[发明专利]内置增强型变阻尼粘滞阻尼装置在审

专利信息
申请号: 201810272431.1 申请日: 2018-03-29
公开(公告)号: CN108458032A 公开(公告)日: 2018-08-28
发明(设计)人: 付伟庆;李立刚;李茂;段存坤;张春巍 申请(专利权)人: 青岛理工大学
主分类号: F16F9/53 分类号: F16F9/53;F16F9/32;F16F9/34;F16F9/508
代理公司: 青岛发思特专利商标代理有限公司 37212 代理人: 巩同海
地址: 266033 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 阻尼腔体 直动式溢流阀 活塞 内置 阻尼通道 变阻尼机构 液体阻尼 粘滞阻尼 阻尼介质 变阻尼 活塞杆 可调式 增强型 缸体 压强 充满液体 密封腔体 土木工程 轴向设置 弹性力 密封腔 隔震 减振 两组 体内 流动
【说明书】:

发明涉及一种内置增强型变阻尼粘滞阻尼装置,属于土木工程减振隔震技术领域。本发明包括缸体、活塞杆和活塞,缸体与活塞杆围成的密封腔体内充满液体阻尼介质,密封腔体经由活塞分为阻尼腔体Ⅰ和阻尼腔体Ⅱ,液体阻尼介质充满阻尼腔体Ⅰ和阻尼腔体Ⅱ,活塞沿轴向设置有至少两组内置可调式变阻尼机构,内置可调式变阻尼机构包括直动式溢流阀和阻尼通道,直动式溢流阀的一端与阻尼腔体Ⅰ或阻尼腔体Ⅱ相连,直动式溢流阀另一端通过阻尼通道与另一侧的阻尼腔体Ⅱ或阻尼腔体Ⅰ相连;当液体阻尼介质的流动压强大于直动式溢流阀的弹性力时,直动式溢流阀后退打开,阻尼通道出现,阻尼介质从而由活塞一侧流到另一侧。

技术领域

本发明涉及一种内置增强型变阻尼粘滞阻尼装置,属于土木工程减振隔震技术领域。

背景技术

消能减震技术是指在结构中某些部位设置耗能元件,耗能元件在结构振动变形时发生滞回变形耗散能量,从而减小结构构件耗散的能量,减小结构的振动变形。常用的各种阻尼器根据其提供的阻尼力和结构反应的关系可分为:速度型阻尼器和位移型阻尼器。速度型阻尼器的阻尼力与消能部件两端的相对速度有关,即与结构的速度响应有关,包括粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器。位移型阻尼器的阻尼力与消能部件两端的相对位移有关,即与结构的位移响应有关,包括摩擦阻尼器和金属阻尼器。

粘滞阻尼器是利用黏稠液体的粘性来耗散振动能量。粘滞阻尼器可以分为两类,一类是通过置于开口容器中黏性液体的变形来实现耗能目的,如圆柱筒阻尼器;另一类是强迫密封容器内的液体通过小的阻尼孔而耗能,如Taylor液体阻尼器。粘滞阻尼器一般由缸体、活塞、阻尼孔、粘滞流体介质及活塞杆等部分组成,活塞可以在缸体内部进行往复运动,活塞上有矢量活塞孔。当活塞与缸体发生相对运动时,流体介质通过活塞孔流向缸体另一侧,从而在通过时产生阻尼力,达到耗能减振的目的。

被动控制技术研究最早,无需能源控制效果稳定,但其最优控制范围窄,只对某部分烈度地震具有最优控制;近些年新近发展的半主动控制技术,可实现对不同类型地震波的最优控制,具有响应速度快,阻尼力可调范围宽等优点,但其需要能源输入和反馈控制。目前,粘滞阻尼器的阻尼系数是按照相关技术规范进行设计的,在完成组装后,每个粘滞阻尼器的阻尼系数为一定值,即出力范围也是一定的。但现实是,地震、强风等自然灾害往往超出我们的设计范围,会出现粘滞阻尼器的位移与出力超出设计范围,使粘滞阻尼器被破坏而失去作用。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷,本发明提出了一种内置增强型变阻尼粘滞阻尼装置,其目的是无需外接电源、传感器与控制器,本发明以速度为控制率条件产生大小不同的阻尼系数;当速度较小时,阻尼系数较小,产生的阻尼力较小;当速度增大时,阻尼系数会随着以阶梯形式增大,则会产生足够大的阻尼力,以满足振动控制的需要。

本发明所述的内置增强型变阻尼粘滞阻尼装置,包括缸体、活塞杆和活塞,缸体内设置有活塞杆,活塞杆中部设置有活塞,缸体与活塞杆围成的密封腔体内充满液体阻尼介质,密封腔体经由活塞分为阻尼腔体Ⅰ和阻尼腔体Ⅱ,液体阻尼介质充满阻尼腔体Ⅰ和阻尼腔体Ⅱ,活塞沿轴向设置有至少两组内置可调式变阻尼机构,内置可调式变阻尼机构包括直动式溢流阀和阻尼通道,直动式溢流阀的一端与阻尼腔体Ⅰ或阻尼腔体Ⅱ相连,直动式溢流阀另一端通过阻尼通道与另一侧的阻尼腔体Ⅱ或阻尼腔体Ⅰ相连;当液体阻尼介质的流动压强大于直动式溢流阀的弹性力时,直动式溢流阀后退打开,阻尼通道出现,阻尼介质从而由活塞一侧流到另一侧。

优选地,直动式溢流阀包括阀体,以及位于阀体内的阀芯、压力弹簧与密封圈;阀体的出口设置于阻尼腔体Ⅰ或阻尼腔体Ⅱ的出口处,压力弹簧位于阀芯顶部台肩上,阀芯位于阀体底部台肩上,阀芯在压力弹簧的弹力作用下封堵住阀体的出口;阀体的出口设置于阻尼通道的入口处。

优选地,压力弹簧的预压力预先进行设置,当活塞相对阀体开始运动时,阻尼介质会从直动式溢流阀的入口流入,随着运动速度的增大,作用在阀芯上的压强也逐渐增大;当入口处阻尼介质的流动压强大于压力弹簧的弹性力时,阀芯打开,阻尼介质经由阻尼通道流入另一侧的密封腔体内。

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