TWI700445B - 液態黏滯性阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種液態黏滯性阻尼器,其包括一缸體、一活塞組件、一蓄壓單元、一偵測裝置及一警示裝置。其中,缸體具有一油壓室,其內封填有一填充油料。活塞組件的一活塞位於缸體內且將缸體內區隔為相互連通的兩油室。蓄壓單元具有一貯油室,其內儲存有一備用油料,用以在缸體內的填充油料耗損時自動流向油壓室進行補料,以使油壓室的油壓維持在一預定壓力。偵測裝置用以偵測備用油料之用量,並在偵測到備用油料之用量達到一預設值時,輸出一感測訊號。警示裝置電性連接偵測裝置,用以在接收到偵測裝置的感測訊號時,發出一警示訊號,顯示缸體內的填充油料耗損已達上限。
Description
本發明係關於一種阻尼器,尤其是一種應用在建築結構體之避震或減震的液態黏滯性阻尼器。
台灣專利公開案第201116738號揭露一種應用於土木建築結構之可調式液流阻尼器,用來增加土木建築結構的阻尼係數,藉以達到有效的減震設計。此種液流阻尼器雖然可於地震來襲時,吸收震動能量,達到建物結構減震消能之效能,但該阻尼器可能因為歷經多次地震或長時間使用後,使得其缸體內部之填充油料耗損或漏油,而無法繼續有效吸收震動能量,此時若不立即將漏油問題加以解決,未來該建物結構將無法承受地震所帶來之災害。
本發明提供一種可自動補料的液態黏滯性阻尼器,且其更可主動監視是否漏油問題已達上限,做為是否需要進一步更換或維修之參考,進而確保建築物的安全性。
具體而言,本發明之液態黏滯性阻尼器大致包括一缸體、一活塞組件、一蓄壓單元、一偵測裝置及一警示裝置。其中,缸體具有一油壓室,其內封填有一填充油料。活塞組件包括一活塞及一活塞桿,活塞設於缸體內並將缸體的油壓室區隔為相互連通的一第一油室及一第二油室,活塞桿可帶動活塞位移,藉以改變第一及第二油室的空間容量。蓄壓單元具有一貯油室,其內儲存有一備用油料,蓄壓單元用以在缸體的油壓室內的填充油料耗損時,自動地使備用油料流向第一油室以補足填充油料的耗損,以使缸體的油壓室內的油壓維持在一預定壓力。偵測裝置用以偵測蓄壓單元的貯油室內之備用油料之用量,並在偵測到備用油料之用量達到一預設值時,輸出一感測訊號。警示裝置電性連接偵測裝置,用以在接收到偵測裝置的感測訊號時,發出一警示訊號,顯示缸體的油壓室內之填充油料耗損已達上限。
較佳地,蓄壓單元的貯油室係界定於活塞桿內,貯油室具有一進油口及一出油口,出油口連通缸體的第一油室,蓄壓單元更包括一活塞件及一推進器,活塞件嵌設於貯油室的進油口,推進器能積蓄能量,用以在缸體之油壓室內的填充油料耗損時逐步釋放能量,藉以推動活塞件,以將貯油室的備用油料推向缸體的第一油室,補足填充油料的耗損。
較佳地,蓄壓單元之推進器係一皿形彈簧或一壓縮空氣。
較佳地,液態黏滯性阻尼器更包括一單向閥,單向閥設於貯油室的出油口,以限制缸體的油壓室內之填充油料流回貯油室。
較佳地,偵測裝置是一位移感測器,用以偵測蓄壓單元之活塞件的位移量。
較佳地,偵測裝置包括一磁性尺、一讀頭及一辨識系統,磁性尺設於缸體上;讀頭設於活塞件上,供偵測磁性尺的磁性變化,以輸出一位置訊號;辨識系統電性連接讀頭,並根據讀頭的位置訊號辨識活塞件的位移量。
較佳地,缸體包括一套筒、一封蓋及一分隔件,套筒具有一封閉端及一開口端,封蓋封住套筒的開口端,分隔件固設於套筒內,油壓室係界定於套筒內且介於封蓋及分隔件之間,其中油壓室之第二油室是界定於封蓋與活塞組件的活塞之間,油壓室之第一油室是界定於活塞組件的活塞與分隔件之間,套筒更界定有一氣室,氣室係介於分隔件與套筒的封閉端之間,活塞桿的一端部穿經封蓋、油壓室及分隔件,並伸入氣室。
較佳地,活塞桿的端部於其端面界定有一凹室,凹室連通貯油室,供容置蓄壓單元之活塞件及推動器,活塞件具有一活塞頭及一軸桿,活塞頭嵌設於貯油室的進油口,軸桿的一端連接活塞頭,且另一端伸入缸體的氣室,偵測裝置之讀頭設於軸桿的另一端。
較佳地,該活塞件之軸桿沿著其長度方向於其另一端的端面界定有一凹穴,該偵測裝置之磁性尺的一端係固設於該缸體之氣室的內壁,且該磁性尺的另一端係伸入該活塞件之軸桿的凹穴。
圖1~3顯示本發明之液態黏滯性阻尼器100的一較佳實施例。如圖1所示,阻尼器100大致包括一缸體1、一活塞組件2、一蓄壓單元3、一偵測裝置4及一警示裝置5。
如圖1所示,缸體1包括一套筒11、一封蓋12及一分隔件13。其中,套筒11具有一封閉端111及一開口端112。封閉端111一體連接一魚眼連接頭113,供阻尼器100的一端固設於建築物上的一銷座(圖未示)。封蓋12係封住套筒11的開口端112,分隔件13係固設於套筒11內。套筒11具有一油壓室14及一氣室15。油壓室14介於封蓋12及分隔件13之間,且其內封填有一填充油料L1。氣室15介於分隔件13與套筒11的封閉端11之間,且填充有氣體。
活塞組件2包括一活塞21及一活塞桿22,活塞21設於缸體1內並將缸體1的油壓室14區隔為一第一油室141及一第二油室142,其中第一油室141是界定於活塞21與分隔件13之間,第二油室142是界定於封蓋12與活塞21之間。此外,活塞21的周壁與套筒11的管壁之間存在有適當間隙且活塞21具有至少一貫穿孔隙210,使得第一油室141及第二油室142得以相互連通。活塞桿22可帶動活塞21位移,藉以改變第一油室141及第二油室142的空間容量,藉以提供阻尼效果。活塞桿22的一端部穿經封蓋12、油壓室14及分隔件13,並伸入氣室15。此外,活塞桿22於其端部的端面界定有一凹室220。活塞桿22的另一端部形成有一魚眼連接頭221,供阻尼器100的另一端固設於建築物上的另一銷座(圖未示)。
蓄壓單元3具有一貯油室31,貯油室31係界定於活塞桿22內且連通活塞桿22之凹室220,貯油室31儲存有一備用油料L2。蓄壓單元3係用以在缸體1的油壓室14內的填充油料L1耗損時,自動地使備用油料L2流向第一油室141以補足填充油料L1的耗損,以使缸體1的油壓室14內的油壓維持在一預定壓力。
參閱圖3,偵測裝置4係用以偵測蓄壓單元3的貯油室31內之備用油料L2之用量,並在偵測到備用油料L2之用量達到一預設值時,輸出一感測訊號。警示裝置5係電性連接偵測裝置4,用以在接收到偵測裝置4的感測訊號時,發出一警示訊號,顯示缸體1的油壓室14內之填充油料L1耗損已達上限。
詳而言之,如圖2的放大圖所示,蓄壓單元3的貯油室31具有一進油口311及一出油口312。出油口312連通缸體1的油壓室14的第一油室141,且出油口312設有一單向閥6,以限制缸體1的油壓室14內之填充油料L1流回貯油室31。此外,蓄壓單元3更包括位於活塞桿22端部之凹室220內的一活塞件32及一推進器33。其中,活塞件32具有一活塞頭320及一軸桿321,活塞頭320係嵌設於貯油室31的進油口311。軸桿321的一端連接活塞頭320,而另一端伸入缸體1的氣室15。
蓄壓單元3之推進器33能積蓄能量,用以在缸體1之油壓室14內的填充油料L1耗損時逐步釋放能量,藉以推動活塞件32,以將貯油室31的備用油料L2推向缸體1的第一油室141,補足填充油料L1的耗損。在本較佳實施例中,推進器33是採用由多個同、反向混合相疊的碟片所構成的一皿形彈簧,但不限於此。在其他的例子中,蓄壓單元3之推進器也可選用壓縮彈簧或空氣彈簧。
復參閱圖2,在本較佳實施例中,偵測裝置4是一位移感測器,用以偵測蓄壓單元3之活塞件32的位移量。詳言之, 偵測裝置4包括一磁性尺41、一讀頭42及一辨識系統43(圖3),其中磁性尺41的一端係固設於缸體1之氣室15的內壁,而其另一端係伸入活塞件32之軸桿321的一凹穴322。軸桿321的凹穴322是沿著活塞件32之軸桿321的長度方向界定於軸桿321的另一端之端面。讀頭42係設於活塞件32之軸桿321的該另一端上且位於缸體1的氣室15。當備用油料L2不斷輸出到第一油室141,讀頭42會隨著活塞件32之前進而偵測到磁性尺41的磁性變化,以輸出一位置訊號。辨識系統43電性連接讀頭42,並根據讀頭42的位置訊號辨識活塞件32的位移量,進而得到備用油料L2之用量。當辨識系統43得知備用油料L2之用量達到預設值時,立即通知警示裝置5透過一指示燈51或監視螢幕等工具發出警示訊號,讓使用者能察覺到缸體1的油壓室14內之填充油料L1耗損已達上限,進而得知是否需要更換或維修,以確保安全性。
10‧‧‧阻尼器
1‧‧‧缸體
11‧‧‧套筒
111‧‧‧封閉端
112‧‧‧開口端
113‧‧‧魚眼連接頭
12‧‧‧封蓋
13‧‧‧分隔件
14‧‧‧油壓室
141‧‧‧第一油室
142‧‧‧第二油室
15‧‧‧氣室
2‧‧‧活塞組件
21‧‧‧活塞
210‧‧‧貫穿孔隙
22‧‧‧活塞桿
220‧‧‧凹室
221‧‧‧魚眼連接頭
3‧‧‧蓄壓單元
31‧‧‧貯油室
311‧‧‧進油口
312‧‧‧出油口
32‧‧‧活塞件
320‧‧‧活塞頭
321‧‧‧軸桿
322‧‧‧凹穴
33‧‧‧推進器
4‧‧‧偵測裝置
41‧‧‧磁性尺
42‧‧‧讀頭
43‧‧‧辨識系統
5‧‧‧警示裝置
51‧‧‧指示燈
6‧‧‧單向閥
L1‧‧‧填充油料
L2‧‧‧備用油料
圖1係本發明液態黏滯性阻尼器的斷面示意圖。 圖2係圖1之液態黏滯性阻尼器的一局部放大示意圖。 圖3係圖1之液態黏滯性阻尼器的一系統方塊示意圖。
10‧‧‧阻尼器
1‧‧‧缸體
111‧‧‧封閉端
113‧‧‧魚眼連接頭
12‧‧‧封蓋
14‧‧‧油壓室
141‧‧‧第一油室
2‧‧‧活塞組件
21‧‧‧活塞
22‧‧‧活塞桿
3‧‧‧蓄壓單元
32‧‧‧活塞件
33‧‧‧推進器
4‧‧‧偵測裝置
42‧‧‧讀頭
11‧‧‧套筒
112‧‧‧開口端
13‧‧‧分隔件
15‧‧‧氣室
142‧‧‧第二油室
210‧‧‧貫穿孔隙
221‧‧‧魚眼連接頭
31‧‧‧貯油室
322‧‧‧凹穴
41‧‧‧磁性尺
6‧‧‧單向閥
Claims (7)
- 一種液態黏滯性阻尼器,包括:一缸體,具有一油壓室,其內封填有一填充油料;一活塞組件,包括一活塞及一活塞桿,該活塞設於該缸體內並將該缸體的油壓室區隔為相互連通的一第一油室及一第二油室,該活塞桿可帶動該活塞位移,藉以改變該第一及第二油室的空間容量,其中,該活塞桿內部具有一凹室;一貯油室,界定於該活塞桿內且連通該活塞桿的該凹室,其中,該貯油室內儲存有備用油料;一活塞件,具有一活塞頭及一軸桿,該活塞頭可移動地設於該活塞桿的該凹室內,該軸桿的一端連接該活塞頭;一推進器,設於該活塞桿的該凹室內,用以在該缸體的油壓室內的填充油料耗損時推動該活塞件,以使該貯油室內的該備用油料流向該油壓室的該第一油室,藉以補足該填充油料的耗損;一位移感測器,設於該缸體內,能藉由偵測該活塞件的位移量而得知該貯油室內之備用油料之用量,並在該備用油料之用量達到一預設值時輸出一感測訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之液態黏滯性阻尼器,其中該蓄壓單元之推進器係一皿形彈簧。
- 如申請專利範圍第1項所述之液態黏滯性阻尼器,其中該蓄壓單元之推進器係一空氣彈簧。
- 如申請專利範圍第1項所述之液態黏滯性阻尼器,更包括一單向閥,該單向閥設於該活塞桿上,且位於該缸體的該第一油室與該貯油室之間,以限制該缸體的該第一油室內之填充油料流回該貯油室。
- 如申請專利範圍第1項所述之液態黏滯性阻尼器,其中該位移感測器包括一磁性尺,該活塞件之軸桿沿著其長度方向於其另一端的端面界定有一凹穴,該位移感測器的該磁性尺的一端係固設於該缸體之氣室的內壁,且該磁性尺的另一端係伸入該活塞件之軸桿的該凹穴。
- 如申請專利範圍第1項所述之液態黏滯性阻尼器,其中該缸體包括一套筒、一封蓋及一分隔件,該套筒具有一封閉端及一開口端,該封蓋封住該套筒的開口端,該分隔件固設於該套筒內,該油壓室係界定於該套筒內且介於該封蓋及該分隔件之間,其中該油壓室之第二油室是界定於該封蓋與該活塞組件的活塞之間,該油壓室之第一油室是界定於該活塞組件的活塞與該分隔件之間,該套筒更界定有一氣室,該氣室係介於該分隔件與該套筒的封閉端之間,該活塞桿的一端部穿經該封蓋、該油壓室及該分隔件,並伸入該氣室。
- 如申請專利範圍第5項所述之液態黏滯性阻尼器,其中該位移感測器還包括一讀頭及一辨識系統,該讀頭設於該活塞件上,供偵測該磁性尺的磁性變化,以輸出一位置訊號;該辨識系統電性連接該讀頭,並根據該讀頭的位置訊號辨識該活塞件的位移量。
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