阅读说明：本技术 一种粘滞-粘弹复合阻尼器 (Viscous-viscoelastic composite damper ) 是由 许伟志 王曙光 刘伟庆 杜东升 李威威 于 2020-04-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种粘滞-粘弹复合阻尼器,该阻尼器包括缸筒(4)和安装于缸筒(4)两端的端盖(3),两端盖(3)的内孔依次固定粘结有环状的粘弹性元件(9)和环形粘结体(10),两环形粘结体(10)的中部与同一活塞杆(2)固定密封连接,缸筒(4)、端盖(3)、粘弹性元件(9)、环形粘结体(10)和活塞杆(2)构成一用于填充粘滞阻尼液体的密闭腔室,位于密闭腔室内的活塞杆(2)上固定带有一活塞(6),活塞(6)将该密闭腔室分隔为第一腔室(7)和第二腔室(5)。本发明的复合阻尼器综合了粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器的优点,提高了阻尼器的耗能效率和适用范围,避免了动密封的使用,提高阻尼器的可靠性与经济性。(The invention discloses a viscous-viscoelastic composite damper, which comprises a cylinder barrel (4) and end covers (3) arranged at two ends of the cylinder barrel (4), wherein inner holes of the two end covers (3) are fixedly bonded with an annular viscoelastic element (9) and an annular bonding body (10) in sequence, the middle parts of the two annular bonding bodies (10) are fixedly and hermetically connected with the same piston rod (2), the cylinder barrel (4), the end covers (3), the viscoelastic element (9), the annular bonding bodies (10) and the piston rod (2) form a closed chamber for filling viscous damping liquid, a piston (6) is fixedly arranged on the piston rod (2) positioned in the closed chamber, and the closed chamber is divided into a first chamber (7) and a second chamber (5) by the piston (6). The composite damper integrates the advantages of a viscous damper and a viscoelastic damper, improves the energy consumption efficiency and the application range of the damper, avoids the use of dynamic seal, and improves the reliability and the economical efficiency of the damper.)

一种粘滞-粘弹复合阻尼器

技术领域

本发明涉及振动控制的建筑用阻尼器技术领域，具体地说是一种粘滞-粘弹复合阻尼器。

背景技术

强震及强风均会引起结构振动，过大振动易引起人的不适或者结构的破坏。面对地震及强风灾害的严重威胁，大力发展先进的抗震或抗振技术势在必行。消能减震技术作为一项行之有效的被动控制技术，一经提出便引起工程界关注，其主要是在结构上设置消能部件为结构附加有效阻尼来减小结构动力响应。

典型的消能装置有粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、金属阻尼器及粘弹性阻尼器。其中，粘滞阻尼器属于液压阻尼器，对风振控制及减震都具有比较好的效果。粘滞阻尼器利用液体流经小孔或间隙产生压强差来产生阻尼，是一种速度型阻尼器。但是这种阻尼器在大震作用下耗能能力显得不足，由于需要设置动密封，工作状态下有密封损坏导致漏液的风险。粘弹性阻尼器可利用粘弹性体的剪切变形为结构同时提供弹性刚度和阻尼。由于弹性刚度存在，小位移阶段，耗能效率低于粘滞阻尼器。两类阻尼器具有各自优势及劣势，因此，研发出同时能够发挥两种阻尼器优势的新型阻尼器具有重要工程意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种粘滞-粘弹复合阻尼器，该粘滞-粘弹复合阻尼器能够弥补粘弹性阻尼器小震阶段耗能不足及粘滞阻尼器动密封易漏油、大震下阻尼力不足的缺陷，该粘滞-粘弹复合阻尼器能够在小震下和大震下都能具有足够的耗能能力，提供满足需求的附加阻尼，同时为结构提供一定附加刚度、减小结构变形。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种粘滞-粘弹复合阻尼器，其特征在于：该阻尼器包括缸筒和安装于缸筒两端的端盖，两端盖的内孔依次固定粘结有环状的粘弹性元件和环形粘结体，两环形粘结体的中部与同一活塞杆固定密封连接，缸筒、端盖、粘弹性元件、环形粘结体和活塞杆构成一用于填充粘滞阻尼液体的密闭腔室，位于密闭腔室内的活塞杆上固定带有一活塞，活塞将该密闭腔室分隔为第一腔室和第二腔室。

环状的粘弹性元件与内侧的环形粘结体和外侧的端盖通过硫化反应形成有效粘结作用以实现界面的固定连接。

所述端盖的外圆周面上的外螺纹与缸筒的内壁上的内螺纹通过螺纹连接固定，且缸筒与端盖连接处的内侧分别设置O型圈以形成静密封，防止粘滞阻尼液体在螺纹连接处泄露。

所述的活塞杆分别与缸筒两端的两个环形粘结体螺纹固定连接，所述活塞杆与任一环形粘结体连接处的内侧分别设置O型圈形成静密封，防止粘滞阻尼液体在螺纹连接处泄露。

所述的活塞通过螺纹固定连接在活塞杆上，所述活塞与缸筒之间设有环向间隙和/或所述活塞上设有贯穿活塞的阻尼孔。

环向均匀分布在活塞上的阻尼孔的内径沿阻尼孔的长度方向呈线性或非线性变化，阻尼孔垂直于活塞的侧面开设或以其它角度开设。

所述活塞杆的第一端穿出相应的环形粘结体后与第一连接拉头相连接。

所述第一连接拉头与活塞杆的穿出端通过螺纹行程固定连接；或者第一连接拉头与活塞杆的穿出端通过螺纹行程固定连接且在螺纹连接处涂抹螺纹胶。

所述活塞杆的第二端处对应的端盖凸出缸筒设置，且在该端盖的凸出部与连接缸筒的一端固定连接，该连接缸筒的另一端与第二连接拉头固定连接。

所述活塞杆的第二端处对应的端盖凹进缸筒的内腔设置，则活塞杆的第二端对应的缸筒与第二连接拉头固定连接。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明的粘滞-粘弹复合阻尼器在没有增加太多部件且基本不改变阻尼器几何尺寸的基础上，综合了粘弹性阻尼器和粘滞阻尼器的优点，这种有益的组合模式保证阻尼器在小震下可提供适当的刚度和足够的耗能能力，大震下发挥粘弹性阻尼器的耗能能力、减小主体结构变形，保障了建筑结构的安全。

本发明的粘滞-粘弹复合阻尼器的刚度及阻尼具有可调整性，可通过调整粘弹性元件、活塞的几何尺寸或更换粘弹性元件的材料、粘滞阻尼液体实现，具有更强的适应性；该粘滞-粘弹复合阻尼器还避免了常规粘滞阻尼器需在活塞杆与端盖间设置动密封这一复杂工艺，减小漏液的风险；部件之间采用螺纹固定连接，方便拆卸、检修。

附图说明

附图1是本发明的粘滞-粘弹复合阻尼器的剖视图；

附图2是图1中本发明的粘滞-粘弹复合阻尼器的A-A剖视图；

附图3是图1中本发明的粘滞-粘弹复合阻尼器的B-B剖视图；

附图4是本发明的粘滞-粘弹复合阻尼器向一侧运动的变形状态图。

其中：1—第一连接拉头；2—活塞杆；3—端盖；4—缸筒；5—第二腔室；6—活塞；60—环形间隙；61—阻尼孔；7—第一腔室；8—O型圈；9—粘弹性元件；10—环形粘结体；11—连接缸筒；12—第二连接拉头。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

为使本发明目的、实现方法及优点更为清晰，下面将结合附图对本发明进行进一步的描述。显然，所描述实例只是本发明的一个表现形式，并不代表所有实例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、 “右”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系仅基于附图中方位关系，只是为了更好描述各部件之间位置关系，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。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的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、 “第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

如图1所示：一种粘滞-粘弹复合阻尼器，该阻尼器包括：缸筒4、安装于缸筒4两端的端盖3，安装于缸筒4内且穿过两个端盖3的活塞杆2，活塞杆2右端与第一连接拉头1固定连接，环形的粘弹性元件9的外侧与端盖3粘结、内侧与环形粘结体10粘结，连接缸筒11与位于左侧的端盖3固定连接，连接缸筒11的左侧与第二连接拉头12固定连接，活塞6固定设置在活塞杆2的中部将油缸分隔成第一腔室7和第二腔室5，四个O型圈8设置于阻尼筒内部构成静密封。

以下对上述组件进行详细说明。

如图1、图2所示，缸筒4的内侧与环形的端盖3的外侧连接，环形端盖3的内侧与环形粘弹性元件9的外侧粘结，粘弹性元件9的内侧与环形粘结体10的外侧粘结，环形粘结体10的内侧与活塞杆2固定连接。O型圈8分别设置于缸筒4与端盖3连接处、环形粘结体10与活塞杆2的连接处。

如图3所示，活塞6与活塞杆2同心固定连接，活塞6与缸筒4之间设有环形间隙60，环形间隙60的间隙度对阻尼力大小影响显著，可通过调节间隙大小达到改变阻尼力的目的；此外，还可以在活塞6上设置阻尼孔61，通过设置阻尼孔61大小、数量、方向等调整阻尼力及阻尼指数。

本发明的粘滞-粘弹复合阻尼器改进在于：缸筒4与其左右两侧环形的端盖3固定连接而成，缸筒4与端盖3之间通过螺纹连接。

本发明的粘滞-粘弹复合阻尼器改进在于：环形端盖3的内侧设有环形的粘弹性元件9：粘弹性元件9的内侧设置环形粘结体10，端盖3、粘弹性元9件及环形粘结体10通过硫化反应构成协同作用的整个部件，粘弹性元件9可选用橡胶类或其它具有粘弹属性的高分子材料。

本发明的粘滞-粘弹复合阻尼器改进在于，由于活塞杆2穿过端盖3处与环形粘结体10固定连接，并设置O型密封圈8，而环形粘结体10与端盖3通过粘弹性元件9紧密相连，避免了传统粘滞阻尼器活塞杆2与端盖3间设置的动密封。

本发明的粘滞-粘弹复合阻尼器改进在于：活塞6与活塞杆2可通过螺纹行程固定连接：活塞6与缸筒4间设有环形间隙60，环形间隙60的间隙大小可根据阻尼大小需求进行调整，环形的活塞6也可以设置对称布置通孔以作为调节阻尼力的阻尼孔61，另外可选择的是：阻尼孔61的内径沿阻尼孔61的长度方向呈线性或非线性变化、阻尼孔61垂直于活塞6的侧面开设或以其它角度开设。

如图4所示，第一连接拉头1带动活塞杆2左右往复运动。以向右运动为例，活塞6跟随活塞杆2向右轴向运动，第一腔室7空间增大，而第二腔室5空间减小；第二腔室5内的粘滞阻尼液体受活塞6挤压，通过环形间隙60或者活塞6上的阻尼孔61流向第一腔室7，产生粘滞阻尼力；环形粘结体10也随着活塞杆2向右活动，环形粘结体10通过与粘弹性元件9的粘结作用驱动粘弹性元件9剪切变形产生粘滞阻尼力和弹性力。

本发明采用的第一连接拉头1、活塞杆2、端盖3、缸筒4、活塞6、环形粘结体10、连接缸筒11及第二连接拉头12均为钢制部件，密闭腔室内的粘滞阻尼液体7可为硅油或者其它高分子粘滞流体，粘弹性元件9可为橡胶及其他具备良好的粘弹性能的高分子聚合物。

本发明的粘滞-粘弹复合阻尼器在没有增加太多部件且基本不改变阻尼器几何尺寸的基础上，综合了粘弹性阻尼器和粘滞阻尼器的优点，这种有益的组合模式保证阻尼器在小震下可提供适当的刚度和足够的耗能能力，大震下发挥粘弹性阻尼器的耗能能力、减小主体结构变形，保障了建筑结构的安全；该粘滞-粘弹复合阻尼器的刚度及阻尼具有可调整性，可通过调整粘弹性元件9、活塞6的几何尺寸或更换粘弹性元件9的材料、粘滞阻尼液体实现，具有更强的适应性；该粘滞-粘弹复合阻尼器还避免了常规粘滞阻尼器需在活塞杆2与端盖3间设置动密封这一复杂工艺，减小漏液的风险；部件之间采用螺纹固定连接，方便拆卸、检修。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。