CN103671676A

CN103671676A - 一种粘滞阻尼器

Info

Publication number: CN103671676A
Application number: CN201310723006.7A
Authority: CN
Inventors: 高淑华; 李贵花; 任奇; 周迎春; 王超; 曾凡冲; 邵斌; 佟小朋; 梁国君; 孙燕; 刘伟; 邹长云; 孙方遒; 李腾
Original assignee: BEIJING JIUZHOUYIGUI SHOCK AND VIBRATION ISOLATION Co Ltd
Current assignee: BEIJING JIUZHOUYIGUI SHOCK AND VIBRATION ISOLATION Co Ltd
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明属于减震（振）技术领域，尤其涉及一种粘滞阻尼器。其包括缸体、缸盖、活塞杆、活塞头、导向套、密封和粘滞阻尼液，所述缸体和所述缸盖形成阻尼腔体，所述活塞头将所述阻尼腔体分隔成第一阻尼腔室和第二阻尼腔室，在所述活塞头上安装有安全阀，所述安全阀的两端分别与所述第一阻尼腔室和所述第二阻尼腔室连接。本发明所提供的粘滞阻尼器，通过在活塞头上安装安全阀，当粘滞阻尼器在正常工况下，安全阀是处于常闭状态的，但当粘滞阻尼器在过载等事故工况下，安全阀将会开启泄压，以防粘滞阻尼器内部压力超限发生破坏。

Description

一种粘滞阻尼器

技术领域

本发明属于减震（振）技术领域，尤其涉及一种粘滞阻尼器。

背景技术

20世纪50年代，粘滞阻尼器作为一种优良的耗能减震（振）结构构件在机械、车辆、航天和军事工程得到应用，70年代被人们引入建筑、桥梁、铁路、电厂、钢厂等行业用来抵抗地震、风振或其它外载荷引起的振动，取得了良好的效果。随着结构减震（振）行业的快速发展，近年来粘滞阻尼器在我国土木工程界也逐步得到了发展和应用，被逐步应用到桥梁工程、高层建筑和设备基础等工程中。

常见的粘滞阻尼器为液压油缸式，其主要由活塞头、活塞杆、缸体和密封组成，活塞相对于缸体在轴向往复运动，活塞头设有若干小孔或与缸体之间留有适当径向间隙，活塞头将油缸内部的阻尼腔体分成两个阻尼腔室，阻尼腔室内充有粘度较高的粘滞液体，当活塞相对于油缸运动时，密闭于受压一侧阻尼腔室内的液体受挤压，压力升高，从活塞头与缸体之间的间隙或小孔流到另一阻尼腔室，两阻尼腔室压力差形成对活塞头的运动阻力，做功，将机械能转化为热能，从而达到吸收外界能量的目的，因此可广泛应用于减震、缓冲、耗能的场合。但是，一旦粘滞阻尼器遭遇过载等事故工况时，常常会受到很大破坏，导致后期维修或更换数量较多、成本较高。

因此，急需提供一种新型的粘滞阻尼器。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种具有过载保护功能的粘滞阻尼器，以克服现有技术中粘滞阻尼器在发生过载等事故时受到破坏的缺陷。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种粘滞阻尼器，包括缸体、缸盖、活塞杆、活塞头、导向套、密封和粘滞阻尼液，所述缸体和所述缸盖形成阻尼腔体，所述活塞头将所述阻尼腔体分隔成第一阻尼腔室和第二阻尼腔室，其中，在所述活塞头上设置有通孔，在所述通孔内安装有安全阀，所述安全阀的两端分别与所述第一阻尼腔室和所述第二阻尼腔室连接。

其中，所述安全阀包括：

（1）阀套，所述阀套的顶端为敞口的，底端设有出液口，所述阀套的内部设有阀腔；

（2）固定块，所述固定块固定在所述阀腔的上部，在所述固定块上设置有轴向通孔；

（3）阀芯，所述阀芯位于所述阀腔的下部，所述阀芯朝向所述固定块的一侧设置有与所述固定块上的轴向通孔配合连接的密封面；

（4）弹簧，所述弹簧位于所述阀芯远离所述固定块的一侧，所述弹簧的两端分别与所述阀芯与所述阀套的底端连接。

其中，所述阀腔包括上阀腔和与所述上阀腔连通且横向尺寸小于所述上阀腔的下阀腔；所述固定块通过孔用挡圈夹靠在所述下阀腔和所述孔用挡圈之间。

其中，在所述活塞头上设置有两个反向安装的安全阀。

其中，在所述安全阀的阀套外壁的顶端设置有从所述阀套外壁向外凸出的卡固部，在所述阀套外壁的下部设置有凹槽，所述卡固部和所述凹槽之间的距离等于所述活塞头的厚度。

其中，在所述阀套外壁上部和下部分别设置有凹槽，所述两个凹槽之间的距离等于所述活塞头的厚度。

其中，所述活塞头和所述安全阀通过螺纹连接。

其中，所述导向套和所述密封采用耐高温、耐高压、耐磨材料。

其中，所述粘滞阻尼液为有机硅油。

其中，所述粘滞阻尼器外表面是经过防锈处理的。

（三）有益效果

上述技术方案所提供的粘滞阻尼器，通过在活塞头上安装安全阀，以使得当粘滞阻尼器在正常工况下，安全阀处于常闭状态，但当粘滞阻尼器在过载等事故工况下，安全阀将会开启泄压，以防粘滞阻尼器内部压力超限发生破坏。此外，该装置结构简单，制造方便。进一步地，在活塞头上安装两个反向安装的安全阀，以进一步提高粘滞阻尼器的安全性。

附图说明

图1是本发明的粘滞阻尼器的结构示意图；

图2是本发明的粘滞阻尼器中的安全阀的结构示意图；

图3是本发明的粘滞阻尼器在正常工况下的局部示意图；

图4是本发明的粘滞阻尼器在过载工况下的局部示意图。

其中：1-缸体；2-第一缸盖；3-活塞杆；4-活塞头；5-第二缸盖；6-第一连接件；7-第二连接件；8-安全阀；81-阀套；82-阀芯；83-弹簧；84-孔用挡圈；85-固定块；86-凹槽；9-轴用挡圈；10-密封；11-导向套；12-孔用挡圈；13-O形密封圈；14-第一阻尼腔室；15-第二阻尼腔室。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1所示为本发明的一种粘滞阻尼器的一个优选实施例。根据该实施例，该粘滞阻尼器包括缸体1、分别位于缸体1两端的第一缸盖2和第二缸盖5，缸体1和两端的缸盖组成密闭的阻尼腔体，在阻尼腔体内容纳有粘滞阻尼液。活塞杆3穿过两侧的缸盖伸入到缸体1内，活塞杆3与第一缸盖2、第二缸盖5的接触面处分别设置有密封10，以保证活塞杆3在运动过程中的密封性。缸体1内的活塞杆3上设置有活塞头4，并在由缸体1和缸盖组成的密闭阻尼腔体内做往复运动。活塞头4将阻尼腔体分割成第一阻尼腔室14和第二阻尼腔室15，第一阻尼腔室14和第二阻尼腔室15通过活塞头4与缸体1内壁之间的阻尼间隙连通。此外，在活塞头4上安装有安全阀8，该安全阀8的两端分别与第一阻尼腔室14和第二阻尼腔室15连接，优选在活塞头上安装两个反向安装的安全阀，以进一步提高粘滞阻尼器的安全性。当外部物体震（振）动发生时，与外部物体连接的活塞杆3带动其上面的活塞头4在缸体1的密闭阻尼腔体内做往复运动，密闭于受压一侧阻尼腔室内的粘滞阻尼液受挤压，压力升高，当粘滞阻尼器外部载荷超过额定载荷时，压力差超过安全阀8的额定压力时，安全阀8开启泄压，此时，粘滞阻尼液不仅通过活塞头4与缸体1内壁之间的间隙连通而且通过保护阀8连通，从而有效地防止粘滞阻尼器受到损坏。

在上述实施例中的粘滞阻尼器为双出杆间隙式粘滞阻尼器，本领域技术人员应当理解，本发明中的粘滞阻尼器还可适用于双出杆孔隙式粘滞阻尼器或单出杆孔隙式粘滞阻尼器或单出杆间隙式粘滞阻尼器。

为了防止阻尼腔室内的粘滞阻尼液泄漏，第一缸盖2、第二缸盖5与缸体1之间分别通过O形密封圈13进行密封。

进一步地，为了保证活塞杆3在运动过程中的直线轨迹，在第一缸盖2、第二缸盖5内分别设置有导向套11，活塞杆3经由导向套11与缸盖配合连接。

此外，粘滞阻尼器还设置有位于所述粘滞阻尼器两端，用于与外部需要减震（振）的物体相连接的第一连接件6和第二连接件7，其中，第一连接件6通过螺纹与第一缸盖2连接，第二连接件7与活塞杆3通过螺纹连接。

图1所示为本发明的一种用于粘滞阻尼器的安全阀的一个优选实施例。根据该实施例，该安全阀包括阀套81以及位于阀套81内的阀芯82、弹簧83和固定块85。

其中，阀套1的顶端为敞口的，底端设有出液口。阀套81的内部形成一个阀腔，上述阀腔形成轴向通道。固定块85固定在阀腔的上部，在固定块85上设置有轴向通孔。阀芯82位于阀腔的下部，用于开启或闭合轴向通道。具体地，阀芯82朝向固定块85的一侧设置有能够与固定块85上的轴向通孔配合连接的堵头，该堵头可以是圆柱形凸台或圆锥形凸台。弹簧83位于阀芯82远离固定块85的一侧，其两端分别与阀芯82和阀套81的底端连接。通过压缩弹簧83，阀芯82可在阀套81的阀腔内滑动，以使得阀芯82上的堵头与轴向通孔配合连接，即阀芯82上的堵头可***到轴向通孔内，并可沿轴向通孔上下移动，当堵头位于轴向通孔内时，可以将阀腔内的轴向通道切断。

具体地，阀腔分为上阀腔和与上阀腔连通且横向尺寸小于上阀腔的下阀腔，固定块85位于阀套81的上阀腔内，并通过孔用挡圈84夹靠在下阀腔和孔用挡圈84之间。需要说明的是，固定块85还可通过螺纹连接固定在阀腔中。

进一步地，为了提高阀芯82上的圆柱形凸台和固定块84之间接触面的抗耐磨性，延长安全阀的使用寿命，优选阀芯82和固定块84由硬质合金材料精制而成。

进一步地，在阀套81外壁的顶端设置有从阀套外壁向外凸出的卡固部，在阀套外壁的下部设置有凹槽86，该卡固部和凹槽86之间的距离等于活塞头4的厚度，以便将安全阀8***粘滞阻尼器的活塞头4的安装孔内，并通过轴用挡圈9置入凹槽内将安全阀8固定。

在另一实施例中，在阀套81外壁上部和下部分别设置有凹槽，这两个凹槽之间的距离等于活塞头4的厚度，以便在安全阀8的两端分别通过轴用挡圈9将安全阀8固定在粘滞阻尼器的活塞头4上。

在再一实施例中，在阀套81外壁上设有螺纹（未示出），以通过螺纹连接将安全阀8安装在粘滞阻尼器的活塞头4上。

优选阻尼腔体内的粘滞阻尼液为有机硅油，因为它具有粘度大、闪点高、热稳定性好，其粘度随温度变化率小、不易老化等优点。

进一步地，为了防止粘滞阻尼器生锈，优选对粘滞阻尼器的外表面进行防锈处理。

图3所示为粘滞阻尼器在正常工况下的局部示意图。在正常工况下，在外力F的作用下，活塞杆3由第一阻尼腔室14向第二阻尼腔室15运动时，第二阻尼腔室15体积变小，其内容纳的粘滞阻尼液被压缩，因此导致第二阻尼腔室15内的压力增大，而第一阻尼腔室14的体积增大，导致压力减小，从而迫使粘滞阻尼液由第二阻尼腔室15向第一阻尼腔室14流动。此时，作用在阀芯82上的力小于弹簧83的预压力，保护阀处于闭合状态，粘滞阻尼液通过活塞头4与缸体1内壁之间的间隙由第二阻尼腔室15向第一阻尼腔室14流动，由于粘滞阻尼液粘度大，在流动中产生极大的粘滞阻尼力，阻尼力的方向与活塞杆3的运动方向相反，从而使得振动能量迅速转化为热能并释放，达到耗能减震（振）的目的。在整个运动过程中，保护阀8一直处于闭合状态，不起作用。当活塞杆3由第二阻尼腔室15向第一阻尼腔室14运动时，工作原理同上，只是粘滞阻尼液与粘滞阻尼力的方向相反而已。

图4所示为粘滞阻尼器在过载工况下的局部示意图。在过载工况下，在外力F的作用下，当活塞杆3由第一阻尼腔室14向第二阻尼腔室15运动时，第二阻尼腔室15体积变小，其内容纳的粘滞阻尼液被压缩，因此导致第二阻尼腔室15内的压力迅速增大，而第一阻尼腔室14的体积增大，导致压力减小，从而迫使粘滞阻尼液由第二阻尼腔室15向第一阻尼腔室14流动。此时，作用在阀芯82上的力远大于弹簧83的预压力，弹簧83被压缩，阀芯82的圆柱面与固定块85的内孔脱开，保护阀8打开，第二阻尼腔室15内的粘滞阻尼液的一部分通过安全阀8由第二阻尼腔室15向第一阻尼腔室14流动，另一部分通过活塞头4与缸体1内壁之间的间隙由第二阻尼腔室15向第一阻尼腔室14流动，从而达到迅速降低第二阻尼腔室15内的压力，以起到保护粘滞阻尼器的作用。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。

Claims

1.一种粘滞阻尼器，包括缸体、缸盖、活塞杆、活塞头、导向套、密封和粘滞阻尼液，所述缸体和所述缸盖形成阻尼腔体，所述活塞头将所述阻尼腔体分隔成第一阻尼腔室和第二阻尼腔室，其特征在于，在所述活塞头上设置有通孔，在所述通孔内安装有安全阀，所述安全阀的两端分别与所述第一阻尼腔室和所述第二阻尼腔室连接。

2.根据权利要求1所述的粘滞阻尼器，其特征在于，所述安全阀包括：

3.根据权利要求2所述的粘滞阻尼器，其特征在于，所述阀腔包括上阀腔和与所述上阀腔连通且横向尺寸小于所述上阀腔的下阀腔；所述固定块通过孔用挡圈夹靠在所述下阀腔和所述孔用挡圈之间。

4.根据权利要求3所述的粘滞阻尼器，其特征在于，在所述活塞头上设置有两个反向安装的安全阀。

5.根据权利要求4所述的粘滞阻尼器，其特征在于，在所述安全阀的阀套外壁的顶端设置有从所述阀套外壁向外凸出的卡固部，在所述阀套外壁的下部设置有凹槽，所述卡固部和所述凹槽之间的距离等于所述活塞头的厚度。

6.根据权利要求4所述的粘滞阻尼器，其特征在于，在所述阀套外壁上部和下部分别设置有凹槽，所述两个凹槽之间的距离等于所述活塞头的厚度。

7.根据权利要求4所述的粘滞阻尼器，其特征在于，所述活塞头和所述安全阀通过螺纹连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的粘滞阻尼器，其特征在于，所述导向套和所述密封采用耐高温、耐高压、耐磨材料。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的粘滞阻尼器，其特征在于，所述粘滞阻尼液为有机硅油。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的粘滞阻尼器，其特征在于，所述粘滞阻尼器外表面是经过防锈处理的。