专利名称：一种串、并联多级阀粘滞阻尼方法及阻尼器的制作方法
技术领域：
本发明涉及土木工程结构抗震防灾领域，具体说是一种串、并联多级阀粘滞阻尼 方法及阻尼器。尤指用于桥梁、高层建筑及大跨空间结构抗震并保护主体结构安全的串、并 联多级阀粘滞阻尼方法及阻尼器。
背景技术：
随着地震等自然灾害的频发，土木工程结构抗震防灾装置及方法备受业界关注。 在现有技术中，应用于土木工程结构中的抗震装置有多种类型，如金属阻尼器、摩擦阻尼 器、粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器等。
粘滞阻尼器作为一种速度相关性阻尼装置，具有阻尼效率高、极小的静力刚度等 优点，更适合于土木工程结构抗震。现有的粘滞阻尼器主要有如下几种
1、多功能单出杆式粘滞阻尼器。
如专利号为201020584783. X、授权公告号为CN201818696U、名称为“一种可设定 初始刚度的单活塞杆粘滞阻尼器”的实用新型专利，以及申请号为201020584796. 7、授权公 告号为CN201884543U、名称为“一种单活塞杆弹性粘滞阻尼器”的实用新型专利。
以上两种专利通过设置于内外缸筒之间的间隙作为补偿缸，可即便在活塞杆为单 出杆的情形下消除活塞移动运动过程中工作缸体内出现“真空”和“锁死”现象，通过在缸体 内设置阻尼单向阀和弹簧，实现初始刚度可调及弹性刚度功能。该类型阻尼器活塞杆为单 出杆，可有效减少阻尼器总长度，节约安装空间，但补偿缸构造复杂，适用阻尼力吨位较小。
2、利用缸筒和活塞之间的间隙调节阻尼力的双出杆粘滞阻尼器。
如专利号为200420073009. 7、授权公告号为CN2716585Y、名称为“变间隙式粘滞 阻尼器”的实用新型专利及如申请号为201110409853. 7、公开号为CN102518731A、名称为 “高耗能间隙自适应型粘滞阻尼器”的发明专利申请。
以上两种专利通过利用缸筒和活塞之间的间隙实现阻尼作用，该耗能原理与缸体 内部的介质的粘度有关，而粘度与温度具有一定相关性，因而，在工程实践中，此种阻尼作 用方式的温度稳定性较差。
3、能实现各种附加功能的阻尼器。
如专利号为201120262317. 4、授权公告号为CN202248354U、名称为“一种建筑用 具有自动监测滞回性能的粘滞阻尼器”的实用新型专利和如专利号为200810040841. X、授 权公告号为CN100585217C、名称为“带轴向限位装置的粘滞阻尼器”的发明专利。
前者可实时在线监测阻尼器的工作状态，后者可通过限位装置，有效保护阻尼器 在极端荷载作用下不发生损伤破坏。
因此，现有已公开的粘滞阻尼器专利存在如下缺点
1、改进型单出杆阻尼器的补偿装置复杂，阀门耐久性差，且阻尼吨位小。
2、阻尼作用机理与温度相关，阻尼器温度稳定性较差。
3、大吨位及较好温度稳定性的土木工程抗震粘滞阻尼器的构造特性及阻尼作用机理，参考资料有限。
4、阻尼系数可调范围狭窄，粘滞阻尼器参数设计相对困难。
5、缸筒内工作压力大、所需备压较大，对构件及密封件的冲击效应较大，缸筒阻尼吨位小，耐久性不够。发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种串、并联多级阀粘滞阻尼方法及阻尼器，实现大吨位阻尼力，具有较好阻尼稳定性，且阻尼系数参数灵活可调。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是
一种串、并联多级阀粘滞阻尼方法，其特征在于，包括以下步骤
步骤1，在确定粘滞阻尼器需要产生的阻尼力值F后，根据下述公式计算出阻尼系数C，
F=CXVa
公式中，V为粘滞阻尼器的活塞杆3的速度，a为非线性速度指数，
步骤2，根据下述公式计算并调整粘滞阻尼器的串联活塞7的个数m和每个活塞7 上单方向并联的薄壁小孔阀6的个数η以获得所需的阻尼系数C
权利要求
1.一种串、并联多级阀粘滞阻尼方法，其特征在于，包括以下步骤步骤I，在确定粘滞阻尼器需要产生的阻尼力值F后，根据下述公式计算出阻尼系数C， F=CXVa公式中，V为粘滞阻尼器的活塞杆(3)的速度，a为非线性速度指数，步骤2，根据下述公式计算并调整粘滞阻尼器的串联活塞(7 )的个数m和每个活塞(7 ) 上单方向并联的薄壁小孔阀(6)的个数η以获得所需的阻尼系数C
2.如权利要求1所述的串、并联多级阀粘滞阻尼方法，其特征在于各级活塞(7)两端压差值与总阻尼力值之间的关系为
3.一种串、并联多级阀式粘滞阻尼器，包括缸体(5)，其左右两端分别设有左缸盖(4)、 右缸盖(8)，缸体(5)中充满流体介质(12)，其特征在于活塞杆(3)穿装于缸体(5)内，活塞杆(3)的两端分别穿出左缸盖(4)、右缸盖(8)，在活塞杆(3 )位于缸体(5 )内的部分设有m级活塞(7 )，每级活塞(7 )上设有若干通孔，每个通孔内设有一个薄壁小孔阀(6 )，缸体(5)的左端设有带万向球铰(I)的防护外罩(2)，缸体(5)的右端设有带万向球铰(I)的连接缸筒(9)，活塞杆(3)的左端与防护外罩(2)固定连接，连接缸筒(9 )设有开口向左的内腔，活塞杆(3 )的右端位于该内腔中。
4.如权利要求3所述的串、并联多级阀粘滞阻尼器，其特征在于活塞杆(3)与左缸盖 (4 )、右缸盖(8 )之间分别设有动密封装置(10 )。
5.如权利要求3所述的串、并联多级阀粘滞阻尼器，其特征在于缸体(5)与左缸盖(4)、右缸盖(8)之间分别设有静密封装置(11)，各活塞(7)与缸体(5)之间分别设有静密封装置(11)。
6.如权利要求3所述的串、并联多级阀粘滞阻尼器，其特征在于所述活塞(7)上的若干通孔，以活塞杆(3)为圆心，呈圆形等间隔均匀分布。
7.如权利要求3所述的串、并联多级阀粘滞阻尼器，其特征在于所述薄壁小孔阀(6) 分为产生受拉阻尼力的薄孔阻尼阀和产生受压阻尼力的薄孔阻尼阀两类，二者交替设置，每级活塞上拉方向、压方向各η个薄壁小孔阀(6)。
8.如权利要求3所述的串、并联多级阀粘滞阻尼器，其特征在于所述薄壁小孔阀(6) 通过细牙螺纹固定在活塞(7)的通孔内。
全文摘要
本发明涉及一种串、并联多级阀粘滞阻尼方法及阻尼器，阻尼器中设有m个串联活塞，每个活塞上单方向并联n个薄壁小孔阀；当左右两万向球铰距离伸长时，粘滞阻尼器内的流体介质将沿着1级活塞至m级活塞方向流动，通过每级活塞两端的压差及每个薄壁小孔阀流量的调节作用，使粘滞阻尼器产生抗拉方向阻尼力；当左右两万向球铰距离缩短时，粘滞阻尼器内的流体介质将沿着m级活塞至1级活塞方向流动，通过每级活塞两端的压差及每个薄壁小孔阀流量的调节作用，使粘滞阻尼器产生抗压方向阻尼力。本发明所述的串、并联多级阀粘滞阻尼方法及阻尼器，构造简单，可实现阻尼参数精确可调，便于实现大吨位阻尼力，而且具有较好的使用稳定性和耐久性。
文档编号E04B1/98GK103061425SQ20131001205
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者汪正兴, 王天亮, 王波, 刘鹏飞, 柴小鹏, 方华兵, 高阳, 赵建, 朱治宝, 刘德清, 杨学祥 申请人:中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司, 中铁大桥局集团有限公司