来的损失，成为高耸铁塔结构技术发展的关键问题之一。

调谐质量阻尼器作为一种高效、便捷的振动控制装置，在高层建筑及高耸结构、风电塔等特种结构上都有所应用，可有效降低结构的振动响应。调谐质量阻尼器应用于高层钢框架结构，可以使建筑结构在地震作用下的动力响应下降19％-26％，提高了结构的稳定性。目前碰撞阻尼器的缺点是需要与主体结构碰撞以达到减振的目的。并且已有的装置振动控制措施并不能保证随着风向变化、波浪与风的不同方向组合作用以及不同方向地震动作用下达到很好的控制效果。

因此，如何采用一种调谐质量阻尼装置，在不发生硬性碰撞的基础上达到铁塔减震效果，是本领域技术人员亟待解决的问题。

经对公开专利进行检索，发现与本技术方案最相关的如下专利文献：

一种多重耗能自适应碰撞型调谐质量阻尼器(CN110528948B)公开了一种多重耗能自适应碰撞型调谐质量阻尼器，包括：外围保护单元；竖向振动单元，固定设于外围保护单元的上端；碰撞间隙自协调单元，设于容置空腔内，碰撞间隙自协调单元的上部为一碰撞腔室；及悬挂调谐质量阻尼单元，还包括：一外质量球，中心设有球形空腔，外质量球设于碰撞腔室内，其上端通过连接件连接于竖向振动单元；一内质量球，通过弹性件悬挂于外质量球的球形空腔内；及多个碰撞耗能头。该发明具有多重碰撞非线性耗能，激励强度自适应的特点，对高层建筑结构在地震与风荷载作用下动力响应的抑制效果显著，适用于具有空间局限性的结构，抑振效果显著，具有良好的经济与社会效益。

通过对上述公开专利文献的对比分析，申请人认为，上述专利中公开的调谐质量阻尼器与本申请相比，其阻尼结构、减震功能及缓冲减震效果均不相同，不影响本申请的新颖性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，该阻尼装置能在避免撞击的前提下克服风力及地震对高耸铁塔结构带来的振动，且通电及非通电场合均可适用，减震效果良好。

一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，包括外筒体及轴向卡接在外筒体内壁上的阻尼内芯；阻尼内芯包括与外筒体同轴设置的柱形永磁体，该柱形永磁体的顶部同轴固装有导电弹簧吊杆，柱形永磁体的底部同轴固装有绝缘支撑弹簧，且柱形永磁体的周向外壁上均布固接有多个径向绝缘弹簧；绝缘支撑弹簧的底部固接有电感铜片，该电感弹簧的底部及导电弹簧吊杆的顶部均固装有卡接在外筒体周向内壁上的绝缘折叠撑板；径向绝缘弹簧的另一端均与外筒体的周向内壁滑动配合连接。

而且，径向绝缘弹簧的一端均固装有绝缘滑块，该绝缘滑块的一侧壁上制出有与外筒体内壁滑动配合连接的弧形配合面。

而且，径向绝缘弹簧均固装在同一水平截面的柱形永磁体外壁上，该径向绝缘弹簧设置有四个，且每两个相邻的径向绝缘弹簧构成的夹角均为90°。

而且，绝缘折叠撑板为圆形板，该绝缘折叠撑板的直径大于外筒体的内径，且绝缘折叠撑板包括固定板及折叠板；固定板及折叠板的外周共同组成绝缘折叠撑板的圆形外周，其中固定板的两翼处对称铰装连接折叠板，且固定板及折叠板上均固装有插环；插环内穿透连接有定位固定板与折叠板水平面的插销。

而且，电感铜片为圆形，其厚度为2～5cm。

本实用新型的优点和技术效果是：

本实用新型的一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，通过固装在高耸铁塔顶部的底部封板，以及底部封板上固装的外筒体提供整体支撑；通过阻尼内芯在外筒体内部摆动，在通电状态下可与电感铜片产生电涡流效应，从而提升阻尼装置的减震效果；在非通电状态下，由径向绝缘弹簧、绝缘支撑弹簧及导电弹簧吊杆配合并弹性支撑柱形永磁体，从而实现物理减震效果。

本实用新型的一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，阻尼内芯通过其顶部及底部的绝缘折叠撑板挤压并轴向卡接固定在外筒体的内壁上，并且可通过拆卸插销实现固定板与折叠板的收纳折叠，便于绝缘折叠撑板在外筒体内部的安装及拆卸，且绝缘折叠撑板为绝缘材质制成，在柱形永磁体通电时可保证外筒体不带电，避免发生触电事故。

本发明中的柱形永磁体可产生磁场，当带电状态的柱形永磁体相对于电感铜片发生相对运动时，会在电感铜片中产生电流涡，振动能量耗散为电流涡产生的热能，可以实现较大的阻尼比，且柱形永磁体的摆动过程中，电感铜片会切割柱形永磁体周围的磁感线，形成磁阻尼，且通过调节柱形永磁体的质量、电感铜片的厚度、柱形永磁体与电感铜片之间的距离(即空气间隙)灵活调节磁阻尼的大小，具有较大的调节范围。

本实用新型的一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，克服现有技术中减振效果差的不足，可在高松铁塔顶部形成物理减震及电力减震系统，安装在高耸铁塔顶部后可有效过滤部分低频振动，同时对于主要大型振动对应的动力响应大大降低，对于高耸铁塔结构钢塔可以起到较好的减振效果，同时为类似高耸薄壁结构的风振控制提供了参考，是一种具有较高创造性的电涡流调谐质量阻尼装置。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为图1中A-A处的剖视图；

图4为本实用新型阻尼内芯的立体图；

图5为本实用新型阻尼内芯的侧视图；

图中：1-外筒体；2-绝缘折叠撑板；3-导电弹簧吊杆；4-柱形永磁体；5-径向绝缘弹簧；6-绝缘滑块；7-绝缘支撑弹簧；8-电感铜片；9-固定板；10-插销；11-合页；12-折叠板；13-插环；14-弧形配合面。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。

一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，包括外筒体1及轴向卡接在外筒体内壁上的阻尼内芯；阻尼内芯包括与外筒体同轴设置的柱形永磁体4，该柱形永磁体的顶部同轴固装有导电弹簧吊杆3，柱形永磁体的底部同轴固装有绝缘支撑弹簧7，且柱形永磁体的周向外壁上均布固接有多个径向绝缘弹簧5；绝缘支撑弹簧的底部固接有电感铜片8，该电感弹簧的底部及导电弹簧吊杆的顶部均固装有卡接在外筒体周向内壁上的绝缘折叠撑板2；径向绝缘弹簧的另一端均与外筒体的周向内壁滑动配合连接。

而且，径向绝缘弹簧的一端均固装有绝缘滑块6，该绝缘滑块的一侧壁上制出有与外筒体内壁滑动配合连接的弧形配合面14。

而且，径向绝缘弹簧均固装在同一水平截面的柱形永磁体外壁上，该径向绝缘弹簧设置有四个，且每两个相邻的径向绝缘弹簧构成的夹角均为90°。

而且，绝缘折叠撑板为圆形板，该绝缘折叠撑板的直径大于外筒体的内径，且绝缘折叠撑板包括固定板9及折叠板12；固定板及折叠板的外周共同组成绝缘折叠撑板的圆形外周，其中固定板的两翼处对称铰装连接折叠板，且固定板及折叠板上均固装有插环13；插环内穿透连接有定位固定板与折叠板水平面的插销10。

而且，电感铜片为圆形，其厚度为2～5cm。

另外，本实用新型优选的，固定板的两翼处开设有让位缺口，该让位缺口的一侧内壁上通过合页11铰装连接折叠板，该合页采用现有技术中的成熟产品。

另外，本实用新型优选的，导电弹簧吊杆连接有外部电源，导电弹簧吊杆将电力传导至柱形永磁体上，该外部电源采用现有技术中的成熟产品，且电源连接方式采用现有技术中的成熟手段。

另外，本实用新型优选的，径向绝缘弹簧及绝缘支撑弹簧的外壁上包覆有绝缘橡胶层，该径向绝缘弹簧及绝缘支撑弹簧均采用现有技术中的成熟产品，另外，导电弹簧吊杆、绝缘支撑弹簧及径向绝缘弹簧端部的固定连接方式采用现有技术中的成熟手段。

为更清楚的说明本实用新型的具体实施方式，下面提供一种实例：

如图1所示，本实用新型的一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，其固装在高耸铁塔的顶部平面上，且尽量保证外筒体的轴心与高耸铁塔的轴心重合；向外筒体内部安装阻尼内芯时，需先将阻尼内芯由外筒体的一端插入至外筒体内部(需注意，此时外筒体并未安装到高耸铁塔上)，当柱形永磁体行进至外筒体中部并保证径向绝缘弹簧水平支撑在绝缘滑块的背部平面上，且绝缘滑块的弧形配合面顶压支撑在外筒体内壁上时，即可手动控制折叠板与固定板在同一水平面上，通过插销及插环进行平面固定，并且由于绝缘折叠撑板的外周直径稍大于外筒体内径，故此时由绝缘折叠撑板外周与外筒体内壁的摩擦力对阻尼内芯进行轴向固定。

当导电弹簧吊杆通电后，随着高耸铁塔受风力或地震作用产生摇摆，带动阻尼内芯的柱形永磁体进行摇摆，此时带电的柱形永磁体与电感铜片产生电涡流效应，实现对柱形永磁体施加抗摇摆的阻尼，从而起到减震作用。

当导电弹簧吊杆因意外或条件所限断电后，主要由径向绝缘弹簧、导电弹簧吊杆及绝缘支撑弹簧为柱形永磁体提供径向的抗摇摆阻尼并进行减震，实现不带电状态下的物理减震功能。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，其特征在于：包括外筒体及轴向卡接在外筒体内壁上的阻尼内芯；所述阻尼内芯包括与外筒体同轴设置的柱形永磁体，该柱形永磁体的顶部同轴固装有导电弹簧吊杆，柱形永磁体的底部同轴固装有绝缘支撑弹簧，且柱形永磁体的周向外壁上均布固接有多个径向绝缘弹簧；所述绝缘支撑弹簧的底部固接有电感铜片，该电感弹簧的底部及导电弹簧吊杆的顶部均固装有卡接在外筒体周向内壁上的绝缘折叠撑板；所述径向绝缘弹簧的另一端均与外筒体的周向内壁滑动配合连接。

2.根据权利要求1所述的一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，其特征在于：所述径向绝缘弹簧的一端均固装有绝缘滑块，该绝缘滑块的一侧壁上制出有与外筒体内壁滑动配合连接的弧形配合面。

3.根据权利要求2所述的一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，其特征在于：所述径向绝缘弹簧均固装在同一水平截面的柱形永磁体外壁上，该径向绝缘弹簧设置有四个，且每两个相邻的径向绝缘弹簧构成的夹角均为90°。

4.根据权利要求1所述的一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，其特征在于：所述绝缘折叠撑板为圆形板，该绝缘折叠撑板的直径大于外筒体的内径，且绝缘折叠撑板包括固定板及折叠板；所述固定板及折叠板的外周共同组成绝缘折叠撑板的圆形外周，其中固定板的两翼处对称铰装连接折叠板，且固定板及折叠板上均固装有插环；所述插环内穿透连接有定位固定板与折叠板水平面的插销。

5.根据权利要求1所述的一种高耸铁塔振动控制用电涡流调谐质量阻尼装置，其特征在于，所述电感铜片为圆形，其厚度为2～5cm。

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