一种调谐液体阻尼器的制作方法

1.本实用新型涉及一种调谐液柱阻尼器。适用于工程结构振动控制领域。


背景技术：

2.随着社会进步和经济发展，建筑物结构形式呈现出高耸、大跨度以及复杂化的变化趋势，根据传统设计方法进行结构设计，不仅需要大大增加结构成本，而且还面临着结构设计难以满足安全性和耐久性要求的问题，比如结构抗震设计。为了解决这一难题，结构工程领域采取被动控制、主动控制和半主动控制三种方法来减轻结构振动，提高系统寿命和使用性能。其中，被动控制方法因其简单有效成为实际工程中进行结构振动控制的首选。目前研发了诸多被动振动控制装置，比如金属阻尼器、调谐质量阻尼器（tmd）、调谐液体阻尼器（tld）以及粘滞阻尼器（vd）等。然而这些阻尼器在实际工程的应用还显露出一些不足之处。例如，由于维护和更换成本较高，金属阻尼器的适用度并不高；tld的耗能效果略有不足；vd阻尼器由于其结构形式多为斜撑结构，使用空间受限；而使用tmd时，往往会大幅度增加系统的重量，并且其阻尼不可调整，调谐频带窄，难以提供适用于结构各级振动的减振控制。因此，现阶段，开发一种形式简单、性价比高、调频能力强、耗能效果显著的阻尼器就具有重大的工程意义。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是：为解决上述技术问题，本实用新型提供一种减振频带宽、耗能效果显著、制作和维护成本低以及安装空间小的调谐液柱阻尼器。
4.本实用新型所采用的技术方案是：一种调谐液体阻尼器，具有u形管，u形管两端为竖向布置的竖直段u形管，u形管中部为水平布置的水平段u形管，在u形管内灌注有液体，其特征在于：在所述u形管的水平段u形管内安装有节流调节机构；
5.所述节流调节机构具有固定安装在水平段u形管内的挡块，所述挡块上设有若干沿水平段u形管通长方向设置的第一节流孔，所述挡块在与水平段u形管内壁接触的侧面上开有沿水平段u形管断面布置的安装槽，在挡块的安装槽内可在水平段u形管断面上转动地安装有隔板，所述隔板上在与挡块上第一节流孔对应位置处设有第二节流孔。如此，在使用该调谐液体阻尼器，通过转动隔板，调节隔板上第二节流孔与挡块上第一节流孔节流孔的配合面积，产生不同的水头损失，调节该调谐液体阻尼器的减震效果。
6.所述水平段u形管上在与隔板对应位置处设有沿隔板转动方向布置的移动槽，隔板上固定安装有穿过移动槽、伸出水平段u形管的拨杆，所述拨杆与移动槽滑动配合。如此，方便人员通过波动拨杆，调节隔板转动，从而调节隔板上第二节流孔与挡块上第一节流孔的配合面积，最终实现调节该调谐液体阻尼器减震效果的功能。
7.水平段u形管在安装挡块处安装有防水密封垫圈。如此，使人员在拨动拨杆时保持u形管良好的防水性能，有效避免u形管内灌注的液体流出，影响调谐液体阻尼器的减震效果。
8.在所述水平段u形管下方开有注液口，在注液口处安装有防水密封垫圈。如此，方便向u形管内注入或排出液体。
9.在所述两侧的竖直段u形管上均标注有刻度线。便于定量地向u形管内注入或排出液体。
10.所述竖直段u形管的管截面面积大于水平段u形管的管截面面积，水平段u形管的长度大于u形管内灌注液体后液体液柱长度的80%。如此，在保证达到减振效果地同时缩短该调谐液柱阻尼器地长度。
11.本实用新型的有益效果是：可针对一定范围内的结构频率进行调谐，解决了传统阻尼器只能针对单一调谐频率进行振动控制的问题；通过调节变截面u型管内隔板的节流孔面积，产生不同的水头损失，针对结构不同的振动情况，提供最优阻尼比，实现最佳的减振效果；采用变截面u型管设计，增加阻尼器的竖直管与水平管横截面的面积比，从而大大缩短阻尼器的长度要求，安装更加灵活。
12.u型管调谐液体阻尼器通过将其调谐频率调整到与结构的固有频率一致，而其调谐频率主要由水平段和单侧竖直段管内的液体长度以及水平段和单侧竖直段管的横截面面积比确定的。变截面u型管的水平管柱长度应大于变截面u型管管内水柱全长的0.8倍，以实现最大的减振效果。
13.但由于结构的固有频率会因为地震受损，风浪腐蚀等情况发生改变，当u型管调谐液体阻尼器的调谐频率与结构固有频率不一致时，阻尼器会发生频率失调，控制效果大大降低，因此，本阻尼器在变截面u型管的水平管柱上设置注液口，并在变截面u型管的垂直管柱上标注刻度线，通过观察刻度线，利用注液口注入或排出定量的液体来改变u型管内单侧垂直段管内液体的长度，以实现阻尼器调谐频率始终能与结构固有频率保持一致，从而避免阻尼器频率失调，该阻尼器减振控制的鲁棒性相比于单一频率调谐的传统阻尼器有所增强。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例的试验装置的主视图。
15.图2是本实用新型实施例的试验装置的俯视图。
16.图3是本实用新型实施例的试验装置的侧视图。
17.图4是本实用新型中调节隔板上第二节流孔与挡块上第一节流孔配合面积的示意图。
18.图中标号：1、u形管，2、隔板，3、第一节流孔，4、隔板调节装置，5、挡块，6、防水密封垫圈，7、注液口，8、液体，9、水平段u形管，10、竖直段u形管，11、第二节流孔。
具体实施方式
19.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
20.本实施例为一种调谐液体8阻尼器。具有灌注有液体8的u形管1，该u形管1地两端为竖向布置的竖直段u形管10，u形管1中部为水平布置的水平段u形管9。其中在两侧地竖直段u形管10上均标注有刻度线，便于定量地向u形管1内注入或排出液体8。
21.本实施例中，竖直段u形管10的管截面面积大于水平段u形管9的管截面面积，并且水平段u形管9的长度大于u形管1内灌注液体8后液体8液柱长度的80%。如此，在保证达到减振效果地同时缩短该调谐液柱阻尼器地长度。
22.本实施例中，在水平段u形管9中部位置处固定安装有挡块5。在挡块5上均匀设有若干沿水平段u形管1通长方向布置的第一节流孔3。挡块5在与水平段u形管1内侧壁接触的侧面上开有沿水平段u形管1断面布置的安装槽，在挡块5的安装槽内安装有隔板2。在隔板2的侧壁上固定安装有拨杆，拨杆可随第一隔板2沿水平段u形管9轴线方向转动。水平段u形管9上在与拨杆对应位置处设有与拨杆滑动配合的滑动槽。如此，由人员在水平段u形管9上滑动槽内拨动拨杆时，拨杆及隔板2沿水平段u形管9轴线方向转动。隔板2上在与挡块5上第一节流孔3对应位置处设有第二节流孔11。在人员拨动拨杆后，拨杆带动隔板2在挡块5的安装槽内转动，调节隔板2上第二节流孔11与挡块5上第一节流孔3的配合面积，实现调节节流调节机构4的过流能力，产生不同的水头损失，针对结构不同的振动情况，提供最优阻尼比，实现最佳的减振效果。
23.本实施例中，为避免在水平段u形管9上开滑动槽后对u形管1的防水性能造成影响，在水平段u形管9上安装挡块5的位置处均安装由防水密封垫圈6。
24.本实施例中，为方便向u形管1内填充或排出液体8，在水平段u形管9处设有注液口7，并在注液口7处安装防水密封垫圈6。
25.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。