CN215634627U - 一种纳米吸能阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纳米吸能阻尼器，包括连接件、活塞杆、端盖、缸体、活塞、隔离膜和密封圈，连接件与活塞杆的固定连接，一对活塞杆穿过缸体的端盖和隔离膜相互连接，活塞杆上设置有与缸体的内壁密封式滑动连接的活塞，缸体通过活塞和隔离膜将缸体分隔为三个腔体，三个腔体中分别填充有阻尼介质和纳米吸能材料。通过力传递，利用纳米吸能材料能够提供高效的阻尼效果，能够在有限的空间和尺寸下，大幅度增加阻尼器的耗能效率，减少阻尼器需增加活塞长度而造成的弊端。

Description

一种纳米吸能阻尼器

技术领域

本实用新型涉及减震抗震的技术领域，尤其涉及一种纳米吸能阻尼器。

背景技术

目前，粘滞阻尼器是一种耗能减震装置，广泛应用于高层建筑、桥梁、建筑结构抗震改造、工业管道设备抗振，军工等领域。

粘滞阻尼器是根据流体运动，构造有活塞缸和设置于其中的活塞，其中，在活塞上设置有沿着活塞的移动方向贯穿活塞的节流孔，流体通过节流孔时会产生节流阻力，造成能量损失，实现动能和热能转换。然而，实际应用中活塞的长度直接影响耗散效果，这就造成现有粘滞阻尼器耗能效果非常有限，且难以提高阻尼效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种纳米吸能阻尼器，通过力传递，利用纳米吸能材料能够提供高效的阻尼效果，能够在有限的空间和尺寸下，大幅度增加阻尼器的耗能效率，减少阻尼器需增加活塞长度而造成的弊端。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型提供了一种纳米吸能阻尼器，包括连接件、活塞杆、端盖、缸体、活塞、隔离膜和密封圈，连接件与活塞杆的固定连接，一对活塞杆穿过缸体的端盖和隔离膜相互连接，活塞杆上设置有与缸体的内壁密封式滑动连接的活塞，缸体通过活塞和隔离膜将缸体分隔为三个腔体，三个腔体中分别填充有阻尼介质和纳米吸能材料。

优选的，活塞上设有节流孔。

优选的，三个腔体分别为第一阻尼腔体、第二阻尼腔体和副腔体，第一阻尼腔体和第二阻尼腔体内部充满阻尼介质，副腔体内部填充纳米吸能材料。

优选的，纳米吸能材料填充副缸体的四分之三。

优选的，纳米吸能材料由纳米多孔材料和非浸润性功能液体组成，非浸润性功能液体为丙三醇或水。

优选的，阻尼介质为二甲硅油。

优选的，端盖在与活塞杆的接触面上开设有3个相互平行的环形槽，多个环形槽间隔设置，且环形槽轴心与活塞杆重合。

优选的，靠近端盖的内外侧分别安装有密封圈，中部未安装密封圈的环形槽作为储油沟槽。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型纳米吸能阻尼器活塞沿轴方向运动时，将缸体分隔为三个腔体，将一部分的动能转化为阻尼介质的热能，另一部分动能传递通过隔离膜传至纳米吸能材料内，在受到冲击力的时候，纳米吸能材料可以瞬时响应，将外界冲击动力转化为固体-液体的界面能和摩擦热能，消耗能量。

2.纳米吸能阻尼器结构设计巧妙，能够在有限的空间和尺寸下，大幅度增加阻尼器的耗能效率，减少阻尼器需增强活塞长度而造成的弊端。

3.纳米吸能阻尼器的密封效果优异，在腔体内压发生变化时，利用环形槽多重间隔密封，在活塞杆长期往复运动的过程中，有效防止阻尼介质泄漏。

本实用新型的纳米吸能阻尼器，当受到外力冲击时，可通过有纳米吸能材料和阻尼介质共同消耗外部能量，大幅度增加阻尼器耗能效率，同时实现对外部结构的消能减震。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为实用新型的截面图；

图中，1-连接件，2-活塞杆，3-端盖，4-缸体，5-活塞，6-隔离膜，7-密封圈，8-储油沟槽，9-节流孔，41-第一阻尼腔体，42-第二阻尼腔体，43-副腔体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1、图2本实用新型提供您的一种纳米吸能阻尼器，包括连接件1、活塞杆2、端盖3、缸体4、活塞5、隔离膜6和密封圈7。其中，连接件1与活塞杆2的一端固定连接，一对活塞杆2穿过缸体4左端部设置的端盖3与隔离膜6相互连接。活塞杆2上设置有活塞5，活塞5的侧面与缸体4的内壁密封式滑动结合，使得活塞5能在缸体4内沿着轴向方向。活塞4上设有节流孔9，用以使得阻尼介质在外力作用下流通。

端盖3在与活塞杆2的接触面上开设有3个相互平行的环形槽，多个环形槽间隔设置，且环形槽轴心与活塞杆2重合。3个环形槽靠近端盖3的内侧和外侧分别安装有密封圈7，中部未安装密封圈的环形槽作为储油沟槽8。

环形槽主要是用以达到优异的密封效果，当活塞5一侧运动时，腔体4内压发生变化，端盖3内侧的密封圈7在波动的内压下，往往密封效果并不理想，部分的阻尼介质会随着活塞杆运动通过内侧密封圈7，当阻尼介质经过储油沟槽8时，会很难到达外侧密封圈，密封效果优良。当活塞杆2回缩时，由于密封圈7的“泵回吸”功能，阻尼介质被活塞杆2带回缸体4中。

环形槽搭配密封圈7在活塞杆2长期往复运动的过程中，缸体内阻尼介质处于动态平衡，防止了阻尼液的泄漏。

缸体4通过活塞5和隔离膜6将缸体4分为第一阻尼腔体41、第二阻尼腔体42和副腔体43。隔离膜6主要用来隔离阻尼介质和纳米吸能材料，其常为高分子复合材料，例如橡胶、硅胶等。第一阻尼腔体41和第二阻尼腔体42内部充满阻尼介质，例如二甲硅油。副腔体43内部填充纳米吸能材料，纳米吸能材料填充副缸体的四分之三，剩余的部分主要用于活塞杆2移动时所需占用的体积，以免造成阻尼器内部超压，损伤阻尼器。

当阻尼器受到冲击力时，冲击力传递至隔离膜后传递至纳米吸能材料内部，利用纳米吸能材料能够提供高效的阻尼效果，在有限的空间和尺寸下，大幅度增加阻尼器的耗能效率，减少阻尼器需增强活塞长度而造成的弊端。

纳米吸能材料由纳米多孔材料和非浸润性功能液体组成，非浸润性功能液体为丙三醇或水，吸能密度可达到30J/g以上，常规状态下为均匀、可流动液体。

纳米吸能材料在外力冲击作用时，外界动能会迫使非浸润性功能液体流入纳米多孔材料孔道内部，将外力机械功转化为固体－液体的界面能和摩擦热能，外力撤销后，功能液体流出纳米孔道，材料可多次重复利用。

纳米吸能材料面对非线性、高速冲击甚至多次冲击时，缓冲效果优异。

纳米吸能阻尼器在受到外力作用时，活塞杆带动活塞在缸体内沿轴向方向运动，阻尼介质通过节流孔，可以将一部分动能转化为阻尼介质的热能；另一部分能量通过内压挤压隔离膜，将能量传至纳米吸能材料内，在受到外力冲击力的时候，纳米吸能材料可以瞬时响应，将外界冲击动力转化为固体-液体的界面能和摩擦热能，消耗能量。这样共同消耗外部能量，大幅度增加阻尼器耗能效率，同时实现对外部结构的消能减震。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种纳米吸能阻尼器，其特征在于，包括连接件、活塞杆、端盖、缸体、活塞、隔离膜和密封圈，连接件与活塞杆的固定连接，一对活塞杆穿过缸体的端盖和隔离膜相互连接，活塞杆上设置有与缸体的内壁密封式滑动连接的活塞，缸体通过活塞和隔离膜将缸体分隔为三个腔体，三个腔体中分别填充有阻尼介质和纳米吸能材料。

2.根据权利要求1所述的一种纳米吸能阻尼器，其特征在于，活塞上设有节流孔。

3.根据权利要求1所述的一种纳米吸能阻尼器，其特征在于，三个腔体分别为第一阻尼腔体、第二阻尼腔体和副腔体，第一阻尼腔体和第二阻尼腔体内部充满阻尼介质，副腔体内部填充纳米吸能材料。

4.根据权利要求3所述的一种纳米吸能阻尼器，其特征在于，纳米吸能材料填充副缸体的四分之三。

5.根据权利要求3所述的一种纳米吸能阻尼器，其特征在于，纳米吸能材料由纳米多孔材料和非浸润性功能液体组成，非浸润性功能液体为丙三醇或水。

6.根据权利要求3所述的一种纳米吸能阻尼器，其特征在于，阻尼介质为二甲硅油。

7.根据权利要求1所述的一种纳米吸能阻尼器，其特征在于，端盖在与活塞杆的接触面上开设有3个相互平行的环形槽，多个环形槽间隔设置，且环形槽轴心与活塞杆重合。

8.根据权利要求1所述的一种纳米吸能阻尼器，其特征在于，靠近端盖的内外侧分别安装有密封圈，中部未安装密封圈的环形槽作为储油沟槽。

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