CN212717757U - 一种伸缩式多级黏滞流体阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种伸缩式多级黏滞流体阻尼器，包括主缸筒和位于主缸筒两端的密封结构，主缸筒内填充有阻尼介质，所述主缸筒内还设置有伸缩式多级活塞杆组件，伸缩式多级活塞杆组件包括至少多级活塞杆，所述活塞杆一端沿轴向开设有圆柱形凹槽，每级活塞杆通过凹槽依次嵌套。本实用新型通过更短、更细与无副缸筒设计，节约了材料与加工成本，提高了阻尼器的减振效率，具有良好的经济性。

Description

一种伸缩式多级黏滞流体阻尼器

技术领域

本实用新型涉及抗震减振领域，尤其涉及一种伸缩式多级黏滞流体阻尼器。

背景技术

黏滞流体阻尼器(VFD)，是应用粘性介质和阻尼器结构部件的相互作用产生阻尼力的原理，设计、制作的一种被动式速度相关型阻尼器。它通过将结构振动产生的能量转换位流体热能，进而通过缸体将热能耗散出去，从而消耗结构振动能量的减振装置。作为20世纪结构工程界振动控制技术最优越的科研成果之一的黏滞流体阻尼器，近年来在工程结构领域得到了广泛应用，不仅大大提高了结构抗风、抗震能力，而且与传统的结构设计方法相比，节约了相当比例的建设成本。

现有技术中，黏滞流体阻尼器一般由主缸筒、活塞、副缸筒、阻尼介质和导杆等部分组成，活塞在缸筒内作往复运动，其中活塞上开有小孔，并塞入阻尼棒，活塞两边通过压板、螺杆将阻尼棒固定在孔中。当活塞与缸筒之间发生相对运动时，由于活塞前后的压力差使流体阻尼材料从阻尼孔中通过，从而产生阻尼力，达到耗能的目的。

现有的粘滞阻尼器产品中，比较常用的是双出杆黏滞流体阻尼器，该阻尼器活塞的两端均有等截面活塞杆，因此活塞在缸筒内作往复运动时拉压两个方向的阻尼力均相等。

双出杆黏滞阻尼器由于有副缸筒的存在，除了满足正常的行程需求之外，还需要在副缸筒中留有一定距离，以保证双出杆活塞杆的自由移动，因此其总长度一般较长。但是，目前在建筑工程实际应用中，尤其是对现有建筑进行加固的过程中，往往可用空间非常有限，对粘滞阻尼器产品的尺寸提出了较高的要求，而目前的双出杆粘滞阻尼器的尺寸往往无法满足需求，成为目前粘滞阻尼器在建筑结构减隔震领域推广应用的一个限制因素。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提出了提供一种伸缩式多级黏滞流体阻尼器，通过更短、更细与无副缸筒设计，节约了材料与加工成本，提高了阻尼器的减振效率，具有良好的经济性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种伸缩式多级黏滞流体阻尼器，包括主缸筒和位于主缸筒两端的密封结构，主缸筒内填充有阻尼介质，所述主缸筒内还设置有伸缩式多级活塞杆组件，伸缩式多级活塞杆组件包括至少多级活塞杆，所述活塞杆一端开设有圆柱形凹槽，每级活塞杆通过凹槽依次嵌套。

进一步地，所述伸缩式多级活塞杆组件包括第一级活塞杆，第二级活塞杆和第三级活塞杆，所述第一级活塞杆、第二级活塞杆以及第三级活塞杆上均沿轴向设置有阻尼孔；

所述第一级活塞杆一端穿透左侧密封部件且可沿主缸筒轴向往复运动，另一端开设有圆柱形凹槽；

所述第二级活塞杆位于第一级活塞杆凹槽内且可在凹槽内沿凹槽轴向往复运动，其面向右侧密封部件处开设有圆柱形凹槽；

所述第三级活塞杆一端与右侧密封部件相连，另一端位于第二级活塞杆凹槽内。

进一步地，所述第一级活塞杆和第二级活塞杆上均设置有用于密封凹槽的缸筒盖。

进一步地，所述密封结构包括端盖以及支撑环，所述主缸筒内壁两端均开设有安装平台，所述支撑环与安装平台相匹配，端盖设置在支撑环外侧，与主缸筒相连，用于固定支撑环。

进一步地，所述支撑环外壁和内壁均开设有环形方槽，方槽内设置有密封圈。

进一步地，所述安装平台为阶梯型结构，其顶部侧壁上设置有内螺纹；支撑环为“T”形，其下端嵌入主缸筒中，上端与安装平台相配合，端盖侧壁上设置有外螺纹与安装平台螺纹连接。

进一步地，右端盖底部设置有与所述第三级活塞杆相匹配的凹槽，凹槽内设置有内螺纹与设置在第三级活塞杆末端的外螺纹相配合；右端盖外还设置有连接头，所述连接头和第一级活塞杆末端均连接有连接单耳。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：

由于活塞杆为多级结构，每一级均可以提供一定长度行程，因此其总行程更长。此外，它没有副缸筒结构，因此在同等行程要求的情况下，阻尼器的总长度可以明显缩短，便于在建筑狭窄结构处安装；

由于每一级活塞均可以产生阻尼力且方向一致，因此其可以产生比同截面双出杆单级阻尼器更大的阻尼力，因而具备更强的耗能能力，在产生同等阻尼力条件下，活塞直径要比传统双出杆单级阻尼器的更小，因此它的缸径可以更细，便于适应薄型结构的消能减振设计。

附图说明

参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的伸缩式多级黏滞流体阻尼器的结构示意图。

图中标号：1-连接单耳，2-第一级活塞杆，3-第二级活塞杆，4-第三级活塞杆，5-主缸筒，6-端盖，7-支撑环，8-密封圈，9-右端盖。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

根据本实用新型的一实施方式结合图1示出。一种伸缩式多级黏滞流体阻尼器，包括主缸筒5和密封结构，密封结构有两个，两个密封结构分别位于主缸筒5内两端处用于密封主缸筒5，主缸筒5内还设置有伸缩式多级活塞杆组件，伸缩式多级活塞杆组件包括第一级活塞杆2，第二级活塞杆3和第三级活塞杆4，主缸筒5内填充有阻尼介质；

第一级活塞杆2一端穿透左侧密封部件且可沿主缸筒5轴向往复运动，另一端沿轴向开设有圆柱形凹槽，其外径等于主缸筒5内径。

第二级活塞杆3位于第一级活塞杆2凹槽内，其首端外径与第一级活塞杆2凹槽内径相等，第二级活塞杆3可在第一活塞杆凹槽内沿轴向往复运动，其末端面向右侧密封结构且开设有圆形凹槽。

第三级活塞杆4一端与右侧密封部件相连，另一端位于第二级活塞杆3凹槽内；第二级活塞杆3凹槽深度与第三级活塞杆4裸露在外的长度相匹配且第二级活塞杆3凹槽内径与第三级活塞杆4外径相匹配。

第一级活塞杆2和第二级活塞杆3上均设置有用于密封凹槽的缸筒盖。第一级活塞杆2、第二级活塞杆3和第三级活塞上均开有阻尼孔，当第一级活塞杆2发生移动时，会带动第二级活塞杆3、第三级活塞杆4活塞沿各自缸筒移动，在运动过程中，每一级的缸筒两腔之间均会产生压力差，导致阻尼介质会沿着各自活塞上的阻尼孔从高压力腔流至低压力腔，在此过程中产生阻尼力。

第一级活塞上开有圆柱形凹槽，内部安装有第二级活塞杆3，第二级活塞将该凹槽作为缸筒，并将此缸筒分为两部分，活塞可沿缸筒来回运动。类似的，第二级活塞杆3上也开有圆柱形凹槽，第三级活塞将该凹槽作为缸筒，并将此缸筒分为两部分，活塞可沿缸筒来回运动。

密封结构包括端盖6以及支撑环7，主缸筒5内壁两端均开设有安装平台，安装平台为阶梯型结构，其顶部侧壁上设置有内螺纹；支撑环7为“T”形，其下端嵌入主缸筒5中，上端与安装平台相配合，端盖6侧壁上设置有外螺纹与安装平台螺纹连接，支撑环7外壁和内壁均开设有环形方槽，方槽内设置有密封圈8，保证阻尼介质不会泄漏。

右端盖9底部设置有与第三级活塞杆4相匹配的凹槽，凹槽内设置有内螺纹与设置在第三级活塞杆4末端的外螺纹相配合；右端盖9外还设置有连接头，连接头和第一级活塞杆2 末端均连接有连接单耳1。

本发明的一种伸缩式多级黏滞流体阻尼器，当两端连接单耳1产生相对位移时，第一级活塞与主缸筒5之间、第二级活塞与第一级活塞杆2圆孔之间、第三级活塞与第二级活塞杆 3圆孔之间发生移动，每一级活塞都将阻尼介质分隔成两腔，因此当发生相对移动时，每一级的活塞两侧的两腔压力都会不同，受压力作用，阻尼介质便会从高压腔流向低压腔，在阻尼介质穿过阻尼孔的过程中产生阻尼力，而且每一级的阻尼力都与相对运动方向相反，因此各级活塞均产生阻尼力且方向相同，在同等规格的情况下，活塞直径要比传统双出杆单级阻尼器的更小，因此它的缸径可以更细，便于适应薄型结构的消能减振设计；且伸缩式多级黏滞流体阻尼器的总行程等于各级活塞杆行程之和，由于采用了嵌套式活塞结构，其总行程明显大于采用单一活塞杆结构普通黏滞流体阻尼器的行程。通过更短、更细与无副缸筒设计，节约了材料与加工成本，提高了阻尼器的减振效率，具有良好的经济性。

在一些特殊的建筑工程中，特别是一些加固工程，可以安装阻尼器的空间很小，但对其性能要求未降低，因此如何在有限的空间里满足结构减震需求成了一个关键的难题。而本发明采用的伸缩式多级活塞杆结构可以明显减小阻尼器的长度，同时又保证了行程的要求，可以解决该问题，提高了黏滞流体阻尼器产品的适用性。

本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种伸缩式多级黏滞流体阻尼器，包括主缸筒(5)和位于主缸筒两端的密封结构，主缸筒(5)内填充有阻尼介质，其特征在于，所述主缸筒(5)内还设置有伸缩式多级活塞杆组件，伸缩式多级活塞杆组件包括至少多级活塞杆，所述活塞杆一端沿轴向开设有圆柱形凹槽，每级活塞杆通过凹槽依次嵌套。

2.根据权利要求1所述的伸缩式多级黏滞流体阻尼器，其特征在于，所述伸缩式多级活塞杆组件包括第一级活塞杆(2)，第二级活塞杆(3)和第三级活塞杆(4)，所述第一级活塞杆(2)、第二级活塞杆(3)以及第三级活塞杆(4)上均沿轴向设置有阻尼孔；

所述第一级活塞杆(2)一端穿透左侧密封部件且可沿主缸筒(5)轴向往复运动，另一端沿轴向开设有圆柱形凹槽；

所述第二级活塞杆(3)位于第一级活塞杆(2)凹槽内且可在凹槽内沿凹槽轴向往复运动，其面向右侧密封部件处沿轴向开设有圆柱形凹槽；

所述第三级活塞杆(4)一端与右侧密封部件相连，另一端位于第二级活塞杆(3)凹槽内。

3.根据权利要求2所述的伸缩式多级黏滞流体阻尼器，其特征在于，所述第一级活塞杆(2)和第二级活塞杆(3)上均设置有用于密封凹槽的缸筒盖。

4.根据权利要求2所述的伸缩式多级黏滞流体阻尼器，其特征在于，所述密封结构包括端盖(6)以及支撑环(7)，所述主缸筒(5)内壁两端均开设有安装平台，所述支撑环(7)与安装平台相匹配，端盖(6)设置在支撑环(7)外侧，与主缸筒(5)相连，用于固定支撑环(7)。

5.根据权利要求4所述的伸缩式多级黏滞流体阻尼器，其特征在于，所述支撑环(7)外壁和内壁均开设有环形方槽，方槽内设置有密封圈(8)。

6.根据权利要求4所述的伸缩式多级黏滞流体阻尼器，其特征在于，所述安装平台为阶梯型结构，其顶部侧壁上设置有内螺纹；支撑环(7)为“T”形，其下端嵌入主缸筒(5)中，上端与安装平台相配合，端盖(6)侧壁上设置有外螺纹与安装平台螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的伸缩式多级黏滞流体阻尼器，其特征在于，右端盖(9)底部设置有与所述第三级活塞杆(4)相匹配的凹槽，凹槽内设置有内螺纹与设置在第三级活塞杆(4)末端的外螺纹相配合；右端盖(9)外还设置有连接头，所述连接头和第一级活塞杆(2)末端均连接有连接单耳(1)。

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