一种复合耗能减振装置

本发明涉及减振装置领域，具体涉及一种复合耗能减振装置。

背景技术：

综合管廊作为城市的生命线之一，在城市日常运作中发挥着至关重要的作用，所以其运行的稳定性也必然应得到保证。在发生地震或由其他因素引发的振动时，综合管廊应具备一定的抗振能力。但管廊的结构和所处环境较其他建筑物与构筑物不同，目前针对管廊抗震设计的阻尼器较少。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明的主要目的是提供一种复合耗能减振装置，在地震或其他因素引发的管廊振动的情况下能稳定管廊结构。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

一种复合耗能减振装置，包括水平设置的外缸筒，外缸筒的左右两端分别设置有外端盖；外缸筒内设置有与外缸筒共中轴线的内缸筒，内缸筒的外径小于外缸筒的内径，内缸筒的两端分别径向延伸与外缸筒内壁连接为一体；外缸筒与内缸筒之间形成环形的内封闭腔；还包括左右相对设置的两个活塞式减振组件，两个活塞式减振组件用于吸收来自左右方向的振动能量。

进一步的，活塞式减振组件包含主杆、第一活塞和第二活塞；主杆靠近外缸筒中心的端部连接第一活塞，第一活塞的外径与内缸筒的内径匹配；主杆上径向连接有多根直角连杆，直角连杆的另一端连接于第二活塞上，第二活塞为圆环形，第二活塞与内封闭腔相匹配，第二活塞上设置有节流孔；内缸筒和内封闭腔内填充有高阻尼粘滞液。

进一步的，活塞式减振组件还包含第三活塞，第三活塞上设置有多个节流孔，第三活塞与内缸筒共中轴线设置于内缸筒中，远离内缸筒中心的一侧设置有多根牵引柱；第一活塞靠近内缸筒中心的侧部中心位置设置有推拉柱，推拉柱径向均布有与牵引柱数量相等的铰接杆，每根铰接杆靠近推拉柱的一端与推拉柱活动连接，另一端通过连杆与牵引柱活动连接；驱动第一活塞运动，第三活塞向第一活塞运动方向相反的方向运动。

进一步的，内缸筒的侧壁从左至右分为左段内缸、中段内缸和右段内缸，左段内缸、中段内缸和右段内缸分别径向均布有多个左侧径向活塞、中间径向活塞和右侧径向活塞，左侧径向活塞、中间径向活塞和右侧径向活塞可向内缸筒的中轴线方向移动，每个左侧径向活塞、中间径向活塞和右侧径向活塞上设置有节流孔。

进一步的，左侧径向活塞、中间径向活塞和右侧径向活塞为多边形。

进一步的，铰接杆的铰接孔位于其总长度的四分之一处，且靠近推拉柱的一端。

进一步的，还包括驱动杆，驱动杆为空心杆，驱动杆内顶壁和底壁分别设置有第一直齿，驱动杆的端部设置有受力座；主杆为空心杆，主杆内部顶壁和底壁分别设置有第二直齿，主杆内设置有两组对应于顶壁第二直齿和底壁第二直齿的复合齿轮，复合齿轮固定于外缸筒上，每个复合齿轮包含大齿轮和同心设置的小齿轮，大齿轮与第二直齿啮合，小齿轮与第一直齿啮合。

进一步的，大齿轮为半齿轮。

进一步的，主杆、第一活塞、第二活塞、第三活塞、左侧径向活塞、中间径向活塞和右侧径向活塞的材质为铝、铜或铁。

进一步的，高阻尼粘滞液为甲基硅油。

本发明技术方案相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

(1)具有双重放大效果，阻尼力大，耗能显著；

(2)内部的高阻尼粘滞液全程受压，可提供更多的阻尼力；

(3)利用了粘滞液体在高频率大荷载作用下产生巨大阻尼力的原理，可提高阻尼器的抗震耗能能力；

(4)通过改变粘滞液体的粘度和旋转轴位置可以实现对多范围的频率进行吸收；

(5)结构简单，易于设计，安装制作与维修简便，材料简单，寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明复合耗能减振装置的纵剖示意图；

图2为图1中a-a剖面处的向视图；

图3为图1中b处的局部放大图；

在以上图中：

1外缸筒；101外端盖；2内缸筒；3主杆；4第一活塞；5第二活塞；6第三活塞；7牵引柱；8推拉柱；9铰接杆；10连杆；11左侧径向活塞；12驱动杆；13第一直齿；14第二直齿；15复合齿轮；1501大齿轮；1502小齿轮；16受力座；17节流孔；18中间径向活塞；19右侧径向活塞；20高阻尼粘滞液。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

请参考图1，一种复合耗能减振装置，包括水平设置的外缸筒1，所述外缸筒1的左右两端分别设置有外端盖101；所述外缸筒1内设置有与外缸筒1共中轴线的内缸筒2，所述内缸筒2的外径小于外缸筒1的内径，所述内缸筒2的两端分别径向延伸与外缸筒1内壁连接为一体；外缸筒1与内缸筒2之间形成环形的内封闭腔；还包括左右相对设置的两个活塞式减振组件，两个所述活塞式减振组件用于吸收来自左右方向的振动能量。

内缸筒2的左右两端安装两个活塞式减振组件，可对来自水平方向的振动耗能、减振。

进一步的，所述活塞式减振组件包含主杆3、第一活塞4和第二活塞5；所述主杆3靠近外缸筒1中心的端部连接所述第一活塞4，所述第一活塞4的外径与内缸筒2的内径匹配；所述主杆3上径向连接有多根直角连杆，直角连杆的另一端连接于所述第二活塞5上，所述第二活塞5为圆环形，所述第二活塞5与所述内封闭腔相匹配，所述第二活塞5上设置有节流孔17；所述内缸筒2和内封闭腔内填充有高阻尼粘滞液20。所述活塞式减振组件还包含第三活塞6，所述第三活塞6上设置有多个节流孔17，所述第三活塞6与内缸筒2共中轴线设置于所述内缸筒2中，远离内缸筒2中心的一侧设置有多根牵引柱7；所述第一活塞4靠近内缸筒2中心的侧部中心位置设置有推拉柱8，所述推拉柱8径向均布有与牵引柱7数量相等的铰接杆9，每根铰接杆9靠近推拉柱8的一端与推拉柱8活动连接，另一端通过连杆10与牵引柱7活动连接；驱动第一活塞4运动，第三活塞6向第一活塞4运动方向相反的方向运动。

请参考图2，所述内缸筒2的侧壁从左至右分为左段内缸、中段内缸和右段内缸，左段内缸、中段内缸和右段内缸分别径向均布有多个左侧径向活塞11、中间径向活塞18和右侧径向活塞19，所述左侧径向活塞11、中间径向活塞18和右侧径向活塞19可向内缸筒2的中轴线方向移动，每个左侧径向活塞11、中间径向活塞18和右侧径向活塞19上设置有节流孔17。所述左侧径向活塞11、中间径向活塞18和右侧径向活塞19为多边形。采用多边形可以限制左侧径向活塞11、中间径向活塞18和右侧径向活塞19绕各自中轴线转动。

进一步的，为了进一步放大第三活塞6的速度和位移，所述铰接杆9的铰接孔位于其总长度的四分之一处，且靠近推拉柱8的一端。

进一步的，请参考图3，还包括驱动杆12，所述驱动杆12为空心杆，驱动杆12内顶壁和底壁分别设置有第一直齿13，所述驱动杆12的端部设置有受力座16；所述主杆3为空心杆，所述主杆3内部顶壁和底壁分别设置有第二直齿14，所述主杆3内设置有两组对应于顶壁第二直齿14和底壁第二直齿14的复合齿轮15，所述复合齿轮15固定于外缸筒1上，每个复合齿轮15包含大齿轮1501和同心设置的小齿轮1502，大齿轮1501与第二直齿14啮合，小齿轮1502与第一直齿13啮合。

进一步的，所述大齿轮1501为半齿轮。实际中，振动源的振幅较小，大齿轮1501通常转动不到一圈，因此大齿轮1501可以只做部分或一半形状。

进一步的，所述主杆3、第一活塞4、第二活塞5、第三活塞6、左侧径向活塞11、中间径向活塞18和右侧径向活塞19的材质为铝、铜或铁。

进一步的，所述高阻尼粘滞液20为甲基硅油。

减振原理：

当左右两端的受力座16受到轴向相反方向的拉力时，驱动两根主杆3向相反方向移动，两个第一活塞4向相反方向移动，两个第二活塞5向相反方向移动，两个第三活塞6向相对的方向移动，左段内缸和右段内缸内压力减小，左段内缸内的左侧径向活塞11和右段内缸内的右侧径向活塞19向内缸筒2的中轴线方向移动，中段内缸内的高阻尼粘滞液20经中间径向活塞18上的节流孔17内封闭腔内流动。

当左右两根主杆3受到轴向压力时，两个第一活塞4向相对方向移动，两个第二活塞5向相对方向移动，两个第三活塞6向相反的方向移动，左段内缸和右段内缸内压力增大，左段内缸和右段内缸内的高阻尼粘滞液20分别经左侧径向活塞11和右侧径向活塞19上的节流孔17进入外缸筒1与内缸筒2之间的内封闭腔中，中间径向活塞18向中轴线方向移动。

采用包含大齿轮1501和同心设置的小齿轮1502的复合齿轮15可以机械放大主杆3的速度和位移，另外，设计铰接杆9的铰接孔位于其总长度的四分之一处，且靠近推拉柱8的一端，可以进一步机械放大第三活塞6的位移和速度。

综上，无论受力座16向外或向内运动，整个复合耗能减振装置内的高阻尼粘滞液20都处于受压状态，高阻尼粘滞液20通过节流孔17时会耗能，而且整个装置具有双重放大效应，耗能更显著。

本发明技术方案相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

(1)具有双重放大效果，阻尼力大，耗能显著；

(2)内部的高阻尼粘滞液全程受压，可提供更多的阻尼力；

(3)利用了粘滞液体在高频率大荷载作用下产生巨大阻尼力的原理，可提高阻尼器的抗震耗能能力；

(4)通过改变粘滞液体的粘度和旋转轴位置可以实现对多范围的频率进行吸收；

(5)结构简单，易于设计，安装制作与维修简便，材料简单，寿命长。

虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员是显而易见的。因此，在不偏离本发明的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。