[發明專利]一種恒壓活塞式顆粒阻尼器

有效

• 申請號: 202011006502.7
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112096775B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 魯正;周超杰;柳祥千
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F16F13/00
• 分類號: F16F13/00;F16F7/01;F16F9/32;F16F9/34;F16F15/023;F16F15/04;F16F15/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

1.一種可控恒壓活塞式顆粒阻尼器，其特征在于，包括一箱體（17）以及活動設于所述箱體（17）內的顆粒阻尼單元，所述顆粒阻尼單元的兩側對稱連接有擋板（6），所述顆粒阻尼單元與所述擋板（6）內側之間通過連接彈簧（5）連接；

所述擋板能夠沿所述箱體（17）內壁移動，且所述擋板（6）外側與所述箱體（17）之間形成密閉的儲存腔室；

所述儲存腔室內存儲液體和/或氣體，所述儲存腔室與外部的管路連通，所述管路內設有單向閥，所述管路連接渦輪機（12）；

兩對稱設置的儲存腔室內與所述擋板（6）相鄰依次設有氣體腔室和液體腔室，兩氣體腔室通過一循環的管道（16）連通，并在該管道（16）內設置移動單向閥（18），使氣體（7）能夠實現單向流動，所述氣體（7）為惰性氣體氬、氮氣、二氧化碳中任一種；

所述液體腔室包括耗能伸縮筒（11）以及儲液器（15），所述耗能伸縮筒（11）與所述儲液器（15）之間通過管道（16）連通，該管道（16）內設有單向閥（8），使液體（10）能夠實現單向流動。

2.根據權利要求1所述的一種可控恒壓活塞式顆粒阻尼器，其特征在于，所述的顆粒阻尼單元包括阻尼器腔體（1），所述阻尼器腔體（1）內設有一個或多個腔室，所述腔室內裝填大小顆粒球（2），所述大小顆粒球（2）內裝填顆粒物（3）。

3.根據權利要求2所述的一種可控恒壓活塞式顆粒阻尼器，其特征在于，所述的阻尼器腔體（1）的底部設有凸起擋塊（4），所述的大小顆粒球（2）的內壁設有凸起擋塊（4）。

4.根據權利要求3所述的一種可控恒壓活塞式顆粒阻尼器，其特征在于，所述的大小顆粒球（2）的材料為陶瓷、鋼材中的任意一種，由兩種不同尺寸的顆粒球組成，其中大顆粒球直徑為小顆粒球直徑的1.5-2倍；

所述凸起擋塊（4）在阻尼器腔體（1）底部均勻布置，其間距為大球直徑的1.5-2倍，增大碰撞耗能效率；

所述顆粒物（3）體積為大小顆粒球（2）體積的30%-50%，所述的顆粒物（3）的材料為陶瓷、鋼材、混凝土中的任意一種，直徑為2mm-50mm；

所述的阻尼器腔體（1）的內壁設有緩沖材料（14），所述的緩沖材料（14）選自泡沫塑膠材料、棉紡材料或橡膠中任一種或多種。

5.根據權利要求1所述的一種可控恒壓活塞式顆粒阻尼器，其特征在于，所述耗能伸縮筒（11）連接壓力控制器（13），通過設定壓強限值，控制所述單向閥（8）的開度和/或渦輪機（12）的運行功率。

6.根據權利要求1所述的一種可控恒壓活塞式顆粒阻尼器，其特征在于，所述的耗能伸縮筒（11）中含有液體（10），所述液體（10）為純凈水、甘油中任一種；所述的耗能伸縮筒（11）為橡膠、纖維增強復合材料中任一種；所述的儲液器（15）儲存由耗能伸縮筒（11）排除的液體（10），待耗能伸縮筒（11）中壓強低于設定限值時，回流至耗能伸縮筒（11）內。

7.根據權利要求1所述的一種可控恒壓活塞式顆粒阻尼器，其特征在于，所述的連接彈簧（5）為非線性彈簧，振動時發生非線性長度變化，實現伸縮形變耗能；所述擋板（6）上下兩側設置成圓弧形，并且可在連接彈簧（5）的帶動下在箱體（17）內往返運動，改變氣體（7）的壓強。

8.根據權利要求1所述的一種可控恒壓活塞式顆粒阻尼器，其特征在于，所述渦輪機（12）連接儲能器（9），通過由所述儲存腔室排出的氣體和/或液體進行能量回收，所述儲能器（9）儲存渦輪機（12）產生的電能。

9.根據權利要求1所述的一種可控恒壓活塞式顆粒阻尼器，其特征在于，所述渦輪機（12）包括葉片（1201）、傳動軸（1202）、撥鏈器（1203）、齒輪組（1204）、鏈條（1205）、傳動齒輪（1206）、變速箱體（1207），

所述葉片（1201）與所述管道內壁貼合，所述葉片（1201）及傳動齒輪（1206）安裝在所述傳動軸（1202）上，所述的鏈條（1205）將傳動齒輪（1206）與齒輪組（1204）相連，并帶動齒輪組（1204）轉動；

所述的撥鏈器（1203）用于調整鏈條（1205）的長度和方向，實現鏈條（1205）與齒輪組（1204）中大小齒輪轉換和嚙合，調整渦輪機（12）功率大小。