[发明专利]硅流体速度锁定器

说明书

技术领域

本发明涉及结构防护领域，更特别地说，是指一种适用于桥梁、建筑物的抗震，重载铁路桥梁的加固和防爆装置的硅流体速度锁定器。

背景技术

在外界能量作用下对结构实施防护的途径有两种：消耗能量和分布能量。硅流体速度锁定器即为一种分布能量的装置，用其连接结构与基础或结构中的内部节点。它对结构的蠕变、收缩等缓慢运动不会产生有害约束。而当结构受到地震、暴风、重载列车制动、爆炸等能量的冲击作用时，速度锁定器成为一种刚性连接，可靠地将破坏能量引起的冲击力传递分流。由于速度锁定器的这种特性，它可应用于结构防护领域，如桥梁、建筑物的抗震，重载铁路桥梁的加固和防爆等。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构抗冲击防护用硅流体速度锁定器，该速度锁定器包括有缸体、活塞、导杆、端盖、缸体连接头、活塞杆连接头、流动介质。缸体、导杆、活塞和端盖装配形成密闭空腔，流动介质位于空腔内；所述流动介质选用的是特制硅流体；活塞和缸体间的环隙形成流动通道，活塞在充满硅流体的缸体内往复移动，硅流体通过活塞和缸体间的环隙往返流动；密封采用端盖与缸体间的静密封和端盖与导杆间的动密封相结合的方式，确保缸体内的硅流体不会泄露；速度锁定器通过缸体连接头和活塞杆连接头上的销轴分别与结构预埋构件相连，来传递相邻构件间的相对运动。缸体连接头和活塞杆连接头内设置有关节轴承，可使速度锁定器在一定的偏转角下仍正常工作。本发明使用的硅流体在低速形变下，呈现塑性，在高速形变下，呈现弹性，剪切变稀，粘温特性好。使速度锁定器随结构缓慢移动时，活塞受到的阻力很小，可近似认为速度锁定器的刚度为零，对结构的正常缓慢形变不产生有害约束；当速度锁定器受到冲击荷载时，环隙中的硅流体发生快速形变，硅流体表现出类似固体的阻力，速度锁定器瞬间刚度增大，处于锁定态，起到刚性支撑的作用。

本发明的一种结构抗冲击防护用硅流体速度锁定器的优点：使用特制硅流体，对结构的蠕变、收缩等缓慢运动不会产生有害约束，而当结构受到地震、暴风等破坏能量的冲击作用时，硅流体的流动抗力迅速升高，速度锁定器成为一种刚性连接，可靠地将破坏能量引起的冲击力传递分流。工作方式是完全被动的，故无需外部能源，适合野外环境使用。采用端盖与缸体间的静密封和端盖与导杆间的动密封相结合的方式，确保缸体内的硅流体不会泄露。销轴与活塞杆连接头和缸体连接头之间分别设置有关节轴承，可使速度锁定器在一定的偏转角下仍能正常工作。

附图说明

图1是本发明硅流体速度锁定器的内部结构剖视图。

图2是本发明外部结构图。

上图中序号：活塞杆连接头1、防护罩2、端盖3、注液孔4、活塞5、缸体6、缸体连接头7、导杆8、流动介质9、环隙10、销轴11、关节轴承12。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1所示，本发明的一种结构抗冲击防护用硅流体速度锁定器，该速度锁定器包括有活塞杆连接头1、端盖3、活塞5、缸体6、缸体连接头7、导杆8、流动介质9、销轴11和关节轴承12。活塞5、缸体6、导杆8和端盖3装配形成密闭空腔，流动介质9位于空腔内，流动介质9为特制硅流体。

端盖3为圆柱状，通过螺纹和缸体6连接，端盖3内设有与缸体6间的静密封和与导杆8间的动密封。

活塞5和导杆8可以一体化加工，也可以通过螺纹连接成为一体。

缸体6上设有注液孔4。

活塞5和缸体6间的间隙形成流动通道，即环隙10。

活塞杆连接头1和导杆8通过螺纹连接，缸体连接头7和缸体6通过螺纹连接。

防护罩2可以防止杂质进入缸体6内。

销轴11与缸体连接头7和活塞杆连接头1之间分别设置有关节轴承12，可使速度锁定器在一定的偏转角下仍正常工作。

硅流体速度锁定器工作原理描述：当活塞5和缸体6的相对速度较小时，硅流体在活塞的推动下流过环隙10，环隙10中的硅流体经历的是低速形变，其分子有充足的时间蠕变，摆脱缠绕，硅流体将以粘性流动特性为主，此时活塞5受到的阻力很小，可近似认为速度锁定器的刚度为零，对结构的蠕变、收缩等缓慢运动不会产生有害约束；当活塞5和缸体6的相对速度较大时，硅流体将承受瞬时高压，高的压力迫使其流向环隙10。环隙10中的硅流体在高剪切力作用下发生快速形变，越来越多的形变能量由分子内及分子间的弹性形变吸收，而没有充足的时间使硅流体发生粘性流动，硅流体表现出类似固体的阻力。速度锁定器瞬间刚度增大，处于锁定态，起到了刚性连接的作用，可靠地将破坏能量引起的冲击力传递分流。