CN218466765U - 一种竖向隔震装置 - Google Patents

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黄宝锋
沈帆
梁本亮
张国军
汤成连
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Abstract

本实用新型涉及一种竖向隔震装置,用于对受地震竖向垂直分量影响敏感的结构或非结构物体进行保护,包括:平行设置的第一支撑板和第二支撑板;设置于第一支撑板和第二支撑板之间的第一隔震模块和第二隔震模块,第一隔震模块包括:支撑套筒,与第二支撑板连接;压缩套管,与第一支撑板连接,与支撑套筒抵接;分别与支撑套筒和压缩套管配合连接的中心杆,所述中心杆与第一支撑板连接,第二隔震模块包括:分别与第一支撑板和第二支撑板活动连接的第一连接臂和第二连接臂;弹簧带组,分别与第一连接臂和第二连接臂连接。与现有技术相比,本实用新型具有组成结构简单,方便进行弹性结构的更换,应用场景广泛等优点。

Description

一种竖向隔震装置
技术领域
本实用新型涉及防震减灾研究领域,尤其是涉及一种竖向隔震装置。
背景技术
随着抗震减震设计逐渐受到重视,不同的抗震减震技术不断出现。目前,结构隔震支座装置都为弹性体装置或者摩擦装置,这些隔震装置大多数都为结构提供水平隔震,尽管这些隔震装置验证了弹性体技术在结构中的横向水平隔震应用,但地震作用的竖向垂直分量仍然直接传递到结构中,对结构造成损坏,根据国内外所记录的地震动数据表明,在近断层地震区,地震动的竖向分量十分强烈,峰值加速度甚至超过水平向峰值。因此,需要竖向隔震装置来对受地震竖向分量影响敏感的结构进行保护。一些需要高频振动的工业设备也需要竖向垂直隔震装置来进行保护和维护,而目前竖向隔震装置的设计研究的保护对象大部分都是建筑。
中国专利申请公开说明书CN114135138A公开了一种建筑用可竖向隔振和水平隔震的装置,包括水平隔震机构、竖向隔振机构和固定机构。其中,竖向隔振机构主要由多个弹簧构成,弹簧的具体参数根据被保护建筑物的特性决定。该发明不仅可以隔离竖直方向的振动,而且还可以隔离水平方向的地震作用。但是,该发明的主要保护对象为建筑物,在弹簧损坏或者丧失力学性能时需要对弹簧进行更换,而弹簧被固定机构包裹不易更换,因此不适用于其它应用场景。
中国专利申请公开说明书CN114857210A公开了一种恒力弹簧型竖向隔震器,利用恒力弹簧平衡上部结构重力,根据被隔震结构的重力选择合适的恒力弹簧,选定合理的竖向隔震频率,利用刚度调节弹簧调整隔震器自振频率,整体结构在竖向地震作用下,刚度调节弹簧发挥隔震作用,恒力弹簧发挥平衡上部结构重力作用,既能减小结构竖向地震反应,又能解决竖向隔震中上部结构重力难以平衡的问题。但是,该发明的结构件种类较多,拆装过程复杂,恒力弹簧不易更换。
中国专利申请公开说明书CN110130500A公开了一种空气弹簧-摩擦摆多维隔震支座,主要利用空气弹簧实现竖向隔震功能,但空气弹簧长期处于充气状态,存在漏气的可能,会影响装置的性能。
综上,当前现有的竖向隔震装置存在如下问题:
(1)大部分隔震装置非可拆卸式,一次组装完成后不再拆装,装置的结构较为复杂,存在不易拆装的部件,隔震装置的通用性低;
(2)部分隔震装置使用空气弹簧实现隔震,而空气弹簧在长时间使用后存在漏气的可能性,隔震装置的性能变差;
(3)采用弹簧结构的隔震装置在弹簧结构损坏或者丧失力学性能后不易更换,也不便于针对不同的保护对象进行更换,适用的应用场景有限。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够方便地更换弹簧结构的同时,便于组装和拆解的竖向隔震装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
根据本实用新型的一个方面,提供了一种竖向隔震装置,包括:平行设置的第一支撑板和第二支撑板;设置于所述的第一支撑板和第二支撑板之间的第一隔震模块和第二隔震模块,所述的第一隔震模块包括:支撑套筒,与所述的第二支撑板连接;压缩套管,与所述的第一支撑板连接,与所述的支撑套筒抵接;分别与支撑套筒和压缩套管配合连接的中心杆,所述中心杆与所述的第一支撑板连接,所述的第二隔震模块包括:分别与所述的第一支撑板和第二支撑板活动连接的第一连接臂和第二连接臂;弹簧带组,分别与所述的第一连接臂和第二连接臂连接。
作为优选的技术方案,所述的第一连接臂和第二连接臂结构相同,包括第一连接杆、第二连接杆、第一摩擦杆和第二摩擦杆,其中,第一连接杆分别与所述的第一支撑板和第二连接杆活动连接,第二连接杆与所述的第二支撑板活动连接,第一摩擦杆设置在第一连接杆靠近第二支撑板一侧,第二摩擦杆设置在第二连接杆靠近第一支撑板一侧,所述的弹簧带组与第一连接臂的摩擦杆和第二连接臂上的摩擦杆连接。
作为优选的技术方案,所述的弹簧带组实现以下部件间的连接:第一连接臂的第一摩擦杆与第二连接臂的第一摩擦杆;第一连接臂的第二摩擦杆与第二连接臂的第二摩擦杆。
作为优选的技术方案,第一连接杆与第二连接杆之间采用铰接接头连接,第一连接杆与所述的第一支撑板之间采用铰接接头连接,第二连接杆与所述的第二支撑板之间采用铰接接头连接。
作为优选的技术方案,所述的铰接接头包括螺栓和多个连接片,单个连接片的一端有与螺栓匹配的开孔,另一端与连接对象焊接或一体成型,连接片与螺栓配合连接。
作为优选的技术方案,所述的第一隔震模块还包括分别与所述的中心杆、支撑套筒配合连接的衬套,位于所述的支撑套筒内靠近第一支撑板的一侧。
作为优选的技术方案,所述的中心杆、支撑套筒、压缩套管和衬套同轴放置。
作为优选的技术方案,所述的第一支撑板、第二支撑板、中心杆、第一连接臂、第二连接臂和铰接接头的材质为钢。
作为优选的技术方案,所述的第一支撑板与连接臂间的铰接接头一体成型或焊接,第二支撑板与连接臂间的铰接接头一体成型或焊接。
作为优选的技术方案,所述的压缩套管、衬套和弹簧带组的材质为橡胶。
与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
(1)构造简单,组装拆解方便,本实用新型由两个支撑板及两个隔震模块构成,其中一个隔震模块包括中心杆、压缩套管和支撑套筒,另一个隔震模块包括两个连接臂和弹簧带组,每个连接臂包括两个连接杆和两个摩擦杆,结构简单,便于组装和拆解,采用简单的现有的钢结构和弹性橡胶系统,具有相当的通用性,同时用钢材制作出合理的结构搭配弹性橡胶的系统可以有效对结构或设备受到的竖向垂直振动进行振动控制和减隔震;
(2)不使用空气弹簧,改为使用橡胶弹簧,避免漏气导致避震效果减弱甚至失效,橡胶弹簧具有良好的耗能的特性,将其作为减震系统能够起到很好的减隔震作用;
(3)弹簧带设置在连接臂的摩擦杆上,便于拆装,针对结构或者设备体型繁多、质量不同差异化明显的特点可以按照要求设计不同尺寸和不同弹性系数的橡胶体系来对其进行隔震和保护,可以针对不同应用场景快速更换,可应用于多种场景。
附图说明
图1为本实用新型含弹簧带的立体图;
图2为本实用新型不含弹簧带和压缩套管的立体图;
图3为本实用新型的结构示意图;
图4为本实用新型各组成部分的立体图;
图5为组合的铰接接头的立体图;
图6为分开的铰接接头的立体图;
图7为铰接接头的正视图;
图8为支撑套筒的正视图;
图9为连接杆和摩擦杆组合后的正视图,
其中,1、第一支撑板,2、第二支撑板,3、支撑套筒,4、压缩套管,5、中心杆,6、第一连接臂,7、第二连接臂,8、弹簧带,9、铰接接头,10、衬套。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应属于本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1-4为竖向隔震装置的示意图,包括:平行设置的第一支撑板1和第二支撑板2;设置于第一支撑板1和第二支撑板2之间的第一隔震模块和第二隔震模块,第一隔震模块包括:支撑套筒3,与第二支撑板2连接;压缩套管4,与第一支撑板1连接,与支撑套筒3抵接;分别与支撑套筒3和压缩套管4配合连接的中心杆5,中心杆5与第一支撑板1连接,第二隔震模块包括:分别与第一支撑板1和第二支撑板2活动连接的第一连接臂6和第二连接臂7;弹簧带组8,分别与第一连接臂6和第二连接臂7连接。第一连接臂6和第二连接臂7结构相同,包括第一连接杆、第二连接杆、第一摩擦杆和第二摩擦杆,其中,第一连接杆分别与第一支撑板1和第二连接杆活动连接,第二连接杆与第二支撑板2活动连接,第一摩擦杆设置在第一连接杆靠第二支撑板2一侧,第二摩擦杆设置在第二连接杆靠第一支撑板1一侧,弹簧带组8与第一连接臂6的摩擦杆和第二连接臂7上的摩擦杆连接。
弹簧带组8实现以下部件间的连接:第一连接臂6的第一摩擦杆与第二连接臂的7第一摩擦杆;第一连接臂6的第二摩擦杆与第二连接臂7的第二摩擦杆。
第一连接杆与第二连接杆之间采用铰接接头9连接,第一连接杆与第一支撑板1之间采用铰接接头9连接,第二连接杆与第二支撑板2之间采用铰接接头9连接。
第一支撑板1与连接臂间的铰接接头9一体成型或焊接,第二支撑板2与连接臂间的铰接接头9一体成型或焊接。第一支撑板1、第二支撑板2、中心杆5、第一连接臂6、第二连接臂7和铰接接头9的材质为高强度钢材料。压缩套管4、衬套10和弹簧带组8的材质为强度高,弹性变形能力好的橡胶材料。
如图5-7为铰接接头9的结构示意图,铰接接头9包括螺栓和多个连接片,单个连接片的一端有与螺栓匹配的开孔,另一端与连接对象焊接或一体成型,连接片与螺栓配合连接。
如图8为支撑套筒3的结构示意图,支撑套筒3与中心杆5配合连接。
如图9为连接杆和摩擦杆组合后的结构示意图,摩擦杆设置在连接杆的一侧,摩擦杆的两端各设置有一圆板用于限制弹簧带组8的移动。
在实际应用中,根据所进行使用的结构和设备的质量情况,对压缩套管4和弹簧带8根据弹性系数的大小自行选择。将本实用新型设置在稳固地面与保护对象之间,选择合适的支撑套筒3以调节装置的高度,从而与稳定面及保护对象充分接触。对于竖向垂直振动,如地震作用的垂直分量和工业设备操作时的垂直高频振动,压缩套管4的弹性势能,压缩套管4与中心杆5的摩擦以及弹簧带组8拉伸产生的拉力都能将能量耗散从而缓冲减震。对于侧向作用力,套筒结构与中心杆5的摩擦、橡胶弹簧带8拉伸产生拉力都能将能量耗散从而限制结构框架的侧向位移。
实施例2
与实施例1相比,本实施例的区别在于,第一隔震模块还包括分别与中心轴5、支撑套筒3配合连接的衬套10,位于支撑套筒3内靠第一支撑板1的一侧。衬套10可以保护中心杆5,减轻在与支撑套筒3摩擦时造成的损耗,延长隔震系统的预期使用寿命。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种竖向隔震装置,其特征在于,包括:
平行设置的第一支撑板(1)和第二支撑板(2);
设置于所述的第一支撑板(1)和第二支撑板(2)之间的第一隔震模块和第二隔震模块,
所述的第一隔震模块包括:
支撑套筒(3),与所述的第二支撑板(2)连接;
压缩套管(4),与所述的第一支撑板(1)连接,与所述的支撑套筒(3)抵接;
分别与支撑套筒(3)和压缩套管(4)配合连接的中心杆(5),所述中心杆(5)与所述的第一支撑板(1)连接,
所述的第二隔震模块包括:
分别与所述的第一支撑板(1)和第二支撑板(2)活动连接的第一连接臂(6)和第二连接臂(7);
弹簧带组(8),分别与所述的第一连接臂(6)和第二连接臂(7)连接。
2.根据权利要求1所述的一种竖向隔震装置,其特征在于,所述的第一连接臂(6)和第二连接臂(7)结构相同,包括第一连接杆、第二连接杆、第一摩擦杆和第二摩擦杆,其中,第一连接杆分别与所述的第一支撑板(1)和第二连接杆活动连接,第二连接杆与所述的第二支撑板(2)活动连接,第一摩擦杆设置在第一连接杆靠近第二支撑板(2)一侧,第二摩擦杆设置在第二连接杆靠近第一支撑板(1)一侧,所述的弹簧带组(8)与第一连接臂(6)的摩擦杆和第二连接臂(7)上的摩擦杆连接。
3.根据权利要求2所述的一种竖向隔震装置,其特征在于,所述的弹簧带组(8)实现以下部件间的连接:第一连接臂(6)的第一摩擦杆与第二连接臂(7)的第一摩擦杆;第一连接臂(6)的第二摩擦杆与第二连接臂(7)的第二摩擦杆。
4.根据权利要求2所述的一种竖向隔震装置,其特征在于,第一连接杆与第二连接杆之间采用铰接接头(9)连接,第一连接杆与所述的第一支撑板(1)之间采用铰接接头(9)连接,第二连接杆与所述的第二支撑板(2)之间采用铰接接头(9)连接。
5.根据权利要求4所述的一种竖向隔震装置,其特征在于,所述的铰接接头(9)包括螺栓和多个连接片,单个连接片的一端有与螺栓匹配的开孔,另一端与连接对象焊接或一体成型,连接片与螺栓配合连接。
6.根据权利要求1所述的一种竖向隔震装置,其特征在于,所述的第一隔震模块还包括分别与所述的中心杆(5)、支撑套筒(3)配合连接的衬套(10),位于所述的支撑套筒(3)内靠近第一支撑板(1)的一侧。
7.根据权利要求6所述的一种竖向隔震装置,其特征在于,所述的中心杆(5)、支撑套筒(3)、压缩套管(4)和衬套(10)同轴放置。
8.根据权利要求4所述的一种竖向隔震装置,其特征在于,所述的第一支撑板(1)、第二支撑板(2)、中心杆(5)、第一连接臂(6)、第二连接臂(7)和铰接接头(9)的材质为钢。
9.根据权利要求4所述的一种竖向隔震装置,其特征在于,所述的第一支撑板(1)与连接臂间的铰接接头(9)一体成型或焊接,第二支撑板(2)与连接臂间的铰接接头(9)一体成型或焊接。
10.根据权利要求6所述的一种竖向隔震装置,其特征在于,所述的压缩套管(4)、衬套(10)和弹簧带组(8)的材质为橡胶。
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