CN219159421U - 一种高耗能粘滞阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种高耗能粘滞阻尼器，包括耳环、导杆、缸筒结构，所述缸筒结构一侧安装有导杆，所述导杆插入缸筒结构内部，所述导杆一侧安装有耳环，所述缸筒结构另一侧也安装有耳环。本实用新型为一种新型高耗能粘滞阻尼器，其通过设置在缸筒外壁导热硅脂及散热片可将粘滞阻尼器内部高温及时高效消散，能有效避免粘滞阻尼器内缸高温工作的情况，使得粘滞阻尼器内部阻尼介质性能稳定，进而保证粘滞阻尼器能在地震中，尤其在罕遇地震作用下高效耗能，其力学性能稳定。

Description

一种高耗能粘滞阻尼器

技术领域

本实用新型涉及粘滞阻尼器，尤其涉及一种高耗能粘滞阻尼器。

背景技术

粘滞阻尼器是依据流体动力学原理制作而成，特别是当流体通过节流孔时会产生粘滞阻力的原理而制成的，是一种与刚度、速度相关型阻尼器。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。粘滞阻尼器常用于一些高层建筑的主体结构、大跨度桥梁或其他重要建筑结构的支承系统，以减少因地震、风载荷、振动等原因造成的建筑物损坏或破坏。其结构主要包括缸筒、活塞、阻尼间隙(或阻尼孔)、阻尼材料、导杆及端部连接件等部件。

其基本工作原理表述如下：地震时，粘滞阻尼器两端产生相对位移，使得活塞与缸筒产生相对往复运动，进而缸筒内活塞两侧产生压力差，缸筒内阻尼材料在压力差作用下从阻尼孔或阻尼间隙中通过，由流体力学可知，当流体通过节流孔(或间隙)时会产生阻尼力。阻尼材料通过阻尼孔或阻尼间隙时存在速度梯度，使得分子间产生摩擦耗能，因此地震中输入结构中的动能最终转变为分子间摩擦耗能，地震波能量以热能的形式耗散，达到减小地震作用，避免建筑结构受到地震损害的设计目标。

由上述粘滞阻尼器的基本工作原理可知，目前常用的粘滞阻尼器在地震过程中，尤其在罕遇地震作用下，其活塞高速往复运动会造成粘滞阻尼器内部温度急剧升高，根据该问题专利号为CN202110040005.7提出一种粘滞阻尼器，其解决现有的粘滞阻尼器由于活塞运动范围受限，阻尼器承受能力受限，且温度对阻尼器的影响较大的技术问题，该专利通过在上下端板之间对称设置两个阻尼单元，阻尼单元采用拉压机构及转动机构组合；阻尼器承受能力时，活塞在拉压箱体中的位移，对其中的粘滞液体进行挤压，粘滞液体在拉压箱体内流动，部分能量通过摩擦及挤压等方式转化为热能被耗散；同时，粘滞液体通过连接管道进入转动箱体中，大部分能量转化为液体流动的动能和势能，带动齿轮耗能机构转动，齿轮耗能机构的动能在粘滞液体的阻尼力进行耗散；有效减小了热能的转换，降低了温度变化对阻尼器的影响；增大了活塞的运动范围，有效提高了阻尼器的耗能性能，减小了阻尼器的体积和重量。

但是现有技术主要通过液体流动带动齿轮耗能机构转动，其工作性能不稳定，温度降低效果差，只是将外侧温度转化为内部温度且散热更加不易。而现有技术受目前粘滞阻尼器的构造要求限制，内部高温一直维持较长时间不能降低，而阻尼材料在高温下会出现如下问题：1、随着温度的增高，阻尼材料的黏度系数急剧减低，造成粘滞阻尼器性能不稳定，尤其高速运动下，其力学性能严重退化，耗能能力急剧下降；2、目前阻尼材料多为硅油，而硅油体积随着温度的改变有较大的变化，一般温度变化量为100℃时，硅油的体积变化量达到总体积的5％左右，在粘滞阻尼器在高速运动过程中，较高的温度会使硅油不能灌满缸筒，导致阻尼器内部有少量空气存在，严重影响阻尼器使用性能，存在一定的安全隐患。

鉴于以上情况，本实用新型提出了一种构造形式简单，加工方便，散热性能优良的高耗能粘滞阻尼器。

发明内容

根据以上技术问题，本实用新型提供一种构造形式简单，加工方便，散热性能优良的高耗能粘滞阻尼器。

一种高耗能粘滞阻尼器，包括耳环、导杆、缸筒结构，所述缸筒结构一侧安装有导杆，所述导杆插入缸筒结构内部，所述导杆一侧安装有耳环，所述缸筒结构另一侧也安装有耳环。

所述缸筒结构包括缸筒、导向套、缸盖、活塞、连接螺栓、密封材料、阻尼介质、散热片、导热板、导热硅脂、封板，所述缸筒外侧设置有导热板，导热结构填充于缸筒与导热板间隙中，所述导热板外侧垂直安装有散热片，所述散热片外边包裹防护钢板；所述缸筒分为主缸筒及副缸筒，所述主缸筒一侧安装有缸盖Ⅰ，所述副缸筒一侧安装有连接盖板，所述缸筒两端安装有封板；所述主缸筒和副缸通过缸盖Ⅱ连接，所述主缸筒内部设有活塞，所述主缸筒两端分别设有导向套，所述主缸筒内活塞两侧的空腔内注满阻尼介质。

导热结构为导热硅脂或导热液。

所述导热板下侧设置有导热触手。

所述连接盖板上侧安装有连接螺栓，连接盖板通过连接螺栓和耳环连接。

导向套外设有缸盖，缸盖分为缸盖Ⅰ和缸盖Ⅱ，缸盖Ⅱ兼做主缸筒和副缸筒连接件。

所述导杆位于缸筒内部，一端通过导向套与耳环连接，另一端通过导向套、缸盖Ⅱ伸入副缸筒，活塞通过焊接连接在导杆上，其初始位置位于主缸筒中部。

所述活塞与主缸筒内壁间留有间隙，共同组成间隙式阻尼装置。

所述导向套与导杆间通过一道矩形密封圈、一道聚四氟乙烯耐磨环及一道聚氨酯油封密封；导向套与主缸筒通过一道矩形密封圈、一道聚四氟乙烯耐磨环及一道聚氨酯油封密封。

所述阻尼材料为柔性阻尼材料或透明介质阻尼材料；柔性阻尼材料如海绵、玻璃纤维；透明介质阻尼材料如液体、气体等。

所述散热片对应的封板处设置有散热孔。

所述封板处设置的散热孔后侧设置有过滤网，避免外界杂质进入。

所述透明介质阻尼材料为水、石油、有机液体、合成油。

水：是最常用的液体阻尼材料，广泛应用于各类工程中；

石油：具有较高的粘度，可用于高频率的振动控制；

有机液体：如液氨、硝酸乙烯等，在液体机床加工过程中可以形成流固耦合系统；

合成油：如活性油等，有较好的抗磨损性和耐腐蚀性，适用于复杂的环境。

本实用新型的有益效果为：本实用新型为一种新型高耗能粘滞阻尼器，其通过设置在缸筒外壁导热硅脂、导热液及散热片可将粘滞阻尼器内部高温及时高效消散，能有效避免粘滞阻尼器内缸高温工作的情况，使得粘滞阻尼器内部阻尼介质性能稳定，进而保证粘滞阻尼器能在地震中，尤其在罕遇地震作用下高效耗能，其力学性能稳定。

本实用新型在缸体外侧设置有导热结构，其为导热硅脂、导热液，当缸体由于活塞运动温度过高时，导热硅脂、导热液均可以将温度从缸体上吸收，迅速传导到导热片上，导热片将温度通过散热片进行散热，散热片对应的封板处设置有散热孔，空气通过散热孔进行流通，提高了散热效率。这样可以迅速降低缸体温度，避免缸体高温作业，降低了本实用新型的安全性能。

本实用新型主要通过缸体、导杆进行作用，结构简单，使用方便。

本实用新型通过其构造形式，可实现粘滞阻尼器在地震中快速消散缸筒内热量，避免粘滞阻尼器内缸高温工作的情况，使得粘滞阻尼器内部阻尼介质性能稳定，进而保证粘滞阻尼器能在地震中高效耗能，其力学性能稳定，有利于粘滞阻尼器的推广应用。

缸筒与导向套之间、导向套及导杆间采用多道密封工艺，有效的增强了阻尼器的抗渗能力，延长了阻尼器的使用寿命。

本实用新型所述为一种新型高耗能粘滞阻尼器可广泛应用于土木工程结构，达到消能、减震、减振效果。

附图说明

图1是本阻尼器结构纵剖面构造示意图；

图2是本阻尼器外观示意图；

图3是本阻尼器耗能分区纵剖面示意图；

图中：1耳环；2导杆；3封板；4散热片；5导热板；6导热结构；7主缸筒；8副缸筒；9连接盖板；10阻尼间隙；11、连接螺栓；12、缸盖Ⅱ；13、导向套；14、活塞；15、阻尼介质；16、矩形密封圈；17聚氨酯油封；18聚四氟乙烯耐磨环；19、缸盖Ⅰ；20、防护钢板。

具体实施方式

实施例1

本实用新型为一种新型高耗能粘滞阻尼器，主要包括：1耳环；2导杆；3封板；4散热片；5导热板；6导热硅脂；7主缸筒；8副缸筒；9连接盖板；10阻尼间隙；11、连接螺栓；12、缸盖Ⅱ；13、导向套；14、活塞；15、阻尼介质；16、矩形密封圈；17聚氨酯油封；18聚四氟乙烯耐磨环；19、缸盖Ⅰ。(见图1、图2所示)。缸筒分为主缸筒7及副缸筒8，主缸筒7内部设有活塞14，两端分别设有导向套13。导向套13外设有缸盖，缸盖分为缸盖Ⅰ19和缸盖Ⅱ12，缸盖Ⅱ12兼做主缸筒7和副缸筒8连接件。导杆2位于缸筒内部，一端通过导向套13与耳环1连接，另一端通过导向套13、缸盖Ⅱ伸入副缸筒8，活塞14通过焊接连接在导杆2上，其初始位置位于主缸筒7中部。主缸筒7内活塞14两侧的空腔内注满阻尼介质15；在活塞14与主缸筒7内壁间留有间隙10，共同组成间隙式阻尼装置。导热硅脂6填充于缸筒与导热板5间隙中，散热片4垂直位于导热板5上，散热片4外边包裹防护钢板20。副缸筒7的外端通过连接螺栓11与耳环1相连。

所述导向套13与导杆2间通过一道矩形密封圈16、一道聚四氟乙烯耐磨环18及一道聚氨酯油封17密封；导向套与主缸筒通过一道矩形密封圈16、一道聚四氟乙烯耐磨环18及一道聚氨酯油封17密封。

当导热结构为导热液时，安装时先将留有导入口的导热板套装在缸体上并将两侧密封，然后从导入口将导热液注入其中。

当导热结构为导热硅脂时，导热硅脂为膏状物，可以将留有导入口的导热板套装在缸体上并将两侧密封，然后从导入口将导热硅脂注入其。

当导热结构为导热硅脂时，导热硅脂为膏状物，可以将缸体两侧先密封，然后在形成的凹槽内放置导热硅脂，再将导热硅脂植入其中，最后将导热板固定在上侧和导热硅脂紧密接触。

导热板的导热触手插入导热硅脂或导热液中，增加导热结构和导热板的接触面积。

实施例2

将本实用新型应用在建筑中时，

主缸体7采用高强度合金钢无缝钢管加工而成，内缸径通过珩磨和滚压工艺实现，同时可提高缸体内表面的密度和精度，增强耐磨性。阻尼器活塞杆采用高强度合金钢加工而成，其外表面进行镀硬铬处理，避免导杆表面的磨损。阻尼介质在用液体阻尼介质。导向套与导杆间通过一道矩形密封圈、一道聚四氟乙烯耐磨环及一道聚氨酯油封密封；导向套与主缸筒通过一道矩形密封圈、一道聚四氟乙烯耐磨环及一道聚氨酯油封密封。

使用时，建筑中的高耗能粘滞阻尼器两端产生相对位移，使得活塞与缸筒产生相对往复运动，其产生的热量通过导热液进行传导。导热液均可以将温度从缸体上吸收，迅速传导到导热片上，导热片将温度通过散热片进行散热，散热片对应的封板处设置有散热孔，空气通过散热孔进行流通，提高了散热效率，确保缸体保持低温状态。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本实用新型提到的各个部件为现有领域常见技术，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种高耗能粘滞阻尼器，其特征在于包括耳环、导杆、缸筒结构，所述缸筒结构一侧安装有导杆，所述导杆插入缸筒结构内部，所述导杆一侧安装有耳环，所述缸筒结构另一侧也安装有耳环；

所述缸筒结构包括缸筒、导向套、缸盖、活塞、连接螺栓、密封材料、阻尼介质、散热片、导热板、导热硅脂、封板，所述缸筒外侧设置有导热板，导热结构填充于缸筒与导热板间隙中，所述导热板外侧垂直安装有散热片，所述散热片外边包裹防护钢板；所述缸筒分为主缸筒及副缸筒，所述主缸筒一侧安装有缸盖Ⅰ，所述副缸筒一侧安装有连接盖板，所述缸筒两端安装有封板；所述主缸筒和副缸通过缸盖Ⅱ连接，所述主缸筒内部设有活塞，所述主缸筒两端分别设有导向套，所述主缸筒内活塞两侧的空腔内注满阻尼介质。

2.按照权利要求1所述的一种高耗能粘滞阻尼器，其特征在于导热结构为导热硅脂或导热液。

3.按照权利要求1所述的一种高耗能粘滞阻尼器，其特征在于所述连接盖板上侧安装有连接螺栓，连接盖板通过连接螺栓和耳环连接。

4.按照权利要求1所述的一种高耗能粘滞阻尼器，其特征在于所述导杆位于缸筒内部，导杆一端通过导向套与耳环连接，另一端穿过导向套、缸盖Ⅱ伸入副缸筒，活塞通过焊接连接在导杆上，其初始位置位于主缸筒中部。

5.按照权利要求1所述的一种高耗能粘滞阻尼器，其特征在于所述活塞与主缸筒内壁间留有间隙，共同组成间隙式阻尼装置。

6.按照权利要求1所述的一种高耗能粘滞阻尼器，其特征在于所述导向套与导杆间通过一道矩形密封圈、一道聚四氟乙烯耐磨环及一道聚氨酯油封密封；导向套与主缸筒通过一道矩形密封圈、一道聚四氟乙烯耐磨环及一道聚氨酯油封密封。

7.按照权利要求1所述的一种高耗能粘滞阻尼器，其特征在于所述散热片对应的封板处设置有散热孔。

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