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一种具有液压熔断功能的粘滞阻尼器的制作方法

文档序号:11231685
一种具有液压熔断功能的粘滞阻尼器的制造方法与工艺

本发明涉及减震(振)技术领域,尤其涉及一种具有液压熔断功能的粘滞阻尼器。



背景技术:

20世纪70年代,粘滞阻尼器被逐步引入到建筑、桥梁等工程抗震领域,其由于具有结构简单、成本低、减震效果明显等优点,得以广泛应用。常规的粘滞阻尼器一般采用液压缸式结构。其主要由活塞、活塞杆、缸体、粘滞液体和密封系统组成,活塞将缸体分为两个腔体,腔体内充满粘滞液体,两个腔体可通过阻尼孔或间隙交换流量。当粘滞阻尼器处于工作状态时,活塞杆带动活塞运动,使两个腔体形成压力差,从而迫使粘滞介质从高压腔进入低压腔。通过粘滞流体剪切效应实现能量的消耗,从而实现减震耗能的目的,可见,常规的粘滞阻尼器只要加载载荷,粘滞阻尼器两端就会产生相对位移,即无论是常规载荷还是地震等大载荷环境,粘滞阻尼器两端都能产生相对位移,消耗能量,而在桥梁建筑的部分减隔震控制领域,对于风、温度、刹车、小地震等常规载荷,要求粘滞阻尼器如刚性连杆一般,不发生相对位移,在大风、大地震或超过一定动力载荷时,要求粘滞阻尼器吸取能量,减小振动,以保证结构安全,显然,常规的粘滞阻尼器无法满足要求。

为解决上述技术问题,现有技术采用金属熔断阻尼器,其原理是在常规粘滞阻尼器的两端安装金属熔断装置,金属熔断装置具有一个断裂临界值,当载荷小于临界值时,金属熔断装置限制了阻尼器两端的相对运动;当载荷大于临界值时,金属熔断装置断裂,从而粘滞阻尼器两端可以正常的相对运动以吸取能量。但金属熔断装置一旦断裂则需要更换,导致效率低、维护成本高。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种工作效率高、维 护费用低的具有液压熔断功能的粘滞阻尼器。

为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:

一种具有液压熔断功能的粘滞阻尼器,包括缸体、活塞杆及活塞,所述活塞安装于缸体内并将缸体分隔成第一腔室及第二腔室,所述第一腔室及第二腔室内均填充有粘滞介质,所述活塞上设有允许粘滞介质从第一腔室向第二腔室流动的第一单向阀及允许粘滞介质从第二腔室向第一腔室流动的第二单向阀。

作为上述技术方案的进一步改进:

所述第一单向阀、第二单向阀均包括阀套、球芯、压缩弹簧及调节螺钉,所述阀套上设有阶梯状通孔,所述球芯安装于压缩弹簧与阶梯状通孔的阶梯部之间,所述压缩弹簧一端顶紧球芯,另一端与调节螺钉相连;所述调节螺钉上开设有供粘滞介质通过的第一通孔。

所述阶梯状通孔包括依次连接的小径孔、中段孔及大径孔,所述中段孔内安装有与球芯配合的球芯安装部,所述球芯安装部上设有与小径孔连通的轴向孔及与大径孔连通的锥状孔,所述球芯通过压缩弹簧抵接于所述锥状孔的内壁;

所述小径孔内螺接有调节第一单向阀或第二单向阀开启后粘滞介质流量的调节插件,所述调节插件上设有供粘滞介质通过的第二通孔。

所述调节螺钉螺接于所述大径孔内,所述压缩弹簧套设于所述调节螺钉上,所述调节螺钉的螺接深度是保证压缩弹簧所需预压力为标准选择的螺接深度。

所述压缩弹簧与所述球芯之间设有滑动套,所述滑动套端面的中心位置设有与球芯抵紧配合的凸部,所述滑动套上设有供粘滞介质通过的第三通孔。

所述阶梯状通孔的两端设有弹性挡圈。

所述缸体的两端设有密封端盖,所述密封端盖通过紧固环压紧固定,所述密封端盖及紧固环上设有用于穿设所述活塞杆的轴向孔。

所述活塞杆的一端固定连接一活动连接件,所述活塞杆的另一端滑设于所述密封端盖及紧固环的轴向孔内;活塞杆远离活动连接件的一侧设有固定连接件,所述固定连接件安装于所述缸体上。

所述固定连接件通过连接块安装于所述缸体上,所述连接块上设有供活塞杆轴向移动的避让孔。

与现有技术相比,本发明的优点在于:

本发明在活塞上设置有单向阀,单向阀在载荷小于熔断临界值时处于关闭状 态,使得腔室之间无法交换粘滞介质;在载荷大于熔断临界值时处于开启状态,粘滞介质由高压腔室运动至低压腔室,有效实现了粘滞阻尼器轻载时锁定、重载(地震)时耗能减振的目的;且在保证减振效果的同时,单向阀可反复使用,避免了采用金属熔断装置需重复更换的问题,工作效率高、维护费用低。

本发明进一步在小径孔螺接有调节插件,在单向阀开启后调节插件可以调节粘滞阻尼器熔断后的阻尼力特性,且调节插件螺接安装,更换方便。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明单向阀的结构示意图。

图3是本发明阀套的结构示意图。

在附图中,相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

图中各标号表示:

1、缸体;11、第一腔室;12、第二腔室;13、密封端盖;14、紧固环;15、粘滞介质;2、活塞杆;3、活塞;4、单向阀;41、第一单向阀;42、第二单向阀;43、阀套;44、球芯;45、压缩弹簧;46、调节螺钉;461、第一通孔;47、阶梯状通孔;471、小径孔;472、中段孔;473、大径孔;48、球芯安装部;481、轴向孔;482、锥状孔;49、滑动套;491、凸部;492、第三通孔;5、调节插件;51、第二通孔;6、弹性挡圈;7、活动连接件;8、固定连接件;9、连接块。

具体实施方式

下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明,但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1至图3示出了本发明具有液压熔断功能的粘滞阻尼器的实施例,具有液压熔断功能的粘滞阻尼器适用于桥梁建筑的部分减隔震控制领域,对于风、温度、刹车、小地震等常规载荷,粘滞阻尼器不发生相对位移,在大风、大地震或超过一定动力载荷时,要求粘滞阻尼器吸取能量,减小振动,以保证结构安全。本实施例中,具有液压熔断功能的粘滞阻尼器包括缸体1、活塞杆2及活塞3,活塞3安装于缸体1内并将缸体1分隔成大小变化、总体积之和不变的第一腔室 11及第二腔室12,第一腔室11及第二腔室12内均填充有粘滞介质15,活塞3上设有第一单向阀41及第二单向阀42,第一单向阀41允许粘滞介质15从第一腔室11向第二腔室12流动,第二单向阀42允许粘滞介质15从第二腔室12向第一腔室11流动,活塞杆2带动活塞3轴向移动,粘滞介质15可从高压腔室运动至低压腔室。本发明在活塞3上设置有单向阀4,单向阀4在载荷小于熔断临界值时处于关闭状态,使得腔室之间无法交换粘滞介质15;在载荷大于熔断临界值时处于开启状态,粘滞介质15由高压腔室运动至低压腔室,有效实现了粘滞阻尼器轻载时锁定、重载(地震)时耗能减振的目的;且在保证减振效果的同时,单向阀4可反复使用,避免了采用金属熔断装置需重复更换的问题,工作效率高、维护费用低。

本实施例中,第一单向阀41、第二单向阀42均包括阀套43、球芯44、压缩弹簧45及调节螺钉46,阀套43上设有阶梯状通孔47,球芯44安装于压缩弹簧45与阶梯状通孔47的阶梯部之间,压缩弹簧45一端顶紧球芯44,压缩弹簧45另一端与调节螺钉46相连;调节螺钉46上开设有供粘滞介质15通过的第一通孔461。当载荷小于熔断临界值时,球芯44受到的压力小于压缩弹簧45的预紧力,球芯44无法移动而从保持单向阀4关闭;当载荷大于熔断临界值时,球芯44受到的压力大于压缩弹簧45的预紧力,球芯44移动而从开启单向阀4,粘滞介质15通过单向阀4由高压腔室运动至低压腔室。

在最佳实施例中,阶梯状通孔47包括依次连接的小径孔471、中段孔472及大径孔473,第一单向阀41、第二单向阀42的阶梯状通孔47为相反布置。本实施例中,第一单向阀41、第二单向阀42的数量为一个,且第一单向阀41、第二单向阀42对称布置于所述活塞3上,在其他实施例中,所述第一单向阀41、第二单向阀42的数量可为多个,可提高耗能减振效果。

本实施例中,小径孔471内螺接有调节插件5,在第一单向阀41或第二单向阀42开启后调节插件可以调节粘滞阻尼器熔断后的阻尼力特性,调节插件5上设有供粘滞介质15通过的第二通孔51,调节第二通孔51的大小、数量和长度可以调节熔断后的粘滞阻尼器的阻尼力特性,且通过增加单向阀4数量的方式可提高调节插件5的数量,在提高耗能减振效果的同时,也提高了粘滞阻尼器阻尼力特性的可调节性;同时,调节插件5螺接安装,更换方便快捷。

本实施例中,中段孔472内安装有与球芯44配合的球芯安装部48,球芯安 装部48螺接于中段孔472内,球芯安装部48上设有相连通的轴向孔481及锥状孔482,轴向孔481与小径孔471连通,锥状孔482与大径孔473连通,球芯44通过压缩弹簧45抵接于锥状孔482的内壁。

本实施例中,调节螺钉46螺接于大径孔473内,压缩弹簧45套设于调节螺钉46上,此时限制了球芯44的轴向位移,防止了球芯44因产生过大位移而脱离球芯安装部48。调节螺钉46的螺接深度是保证压缩弹簧45所需预压力为标准选择的螺接深度,通过调节螺钉46的螺接深度可调整调节螺钉46得到设计所需的熔断临界值。

本实施例中,压缩弹簧45与球芯44之间设有滑动套49,且滑动套49设于大径孔473内,且沿大径孔473的轴向滑动,滑动套49端面的中心位置设有凸部491,凸部491的抵紧面伸出大径孔473与球芯44抵紧配合,且与球芯44抵紧保持相切;滑动套49上设有供粘滞介质15通过的第三通孔492。

本实施例中,调节插件5、球芯安装部48、滑动套49及调节螺钉46上均留有通孔,形成了第一腔室11和第二腔室12间交换粘滞介质15的通道,球芯44受到压缩弹簧45的作用紧贴球芯安装部48锥状孔482的内壁,可以关闭或开启通道。结构简单、操作方便。在优选实施例中,滑动套49上的第三通孔492及调节螺钉46上的第一通孔461的数量至少为两个,通孔的直径尽可能大,以减小对粘滞阻尼器力学特性的影响。

本实施例中,活塞3与缸体1之间设有密封件,且密封件的设置有效避免了粘滞介质15在腔室间流通的现象,活塞3上设有滑动部件,保证活塞3与缸体1间无轴向间隙且可有效滑动。本实施例中,活塞杆2与密封端盖13及紧固环14之间也设有密封件及滑动部件,在保证密封的同时活塞杆2也可沿轴向有效滑动。本实施例中,阶梯状通孔47的两端设有弹性挡圈6,弹性挡圈6用于固定第一单向阀41及第二单向阀42。

本实施例中,缸体1的两端设有密封端盖13,密封端盖13通过紧固环14压紧固定,形成密封腔体,紧固环14螺接于缸体1上,便于拆卸更换密封端盖13;密封端盖13及紧固环14上设有轴向孔481,活塞杆2穿设于轴向孔481内。

本实施例中,活塞杆2的一端固定连接一活动连接件7,活塞杆2的另一端滑设于密封端盖13及紧固环14的轴向孔481内,活塞杆2的中部螺接活塞3;活塞杆2远离活动连接件7的一侧设有固定连接件8,固定连接件8通过连接块 9安装于缸体1上,连接块9与缸体1螺纹连接,连接块9上设有供活塞杆2轴向移动的避让孔。本实施例中,活动连接件7铰接于桥梁梁体上,固定连接件8铰接于桥梁桥墩上,在其他实施例中,活动连接件7与固定连接件8也可铰接于桥梁建筑其它具有相对位移的构件上。

本实施例中,当桥梁梁体与桥梁墩台在发生相对位移时,载荷通过活动连接件7和活塞杆2传导,从而带动活塞3运动;活塞3运动将会使第一腔室11及第二腔室12产生压力差,压迫粘滞介质15从高压腔室往低压腔室运动,从而消耗能量。具体讲,当载荷小于熔断临界值时,球芯44受到的压力小于压缩弹簧45的预紧力,球芯44无法移动而从保持单向阀4关闭,腔室之间无法交换粘滞介质15,粘滞阻尼器处于锁定状态;当载荷大于熔断临界值时,球芯44受到的压力大于压缩弹簧45的预紧力,球芯44移动而从开启单向阀4,粘滞介质15通过单向阀4由高压腔室运动至低压腔室,粘滞阻尼器开始作用,起到消耗能量减小振动的作用。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

再多了解一些
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