一种活塞式阻尼器的制作方法

1.本实用新型涉及降噪减振技术领域，具体而言，涉及一种活塞式阻尼器。


背景技术：

2.近年来，结构振动控制技术在生产、生活中得到迅猛发展，目前已成为一个十分活跃的研究领域。结构减震被动控制技术因其具有构造简单、造价低、易于维护及无需外部能源支持等诸多优点，引起各界的广泛关注。
3.现阶段所公开的减振器方案设计中，一般分为粘滞式阻尼结构或是颗粒式阻尼结构。采用粘滞阻尼减振的方式，在外壳与阻尼杆的接触部分添加润滑剂或润滑脂，使得外壳和阻尼杆能够产生相对的滑动，加上外壳内气压的突变幅度小，具有很好的缓冲效果，使得阻尼杆不容易在短时间内产生大的相对滑动，但同时也意味着需要较大的力才能够让阻尼杆产生相对外壳的滑动，适用于较低的激励频率，具有局限性，在不同条件下能够达到的减振效果也不理想。并且，其阻尼介质多为液体或熔融介质，容易发生泄漏导致阻尼效果变差等情况。
4.随之而来的是，为了从根本上解决阻尼介质泄漏等不良问题，采用了颗粒式阻尼结构的减振方式，其封闭性能以及减振效果更佳。其中，颗粒阻尼是将金属或者是非金属颗粒按一定的填充比填充到一个空腔结构内，通过颗粒之间以及颗粒与空腔内壁之间的碰撞、摩擦和动量交换来消耗系统的动能，从而达到减振的目的。


技术实现要素：

5.目前，一般的活塞式阻尼装置，其活塞杆通常为一体成型的直杆状。这样虽然方便于制造生产，但在工作时通过作用于单直杆的活塞杆进行减振，一方面不利于受力且极易导致双向活动较为局限，存在诸多不便，从而导致减振使用时较为困难。另一方面，针对直线型的活塞杆的往复移动，不利于外部振动装置的驱使带动，影响振动效率。
6.为了克服上述活塞式阻尼装置的不足与局限性，本实用新型公开了一种活塞式阻尼器，其结构简单，操作便利，通过改变活塞杆的结构、构造以及其外部驱动，提高活塞杆对于具有腔室的阻尼器的往复双向移动的便捷性，并利用阻尼颗粒间的挤压碰撞以及与腔室内壁摩擦耗散能量，从而实现反应灵敏、安全高效、应用范围广等功能，满足生产、生活以及土建工程等领域的实际需求。
7.本实用新型采用了如下方案：
8.本技术提供了一种活塞式阻尼器，包括：缸体、活塞杆以及阻尼颗粒；所述缸体具有一端部开口以及一用于容置部分所述活塞杆和所述阻尼颗粒的腔室；所述活塞杆的其中一端可活动地置于所述腔室内且能够沿腔室的开设方向往复移动，以与填充在所述腔室内的阻尼颗粒相接触，其中另一端穿设于所述开口且延伸至所述缸体外；所述活塞杆包含至少部分可滑动容置于所述腔室内且沿所述腔室向外延伸的水平段、与所述水平段相连且弯折迂回配置在所述缸体外的弯折段以及配置在所述弯折段远离与水平段相连接处的一端
部的延伸段；所述延伸段与所述缸体相间隔配置，并且，所述延伸段能够允许外部振动装置沿延伸段的两侧以抵接带动，使得所述活塞杆沿腔室的开设方向以往复移动。
9.作为进一步改进，所述弯折段大致以直角弯折的方式配置在所述缸体外，且至少具有两次弯折，使得所述弯折段的一端沿水平段的反向延伸以大致与所述水平段相平齐。
10.作为进一步改进，所述水平段与弯折段以形成一u型体；所述弯折段的一端经由一次直角弯折以形成所述延伸段。
11.作为进一步改进，所述延伸段的弯折方向朝向靠近所述缸体一侧，并且，与所述缸体的另一端部具有行程余量。
12.作为进一步改进，所述延伸段的端部和所述缸体的另一端部上均开设有安装孔。
13.作为进一步改进，所述缸体的开口处配置有一密封导套，所述水平段穿设于所述密封导套与所述腔室相滑触配合。
14.作为进一步改进，所述水平段的端部设有一相对其杆体内缩设置的连杆，所述连杆具有一锥头部，其锥头部与腔室内的阻尼颗粒相分流抵触。
15.作为进一步改进，所述水平段的外径与所述腔室的内径相适配，所述连杆的外径小于所述水平段的外径，所述锥头部环设凸出置于所述连杆的端部处。
16.作为进一步改进，所述腔室远离所述开口的另一端部设置有弹簧和挡片；所述弹簧的一端与所述腔室内壁固定连接，另一端与所述挡片固定连接；其中，所述挡片的外径与所述腔室内径相适配，所述阻尼颗粒置于所述挡片外。
17.作为进一步改进，所述阻尼颗粒为金属、非金属或高分子复合材料；其形状为规则或不规则的多面体。
18.通过采用上述技术方案，本实用新型可以取得以下技术效果：
19.本技术的活塞式阻尼器，用以与外部振动装置相连接，当设备工作运行时，振动装置产生的振动使得减振器的活塞杆发生活塞式往复运动，以带动活塞杆在腔室内运动，使得活塞杆与填充的阻尼颗粒之间，以及填充的阻尼颗粒之间、阻尼颗粒与腔室内壁间产生相互作用力，利用活塞杆与阻尼颗粒、腔室内壁之间的碰撞和摩擦进行耗能，快速耗散冲击能量，从而达到良好的减振降噪的效果。其中，活塞杆具有迂回弯折配置的弯折段和与缸体相间隔设置的延伸段，能够允许外部振动装置通过延伸段的两侧方向以抵接带动活塞杆在腔室内往复移动，通过改变活塞杆的结构构造，达到更为便捷、高效的双向推动活塞杆的目的，其制造成本较低，且安装简便，便利于减振使用。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。
21.图1是本实用新型实施例的活塞式阻尼器的结构示意图；
22.图2是图1中的剖示图；
23.图3是图1中的部分拆解示意图；
24.图4是本实用新型实施例的活塞式阻尼器的工作示意图，其中，箭头从左到右依次
表示为活塞杆的移动方向及延伸段所受的驱动方向；
25.图5是图4中延伸段所受的另一相反的驱动方向时的工作示意图；
26.图6是本实用新型实施例的活塞式阻尼器在另一视角下的结构示意图；
27.图7是本实用新型实施例的活塞式阻尼器在其他视角下的剖示图。
28.图标：1
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缸体；11
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腔室；12
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开口；2
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活塞杆；21
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水平段；211
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连杆； 212
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锥头部；22
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弯折段；23
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延伸段；3
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阻尼颗粒；4
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安装孔；5
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密封导套；6
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弹簧；7
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挡片。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.实施例
35.结合图1至图7，本实施例提供了一种活塞式阻尼器，包括：缸体1、活塞杆2以及阻尼颗粒3。缸体1具有一端部开口12以及一用于容置部分活塞杆2和阻尼颗粒3的腔室11。活
塞杆2的其中一端可活动地置于腔室 11内且能够沿腔室11的开设方向往复移动，以与填充在腔室11内的阻尼颗粒3相接触，其中另一端穿设于开口12且延伸至缸体1外。其中，活塞杆2包含至少部分可滑动容置于腔室11内且沿腔室11向外延伸的水平段 21、与水平段21相连且弯折迂回配置在缸体1外的弯折段22以及配置在弯折段22远离与水平段21相连接处的一端部的延伸段23。延伸段23与缸体1相间隔配置，并且，延伸段23能够允许外部振动装置沿延伸段23的两侧以抵接带动，使得活塞杆2沿腔室11的开设方向以往复移动。
36.本实施例的活塞式阻尼器，用以与外部振动装置相连接，当设备工作运行时，振动装置产生的振动使得减振器的活塞杆2发生活塞式往复运动，以带动活塞杆2在腔室11内运动，使得活塞杆2与填充的阻尼颗粒3之间，以及填充的阻尼颗粒3之间、阻尼颗粒3与腔室11内壁间产生相互作用力，利用活塞杆2与阻尼颗粒3、腔室11内壁之间的碰撞和摩擦进行耗能，快速耗散冲击能量，从而达到良好的减振降噪的效果。其中，活塞杆2具有迂回弯折配置的弯折段22和与缸体1相间隔设置的延伸段23，能够允许外部振动装置通过延伸段23的两侧方向以抵接带动活塞杆2在腔室11内往复移动，通过改变活塞杆2的结构构造，达到更为便捷、高效的双向推动活塞杆2的目的，其制造成本较低，且安装简便，便利于减振使用。
37.在其中一种实施方式中，弯折段22大致以直角弯折的方式配置在缸体 1外，且至少具有两次弯折，使得弯折段的一端沿水平段21的反向延伸以大致与水平段21相平齐。具体地，弯折段22配置在水平段21远离腔室11 内的端部位置，通过水平段21在其端部处的第一次直角弯折，使得折弯后的弯折段大致与水平段21相垂直，再经由另一次直角弯折，使得折弯后的弯折段大致与水平段21相平齐。其中，优选地，水平段与弯折段以形成一 u型体。弯折段的一端经由一次直角弯折以形成延伸段23。另外的，水平段21、弯折段22及延伸段23处于同一平面位置，以利于活塞杆2的整体往复移动。
38.在一种优选的实施方式中，延伸段23的弯折方向朝向靠近缸体1一侧，并且，与缸体1的另一端部具有行程余量。从而使得外部振动装置能够沿延伸段23的左右两侧分别触发活塞杆2的对应往复移动，例如，请参阅图 5，当外部振动装置在靠近延伸段23的左侧驱使活塞杆2向右移动时，带动水平段21沿进入腔室11的方向活动，以使水平段21与阻尼颗粒3相接触，达到良好的减振降噪的效果。请参阅图4，当外部振动装置在靠近延伸段23的右侧驱使活塞杆2向左移动时，带动水平段21沿开口12方向远离腔室11的方向活动，且水平段21与阻尼颗粒3仍相接触。需要说明的是，延伸段23与缸体1端部具有一行程余量，从而使得活塞杆2能够在缸体1 外往复移动不致于发生干涉现象。且弯折段的第一次直角弯折处于缸体1 的开口12处的端部相对应的具有另一行程余量，以确保水平段21在缸体1 腔室11内的来回活动。特别的，延伸段23靠外一侧的端部与腔室11具有不同的平面高度，且延伸位于至腔室11高度的另一侧。
39.在一种实施例中，延伸段23的端部和缸体1的另一端部上均开设有安装孔4。通过将外部振动装置配置在安装孔4处，以对其进行固定，防止阻尼器或振动装置发生径向偏移。并且，振动装置优选为升降装置或带有紧急制动的设备等，以实现活塞式阻尼器的减振缓冲。特别的，两安装孔4 的开设方向相一致。需要说明的是，两安装孔4用以装配固定能够发生相对移动的振动装置的不同部件，如升降台与安装地面，亦或是制动器与安装座等，使得配置在其中的阻尼器能够在部件的相对移动过程中起到减振降噪的功能。
40.请参阅图3和图6，在一种实施例中，缸体1的开口12处配置有一密封导套5，水平段
21穿设于密封导套5与腔室11相滑触配合。水平段21 能够穿设于中空的密封导套5，起到导向、助滑等功能，利于活塞杆2与内部腔室11的相对滑动。并且，密封导套5以嵌套的方式配置在缸体1的开口12处，进一步确保腔室11的密闭性，避免阻尼颗粒3的跑出或外部异物进入至腔室11内。
41.在一种实施例中，水平段21的端部设有一相对其杆体内缩设置的连杆 211，连杆211具有一锥头部212，其锥头部212与腔室11内的阻尼颗粒3 相分流抵触。其中，内缩设置的连杆211以减小对腔室11空间的占用，确保阻尼颗粒3在连杆211与腔室11内壁之间的有效空间使用率，进一步确保腔室11内的减振效果。另外的，连杆211一端的锥头部212形成沿其移动方向上的圆锥结构面，不仅能在活塞杆2做往复运动时有效增大与阻尼颗粒3的接触面积，还能更容易引导阻尼颗粒3从锥头部212周围来回经过，利于锥头部212在阻尼颗粒3间的活动。
42.需要提到的是，水平段21的外径与腔室11的内径相适配，连杆211 的外径小于水平段21的外径，锥头部212环设凸出置于连杆211的端部处。各尺寸间的合理配置以确保活塞杆2在腔室11内的平稳移动，同时，进一步保证阻尼颗粒3与活塞杆2的有效接触配合。
43.请参阅图2和图7，腔室11远离开口12的另一端部设置有弹簧6和挡片7。弹簧6的一端与腔室11内壁固定连接，另一端与挡片7固定连接。其中，挡片7的外径与腔室11内径相适配，阻尼颗粒3置于挡片7外。其中，弹簧6的一端与腔室11的底部固定连接，另一端与挡片7固定连接。且挡片7的外径与腔室11内径相适配。弹簧6能对活塞杆2在朝向挡片7 方向的运动过程中起到减速缓冲的作用，且还可以分散一部分冲击能量，并在外部振动装置结束移动后，对活塞杆2起到复位作用。其能够有效的减小活塞杆2对缸体1的直接冲击，同时，可实现高效的复位。并且，阻尼颗粒3置于挡片7外，则可保证阻尼颗粒3不进入到弹簧6的空间内，影响弹簧6的运动。
44.需要说明的是，阻尼颗粒3为金属、非金属或高分子复合材料。其形状为规则或不规则的多面体。需要说明的是，阻尼颗粒3优选为铁基粒子、铝基粒子、镍基粒子、钨基粒子、铬基粒子、钠基粒子、镁基粒子、锰基粒子、钙基粒子、铜基粒子、锌基粒子、钪基粒子、钛基粒子、玻璃粒子、氧化物陶瓷等等。阻尼颗粒3不同于普通固体、液体、气体，其具有体积小、耐高温、可靠性高等优点，通过颗粒之间的碰撞耗能来减少外部振动。并且，阻尼颗粒3具体为直径0.001
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20mm的球体、长短轴长度均为 0.001
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20mm的椭球体、边长为0.001
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20mm规则的多面体或边长为 0.001
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20mm的不规则多面体等。
45.本实用新型提供的活塞式阻尼器，利用了阻尼颗粒3这一物质进行减振降噪作用。这是由于阻尼颗粒3是远离平衡态的复杂非线性耗散体系，具有类固液气三相的特性，如类固体性。由于摩擦和微结构的作用，阻尼颗粒3可以承受一定的应力，不发生屈服，是一种具有良好缓冲特性的耗能材料。阻尼颗粒3技术能很好地解决因热老化、蠕变、脆裂等引起阻尼性能下降的问题，能在不牺牲系统刚度的情况下有效增大结构阻尼比，特别适用于抑制大型结构在复杂、恶劣工况下的振动和噪音，在此不再赘述。
46.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。