專利名稱：一種串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程結(jié)構(gòu)抗震防災(zāi)領(lǐng)域，具體說是一種串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼 方法及阻尼器。尤指用于橋梁、高層建筑及大跨空間結(jié)構(gòu)抗震并保護(hù)主體結(jié)構(gòu)安全的串、并 聯(lián)多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器。
背景技術(shù)：
隨著地震等自然災(zāi)害的頻發(fā)，土木工程結(jié)構(gòu)抗震防災(zāi)裝置及方法備受業(yè)界關(guān)注。 在現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)中的抗震裝置有多種類型，如金屬阻尼器、摩擦阻尼 器、粘滯阻尼器、粘彈性阻尼器等。
粘滯阻尼器作為一種速度相關(guān)性阻尼裝置，具有阻尼效率高、極小的靜力剛度等 優(yōu)點(diǎn)，更適合于土木工程結(jié)構(gòu)抗震。現(xiàn)有的粘滯阻尼器主要有如下幾種
1、多功能單出桿式粘滯阻尼器。
如專利號為201020584783. X、授權(quán)公告號為CN201818696U、名稱為“一種可設(shè)定 初始剛度的單活塞桿粘滯阻尼器”的實(shí)用新型專利，以及申請?zhí)枮?01020584796. 7、授權(quán)公 告號為CN201884543U、名稱為“一種單活塞桿彈性粘滯阻尼器”的實(shí)用新型專利。
以上兩種專利通過設(shè)置于內(nèi)外缸筒之間的間隙作為補(bǔ)償缸，可即便在活塞桿為單 出桿的情形下消除活塞移動(dòng)運(yùn)動(dòng)過程中工作缸體內(nèi)出現(xiàn)“真空”和“鎖死”現(xiàn)象，通過在缸體 內(nèi)設(shè)置阻尼單向閥和彈簧，實(shí)現(xiàn)初始剛度可調(diào)及彈性剛度功能。該類型阻尼器活塞桿為單 出桿，可有效減少阻尼器總長度，節(jié)約安裝空間，但補(bǔ)償缸構(gòu)造復(fù)雜，適用阻尼力噸位較小。
2、利用缸筒和活塞之間的間隙調(diào)節(jié)阻尼力的雙出桿粘滯阻尼器。
如專利號為200420073009. 7、授權(quán)公告號為CN2716585Y、名稱為“變間隙式粘滯 阻尼器”的實(shí)用新型專利及如申請?zhí)枮?01110409853. 7、公開號為CN102518731A、名稱為 “高耗能間隙自適應(yīng)型粘滯阻尼器”的發(fā)明專利申請。
以上兩種專利通過利用缸筒和活塞之間的間隙實(shí)現(xiàn)阻尼作用，該耗能原理與缸體 內(nèi)部的介質(zhì)的粘度有關(guān)，而粘度與溫度具有一定相關(guān)性，因而，在工程實(shí)踐中，此種阻尼作 用方式的溫度穩(wěn)定性較差。
3、能實(shí)現(xiàn)各種附加功能的阻尼器。
如專利號為201120262317. 4、授權(quán)公告號為CN202248354U、名稱為“一種建筑用 具有自動(dòng)監(jiān)測滯回性能的粘滯阻尼器”的實(shí)用新型專利和如專利號為200810040841. X、授 權(quán)公告號為CN100585217C、名稱為“帶軸向限位裝置的粘滯阻尼器”的發(fā)明專利。
前者可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測阻尼器的工作狀態(tài)，后者可通過限位裝置，有效保護(hù)阻尼器 在極端荷載作用下不發(fā)生損傷破壞。
因此，現(xiàn)有已公開的粘滯阻尼器專利存在如下缺點(diǎn)
1、改進(jìn)型單出桿阻尼器的補(bǔ)償裝置復(fù)雜，閥門耐久性差，且阻尼噸位小。
2、阻尼作用機(jī)理與溫度相關(guān)，阻尼器溫度穩(wěn)定性較差。
3、大噸位及較好溫度穩(wěn)定性的土木工程抗震粘滯阻尼器的構(gòu)造特性及阻尼作用機(jī)理，參考資料有限。
4、阻尼系數(shù)可調(diào)范圍狹窄，粘滯阻尼器參數(shù)設(shè)計(jì)相對困難。
5、缸筒內(nèi)工作壓力大、所需備壓較大，對構(gòu)件及密封件的沖擊效應(yīng)較大，缸筒阻尼噸位小，耐久性不夠。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器，實(shí)現(xiàn)大噸位阻尼力，具有較好阻尼穩(wěn)定性，且阻尼系數(shù)參數(shù)靈活可調(diào)。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是
一種串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼方法，其特征在于，包括以下步驟
步驟1，在確定粘滯阻尼器需要產(chǎn)生的阻尼力值F后，根據(jù)下述公式計(jì)算出阻尼系數(shù)C，
F=CXVa
公式中，V為粘滯阻尼器的活塞桿3的速度，a為非線性速度指數(shù)，
步驟2，根據(jù)下述公式計(jì)算并調(diào)整粘滯阻尼器的串聯(lián)活塞7的個(gè)數(shù)m和每個(gè)活塞7 上單方向并聯(lián)的薄壁小孔閥6的個(gè)數(shù)η以獲得所需的阻尼系數(shù)C
權(quán)利要求
1.一種串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼方法，其特征在于，包括以下步驟步驟I，在確定粘滯阻尼器需要產(chǎn)生的阻尼力值F后，根據(jù)下述公式計(jì)算出阻尼系數(shù)C， F=CXVa公式中，V為粘滯阻尼器的活塞桿(3)的速度，a為非線性速度指數(shù)，步驟2，根據(jù)下述公式計(jì)算并調(diào)整粘滯阻尼器的串聯(lián)活塞(7 )的個(gè)數(shù)m和每個(gè)活塞(7 ) 上單方向并聯(lián)的薄壁小孔閥(6)的個(gè)數(shù)η以獲得所需的阻尼系數(shù)C
2.如權(quán)利要求1所述的串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼方法，其特征在于各級活塞(7)兩端壓差值與總阻尼力值之間的關(guān)系為
3.一種串、并聯(lián)多級閥式粘滯阻尼器，包括缸體(5)，其左右兩端分別設(shè)有左缸蓋(4)、 右缸蓋(8)，缸體(5)中充滿流體介質(zhì)(12)，其特征在于活塞桿(3)穿裝于缸體(5)內(nèi)，活塞桿(3)的兩端分別穿出左缸蓋(4)、右缸蓋(8)，在活塞桿(3 )位于缸體(5 )內(nèi)的部分設(shè)有m級活塞(7 )，每級活塞(7 )上設(shè)有若干通孔，每個(gè)通孔內(nèi)設(shè)有一個(gè)薄壁小孔閥(6 )，缸體(5)的左端設(shè)有帶萬向球鉸(I)的防護(hù)外罩(2)，缸體(5)的右端設(shè)有帶萬向球鉸(I)的連接缸筒(9)，活塞桿(3)的左端與防護(hù)外罩(2)固定連接，連接缸筒(9 )設(shè)有開口向左的內(nèi)腔，活塞桿(3 )的右端位于該內(nèi)腔中。
4.如權(quán)利要求3所述的串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼器，其特征在于活塞桿(3)與左缸蓋 (4 )、右缸蓋(8 )之間分別設(shè)有動(dòng)密封裝置(10 )。
5.如權(quán)利要求3所述的串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼器，其特征在于缸體(5)與左缸蓋(4)、右缸蓋(8)之間分別設(shè)有靜密封裝置(11)，各活塞(7)與缸體(5)之間分別設(shè)有靜密封裝置(11)。
6.如權(quán)利要求3所述的串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼器，其特征在于所述活塞(7)上的若干通孔，以活塞桿(3)為圓心，呈圓形等間隔均勻分布。
7.如權(quán)利要求3所述的串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼器，其特征在于所述薄壁小孔閥(6) 分為產(chǎn)生受拉阻尼力的薄孔阻尼閥和產(chǎn)生受壓阻尼力的薄孔阻尼閥兩類，二者交替設(shè)置，每級活塞上拉方向、壓方向各η個(gè)薄壁小孔閥(6)。
8.如權(quán)利要求3所述的串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼器，其特征在于所述薄壁小孔閥(6) 通過細(xì)牙螺紋固定在活塞(7)的通孔內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器，阻尼器中設(shè)有m個(gè)串聯(lián)活塞，每個(gè)活塞上單方向并聯(lián)n個(gè)薄壁小孔閥；當(dāng)左右兩萬向球鉸距離伸長時(shí)，粘滯阻尼器內(nèi)的流體介質(zhì)將沿著1級活塞至m級活塞方向流動(dòng)，通過每級活塞兩端的壓差及每個(gè)薄壁小孔閥流量的調(diào)節(jié)作用，使粘滯阻尼器產(chǎn)生抗拉方向阻尼力；當(dāng)左右兩萬向球鉸距離縮短時(shí)，粘滯阻尼器內(nèi)的流體介質(zhì)將沿著m級活塞至1級活塞方向流動(dòng)，通過每級活塞兩端的壓差及每個(gè)薄壁小孔閥流量的調(diào)節(jié)作用，使粘滯阻尼器產(chǎn)生抗壓方向阻尼力。本發(fā)明所述的串、并聯(lián)多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器，構(gòu)造簡單，可實(shí)現(xiàn)阻尼參數(shù)精確可調(diào)，便于實(shí)現(xiàn)大噸位阻尼力，而且具有較好的使用穩(wěn)定性和耐久性。
文檔編號E04B1/98GK103061425SQ20131001205
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者汪正興, 王天亮, 王波, 劉鵬飛, 柴小鵬, 方華兵, 高陽, 趙建, 朱治寶, 劉德清, 楊學(xué)祥 申請人:中鐵大橋局集團(tuán)武漢橋梁科學(xué)研究院有限公司, 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司