[發明專利]一種電磁永磁組合懸浮隔振裝置

有效

• 申請號: 201610095949.3
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105569205B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 夏昌;劉少克;陳宇峰;魯亮;龍志強;林勇;傅大寶;林濤;黃強
• 申請（專利權）人: 福州市規劃設計研究院
• 主分類號: E04B1/98
• 分類號: E04B1/98
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種工程結構減振裝置，具體涉及一種電磁永磁組合懸浮隔振裝置。

背景技術

磁懸浮隔振是一種新型的主動式隔振方法，它在振源與結構體之間用主動控制的磁場來支撐，使得振源與結構體之間完全脫離機械接觸，達到隔絕振動的目的。磁懸浮隔振技術已成功的運用于航天、航海、鐵路運輸、風能發電等領域，但在土木工程界尚未見運用。本申請系專利《磁懸浮在工程結構防振領域中的技術應用》（ZL200910111587.2）的一種具體實施裝置。

《電磁懸浮隔振裝置》（ZL201420258189.X）和《電磁永磁混合懸浮隔振裝置》（ZL201420258151.2）兩項實用新型專利提出的磁懸浮隔震支座，基本原理就是制造一個利用磁力的支座，使結構脫離基礎，從而擺脫地震動的影響。其設想是：“在接收到地震信號時自動開啟電源，繞有線圈的懸浮電磁鐵和銜鐵之間產生吸力，迫使銜鐵帶動結構上升，脫離結構基礎，懸浮于空中”。

電磁場理論表明：電磁鐵與銜鐵之間磁作用力與兩者間間隙的平方成反比，和電流的安匝數成正比。常導電磁技術要想獲得足夠的電磁懸浮力，必須加大電流或減小間隙，而加大電流必然要求懸浮裝置尺寸加大、造價提高，減小間隙則必然會影響地震波豎向分量的控制（通常較大地震時地表豎向振動幅度可達5-10cm甚至更大）。雖然在超導技術成熟、造價大幅降低、維護保養簡易可行后可采用懸浮高度達10cm的超導技術，但現階段在量大面廣的土木工程中運用超導技術是不現實的。

設想將工程結構底層柱設計成磁懸浮柱，組合上述磁懸浮隔震支座，利用磁懸浮柱隔絕豎向振動，利用磁懸浮支座隔絕水平振動。由于磁懸浮支座只需要解決水平振動問題，其懸浮間隙可以設計較小，如3mm或5mm，按照電磁場理論，懸浮力將大大增加，裝置的尺寸和造價也將大幅減小。

發明內容

現有的磁懸浮隔振技術僅能隔絕水平振動和扭轉振動的問題，無法或僅能部分對工程結構的豎向振動隔絕，本發明針對此問題進行了改進。

本發明的具體實施方案是：一種電磁永磁組合懸浮隔振裝置，包括磁懸浮柱和位于磁懸浮柱下方的隔震支座，所述磁懸浮柱由外磁柱和內磁柱以及內磁柱支座組成，所述內磁柱不接觸地套設于外磁柱中且底部擱置于內磁柱支座上，內磁柱頂部固定有上部結構，所述外磁柱及內磁柱支座固定于隔震支座上，所述上部結構上設有振動傳感器，所述內磁柱支座、振動傳感器與控制系統連接，所述外磁柱包括外磁柱永磁體及外磁柱電磁體，所述內磁柱包括內磁柱永磁體，所述內磁柱及外磁柱構成磁力線回路，當外磁體與內磁柱沿豎向錯位時，內磁柱與外磁柱對應產生與錯位方向相反的磁力。

進一步的，所述內磁柱支座包括對稱設置的內磁柱分支座、連接兩內磁柱分支座使之緊密配合的拉緊彈簧以及環繞于內磁柱分支座的線圈，需要振動控制時，內磁柱支座線圈通電，產生與彈簧拉力相反的磁場力，使兩只內磁柱分支座分離，從而使內磁柱懸空。

進一步的，所述外磁柱包括多個外磁柱磁體組，每組外磁柱的磁體組包括縱向設置的一對外磁柱永磁體和外磁柱永磁體中間的外磁柱電磁體，外磁柱永磁體相向的一面磁極相同，所述外磁柱永磁體以及外磁柱電磁體固定于外磁柱殼內；

所述內磁柱包括多個內磁柱磁體組，所述內磁柱磁體組包括永磁體及內磁柱導磁套管，所述內磁柱永磁體經永磁體定位件固定于內磁柱上，內磁柱導磁套管套設于內磁柱永磁體外；內磁柱磁體組的內磁柱永磁體對應設置于外磁柱永磁體之間，且內磁體永磁體和臨近位置外磁柱永磁體磁化方向相反。

進一步的，所述外磁柱電磁體由外磁柱線圈骨架、外磁柱線圈以及外磁柱導磁套管組成，外磁柱線圈骨架固定于外磁柱殼上，外磁柱線圈繞設于外磁柱線圈骨架上，外磁柱線圈外設外磁柱導磁套管。

進一步的，所述隔震支座為磁懸浮隔震支座，外磁柱和內磁柱支座分別固定于磁懸浮隔震支座銜鐵上。

進一步的，所述隔震支座為滑移板隔震支座，外磁柱和內磁柱支座分別固定于滑移板隔震支座上板上。

進一步的，所述內磁柱與外磁柱之間設有軸承以保證所述內磁柱與外磁柱之間不接觸且間距固定。

進一步的，所述內磁柱永磁體及外磁柱永磁體為磁環或磁柱。