RU2734928C2 - Усовершенствованное устройство для демпфирования вибраций троса, в частности вантового троса - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к демпфирующему устройству, содержащему основание, содержащее проходное отверстие для установки троса, при этом проходное отверстие проходит по меньшей мере вдоль продольной оси (Х), и по меньшей мере один домкрат, соединенный с основанием и наклоненный относительно указанной продольной оси (Х) под углом (α_i), отличным от 90°, и комплементарный домкрат для указанного домкрата, соединенный с основанием и наклоненный относительно продольной оси (Х) под углом (α’_i), отличным от 90°, при этом домкрат и комплементарный домкрат расположены с двух сторон от плоскости (Р), ортогональной к продольной оси (Х), при этом ортогональная плоскость (Р) содержит центр (С) основания, находящийся вдоль продольной оси (Х). 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к технической области устройств демпфирования вибраций, которым подвергаются тросы, в частности, вантовые тросы.

Как известно, вантовые тросы, применяемые для подвески мостовых полотен, подвергаются действию вибраций, которые появляются, например, при движении транспортного средства по мосту или от действующего на тросы ветра.

Чтобы демпфировать эти вибрации, часто применяют связанные с этими тросами демпфирующие устройства, которые по меньшей мере частично рассеивают энергию этих вибраций.

Различают несколько категорий демпфирующих устройств, в том числе категорию так называемых внешних устройств, которые расположены, например, между тросом и неподвижной конструкцией, находящейся на расстоянии от крепления троса, и закреплены непосредственно на этой конструкции, и так называемые внутренние устройства, выполненные с возможностью демпфирования вибраций за счет одновременного взаимодействия с тросом и кожухом троса, например, находящимся вблизи крепления этого троса.

Внутренние демпфирующие устройства часто содержат несколько поршневых демпферов, установленных между тросом и участком кожуха. При этом указанные поршневые демпферы расположены радиально относительно троса. Они соединены, с одной стороны, с взаимодействующей с тросом приемной деталью и, с другой стороны, своим концом, противоположным тросу, вблизи или на уровне конца выполненной в кожухе радиальной трубы.

Эта конфигурация имеет ряд недостатков. Действительно, выполненные в кожухе трубы придают этому кожуху сложную и неэстетичную форму и/или заставляют выполнять кожух очень большого диаметра. Это усложняет установку и конфигурацию устройств дополнительной защиты, установку которых вблизи крепления троса предписывают регламентные нормы, условия проектирования или технические требования, например, таких как устройства предупреждения пожара или взрыва.

Изобретение призвано улучшить эту ситуацию.

В связи с этим, объектом изобретения является демпфирующее устройство, предназначенное для демпфирования вибраций троса, в частности, вантового троса, при этом демпфирующее устройство содержит:

- основание, содержащее проходное отверстие для установки указанного троса, при этом указанное устройство проходит по меньшей мере вдоль продольной оси, и

- по меньшей мере один поршневой демпфер, соединенный с указанным основанием и наклоненный относительно указанной продольной оси под углом, отличным от 90°, и

- для указанного поршневого демпфера - комплементарный поршневой демпфер, соединенный с указанным основанием и наклоненный относительно указанной продольной оси под углом, отличным от 90°, при этом поршневой демпфер и комплементарный поршневой демпфер расположены с двух сторон от плоскости, ортогональной к продольной оси, при этом ортогональная плоскость содержит центр основания, находящийся вдоль продольной оси.

Согласно отличительному признаку изобретения, устройство содержит несколько поршневых демпферов, соединенных с указанным основанием и наклоненных относительно указанной продольной оси под углом, отличным от 90°, при этом для каждого поршневого демпфера демпфирующее устройство содержит комплементарный поршневой демпфер, соединенный с указанным основанием и наклоненный относительно указанной продольной оси под углом, отличным от 90°, при этом поршневой демпфер и комплементарный поршневой демпфер расположены с двух сторон от плоскости, ортогональной к продольной оси и содержащей указанный центр.

Согласно отличительному признаку изобретения, по меньшей мере для одного поршневого демпфера указанный поршневой демпфер и комплементарный поршневой демпфер расположены не симметрично друг с другом относительно указанной плоскости.

Согласно отличительному признаку изобретения, указанный поршневой демпфер и комплементарный поршневой демпфер выполнены с возможностью развивать соответствующие силы вдоль оси Х, которые по существу уравновешивают друг друга.

Согласно отличительному признаку изобретения, по меньшей мере для одного поршневого демпфера указанный поршневой демпфер и комплементарный поршневой демпфер расположены по существу симметрично друг с другом относительно указанной плоскости.

Согласно отличительному признаку изобретения, угол каждого поршневого демпфера относительно продольной оси является острым углом, образованным совместно соответствующим поршневым демпфером и продольной осью, при этом указанный угол имеет значение меньше 80°.

Согласно отличительному признаку изобретения, указанный угол имеет значение меньше 45°, предпочтительно меньше 30°.

Согласно отличительному признаку изобретения, демпфирующее устройство дополнительно содержит защитный кожух, образующий центральный проход, в котором расположены основание и указанный по меньшей мере один поршневой демпфер.

Согласно отличительному признаку изобретения, защитный кожух является жестким.

Согласно отличительному признаку изобретения, защитный кожух имеет общую цилиндрическую форму.

Согласно отличительному признаку изобретения, поршневой демпфер или каждый поршневой демпфер соединен с защитным кожухом концом указанного поршневого демпфера, противоположным основанию.

Согласно отличительному признаку изобретения, по меньшей мере один поршневой демпфер соединен с защитным кожухом при помощи шарового шарнира.

Согласно отличительному признаку изобретения, по меньшей мере один поршневой демпфер соединен с основанием при помощи шарового шарнира.

Согласно отличительному признаку изобретения, указанный по меньшей мере один поршневой демпфер содержит несколько поршневых демпферов, равномерно распределенных вокруг продольной оси.

Согласно отличительному признаку изобретения, по меньшей мере для одного поршневого демпфера указанный поршневой демпфер и дополнительный поршневой демпфер расположены по существу в плоскости, радиальной относительно продольной оси.

Согласно отличительному признаку изобретения, демпфирующее устройство содержит несколько пар поршневых демпферов, каждая из которых содержит поршневой демпфер и соответствующий комплементарный поршневой демпфер, при этом пары поршневых демпферов соединены с основанием в местах, равномерно распределенных вокруг продольной оси.

Согласно отличительному признаку изобретения, основание содержит хомут, предназначенный для уплотнения указанного троса, при этом хомут ограничивает внутри указанное проходное отверстие.

Объектом изобретения является также сооружение, в частности, такое как мост, содержащее трос и описанное выше демпфирующее устройство, при этом указанный трос установлен в проходном отверстии основания демпфирующего устройства.

Согласно отличительному признаку изобретения, сооружение содержит крепежный блок, в который заходит конец троса для крепления троса, при этом демпфирующее устройство содержит защитный кожух, образующий центральный проход, в котором расположены основание и указанный по меньшей мере один поршневой демпфер, при этом поршневой демпфер или каждый поршневой демпфер соединен с защитным кожухом концом указанного поршневого демпфера, противоположным основанию, при этом защитный кожух является неподвижным относительно указанного крепежного блока.

Согласно отличительному признаку изобретения, сооружение является мостом.

Изобретение будет более понятно из нижеследующего подробного описания, представленного исключительно в качестве примера со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:

на фиг. 1 показано сооружение в соответствии с изобретением;

на фиг. 2 представлена зона крепления троса сооружения, показанного на фиг. 1, на уровне мостового полотна сооружения;

на фиг. 3 показано заявленное демпфирующее устройство;

на фиг. 4 показано основание устройства, изображенного на фиг. 3, вид сверху;

на фиг. 5 схематично показан поршневой демпфер устройства, изображенного на фиг. 3;

на фиг. 6 схематично показано демпфирующее устройство согласно версии осуществления изобретения.

На фиг. 1 показано сооружение 2 в соответствии с изобретением. В неограничивающем примере, представленном на фиг. 1, сооружение является вантовым мостом.

Вместе с тем, в варианте сооружение может быть вышкой с вантами или подвесным мостом.

Мост содержит мостовое полотно 4, пилоны 6, а также множество тросов 8. Тросы 8 протянуты между одним из пилонов 6 и мостовым полотном 4 и образуют ванты, обеспечивающие подвеску мостового полотна 4.

Каждый трос 8 содержит, например, множество контактирующих друг с другом жил. Конфигурация жил является, например, известной конфигурацией, при которой жилы соединены в пучок, в котором жилы проходят параллельно друг другу и входят друг с другом в контакт.

В примере, представленном на фигурах, трос 8 является оголенным. В варианте он имеет по меньшей мере одну защитную оболочку на всей или на части своей длины. Например, он может содержать отдельную оболочку для каждой жилы и/или общую оболочку, содержащую множество жил.

Как будет более подробно описано ниже, сооружение 2 содержит заявленное демпфирующее устройство, связанное с одним из тросов 8. Предпочтительно каждый трос связан с одним заявленным демпфирующим устройством.

На фиг. 2 детально показана зона 10 крепления троса 8 на уровне мостового полотна 4.

Эта зона 10 крепления содержит крепежный блок 12, который является неподвижным относительно мостового полотна и в который заходит конец троса 8. Крепежный блок 12 является, например, известным крепежным блоком.

Зона 10 крепления содержит также первую трубу 14, заявленное демпфирующее устройство 16 и вторую трубу 17. Факультативно зона 10 крепления может содержать также устройство защиты от огня и/или устройства защиты от взрывов (не показаны).

Первая труба 14, демпфирующее устройство 16 и вторая труба 17 расположены последовательно друг за другом. Например, по меньшей мере некоторые из них скреплены друг с другом.

Первая труба 14 выполнена с возможностью предохранять трос 8, крепежный блок 12 и возможные элементы, предназначенные для крепления троса 8 в крепежном блоке 12. Кроме того, первая труба 14 выполнена с возможностью направлять трос 8 вблизи крепежного блока. В некоторых вариантах осуществления, в которых крепежный блок 12 не закреплен непосредственно в мостовом полотне 4, первая труба дополнительно закреплена в крепежном блоке и выполнена с возможностью передавать на мостовое полотно усилия, действующие на крепежный блок. Предпочтительно она выполнена также с возможностью перекрывать доступ для посторонних лиц к элементам, обеспечивающим крепление троса 8 в крепежном блоке 12.

Первая труба 14 закреплена в мостовом полотне 4, и внутри нее установлен трос 8. Предпочтительно она содержит проход, в котором расположен трос и стенки которого взаимодействуют с тросом для нормального направления троса.

Например, первая труба 14 известна под названием охватывающей трубы.

Вторая труба 17 представляет собой кожух, выполненный с возможностью препятствовать доступу к тросу 8. Труба 17 известна, например, под названием антивандальной трубы.

Например, труба 17 надета на трос 6 и опирается на этот трос. Она соединена с устройством 16, например, при помощи шарового шарнира. Это соединение выполнено, например, при помощи фланца, установленного между трубой 17 и устройством 16.

Демпфирующее устройство 16 соединено с тросом 8. Оно выполнено с возможностью демпфирования вибраций, действующих на трос 8. Эти вибрации появляются, например, при движении транспортных средств по мостовому полотну, при воздействии ветра и т.д.

Демпфирующее устройство 16 является демпфирующим устройством внутреннего типа, как было описано выше. Иначе говоря, оно выполнено с возможностью демпфировать вибрации троса за счет взаимодействия амортизаторов, входящих в состав устройства 16, с тросом и кожухом троса. Кроме того, оно опосредованно соединено с мостовым полотном 4, что будет описано ниже.

Как показано на фиг. 3, демпфирующее устройство 16, называемое в дальнейшем просто устройством 16, механически соединено с тросом 8 и с крепежным блоком 12 (и/или с мостовым полотном 4). В частности, оно напрямую соединено с тросом и опосредованно - с крепежным блоком 12 (и/или с мостовым полотном 4).

Устройство 16 содержит основание 18, защитный кожух 20 и по меньшей мере один поршневой демпфер 22, каждый из которых образует амортизатор устройства 16. Предпочтительно устройство 16 содержит несколько поршневых демпферов 22.

В рамках изобретения под «поршневым демпфером» или просто «силовым цилиндром» следует понимать амортизатор с поршнем по существу линейного хода. Как будет более подробно описано ниже, этот амортизатор с поршнем по существу линейного хода выполнен с возможностью рассеивать по меньшей мере часть передаваемой на него энергии, предпочтительно за счет вязкого демпфирования.

Основание 18 выполнено с возможностью механического соединения троса 8 с поршневыми демпферами 22.

Для этого основание 18 выполнено с возможностью захождения в него троса 8 и с возможностью взаимодействия с тросом. Кроме того, основание 18 выполнено с возможностью соединения с поршневыми демпферами 22. Предпочтительно оно также выполнено с возможностью уплотнения троса.

Как показано на фиг. 3 и 4, основание 18 ограничивает внутри проходное отверстие 24, предназначенное для прокладки троса 8. Проходное отверстие 24 проходит вдоль продольной оси Х. Например, проходное отверстие 24 имеет по существу цилиндрическую форму вокруг оси Х. Например, оно имеет сечение, форма которого соответствует поперечному сечению троса. Например, это сечение имеет круглую, шестиугольную или любую другую форму. Следует отметить, что в конфигурации покоя, показанной на фиг. 3, трос 8 тоже, по меньшей мере локально, расположен по существу вдоль продольной оси Х. Вместе с тем, это совмещение между тросом 8 и осью Х может быть нарушено под действием вибраций.

Основание 18 содержит хомут 26 и крепежные устройства 28.

Хомут 26 выполнен с возможностью уплотнения троса 8. Иначе говоря, предпочтительно хомут 26 является уплотнительным хомутом.

Под «уплотнением» следует понимать создание центростремительной радиальной силы. Это позволяет обеспечить хорошее механическое соединение основания и троса, а также хорошее распространение вибраций от троса 8 до основания 18.

Хомут 26 ограничивает внутри проходное отверстие 24. Хомут 26 имеет общую цилиндрическую форму с осью Х.

Предпочтительно хомут 26 содержит механизм регулирования диаметра проходного отверстия 24. Это позволяет обеспечивать оптимальное взаимодействие стенок приемного отверстия 24 с тросом 8. Этот механизм содержит, например, два отделенных друг от друга окружных края и устройство регулирования для скрепления этих краев друг с другом, которое факультативно образует регулируемый окружной промежуток между этими краями. Факультативно, механизм регулирования дополнительно содержит два окружных края хомута 26, противоположных относительно указанных краев, и соединение шарнирного типа, обеспечивающее вращение образованных таким образом двух окружных полухомутов вокруг шарнира. В альтернативном варианте, как показано на фиг. 4, хомут содержит два комплементарных участка хомута, окружные края которых образуют участки хомута, предназначенные для скрепления друг с другом с возможностью регулирования для получения хомута и прохода 24 и для хорошего взаимодействия хомута с тросом.

Крепежные устройства 28 выполнены с возможностью соединения поршневых демпферов 22 с основанием 18. Они закреплены на хомуте 26.

Предпочтительно по меньшей мере одно крепежное устройство 28 выполнено таким образом, чтобы обеспечивать связь соответствующего поршневого демпфера или соответствующих поршневых демпферов 22 с основанием 18 через шаровой шарнир. Предпочтительно таким образом выполнены все эти устройства.

В варианте осуществления, представленном на фиг. 3 и 4, каждое крепежное устройство 28 выполнено с возможностью соединения двух поршневых демпферов с основанием. В альтернативном варианте каждое крепежное устройство 28 выполнено с возможностью соединения с основанием только одного поршневого демпфера или более двух поршневых демпферов.

Как показано на этих же фиг. 3 и 4, каждое крепежное устройство 28 содержит, например, две стойки 30, закрепленные на хомуте 26, и для каждого поршневого демпфера, который оно соединяет с основанием 18, ось 32, заходящую в стойки 30.

Стойки 30 выполнены, например, в виде пластин, которые являются, например, плоскими. Стойки 30 крепежного устройства 28 расположены параллельно друг другу. Они проходят по существу параллельно относительно оси Х. Кроме того, они отстоят друг от друга таким образом, чтобы обеспечивать прохождение конца соответствующего поршневого демпфера или соответствующих поршневых демпферов для его крепления на крепежном устройстве 28.

Каждая ось 32 выполнена с возможностью взаимодействия с концом поршневого демпфера 22. Каждая ось 32 крепежного устройства 28 расположена ортогонально к соответствующим стойкам 30.

Предпочтительно крепежные устройства 28 разделены равномерными промежутками или равномерно распределены вокруг оси Х.

В примере, показанном на фиг. 3 и 4, основание 18 содержит три крепежных устройства 28, каждое из которых выполнено с возможностью крепления двух поршневых демпферов 22 на основании 18. При этом угловой промежуток вокруг оси Х между двумя последовательными крепежными устройствам 28 по существу равен 120°, как показано на фиг. 4.

Кроме того, предпочтительно крепежные устройства 28 закреплены на хомуте 26 на уровне центральной зоны хомута 26, если смотреть в продольном направлении. Иначе говоря, крепежные устройства 28 расположены по существу на половине высоты вдоль хомута 26. Вместе с тем, можно также предусмотреть другие конфигурации, что будет описано ниже.

Защитный кожух 20 выполнен с возможностью предохранять основание 18 и участок троса, находящийся между первой и второй трубами 14, 18, от окружающей среды. Кроме того, защитный кожух 20 выполнен с возможностью обеспечивать демпфирование вибраций троса 8 при помощи поршневых демпферов 22.

Как становится понятно из настоящего описания и из фигур, защитный кожух 20 образует кожух троса в области устройства 16, с которой соединены поршневые демпферы 22.

Защитный кожух 20 выполнен таким образом, что является неподвижным относительно крепежного блока 12 или относительно мостового полотна 4. Для этого защитный кожух 20 выполнен с возможностью крепления на первой трубе 14. Например, защитный кожух 20 содержит крепежный фланец 34, выполненный на уровне его нижнего продольного конца и предназначенный для крепления на первой трубе 14.

Защитный кожух 20 имеет общую цилиндрическую форму. Предпочтительно по меньшей мере на своей наружной стороне он имеет цилиндрическую форму тела вращения.

Кожух является полым. Он ограничивает внутри центральный проход, в котором устанавливают основание 18, поршневые демпферы 22 и трос 8. Этот проход имеет, например, по существу цилиндрическую форму.

Кроме того, кожух 20 является жестким. Например, он выполнен из стали.

В конфигурации использования устройства кожух 20 расположен вдоль оси, по существу совпадающей с осью Х.

В данном случае выражение «по существу совпадающая» значит, что в конфигурации использования демпфирующего устройства, в которой поршневые демпферы, кожух и основание соединены вместе и в которой трос проходит через кожух, эти оси совпадают, если не считать нарушений совмещения, которые могут быть связаны с относительными движениями основания 18 и кожуха 22 под действием вибраций троса 8 и движений поршневых демпферов 22, демпфирующих эти вибрации.

Для каждого поршневого демпфера 22 кожух 20 содержит крепежный элемент 36, выполненный с возможностью соединения соответствующего поршневого демпфера 22 с кожухом 20. Это соединение осуществляют на уроне конца поршневого демпфера, противоположного концу, которым поршневой демпфер 22 соединен с основанием 18.

Предпочтительно по меньшей мере один крепежный элемент 36 выполнен с возможностью обеспечения соединения соответствующего поршневого демпфера 22 с кожухом при помощи шарового шарнира. Предпочтительно таким образом выполнены все крепежные элементы.

Как показано на фиг. 3, каждый крепежный элемент 36 закреплен на кожухе 20. Предпочтительно каждый крепежный элемент 36 закреплен на внутренней стенке кожуха. Например, они расположены вблизи продольного края кожуха.

Предпочтительно эти крепежные элементы 36 закреплены на кожухе в местах, равномерно распределенных вокруг оси, вдоль которой проходит кожух 20. Например, кожух содержит шесть крепежных элементов 36, три из которых расположены через равномерные промежутки вокруг этой оси на первой высоте вдоль кожуха, и три расположены через равномерные промежутки вокруг этой оси на второй высоте вдоль кожуха. Предпочтительно крепежные элементы, находящиеся на первой высоте, совмещены в окружном направлении с крепежными элементами 36 второй высоты. Обе высоты соответствуют, например, противоположным продольным концам кожуха 20 или любым местам вдоль кожуха.

Например, каждый крепежный элемент 36 содержит две стойки 38, расположенные параллельно друг другу, и установленную в стойках ось 40.

Учитывая жесткость кожуха, крепежные элементы не перемещаются относительно друг друга. Таким образом, поршневые демпферы жестко связаны друг с другом через защитный кожух.

Поршневые демпферы 22 выполнены с возможностью демпфирования вибраций троса 8 за счет взаимодействия с тросом и защитным кожухом, который является неподвижным по отношению к мостовому полотну.

Как показано на фиг. 3 и 5, каждый поршневой демпфер 22 расположен по существу вдоль оси Y_i, где i является целым числом, обозначающим индекс поршневых демпферов.

Каждый поршневой демпфер соединен своими противоположными концами одновременно с основанием 18 и с кожухом 20. Иначе говоря, один из концов поршневых демпферов закреплен на основании 18, а другой конец закреплен на кожухе. Предпочтительно, как было указано выше, соединения поршневых демпферов с основанием и с кожухом 20 выполнены в виде шаровых шарниров.

Как показано на фиг. 5, каждый поршневой демпфер 22 содержит цилиндр 42, поршень 44, перемещающийся в цилиндре 42, и шток 46, один конец которого закреплен на поршне 44. Противоположный конец штока 42 содержит соединительный элемент 48, выполненный с возможностью взаимодействия с осью 32 крепежного устройства 28 основания или с осью 40 крепежного элемента 36 кожуха. На уровне своего конца, противоположного штоку 46, поршень 44 дополнительно содержит соединительный модуль 50, выполненный с возможностью взаимодействия с осью 40 крепежного элемента 36 кожуха 20 или с осью 32 крепежного устройства 28 основания 18, противоположно установленному на штоке 46 соединительному элементу 48.

Например, соединительный элемент 48 и соединительный модуль 50 содержат, каждый, наконечник с шаровой опорой, выполненный с возможностью взаимодействия с осью 40 крепежного элемента 36 или с осью 32 крепежного устройства, чтобы образовать шаровой шарнир. Предпочтительно они выполнены таким образом, чтобы соединения между поршневыми демпферами внутри системы были подогнаны, то есть по существу не имели люфтов.

Предпочтительно поршневые демпферы являются гидравлическими поршневыми демпферами.

В рамках изобретения по меньшей мере один поршневой демпфер 22 не расположен ортогонально к оси Х в радиальной плоскости относительно оси Х. Иначе говоря, по меньшей мере один поршневой демпфер 22 имеет наклон относительно продольной оси Х основания 18 под углом α_i, отличным от 90°. Как показано на фиг. 3, предпочтительно это относится ко всем поршневым демпферам.

Иначе говоря, ось Y_i соответствующих поршневых демпферов 22 наклонена относительно продольной оси Х, то есть ось Х и ось Y_i не являются параллельными и не совпадают. Кроме того, ось Y_i не расположена в плоскости, ортогональной к продольной оси Х.

Каждый поршневой демпфер 22 образует вместе с осью Х острый угол α_i. В рамках изобретения предпочтительно этот угол имеет значение меньше 80°.

Иначе говоря, если считать, что угол α_i соответствует острому углу среди двух дополнительных углов, образованных рассматриваемым поршневым демпфером и осью Х, то угол α_i имеет значение меньше 80°.

Предпочтительно угол α_i меньше 60°. Еще предпочтительнее этот угол меньше 45°. Еще предпочтительнее он имеет значение меньше 30°.

Например, в варианте осуществления этот угол по существу равен 25°. Это значение соответствует компромиссу между габаритным размером, связанным с присутствием поршневых демпферов, и эффективностью демпфирования устройства 16.

Следует отметить, что эта наклонная конфигурация поршневых демпферов является конфигурацией покоя устройства, в которой тросы не подвергаются действию вибраций и в которой трос не оказывает воздействия на поршневые демпферы.

Предпочтительно по меньшей мере часть поршневых демпферов расположена по существу в радиальной плоскости относительно оси Х (с учетом перемещений поршневых демпферов под действием вибраций, которые могут заставить их слегка отойти от этой плоскости). В этом случае угол α_i находится внутри этой радиальной плоскости. Предпочтительно все поршневые демпферы имеют эту конфигурацию.

В альтернативном варианте по меньшей мере часть поршневых демпферов не расположена в радиальной плоскости относительно оси Х. В такой конфигурации устройство 16 содержит, например, несколько поршневых демпферов, расположенных относительно друг друга и относительно основания 18 таким образом, чтобы уравновешивать усилия кручения, которыми каждый поршневой демпфер, расположенный в плоскости, не радиальной относительно оси Х, стремится действовать на основание.

Например, устройство содержит в этом случае четное количество поршневых демпферов или пар поршневых демпферов, расположенных симметрично по отношению к плоскости, радиальной относительно оси Х.

Кроме того, в рамках изобретения в случае по меньшей мере одного поршневого демпфера 22, наклоненного под углом α_i, отличным от 90°, относительно оси Х, демпфирующее устройство 16 содержит комплементарный поршневой демпфер 22, тоже наклоненный под углом α’_i, отличным от 90°. Поршневой демпфер 22 и комплементарный с ним поршневой демпфер расположены с двух сторон от плоскости Р, ортогональной к оси Х.

Плоскость Р проходит через центр С основания 18. Центр С находится вдоль оси Х. Предпочтительно он соответствует центру эпюры основания. Например, центр С находится на половине высоты основания вдоль этой оси. Следует отметить, что в собранной конфигурации устройства, в которой трос зафиксирован в основании, этот центр С соответствует, например, центру соответствующего сечения троса 8.

Соответствующие соединения с основанием двух поршневых демпферов образованной таким образом пары находятся с двух сторон от плоскости Р. Это же относится и к соответствующим соединениям этих поршневых демпферов с кожухом 20.

Предпочтительно все поршневые демпферы устройства расположены парами, каждая из которых содержит один поршневой демпфер и комплементарный с ним поршневой демпфер, соответственно наклоненные под углом, отличным от 90°, относительно оси Х, причем эти поршневые демпферы расположены по обе стороны от плоскости Р.

Предпочтительно поршневые демпферы равномерно распределены вокруг оси Х. В частности, как было описано в связи с крепежными устройствами 28, предпочтительно они соединены с основанием на уровне мест, равномерно распределенных вокруг оси Х.

Если поршневые демпферы установлены парами, эти пары соединены с основанием в местах, равномерно распределенных вокруг оси Х. Например, в случае устройства, содержащего три пары поршневых демпферов, эти пары расположены через промежутки в 120° вокруг оси Х.

Кроме того, если обозначить Y_i и Y’_i (фиг. 6) соответствующие направления поршневого демпфера и комплементарного с ним поршневого демпфера, то оси Y_i и Y’_i поршневых демпферов одной пары, расположенной в радиальной плоскости, пересекаются в точке C_i.

Предпочтительно для всех или для части пар поршневых демпферов эта точка C_i по существу находится в плоскости Р.

Предпочтительно по меньшей мере для части пар поршневых демпферов эта точка C_i по существу соответствует точке С, как показано на фиг. 6.

В первой конфигурации, показанной на фиг. 3, предпочтительно поршневые демпферы всех или части пар расположены по существу симметрично относительно плоскости Р.

В данном случае выражение «по существу симметрично» значит, что поршневые демпферы являются симметричными относительно плоскости Р, если не считать относительных перемещений поршневых демпферов относительно основания 18, которые не обязательно являются симметричными перемещениями поршневых демпферов данной пары относительно плоскости Р.

В этой конфигурации соответствующие оси Y_i и Y’_i двух поршневых демпферов одной пары являются по существу симметричными относительно плоскости Р. Углы α_i и α’_i одного и другого из поршневых демпферов пары по существу являются одинаковыми. Кроме того, для каждого крепежного устройства 28 основания 8 обе его оси 32 расположены симметрично по отношению друг к другу относительно плоскости Р. Точно так же, в собранной конфигурации демпфирующего устройства крепежные элементы 36 кожуха 20 расположены по существу симметрично относительно плоскости Р (если не считать, что кожух 20 подвержен перемещениям относительно основания 18, как было указано выше).

Предпочтительно поршневые демпферы одной симметричной пары имеют по существу идентичные коэффициенты вязкости. Коэффициент вязкости определяют путем моделирования поведения поршневых демпферов. Это моделирование можно, например, представить в виде отношения F=c*v, где F является силой, развиваемой поршневым демпфером, v является скоростью перемещения поршня поршневого демпфера, и с является коэффициентом вязкости. Следует отметить, что можно использовать и другие виды моделирования, например, при которых член v имеет показатель, отличный от единицы.

В примере, представленном на фиг. 3, демпфирующее устройство 16 содержит три пары поршневых демпферов, внутри каждой из которых оба поршневого демпфера расположены по существу симметрично относительно плоскости Р.

Во второй конфигурации, показанной на фиг. 6, поршневые демпферы по меньшей мере одной пары поршневых демпферов не расположены симметрично относительно плоскости Р.

В этой второй конфигурации соответствующие углы α_i и α’_i отличаются друг от друга. Кроме того, соответствующие соединения двух поршневых демпферов с основанием и с кожухом не являются симметричными относительно плоскости Р.

Устройство содержит, например, крепежные устройства 28 для одного и другого из поршневых демпферов. Каждое из этих крепежных устройств 28 содержит только одну ось 32. Кроме того, эти устройства 28 находятся в местах, смещенных вдоль основания, и расположены с двух сторон от плоскости Р.

Соответствующие элементы 36 крепления двух поршневых демпферов на кожухе 20 находятся с двух сторон от плоскости Р в местах, не симметричных относительно этой плоскости Р.

Предпочтительно в этой конфигурации поршневые демпферы одной пары выполнены таким образом, чтобы их развиваемые силы вдоль оси Х по существу уравновешивали друг друга. Иначе говоря, эти развиваемые силы имеют по существу одинаковое направление, но по существу являются противоположными.

Например, для этого коэффициенты вязкости двух поршневых демпферов определены один в зависимости от другого. Предпочтительно, если обозначить с коэффициент вязкости поршневого демпфера с соответствующим углом α_i и c’ коэффициент вязкости поршневого демпфера с соответствующим углом α’_i, (например, с и с’ получены посредством моделирования поведения поршневых демпферов, как было указано выше), получаем следующее отношение:

$$c^{\prime }=\frac{\sin \left(2{\alpha }_i\right)}{\sin \left(2{{\alpha }^{\prime }}_i\right)}c$$

Предпочтительно во второй конфигурации по меньшей мере для части пар поршневых демпферов, находящихся в радиальной плоскости относительно оси Х, точка С_i схождения направлений этих поршневых демпферов находится в плоскости Р и даже по существу соответствует центру С.

Следует отметить, что в первой и второй конфигурациях поршневые демпферы расположены или не расположены в радиальной плоскости относительно оси Х. Однако предпочтительно они находятся в этой плоскости, что позволяет не обращать внимания на описанные выше усилия кручения. Кроме того, устройство может содержать одну пару поршневых демпферов, которая не расположена в радиальной плоскости относительно оси Х, и одну пару поршневых демпферов, которая расположена в радиальной плоскости относительно оси Х.

Кроме того, можно отметить, что соответствующие направления Y_i, Y’_i поршневых демпферов пары, не расположенной в плоскости, радиальной к оси Х, предпочтительно имеют точку Сi схождения, которая тоже по существу находится в плоскости Р.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления первую и вторую конфигурации можно комбинировать. Например, устройство содержит одну пару поршневых демпферов, расположенных симметрично относительно плоскости Р, и одну пару поршневых демпферов, не симметричных относительно плоскости Р.

Для установки демпфирующего устройства 16 на тросе 8 кожух 20 крепят на трубе 14 до пропускания и крепления троса 8 в крепежном блоке 12.

После этого трос 8 пропускают (в частности, через трубы 14 и 17) и крепят в крепежном блоке 12.

После этого основание фиксируют на тросе 8 в нужном положении и затем поршневые демпферы 22 соединяют с основанием 18. После этого основание отсоединяют от трубы 14 и соединяют с поршневыми демпферами. Для крепления поршневых демпферов на основании и на кожухе соединительный элемент 48 и соединительный модуль 50 каждого поршневого демпфера 22 соединяют один с осью 32 крепежного устройства 28 основания, а другой с осью 40 крепежного элемента 36 кожуха 20. Ориентацию поршневых демпферов 22 выбирают среди двух возможных ориентаций. Предпочтительно поршневые демпферы крепят на основании 18 и на кожухе таким образом, чтобы свободный конец штоков 46 соответствовал верхней точке поршневого демпфера.

Затем кожух 20 крепят на трубе 14 через фланец 34, после чего вторую трубу 17 присоединяют к кожуху 20.

В альтернативном способе установки элементы устройства 16 скрепляют, например, друг с другом до пропускания и крепления троса. Затем трос пропускают в основание 18 и крепят, после чего основание фиксируют на тросе в нужном месте вдоль троса. После этого кожух 20 крепят на трубе 14.

Во время работы демпфирующего устройства 16 трос 8 подвергается действию вибраций, которые приводят в движение трос 8. С учетом взаимодействия троса 8 с основанием 18 эти движения передаются на основание 18 и на поршневые демпферы 22, которые соединены с основанием 18. Учитывая их крепление на кожухе 20, который, в свою очередь, закреплен относительно мостового полотна 4, движения, сообщаемые поршневым демпферам 22, выражаются в перемещении их поршня 44 в цилиндре 42 и приводят к рассеянию энергии этих вибраций поршневыми демпферами 22.

Учитывая присутствие шаровых шарниров, соединяющих поршневые демпферы с основанием и с кожухом, поршневые демпферы совершают перемещения и повороты, которые заставляют их работать иначе, чем при растяжении и при сжатии.

Заявленное демпфирующее устройство имеет ряд преимуществ.

Действительно, конфигурация поршневых демпферов в не радиальном расположении, то есть не ортогонально к продольной оси Х в радиальной плоскости, позволяет сделать систему более компактной. Действительно, диаметр защитного кожуха можно уменьшить. Кроме того, конфигурация кожуха упрощает дизайн и установку возможных дополнительных защитных устройств, которые может содержать зона 10 крепления.

Кроме того, эти результаты достигнуты без снижения эффективности демпфирования и устойчивости, в частности, благодаря конфигурации поршневых демпферов парами, в которых поршневые демпферы расположены с двух сторон от плоскости Р.

Кроме того, расположение поршневых демпферов парами, внутри которых поршневые демпферы жестко связаны двух с другом за счет их соединения с жестким кожухом 20, позволяет компенсировать увеличение эффектов, снижающих эффективность демпфирования поршневых демпферов, благодаря их наклону относительно оси Х. Действительно, наклон поршневых демпферов выражается в продольных усилиях, прикладываемых к основанию, которые стремятся увеличить эти паразитные эффекты, появляющиеся, в частности, по причине люфтов и наличия различных гибких элементов демпфирующего устройства. Конфигурация поршневых демпферов относительно плоскости Р (возможно, в сочетании с выбором поведения при демпфировании одного поршневого демпфера по отношению к другому поршневому демпферу пары) позволяет уравновесить это явление и, следовательно, способствует высокой эффективности демпфирования устройства. Кроме того, этот эффект увеличивается за счет подгонки, то есть отсутствия люфтов в соединениях поршневых демпферов с кожухом и с основанием.

Приведенное выше описание представлено не ограничительно в рамках применения изобретения для моста.

Как правило, каким бы ни было предусмотренное сооружение 2, оно содержит крепежный блок 12, в который заходит один конец троса 8. При этом кожух 20 является неподвижным относительно крепежного блока 12, с которым его соединяют при помощи промежуточного элемента, такого как первая труба.

Claims (24)

1. Демпфирующее устройство, предназначенное для демпфирования вибраций троса (8), при этом демпфирующее устройство (16) содержит:

- множество поршневых демпферов (22),

- защитный кожух (20), образующий кожух троса (8) в области устройства (16) и закрепленный относительно крепежного блока (12), и

- основание (18), выполненное с возможностью механического соединения троса (8) с поршневыми демпферами (22), причем основание (18) содержит проходное отверстие (24) для установки указанного троса (8), при этом указанное проходное отверстие проходит по меньшей мере вдоль продольной оси (Х),

при этом защитный кожух (20) ограничивает центральный проход, внутри которого установлено основание (18) и поршневые демпферы (22),

причем каждый поршневой демпфер соединен с защитным кожухом (20) одним концом указанного поршневого демпфера, противоположным основанию (18),

отличающееся тем, что множество поршневых демпферов содержит:

- по меньшей мере один первый поршневой демпфер (22), соединенный с указанным основанием (18) и наклоненный относительно указанной продольной оси (Х) под углом (α_i), отличным от 90°, и

- комплементарный поршневой демпфер, соединенный с указанным основанием и наклоненный относительно указанной продольной оси (Х) под углом (α’_i), отличным от 90°, при этом первый поршневой демпфер и комплементарный поршневой демпфер расположены с двух сторон от плоскости (Р), ортогональной к продольной оси (Х), при этом ортогональная плоскость (Р) содержит центр (С) основания, находящийся вдоль продольной оси (Х).

2. Демпфирующее устройство по п. 1, содержащее множество первых поршневых демпферов, соединенных с указанным основанием (18) и наклоненных относительно указанной продольной оси (Х) под углом (α_i), отличным от 90°, при этом для каждого первого поршневого демпфера (22) демпфирующее устройство содержит соответствующий комплементарный поршневой демпфер, соединенный с указанным основанием и наклоненный относительно указанной продольной оси (Х) под углом (α’_i), отличным от 90°, при этом первый поршневой демпфер и комплементарный поршневой демпфер расположены с двух сторон от указанной плоскости, ортогональной к продольной оси (Х) и содержащей указанный центр (С) основания (18).

3. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором первый поршневой демпфер и комплементарный поршневой демпфер расположены не симметрично друг другу относительно указанной плоскости (Р).

4. Демпфирующее устройство по п. 3, в котором указанный первый поршневой демпфер и указанный комплементарный поршневой демпфер выполнены с возможностью развивать соответствующие силы вдоль продольной оси (Х), которые по существу уравновешивают друг друга.

5. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором указанный первый поршневой демпфер и комплементарный поршневой демпфер расположены по существу симметрично друг с другом относительно указанной плоскости (Р).

6. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором угол (α_i) между каждым поршневым демпфером и продольной осью является острым углом, образованным совместно соответствующим поршневым демпфером (22) и продольной осью (Х), при этом указанный угол (α_i) имеет значение меньше 80°.

7. Демпфирующее устройство по п. 6, в котором указанный угол (α_i) имеет значение меньше 45°, предпочтительно меньше 30°.

8. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором защитный кожух (20) является жестким.

9. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором защитный кожух имеет по существу цилиндрическую форму.

10. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором по меньшей мере один поршневой демпфер соединен с защитным кожухом (20) при помощи шарового шарнира.

11. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором по меньшей мере один поршневой демпфер соединен с основанием (18) при помощи шарового шарнира.

12. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором указанный первый поршневой демпфер и комплементарный поршневой демпфер расположены по существу в плоскости, радиальной относительно продольной оси (X).

13. Демпфирующее устройство по п. 2, содержащее множество пар поршневых демпферов (22), каждая из которых содержит первый поршневой демпфер и соответствующий комплементарный поршневой демпфер, при этом пары поршневых демпферов соединены с основанием (22) в местах, равномерно распределенных вокруг продольной оси (X).

14. Демпфирующее устройство по п. 1, в котором основание (18) содержит хомут (26), предназначенный для установки и уплотнения указанного троса (18), при этом хомут (26) ограничивает внутри указанное проходное отверстие (24).

15. Сооружение, содержащее трос (8) и демпфирующее устройство (16) по любому из пп. 1–14, при этом указанный трос установлен в проходном отверстии (24) основания (18) демпфирующего устройства (16).

16. Сооружение по п. 15, при этом указанное сооружение (2) является мостом.

Images