CN115899147A - 一种孔隙式粘滞阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种孔隙式粘滞阻尼器，该阻尼器包括一带有阻尼孔（11）的活塞（5）、两波纹管、两密封端盖、连接杆（4）、导杆（6），活塞（5）的两侧端面分别密封连接波纹管的一端、波纹管的另一端分别与密封端盖密封连接，密封端盖、活塞（5）、波纹管构成一填充阻尼介质的密封腔室、且该密封腔室由活塞（5）分隔为通过阻尼孔（11）连通的第一腔室（10）和第二腔室（13）；所述的连接杆（4）位于波纹管的外侧且固定连接两密封端盖的导杆（6）贯穿活塞（5），活塞（5）能够在连接杆（4）的拉动下沿导杆（6）的设置方向定向移动。本发明的阻尼器采用波纹管代替传统的缸筒，质量轻、密封性好、抗变形能力和基础适应性强。

Description

一种孔隙式粘滞阻尼器

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，尤其涉及建筑结构消能减震装置，具体地说是一种孔隙式粘滞阻尼器。

背景技术

耗能减震结构体系是在结构一定位置安装消能部件的一种新的结构抗震体系。当建筑结构遭遇强风或强震时，随着建筑结构变形增大，耗能减震装置会首先进入非线性状态，产生滞回运动，给结构附加阻尼比，耗散地震或风振能量，降低结构的振动响应，从而保护主体结构。

目前工程中使用的阻尼器种类很多，其中粘滞阻尼器应用最为广泛，它不仅可以降低地震响应和风振响应，还可以用于管道等设备振动控制。目前市场上的粘滞阻尼器主要是基于小孔射流原理的孔隙式阻尼器，通过阻尼器滞回运动产生能量，但存在漏液风险。因此，研发一种耗能高效且兼备优越抗疲劳性能的粘滞阻尼器具有重要工程意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种孔隙式粘滞阻尼器，该阻尼器质量轻、密封性好、抗变形能力和基础适应性强。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种孔隙式粘滞阻尼器，其特征在于：该阻尼器包括一带有阻尼孔的活塞、设置在活塞两侧的两波纹管、两密封端盖、控制活塞移动的连接杆、限定两密封端盖间距的导杆，两波纹管的一端分别与活塞的两侧对应端面密封连接、两波纹管的另一端分别与对应的密封端盖密封连接，上述的密封端盖和活塞将波纹管的内腔封闭成一个用于填充阻尼介质的密封腔室、且该密封腔室由活塞分隔为通过阻尼孔连通的第一腔室和第二腔室；所述的连接杆位于波纹管的外侧且固定连接两密封端盖的导杆贯穿活塞，活塞能够在连接杆的拉动下沿导杆的设置方向定向移动。

所述连接杆的一端固定在活塞的端面上、且其另一端沿波纹管的轴向延伸并跨过一个波纹管和一个密封端盖后与一个连接拉头相连接，另一个远离连接杆的密封端盖的凸出部分连接另一个连接拉头。

所述连接杆的另一端与连接板的一侧端面相连接且连接板的另一侧端面上的凸出部分与连接拉头相连接。

所述波纹管的两端分别与对应的活塞的轴向端面和密封端盖的端面焊接固定；焊接密封使得该阻尼器具有良好的密封性能、能够防止阻尼介质渗漏，因此无需另外设置密封件。

所述的波纹管为金属波纹管，且波纹管上的全部波的波峰直径相等。

进一步的说，该波纹管为焊接型金属波纹管。

进一步的说，该波纹管的轴向拉伸量或轴向压缩量不低于所述波纹管自由长度的30%。

所述连接杆、活塞、导杆和密封端盖皆为金属部件。

所述的导杆从波纹管的外侧贯穿活塞，且所述的导杆位于连接杆和波纹管的外壁之间。

所述阻尼孔数量为一，与活塞同心、长度与活塞厚度相同，阻尼孔直径 d可根据阻尼系数C需求，依据公式计算， k为黏滞流体稠度系数， L为阻尼孔长度即活塞厚度， D为波纹管端部内径， α为阻尼指数。

所述的密封腔室填充的阻尼介质为硅油或其它高分子黏滞流体，要求阻尼介质的运动粘度不高于300000cst。

所述的波纹管包括第一波纹管和第二波纹管、所述的密封端盖包括第一密封端盖和第二密封端盖，第一波纹管的一端与活塞的一轴向端面密封连接且第一波纹管的另一端与对应的第一密封端盖密封连接、第二波纹管的一端与活塞的另一轴向端面密封连接且第二波纹管的另一端与对应的第二密封端盖密封连接，贯穿活塞的导杆的两端分别与第一密封端盖和第二密封端盖固定连接，控制活塞移动的连接杆的一端固定连接在活塞的端面上。

所述的连接杆沿第一波纹管的轴向延伸并跨过第一波纹管和第一密封端盖后与连接板的一侧端面相连接、连接板的另一侧端面上的凸出部分与第一连接拉头或第二连接拉头相连接；则所述第二密封端盖的凸出部分与第二连接拉头或第一连接拉头相连接。

所述的连接杆沿第二波纹管的轴向延伸并跨过第二波纹管和第二密封端盖后与连接板的一侧端面相连接、连接板的另一侧端面上的凸出部分与第一连接拉头或第二连接拉头相连接；则所述第一密封端盖的凸出部分与第二连接拉头或第一连接拉头相连接。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明的孔隙式粘滞阻尼器能够在不减小阻尼器性能的情况下有效减轻自重，并通过将波纹管与活塞和端盖焊接固定，提高了粘滞阻尼器的密封性、避免阻尼介质的泄漏，且无需另外设置密封件。

本发明的孔隙式粘滞阻尼器采用波纹管代替了传统的缸筒、并去除了传统的活塞杆，较大程度上减小了阻尼器的质量；波纹管为金属波纹管，钢材强度高、自重轻、并且具有良好的环向刚性和轴向柔性，抗变形能力和基础适应性强。

附图说明

附图1为本发明的孔隙式粘滞阻尼器的一个实施例的立体结构示意图；

附图2为本发明的孔隙式粘滞阻尼器的一种剖视结构示意图；

附图3为本发明的孔隙式粘滞阻尼器的活塞两侧的金属波纹管放大示意图；

附图4为附图3中的A-A截面结构示意图；

附图5为本发明的孔隙式粘滞阻尼器中的活塞向左运动时的变形结构示意图。

其中：1—第一连接拉头；2—连接板；3—第一密封端盖；4—连接杆；5—活塞；6—导杆；7—第二密封端盖；8—第二连接拉头；9—第一波纹管；10—第一腔室；11—阻尼孔；12—第二波纹管；13—第二腔室。

具体实施方式

为使本发明目的、实现方法及优点更为清晰，下面将结合附图对本发明进行进一步的描述。显然，所描述实例只是本发明的一个表现形式，并不代表所有实例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系仅基于附图中方位关系，只是为了更好描述各部件之间位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本发明的实施。

如图1和图2所示：该孔隙式粘滞阻尼器包括第一波纹管9和第二波纹管12、安装在第一波纹管9和第二波纹管12相邻端之间的活塞5、分别安装在第一波纹管9和第二波纹管12远端上的第一密封端盖3和第二密封端盖7、两端分别焊接固定在第一密封端盖3和第二密封端盖7上的导杆6从波纹管的外侧贯穿活塞5，第二密封端盖7与第二连接拉头8固定连接、连接活塞5的连接杆4的另一端通过连接板2的凸出部分连接第一连接拉头1；第一密封端盖3和第二密封端盖7、活塞5、第一波纹管9和第二波纹管12封闭构成一个用于填充阻尼介质的密封腔室，设有阻尼孔11的活塞5将填充阻尼介质的波纹管分为第一腔室10和第二腔室13，第一波纹管9和第一密封端盖3构成位于活塞5右侧的密闭的第一腔室10、第二波纹管12和第二密封端盖7构成位于活塞5左侧的密闭的第二腔室13；第一波纹管9和第二波纹管12分别与活塞5、第一波纹管9与第一密封端盖3、第二波纹管12与第二密封端盖7的连接均为焊接固定。

如图3和图4所示，活塞5的两侧与分别与第一波纹管9和第二波纹管12同心焊接连接，活塞5上设有阻尼孔11，可以通过调节阻尼孔11的数量、直径及有效长度调整阻尼力，连接杆4和导杆6从第一波纹管9的外侧与活塞5的端面连接，活塞5在连接杆4的拉动下沿导杆6的设置方向定向移动。

如图1、图2所示的孔隙式粘滞阻尼器，第一连接拉头1能够带动连接杆4左右往复运动，连接杆4活动时可带着活塞5、第一波纹管9和第二波纹管12同步运动。如图5所示，以向左运动为例，活塞5跟着连接杆4和第一连接拉头1向左运动，第一波纹管9被拉伸、第二波纹管12被压缩，第一腔室10体积增大且第二腔室13体积减小，第二腔室13内的阻尼介质受活塞5挤压通过阻尼孔11流向第一腔室10，产生粘滞阻尼力。

第一连接拉头1、第一密封端盖3、第一波纹管9、活塞5、连接杆4、导杆6、第二连接拉头8、第二密封端盖7及第二波纹管12均为金属部件，第一腔室10和第二腔室13内的阻尼介质可为硅油或者其他高分子粘滞流体。

本发明的孔隙式粘滞阻尼器采用波纹管代替了传统的缸筒、并去除了传统的活塞杆，能够在不减小阻尼器性能的情况下有效减轻自重，波纹管为金属波纹管，钢材强度高、自重轻、并且具有良好的环向刚性和轴向柔性，抗变形能力和基础适应性强；并通过将波纹管与活塞5和端盖焊接固定，提高了粘滞阻尼器的密封性、避免阻尼介质的泄漏，且无需另外设置密封件。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种孔隙式粘滞阻尼器，其特征在于：该阻尼器包括一带有阻尼孔（11）的活塞（5）、设置在活塞（5）两侧的两波纹管、两密封端盖、控制活塞（5）移动的连接杆（4）、限定两密封端盖间距的导杆（6），两波纹管的一端分别与活塞（5）的两侧对应端面密封连接、两波纹管的另一端分别与对应的密封端盖密封连接，上述的密封端盖和活塞（5）将波纹管的内腔封闭成一个用于填充阻尼介质的密封腔室、且该密封腔室由活塞（5）分隔为通过阻尼孔（11）连通的第一腔室（10）和第二腔室（13）；所述的连接杆（4）位于波纹管的外侧且固定连接两密封端盖的导杆（6）贯穿活塞（5），活塞（5）能够在连接杆（4）的拉动下沿导杆（6）的设置方向定向移动。

2.根据权利要求1所述的孔隙式粘滞阻尼器，其特征在于：所述连接杆（4）的一端固定在活塞（5）的端面上、且其另一端沿波纹管的轴向延伸并跨过一个波纹管和一个密封端盖后与一个连接拉头相连接，另一个远离连接杆（4）的密封端盖的凸出部分连接另一个连接拉头。

3.根据权利要求1所述的孔隙式粘滞阻尼器，其特征在于：所述连接杆（4）的另一端与连接板（2）的一侧端面相连接且连接板（2）的另一侧端面上的凸出部分与连接拉头相连接。

4.根据权利要求1所述的孔隙式粘滞阻尼器，其特征在于：所述波纹管的两端分别与对应的活塞（5）的轴向端面和密封端盖的端面焊接固定。

5.根据权利要求1所述的孔隙式粘滞阻尼器，其特征在于：所述的波纹管为金属波纹管，且波纹管上的全部波的波峰直径相等。

6.根据权利要求1所述的孔隙式粘滞阻尼器，其特征在于：所述连接杆（4）、活塞（5）、导杆（6）和密封端盖皆为金属部件。

7.根据权利要求1所述的孔隙式粘滞阻尼器，其特征在于：所述的导杆（6）从波纹管的外侧贯穿活塞（5），且所述的导杆（6）位于连接杆（4）和波纹管的外壁之间。

8.根据权利要求1-7任一所述的孔隙式粘滞阻尼器，其特征在于：所述的波纹管包括第一波纹管（9）和第二波纹管（12）、所述的密封端盖包括第一密封端盖（3）和第二密封端盖（7），第一波纹管（9）的一端与活塞（5）的一轴向端面密封连接且第一波纹管（9）的另一端与对应的第一密封端盖（3）密封连接、第二波纹管（12）的一端与活塞（5）的另一轴向端面密封连接且第二波纹管（12）的另一端与对应的第二密封端盖（7）密封连接，贯穿活塞（5）的导杆（6）的两端分别与第一密封端盖（3）和第二密封端盖（7）固定连接，控制活塞（5）移动的连接杆（4）的一端固定连接在活塞（5）的端面上。

9.根据权利要求8所述的孔隙式粘滞阻尼器，其特征在于：所述的连接杆（4）沿第一波纹管（9）的轴向延伸并跨过第一波纹管（9）和第一密封端盖（3）后与连接板（2）的一侧端面相连接、连接板（2）的另一侧端面上的凸出部分与第一连接拉头（1）或第二连接拉头（8）相连接；则所述第二密封端盖（7）的凸出部分与第二连接拉头（8）或第一连接拉头（1）相连接。

10.根据权利要求8所述的孔隙式粘滞阻尼器，其特征在于：所述的连接杆（4）沿第二波纹管（12）的轴向延伸并跨过第二波纹管（12）和第二密封端盖（7）后与连接板（2）的一侧端面相连接、连接板（2）的另一侧端面上的凸出部分与第一连接拉头（1）或第二连接拉头（8）相连接；则所述第一密封端盖（3）的凸出部分与第二连接拉头（8）或第一连接拉头（1）相连接。

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