自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器，包括鋼箱梁、轉(zhuǎn)筒、吊繩及掛籃，轉(zhuǎn)筒安裝在鋼箱梁上，吊繩的一端固定在轉(zhuǎn)筒上，另一端與掛籃鏈接；所述的掛籃包括掛籃外框、閥座、閥芯、導(dǎo)桿及彈簧，掛籃外框?yàn)橐粋€(gè)下端開口的長(zhǎng)方體形盒狀結(jié)構(gòu)，掛籃外框的頂板上設(shè)有通水孔，通水孔處設(shè)有蓋板，蓋板鉸接在掛籃外框的頂板上；閥座為一筒狀結(jié)構(gòu)，安裝在掛籃外框的頂板上，閥座內(nèi)設(shè)有中心圓盤，導(dǎo)桿上端固定安裝在中心圓盤上；中心圓盤底面上固定有電磁鐵；導(dǎo)桿上設(shè)有閥芯，導(dǎo)桿的下端與閥芯之間設(shè)有彈簧。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，且能夠通過水力吸耗能及向水中傳輸結(jié)構(gòu)振動(dòng)動(dòng)能，抑制橋梁振動(dòng)。
【專利說明】
自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種耗能器，尤其是設(shè)及一種自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器。
【背景技術(shù)】
[0002] 大跨度懸索橋能跨越大江大河，可避免深水基礎(chǔ)的施工而得到廣泛應(yīng)用。但由于 其跨度大，鋼箱梁和主纜阻尼小，極易在大風(fēng)作用下發(fā)生大幅扭轉(zhuǎn)或彎-扭組合振動(dòng)而導(dǎo)致 橋梁破壞，其抗風(fēng)穩(wěn)定性問題是限制其跨度進(jìn)一步加大的主要影響因素。增大懸索橋阻尼， 可W顯著提高其抗風(fēng)穩(wěn)定性，但超大跨度懸索橋多處于交通繁忙的航道之上，為保證通航 安全，航道中很難設(shè)置永久性固定設(shè)施，因此，目前沒有很好的方法增加鋼箱梁或主纜的阻 尼。
[0003] 阻尼器是增加結(jié)構(gòu)阻尼的最直接可靠的辦法，并且可抑制結(jié)構(gòu)多種形態(tài)的振動(dòng)。 阻尼器兩端安裝于結(jié)構(gòu)之上，通過結(jié)構(gòu)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)阻尼器耗能減振，其耗能大小與 結(jié)構(gòu)在阻尼器兩安裝點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)大小直接相關(guān)。阻尼器的長(zhǎng)度與懸索橋跨度相比很小， 因此現(xiàn)有阻尼器很難提高懸索橋鋼箱梁或主纜的阻尼。
[0004] 橋梁施工時(shí)常在航道處安裝臨時(shí)抗風(fēng)粧，用鋼纜連接鋼箱梁和抗風(fēng)粧，提高鋼箱 梁抗風(fēng)穩(wěn)定性，但需要在抗風(fēng)粧處停泊船只和警示標(biāo)志。在橋梁施工完成后，臨時(shí)設(shè)施必須 清理干凈，抗風(fēng)纜也被清除。成橋后的大跨度懸索橋只在大風(fēng)作用下才發(fā)生大幅振動(dòng)，發(fā)生 振動(dòng)持續(xù)時(shí)間短，且此時(shí)船只大都進(jìn)港避風(fēng)，航道船只相對(duì)稀疏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、成本低的自開啟 位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器，能夠在橋梁振動(dòng)較大時(shí)自動(dòng)開啟，通過水力吸耗能及向水中 傳輸結(jié)構(gòu)振動(dòng)動(dòng)能，抑制橋梁振動(dòng)。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:包括鋼箱梁、轉(zhuǎn)筒、吊繩及掛籃，所述的轉(zhuǎn)筒安裝在鋼 箱梁上，吊繩的一端固定在轉(zhuǎn)筒上，另一端與掛籃鏈接； 所述的掛籃包括掛籃外框、閥座、閥忍、導(dǎo)桿及彈黃，所述的掛籃外框?yàn)橐粋€(gè)下端開口 的長(zhǎng)方體形盒狀結(jié)構(gòu)，掛籃外框的頂板上設(shè)有通水孔，通水孔處設(shè)有蓋板，蓋板較接在掛籃 外框的頂板上；閥座為一筒狀結(jié)構(gòu)，安裝在掛籃外框的頂板上，閥座內(nèi)固定有中屯、圓盤，導(dǎo) 桿上端固定安裝在中屯、圓盤上；中屯、圓盤底面上固定有電磁鐵；導(dǎo)桿上設(shè)有閥忍，導(dǎo)桿的 下端與閥忍之間設(shè)有彈黃。
[0007] 上述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器中，所述的鋼箱梁的底板上設(shè)有容納掛 籃的凹槽，凹槽的底部對(duì)應(yīng)于掛籃的四個(gè)角分別設(shè)有托肩，托肩與掛籃外框的底面之間設(shè) 有滾珠或潤(rùn)滑油;每個(gè)托肩處分別設(shè)有兩個(gè)擋板，兩個(gè)擋板平行于相對(duì)應(yīng)的掛籃外框的側(cè) 壁，擋板通過限位彈黃與凹槽的側(cè)板連接。
[000引上述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器中，所述的掛籃外框的頂板的四個(gè)角處 分別連接一根掛繩，四根掛繩均與吊繩鏈接。
[0009] 上述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器中，還包括抱緊裝置，抱緊裝置安裝在 鋼箱梁上，所述的抱緊裝置包括外筒、定閩瓦、動(dòng)閩瓦及抱緊螺桿;所述的定閩瓦、動(dòng)閩瓦安 裝在外筒內(nèi)，外筒上對(duì)應(yīng)于動(dòng)閩瓦設(shè)有一螺紋孔，抱緊螺桿安裝在螺紋孔內(nèi)，抱緊螺桿的內(nèi) 端能夠頂緊動(dòng)閩瓦抱緊吊繩。
[0010] 上述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器中，所述的抱緊裝置的外筒底部固定安 裝有托板，托板通過彈黃支撐在鋼箱梁上;托板的底面上邊緣處設(shè)有第一絕緣板，對(duì)應(yīng)于第 一絕緣板，梁底板上設(shè)有第二絕緣板;第一絕緣板和第二絕緣板之間安裝滑動(dòng)開關(guān)，中屯、圓 盤底面上的兩電磁鐵的導(dǎo)線通過滑動(dòng)開關(guān)連接電源。
[0011] 上述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器中，所述的鋼箱梁或吊繩上設(shè)有報(bào)警裝 置。
[0012] 本發(fā)明的工作原理如下： 在無(wú)人力或其它控制手段參與下，掛藍(lán)進(jìn)入水體內(nèi)，在重力作用下張緊吊繩，其耗能及 將動(dòng)能由鋼箱梁傳遞至水體原理按鋼箱梁振動(dòng)一個(gè)周期分=個(gè)階段為：（由于掛藍(lán)不露出 水面，掛藍(lán)傳遞給吊繩的力小，彈黃的變形小，滑移開關(guān)始終處于閉合狀態(tài)，其中閥座的中 屯、孔因磁力始終關(guān)閉）。
[0013] (1)鋼箱梁由最低位置向平衡位置移動(dòng)的過程中，掛藍(lán)在吊繩牽引下由下往上加 速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)（閥座中屯、孔因磁力吸住閥忍始終關(guān)閉）掛藍(lán)上的通水孔的蓋板閉合，掛藍(lán)和 其內(nèi)水體動(dòng)能增加，并驅(qū)動(dòng)掛藍(lán)上方及下方部分水體流動(dòng)，所有動(dòng)能來(lái)源于吊繩驅(qū)動(dòng)掛藍(lán) 所做的功。（與此同時(shí)，掛藍(lán)的勢(shì)能也增加，但由于在整個(gè)振動(dòng)周期中，掛藍(lán)的勢(shì)能的變化為 零，因此不分析勢(shì)能的變化。）吊繩給掛藍(lán)及水體做功的同時(shí)也給鋼箱梁做負(fù)功，相當(dāng)于鋼 箱梁的部分動(dòng)能由吊繩傳遞給了水體和掛藍(lán)。
[0014] (2)鋼箱梁1由平衡位置向最高位置移動(dòng)的過程中，掛藍(lán)在吊繩的牽引下，由下往 上減速運(yùn)動(dòng)，掛藍(lán)和其內(nèi)水體動(dòng)能減小，但同樣驅(qū)動(dòng)掛藍(lán)上方及下方部分水體流動(dòng)，通過流 體摩擦耗能；當(dāng)掛藍(lán)隨鋼箱梁上升的速度進(jìn)一步減小后，部分流體在慣性作用下上升速度 大于掛藍(lán)，流體沖開掛藍(lán)上的通水孔的蓋板，此時(shí)具有較大動(dòng)能密度的水體離開掛藍(lán)，周邊 水體補(bǔ)充流入，形成局部小循環(huán)，掛藍(lán)內(nèi)水體動(dòng)能迅速流失；由于吊繩為柔性，掛藍(lán)只能被 鋼箱梁拉動(dòng)，而不能推動(dòng)鋼箱梁運(yùn)動(dòng)，因此，運(yùn)過程中初始階段掛藍(lán)給鋼箱梁做負(fù)功，減小 鋼箱梁的動(dòng)能，后期掛藍(lán)內(nèi)水體動(dòng)能流入周圍水體，其不給鋼箱梁做功。
[0015] (3)鋼箱梁由最高位置向最低位置移動(dòng)的過程中，掛藍(lán)在重力作用下克服水體阻 力下降，此時(shí)掛藍(lán)上的通水孔的蓋板被水體阻力沖開，其可減小水體阻力保證掛藍(lán)與鋼箱 梁同時(shí)達(dá)到最低位置。（在運(yùn)過程中，掛藍(lán)的勢(shì)能減小，部分勢(shì)能被水體阻尼耗散，部分勢(shì)能 通過吊繩給鋼箱梁做正功，被鋼箱梁吸收。但由于在整個(gè)振動(dòng)周期中，掛藍(lán)的勢(shì)能的變化為 零，可W不考慮掛藍(lán)勢(shì)能變化。）因此，此過程中，水體同樣在吸收鋼箱梁的動(dòng)能。
[0016] 在有人力或其它控制手段參與下，掛藍(lán)進(jìn)入水體內(nèi)，在重力作用下張緊吊繩。通過 觀察，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)筒，提升掛藍(lán)至水面位置，部分露出掛藍(lán)上部，旋轉(zhuǎn)抱緊裝置的抱緊螺桿固定 吊繩。此時(shí)本發(fā)明的吸能與耗能原理按鋼箱梁振動(dòng)一個(gè)周期分為=個(gè)階段： (1)當(dāng)抱緊裝置位置的鋼箱梁由最低位置向平衡位置移動(dòng)的過程中，掛藍(lán)在吊繩的牽 引下由下往上加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)掛藍(lán)中屯、孔因磁力關(guān)閉，掛藍(lán)上的通水孔的蓋板因水的流動(dòng) 閉合，掛藍(lán)和其內(nèi)水體動(dòng)能增加，并驅(qū)動(dòng)掛藍(lán)上方及下方部分水體流動(dòng)，所有動(dòng)能來(lái)源于吊 繩驅(qū)動(dòng)掛藍(lán)所做的功。（與此同時(shí)，掛藍(lán)勢(shì)能也增加，但由于在整個(gè)振動(dòng)周期中，掛藍(lán)勢(shì)能的 變化為零，因此不分析勢(shì)能的變化。）吊繩給掛藍(lán)及水體做功的同時(shí)也給鋼箱梁做負(fù)功，相 當(dāng)于鋼箱梁的部分動(dòng)能由吊繩傳遞給了水體和掛藍(lán)。
[0017] (2)抱緊裝置位置的鋼箱梁由平衡位置向最高位置移動(dòng)的過程中（掛藍(lán)下邊緣始 終低于外水面，保證空氣不能從掛藍(lán)下方進(jìn)入），掛藍(lán)在吊繩的牽引下由下往上減速運(yùn)動(dòng)， (可忽略掛藍(lán)和其內(nèi)水體動(dòng)能的減?。瑨焖{(lán)內(nèi)高出水面的液體(水)的體積和高度隨掛藍(lán)高 度增加而增加，液體勢(shì)能增加可視呆
，其中礦為水密度，g為重力加速度，為提 升液體的橫截面面積，A為提升液體高出水面的高度；當(dāng)掛藍(lán)隨鋼箱梁1上升到一定高度后， 掛藍(lán)及其內(nèi)高出水面液體的重力較大，彈黃受壓變形超過預(yù)定值時(shí)，其帶動(dòng)滑動(dòng)開關(guān)的一 邊下移過大而斷開電路，導(dǎo)致電磁鐵工作中斷，提升液體對(duì)閥忍吸力使閥忍脫落，空氣從閥 座的中屯、孔進(jìn)入，掛藍(lán)內(nèi)液體在重力作用下流出掛藍(lán)，液體勢(shì)能變?yōu)閯?dòng)能進(jìn)入水體。
[0018] (3)鋼箱梁由最高位置向最低位置移動(dòng)的過程中，掛藍(lán)在重力作用下克服水體阻 力下降，此時(shí)掛藍(lán)上的通水孔的蓋板被水體阻力沖開，其可減小水體阻力保證掛藍(lán)與鋼箱 梁同時(shí)達(dá)到最低位置。（在運(yùn)過程中，掛藍(lán)勢(shì)能減小，部分勢(shì)能被水體阻尼耗散，部分勢(shì)能通 過吊繩給鋼箱梁做正功，被鋼箱梁吸收。但由于在整個(gè)振動(dòng)周期中，掛藍(lán)的勢(shì)能的變化為 零，可W不考慮掛藍(lán)勢(shì)能變化。）因此，此過程中，水體同樣在吸收鋼箱梁的動(dòng)能。在掛藍(lán)下 落過程中，由于高出水面的液體已流出，吊繩拉力減小，彈黃變形減小，滑動(dòng)開關(guān)閉合，電磁 鐵開始工作，并且在水的頂升下，閥忍上移，重新被電磁鐵吸住。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。
[0020] 2)在無(wú)外加控制因素時(shí)，對(duì)于發(fā)生較大幅度的鋼箱梁，通過吊繩連接鋼箱梁和掛 藍(lán)，驅(qū)動(dòng)掛藍(lán)及其內(nèi)和周邊小范圍內(nèi)液體(水)在水中運(yùn)動(dòng)（掛藍(lán)總處于水面下），實(shí)現(xiàn)將鋼 箱梁動(dòng)能傳遞給掛藍(lán)及其內(nèi)液體，其內(nèi)液體在具有最大動(dòng)能密度(動(dòng)能/體積)時(shí)，其迅速向 周圍水體流動(dòng)，帶走其內(nèi)液體動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)主梁振動(dòng)每一個(gè)周期實(shí)現(xiàn)掛藍(lán)內(nèi)液體吸能和排能 (排向周圍水體，為下一次吸能準(zhǔn)備)一次；同時(shí)掛藍(lán)的運(yùn)動(dòng)，與周邊水體產(chǎn)生摩擦，通過摩 擦同時(shí)消耗部分能力。
[0021] 3)在有外加控制因素時(shí)，將掛藍(lán)提升至水面位置附近，在主梁的每一個(gè)振動(dòng)周期 內(nèi)，吸耗能器可分步實(shí)現(xiàn):掛藍(lán)與水體摩擦耗能（掛藍(lán)在水中）；主梁振動(dòng)機(jī)械能(包括動(dòng)能 與形變勢(shì)能)轉(zhuǎn)變?yōu)閽焖{(lán)內(nèi)液體重力勢(shì)能，重力勢(shì)能流失與水體，不再轉(zhuǎn)換成主梁振動(dòng)機(jī)械 能，實(shí)現(xiàn)吸耗主梁振動(dòng)機(jī)械能，從而抑制主梁振動(dòng);利用高出水面重力對(duì)支承彈黃的作用， 設(shè)計(jì)滑移開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁鐵的供電和斷電，從而通過鋼箱梁的振動(dòng)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)掛藍(lán)內(nèi)高 出水面液體流出的控制，最大限度提高吸耗能器的效率。
[0022] 4)通過彈性限位裝置保持掛藍(lán)在小擾動(dòng)時(shí)的平衡。
[0023] 5)通過彈性限位裝置、減小摩擦的球形圓珠，并利用橋梁一定幅度振動(dòng)的主梁傾 斜角度，實(shí)現(xiàn)吸耗能器掛藍(lán)的自動(dòng)脫落，從而自動(dòng)開啟吸耗能器的工作；當(dāng)吸耗能器完成工 作后，吸耗能器能方便地重新歸位，等待下一次工作的啟動(dòng)，最大限度減小對(duì)航道通航的影 響。
[0024] 6)通過掛藍(lán)上的通水孔及蓋板的設(shè)計(jì)，下落時(shí)水力作用將蓋板打開，減小流體對(duì) 掛藍(lán)阻力，保證掛藍(lán)迅速下沉，與鋼箱梁同時(shí)達(dá)到最低位置;在鋼箱梁牽引掛藍(lán)加速上升 時(shí)，水力作用將蓋板關(guān)閉，保證掛藍(lán)內(nèi)水體與掛藍(lán)具有相同的速度，實(shí)現(xiàn)盡量多的動(dòng)能從鋼 箱梁向水體的傳遞。
[0025] 7)保險(xiǎn)繩的設(shè)計(jì)，避免意外事故的發(fā)生。
【附圖說明】
[00%]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖2是圖1中C處的放大圖。
[0028] 圖3是本發(fā)明的抱緊裝置的主視圖。
[00巧]圖4是圖3中的D-D剖視圖。
[0030] 圖5是本發(fā)明的掛籃的主視圖。
[0031] 圖6是圖5中的B-B剖視圖。
[0032] 圖7是本發(fā)明工作時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0034] 如圖1-6所示，本發(fā)明包括鋼箱梁1、轉(zhuǎn)筒3、吊繩5、抱緊裝置4及掛籃6,所述的轉(zhuǎn)筒 3安裝在鋼箱梁上，吊繩的一端固定在轉(zhuǎn)筒上，另一端繞過鋼箱梁1上的滑輪2與掛籃6鏈接。
[0035] 如圖5、6所示，所述的掛籃6包括掛籃外框12、閥座、閥忍21、導(dǎo)桿23及彈黃22,所述 的掛籃外框12為一個(gè)下端開口的長(zhǎng)方體形盒狀結(jié)構(gòu)，掛籃外框12的頂板上設(shè)有兩個(gè)通水孔 14,通水孔14處設(shè)有蓋板13,蓋板13通過扭黃安裝在掛籃外框12的頂板上;蓋板13-般處于 蓋緊狀態(tài)，但預(yù)緊力小，下方水流可輕松沖開蓋板13,保證水流只能從掛藍(lán)6的下方往上方 單向流動(dòng)。所述的掛籃外框12的頂板的四個(gè)角處分別連接一根掛繩35,四根掛繩35連接后 通過保險(xiǎn)繩36與吊繩5鏈接。掛籃外框12的底部四個(gè)角內(nèi)側(cè)分別設(shè)有一角板8。
[0036] 閥座為一筒狀結(jié)構(gòu)，安裝在掛籃外框12的頂板上，閥座內(nèi)通過連桿15安裝有中屯、 圓盤16,中屯、圓盤16中屯、設(shè)有導(dǎo)向孔，導(dǎo)桿23穿過導(dǎo)向孔，并通過上螺母18和下螺母19固定 在中屯、圓盤16上。中屯、圓盤16底面上固定有兩個(gè)電磁鐵17、20，兩個(gè)電磁鐵17、20位于導(dǎo)桿 23的兩側(cè);導(dǎo)桿23上設(shè)有閥忍21，導(dǎo)桿23的下端與閥忍21之間設(shè)有彈黃22。
[0037] 如圖2所示，所述的鋼箱梁1的底板上設(shè)有容納掛籃6的凹槽，凹槽的底部對(duì)應(yīng)于掛 籃6的四個(gè)角分別設(shè)有托肩11，托肩11與掛籃外框12的底面之間設(shè)有滾珠7, W減小托肩11 和掛籃外框12之間的摩擦力。每個(gè)托肩11處分別設(shè)有兩個(gè)擋板9,兩個(gè)擋板9分別平行于相 對(duì)應(yīng)的掛籃外框12的側(cè)壁，擋板9通過限位彈黃10與凹槽的側(cè)板連接。擋板9和限位彈黃10 保證掛藍(lán)6處于凹槽中屯、并保持平衡，并在風(fēng)的直接作用下不產(chǎn)生足夠滑落的側(cè)移，但在鋼 箱梁1發(fā)生一定的傾斜角度時(shí)滑落。
[0038] 如圖3、4所示，所述的抱緊裝置包括外筒24、定閩瓦25、動(dòng)閩瓦26、抱緊螺桿27、內(nèi) 筒28及托板29;所述的外筒24的底部固定安裝在托板29上，托板29通過彈黃34支撐在鋼箱 梁1上;托板29的底面上邊緣處設(shè)有第一絕緣板30，對(duì)應(yīng)于第一絕緣板30，鋼箱梁1的底板上 設(shè)有第二絕緣板32;第一絕緣板30和第二絕緣板32之間安裝滑動(dòng)開關(guān)31，中屯、圓盤16底面 上的兩電磁鐵的導(dǎo)線通過滑動(dòng)開關(guān)31連接電源。所述的外筒24內(nèi)的下部設(shè)有內(nèi)筒28,定閩 瓦25、動(dòng)閩瓦26安裝在外筒24內(nèi)，位于內(nèi)筒28的上方。外筒24側(cè)壁上對(duì)應(yīng)于動(dòng)閩瓦26設(shè)有一 螺紋孔，抱緊螺桿27安裝在螺紋孔內(nèi)，抱緊螺桿27的內(nèi)端能夠頂緊動(dòng)閩26瓦抱緊吊繩。抱緊 螺桿27使掛藍(lán)6緩慢下落并掉入水中，防止了掛藍(lán)6高速掉落發(fā)生意外。
[0039] 本發(fā)明對(duì)于上述技術(shù)方案可能的改造如下： 1)鋼箱梁1或/和吊繩5上可W安裝報(bào)警裝置。
[0040] 2)掛藍(lán)6上可W安裝葉片或風(fēng)扇，葉片或風(fēng)扇既能夠耗能，又能將部分能量轉(zhuǎn)化為 電能或其它能量，用于驅(qū)動(dòng)警示燈或聲音報(bào)警。
[0041] 3)將本發(fā)明安裝于鋼箱梁1的外側(cè)，將轉(zhuǎn)筒3安裝于懸索橋主纜，即采用不同的安 裝部位。
[0042] 4)將掛藍(lán)6的形式變化，如多層掛藍(lán)增大耗能效率，流線型減小流水及風(fēng)的水平作 用力，在掛藍(lán)外加防撞裝置保證安全。
[0043] 5)在掛藍(lán)6與托肩11間采用其它減小摩擦裝置，如:加萬(wàn)向輪、潤(rùn)滑油、磁懸浮等。
[0044] 6)將自開啟改為手動(dòng)、電動(dòng)、遙控或其它能量輸入方式。
[0045] 7)本發(fā)明同樣適用于其它流體介質(zhì)。
[0046] 8)通過增加遠(yuǎn)程觀察和控制系統(tǒng)，可在船只經(jīng)過時(shí)及時(shí)提升掛藍(lán)，避免船只碰撞。
[0047] 如圖7所示，本發(fā)明使用時(shí)，在無(wú)人力或其它控制手段參與下，掛藍(lán)6進(jìn)入水體內(nèi)， 在重力作用下張緊吊繩5,其耗能及將動(dòng)能由鋼箱梁1傳遞至水體原理按鋼箱梁1振動(dòng)一個(gè) 周期分=個(gè)階段為：（由于掛藍(lán)6不露出水面，掛藍(lán)6傳遞給吊繩5的力小，彈黃34的變形小， 滑移開關(guān)31始終處于閉合狀態(tài)，其中閥座的中屯、孔因磁力始終關(guān)閉）。
[0048] (1)鋼箱梁1由最低位置向平衡位置移動(dòng)的過程中，掛藍(lán)6在吊繩5牽引下由下往上 加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)（閥座中屯、孔因磁力吸住閥忍21始終關(guān)閉）掛藍(lán)6上的通水孔14的蓋板13閉 合，掛藍(lán)6和其內(nèi)水體動(dòng)能增加，并驅(qū)動(dòng)掛藍(lán)6上方及下方部分水體流動(dòng)，所有動(dòng)能來(lái)源于吊 繩巧區(qū)動(dòng)掛藍(lán)6所做的功。（與此同時(shí)，掛藍(lán)6的勢(shì)能也增加，但由于在整個(gè)振動(dòng)周期中，掛藍(lán)6 的勢(shì)能的變化為零，因此不分析勢(shì)能的變化。）吊繩5給掛藍(lán)6及水體做功的同時(shí)也給鋼箱梁 1做負(fù)功，相當(dāng)于鋼箱梁1的部分動(dòng)能由吊繩傳遞給了水體和掛藍(lán)6。
[0049] (2)鋼箱梁1由平衡位置向最高位置移動(dòng)的過程中，掛藍(lán)6在吊繩5的牽引下，由下 往上減速運(yùn)動(dòng)，掛藍(lán)6和其內(nèi)水體動(dòng)能減小，但同樣驅(qū)動(dòng)掛藍(lán)6上方及下方部分水體流動(dòng)，通 過流體摩擦耗能；當(dāng)掛藍(lán)6隨鋼箱梁1上升的速度進(jìn)一步減小后，部分流體在慣性作用下上 升速度大于掛藍(lán)6,流體沖開掛藍(lán)6上的通水孔14的蓋板13,此時(shí)具有較大動(dòng)能密度的水體 離開掛藍(lán)6,周邊水體補(bǔ)充流入，形成局部小循環(huán)，掛藍(lán)6內(nèi)水體動(dòng)能迅速流失；由于吊繩5為 柔性，掛藍(lán)只能被鋼箱梁1拉動(dòng)，而不能推動(dòng)鋼箱梁1運(yùn)動(dòng)，因此，運(yùn)過程中初始階段掛藍(lán)給 鋼箱梁做負(fù)功，減小鋼箱梁1的動(dòng)能，后期掛藍(lán)6內(nèi)水體動(dòng)能流入周圍水體，其不給鋼箱梁1 做功。
[0050] (3)鋼箱梁1由最高位置向最低位置移動(dòng)的過程中，掛藍(lán)6在重力作用下克服水體 阻力下降，此時(shí)掛藍(lán)6上的通水孔14的蓋板13被水體阻力沖開，其可減小水體阻力保證掛藍(lán) 6與鋼箱梁1同時(shí)達(dá)到最低位置。（在運(yùn)過程中，掛藍(lán)6的勢(shì)能減小，部分勢(shì)能被水體阻尼耗 散，部分勢(shì)能通過吊繩給鋼箱梁1做正功，被鋼箱梁1吸收。但由于在整個(gè)振動(dòng)周期中，掛藍(lán)6 的勢(shì)能的變化為零，可W不考慮掛藍(lán)勢(shì)能變化。）因此，此過程中，水體同樣在吸收鋼箱梁1 的動(dòng)能。
[0051] 綜上，在鋼箱梁1振動(dòng)過程中，本發(fā)明都做負(fù)功，吸耗鋼箱梁1的振動(dòng)，有效起到了 抑制鋼箱梁I振動(dòng)的作用。
[0052] 在有人力或其它控制手段參與下，掛藍(lán)6進(jìn)入水體內(nèi)，在重力作用下張緊吊繩。通 過觀察，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)筒，提升掛藍(lán)6至水面位置，部分露出掛藍(lán)6上部，旋轉(zhuǎn)抱緊裝置4的抱緊螺桿 27固定吊繩5。此時(shí)本發(fā)明的吸能與耗能原理按鋼箱梁振動(dòng)一個(gè)周期分為=個(gè)階段： (1)鋼箱梁1由最低位置向平衡位置移動(dòng)的過程中，掛藍(lán)6在吊繩5的牽引下由下往上加 速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)閥座的中屯、孔因電磁鐵17、20吸住閥忍21而關(guān)閉，掛藍(lán)6上的通水孔14的蓋板 13因水的流動(dòng)閉合，掛藍(lán)6和其內(nèi)水體動(dòng)能增加，并驅(qū)動(dòng)掛藍(lán)6上方及下方部分水體流動(dòng)，所 有動(dòng)能來(lái)源于吊繩5驅(qū)動(dòng)掛藍(lán)6所做的功。（與此同時(shí)，掛藍(lán)勢(shì)能也增加，但由于在整個(gè)振動(dòng) 周期中，掛藍(lán)勢(shì)能的變化為零，因此不分析勢(shì)能的變化。）吊繩5給掛藍(lán)6及水體做功的同時(shí) 也給鋼箱梁1做負(fù)功，相當(dāng)于鋼箱梁1的部分動(dòng)能由吊繩傳遞給了水體和掛藍(lán)。
[0053] (2)鋼箱梁1由平衡位置向最高位置移動(dòng)的過程中（掛藍(lán)6下邊緣始終低于外水面， 保證空氣不能從掛藍(lán)下方進(jìn)入），掛藍(lán)6在吊繩5的牽引下由下往上減速運(yùn)動(dòng)，（可忽略掛藍(lán) 和其內(nèi)水體動(dòng)能的減?。瑨焖{(lán)6內(nèi)高出水面的液體(水)的體積和高度隨掛藍(lán)高度增加而增 加，液體勢(shì)能增加可視為
庚中療為水密度，g為重力加速度，^為提升液體的橫 截面面積，A為提升液體高出水面的高度；當(dāng)掛藍(lán)6隨鋼箱梁1上升到一定高度后，掛藍(lán)6及其 內(nèi)高出水面液體的重力較大，彈黃34受壓變形超過預(yù)定值時(shí)，其帶動(dòng)滑動(dòng)開關(guān)31的一邊下 移過大而斷開電路，導(dǎo)致電磁鐵工作中斷，提升液體對(duì)閥忍21吸力使閥忍21脫落，空氣從閥 座的中屯、孔進(jìn)入，掛藍(lán)6內(nèi)液體在重力作用下流出掛藍(lán)6，液體勢(shì)能變?yōu)閯?dòng)能進(jìn)入水體。
[0054] (3)鋼箱梁1由最高位置向最低位置移動(dòng)的過程中，掛藍(lán)6在重力作用下克服水體 阻力下降，此時(shí)掛藍(lán)6上的通水孔14的蓋板13被水體阻力沖開，其可減小水體阻力保證掛藍(lán) 6與鋼箱梁1同時(shí)達(dá)到最低位置。（在運(yùn)過程中，掛藍(lán)勢(shì)能減小，部分勢(shì)能被水體阻尼耗散，部 分勢(shì)能通過吊繩5給鋼箱梁1做正功，被鋼箱梁1吸收。但由于在整個(gè)振動(dòng)周期中，掛藍(lán)6的勢(shì) 能的變化為零，可W不考慮掛藍(lán)6勢(shì)能變化。）因此，此過程中，水體同樣在吸收鋼箱梁1的動(dòng) 能。在掛藍(lán)下落過程中，由于高出水面的液體已流出，吊繩拉力減小，彈黃34變形減小，滑動(dòng) 開關(guān)閉合，電磁鐵開始工作，并且在水的頂升下，閥忍21上移，重新被電磁鐵吸住。
[0055] 當(dāng)風(fēng)速減小后，橋梁停止大幅振動(dòng)，可W人力或其它動(dòng)力設(shè)施帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒3轉(zhuǎn)動(dòng)，提 升掛藍(lán)6,并通過鋼箱梁1底板所設(shè)置的凹槽，使掛藍(lán)6傾斜進(jìn)入庫(kù)后安裝就位。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器，其特征是:包括鋼箱梁、轉(zhuǎn)筒、吊繩及掛籃， 所述的轉(zhuǎn)筒安裝在鋼箱梁上，吊繩的一端固定在轉(zhuǎn)筒上，另一端與掛籃鏈接； 所述的掛籃包括掛籃外框、閥座、閥芯、導(dǎo)桿及彈簧，所述的掛籃外框?yàn)橐粋€(gè)下端開口 的長(zhǎng)方體形盒狀結(jié)構(gòu)，掛籃外框的頂板上設(shè)有通水孔，通水孔處設(shè)有蓋板，蓋板鉸接在掛籃 外框的頂板上；閥座為一筒狀結(jié)構(gòu)，安裝在掛籃外框的頂板上，閥座內(nèi)固定有中心圓盤，導(dǎo) 桿上端固定安裝在中心圓盤上；中心圓盤底面上固定有電磁鐵;導(dǎo)桿上設(shè)有閥芯，導(dǎo)桿的 下端與閥芯之間設(shè)有彈簧。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器，其特征是:所述的鋼箱梁 的底板上設(shè)有容納掛籃的凹槽，凹槽的底部對(duì)應(yīng)于掛籃的四個(gè)角分別設(shè)有托肩，托肩與掛 籃外框的底面之間設(shè)有滾珠或潤(rùn)滑油;每個(gè)托肩處分別設(shè)有兩個(gè)擋板，兩個(gè)擋板平行于相 對(duì)應(yīng)的掛籃外框的側(cè)壁，擋板通過限位彈簧與凹槽的側(cè)板連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器，其特征是:所述的掛籃外 框的頂板的四個(gè)角處分別連接一根掛繩，四根掛繩均與吊繩鏈接。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器，其特征是:還包括抱緊裝 置，抱緊裝置安裝在鋼箱梁上，所述的抱緊裝置包括外筒、定閘瓦、動(dòng)閘瓦及抱緊螺桿;所述 的定閘瓦、動(dòng)閘瓦安裝在外筒內(nèi)，外筒上對(duì)應(yīng)于動(dòng)閘瓦設(shè)有一螺紋孔，抱緊螺桿安裝在螺紋 孔內(nèi)，抱緊螺桿的內(nèi)端能夠頂緊動(dòng)閘瓦抱緊吊繩。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器，其特征是:所述的抱緊裝 置的外筒底部固定安裝有托板，托板通過彈簧支撐在鋼箱梁上;托板的底面上邊緣處設(shè)有 第一絕緣板，對(duì)應(yīng)于第一絕緣板，梁底板上設(shè)有第二絕緣板;第一絕緣板和第二絕緣板之間 安裝滑動(dòng)開關(guān)，中心圓盤底面上的兩電磁鐵的導(dǎo)線通過滑動(dòng)開關(guān)連接電源。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器，其特征是:所述的鋼箱梁 或吊繩上設(shè)有報(bào)警裝置。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器，其特征是:所述的掛藍(lán)上 安裝葉片或風(fēng)扇。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自開啟位移型調(diào)節(jié)式水力吸耗能器，其特征是:所述的掛籃外 框的底部設(shè)有萬(wàn)向輪，通過萬(wàn)向輪支撐在托肩上。
【文檔編號(hào)】E01D11/02GK105908619SQ201610493615
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】禹見達(dá), 彭臨峰, 于浩, 禹蒲陽(yáng)
【申請(qǐng)人】湖南科技大學(xué)