[发明专利]高耗能间隙自适应型粘滞阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻尼器，特别是一种高耗能间隙自适应型粘滞阻尼器，属于工程减振技术领域。

背景技术

结构消能减振技术是一种新的抗震防灾技术。在采用消能减振技术的结构中，结构的某些非承重构件被设计成具有较大耗能能力的特殊元件——阻尼器。在地震过程中产生较大阻尼，集中地耗散结构的地震能量，迅速衰减结构的振动反应，从而避免或减小主体结构的损伤。而耗能减振结构的实现主要依赖于研制出结构形式简便且性能优越的阻尼器。目前国内外已研制出大量的阻尼器，如软钢阻尼器、摩擦阻尼器、金属阻尼器、智能阻尼器等。随着减振技术的推广，研制开发各种简便实用的新型消能减振装置来满足工程应用的需要已是发展趋势。而粘滞阻尼器以其构造简单，性能稳定和性能优越等优点，正逐渐被工程师们认可并大力研究和推广。

近些年来国内的学者和公司对结构用粘滞阻尼器进行了系列的研究和开发，其形式大体分为间隙式、孔隙式和混合式。其基本工作原理都是粘滞液体通过小空间时产生的局部阻力和流体流动时产生的沿程阻力做功消耗能量。

由于震/振动的随机性，结构在地震和风振作用下的反应有很大的随机性，同时由于现在各种特殊结构形式和巨型构件的出现，导致结构和构件的反应有很大的不可预测性，因此对于工作在这种状态下的阻尼器也有了更高的要求。尤其是应对某些冲击荷载，由于阻尼器在很短时间内受到很大的冲击荷载，导致瞬时阻尼器承受的荷载完全超出其设计的额定荷载和额定工作速度从而使阻尼器完全破坏而瞬间失去了其吸收地震能量保护主体结构的作用；另外，目前单一形式的阻尼直孔和阻尼器缸体虽然结构比较简单但是其对阻尼力的控制效果和耗能效果都比较差，很难在复杂的外界激励条件下工作。

发明内容

为了解决传统粘滞阻尼器在复杂的外界激励尤其是冲击荷载下易失效和耗能效率低的问题，本发明提出了一种高耗能间隙自适应型粘滞阻尼器，该阻尼器具有在复杂工作环境下阻尼力稳定，可以抵抗较大的冲击荷载同时构造简单等特点。

本发明的技术方案如下：

一种高耗能间隙自适应型粘滞阻尼器，包括活塞杆、缸头、缸筒、活塞头，所述缸筒和两侧的缸头组成封闭的缸体，活塞杆穿过两侧的缸头伸入到缸体内，缸体内的活塞杆上设置有活塞头，活塞头与缸筒之间形成阻尼间隙，构成流体主通道，其特征在于：所述缸筒的内壁两侧设置有向中间倾斜的导向环，导向环中间的缸筒壁厚稍小于导向环外侧的缸筒壁厚；所述活塞头上设置有两道凹槽状的蓄能环，两道蓄能环外侧的活塞头端面分别向外斜向下倾斜，与缸筒之间构成引流通道，两道蓄能环外侧的活塞头上分别设置有辅助流通道，辅助流通道与构成引流通道的活塞头的倾斜端面平行，辅助流通道底部的活塞头两侧设置有导向盘，导向盘边缘设置有斜向外倾斜的角。

所述引流通道的坡角度为15°～30°。

所述蓄能环的深度为活塞头直径的1/15。

所述辅助流通道的直径为阻尼间隙的1/2。

所述导向环与缸筒轴线的角度为5°～10°。

所述导向盘上斜向外倾斜的角与导向盘轴线形成的角度为15°～30°。

活塞杆一端的缸头外侧设置有连接套，连接套上设置有消声器；活塞杆另一端与端支座之间采用销轴连接。

本发明通过对粘滞阻尼器的活塞头和缸体进行重新设计，实现了在外界激励条件复杂多变的条件下阻尼器的阻尼力稳定而且耗能效率显著提高。与现有技术相比，本发明的优点如下：

1)本发明通过改变阻尼器中活塞头的构造使阻尼器适应了更加复杂的工作环境，使阻尼器不仅在速度较低情况下能保证一定出力而且可以使阻尼器在外界速度较高的情况下不会出力过大从而保证阻尼器在运动过程中的安全性。

2)本发明中通过改变一些构造措施改变了流体在缸体内的循环，使流体在缸体内的对流更加显著从而加速了热量的传导，提高了阻尼器耗能的效率。

3)本发明中通过简单的构造措施，使阻尼器能够在接近最大行程的时候有缓冲的效果，从而可以防止阻尼器的缸体和活塞头的碰撞保护阻尼器主体。

附图说明

图1阻尼器断面示意图；

图2阻尼器活塞头构造示意图；

图3阻尼器内粘滞液体循环流示意图(活塞头向右运动)；

图4阻尼器内粘滞液体循环流示意图(活塞头向左运动)；

图5阻尼器变间隙缓冲示意图；