[实用新型]一种桥梁液压阻尼器的阻尼阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁结构减震装置，尤其适用于大跨度斜拉桥、悬索桥等结构的大吨位液压阻尼器，属于桥梁工程减震技术领域，具体地说是涉及一种大型桥梁结构液压阻尼器的阻尼阀。

背景技术

在现有技术中，应用于桥梁工程结构中的减震装置有多种类型，如金属阻尼器、摩擦阻尼器、粘滞阻尼器、年弹性阻尼器、复合阻尼器等，近几年液压阻尼器在大跨度桥梁结构抗震中得到了越来越多的应用。液压阻尼器具有阻尼效率高、易于实现大吨位装置、体积小、极小的静力刚度等优点，但在国内研究起步较晚，液压阻尼器的阻尼阀仍然为一般的斜面锥体阀，存在阻尼指数不可调的缺陷，不适用对结构振动及地震动力特性分析后来优化确定最优的阻尼指数，一般适用于低速、小吨位阻尼器。

发明内容

本实用新型提供一种桥梁大吨位液压阻尼器的阻尼阀，采用高次曲面的阀芯结构，在考虑液压及液动力的情况下，通过调整阻尼孔的孔径、阀芯台阶的尺寸、弹簧的刚度实现阻尼指数的可调，使得阻尼阀的流量与压力的关系满足设计要求。多个阻尼阀通过串联、并联方式的组合，实现不同阻尼力、不同速度的阻尼器设计要求。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

阻尼阀主要由阀体a、阀芯b、弹簧c、导向杆d、阀盖e等5个部件构成。在压力作用下，液压油从阀体a端部的节流孔m推开阀芯b，经间隙n进入阀体a内，完成耗能过程，使阻尼阀的阻尼作用得以实现；阀芯b的锥体设置成高次曲面f，阀芯b的锥体根部设置成台阶g，由液动力来调节阀芯b开启较大时阻尼阀的性能。阀体a内中心设圆柱形导向杆d，导向杆d外套有弹簧c，弹簧c采用碟型弹簧，在弹簧仓上开有导流孔j，该导流孔j兼有阻尼作用，以避免阀芯b在动作时产生振动；导向杆d上延纵向开有导流槽k；在阀体a上设置密封沟槽h，导流孔i和l，经减压后的液压油经导流孔i和导流孔l流出。在反向压力作用下，阀芯b在弹簧c的作用下关闭节流孔m。反向荷载作用下的阻尼作用由反向安装的相同阻尼阀完成。在具体实施时，可根据液压阻尼器设计对压力和流量的要求，调整阻尼孔j的孔径、阀芯台阶g的尺寸、弹簧c的刚度等，实现阻尼指数的可调。此外，阀体a、阀芯b、导向杆d、阀盖e均可采用合金钢40Cr制造，弹簧c可采用弹簧钢制造。液压油可采用粘温系数较小的硅油。

本实用新型的优点：

1、通过采用高次曲面阀芯锥体和台阶，阻尼器阻尼指数可达0.3，阻尼效率高，且适应大吨位和高速度；

2、在低速位移时，阻尼器的刚度极低，对结构受力不产生影响，对温度作用下结构的变形没有约束；

3、对液压油粘度要求不高；

4、结构构造简单合理，各部件制作精度要求不高，便于制作和安装。

附图说明

图1是本实用新型的纵向立面图(A)和纵向剖面图(A1)。

图2是本实用新型实施例阻尼阀的压力～流量关系曲线。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型进一步说明，该实施例为用于一座主跨240米预应力混凝土箱梁斜拉桥液压阻尼器的阻尼阀。该阻尼器设计参数为：速度指数0.3，阻尼常数5000(kN·(m/s)^-0.3)，承载力5000kN(速度为1.0m/s时)，行程±330mm。单向采用3只同样的阻尼阀并联，双向共使用了6只阻尼阀。阻尼阀安装于液压缸活塞的安装孔中。阀体a、阀芯b、导向杆d、阀盖e均采用合金钢40Cr制造，弹簧d采用弹簧钢制造。液压油采用粘温系数较小的苯甲基硅油。

图1是本实用新型阻尼阀的纵向立面图(A)和纵向剖面图(A1)。阻尼阀呈筒状结构，阀芯b与阀体a间采用精密配合，使阀芯b在阀体a内可纵向滑动；阀芯b的锥体设置成高次曲面f，阀芯b的锥体根部设置成台阶g，阀芯b的锥体的高次曲面f与节流孔m间采用精密配合，根部最小间隙按设计设置；阀盖e采用细牙螺栓与阀体a连接，阀体a内中心设圆柱形导向杆d，导向杆d外套有碟型弹簧c，导向杆d采用细牙螺栓固定在阀盖e上，导向杆d上延纵向开有导流槽k，在阀体a上设置密封沟槽h并开有导流孔i和导流孔l，阀芯b的弹簧仓上开有导流孔兼阻尼孔j。

当桥梁结构产生振动传导至液压阻尼器时，在阻尼阀节流孔m处由液压油向孔内产生有压力，该压力作用将阀芯b推开产生一定位移，高次曲面f与节流孔m间产生间隙n，形成液压油液体流动，从而产生耗能，流经节流孔m的液压油经导流孔i、l流出阀体a。当节流孔m处液压油向孔内产生的压力逐步降低并消失时，阀芯b在弹簧作用下被逐步推回，使得高次曲面f与节流孔m间产生间隙n逐步减小，直至关闭节流孔m。在液压阻尼器内反向安装的同样阻尼阀来完成反向阻尼。