一種儲能減震裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)抗震【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種儲能減震裝置。其包括連桿、對稱安裝的上套筒和下套筒，連桿的兩端分別通過儲能彈簧與上套筒和下套筒連接，在上套筒和下套筒內(nèi)壁上分別設(shè)置有朝向一致的第一斜卡槽和第二斜卡槽；在連桿的兩端分別設(shè)置有與第一斜卡槽和第二斜卡槽配合的伸縮卡齒，該伸縮卡齒能夠在垂直于所述連桿的方向伸縮。本發(fā)明所提供的減震裝置，通過伸縮卡齒和斜卡槽的配合，使得連桿只能相對上套筒或下套筒逐步單向運(yùn)動(dòng)，以拉伸或壓縮套筒內(nèi)的儲能彈簧，從而將部分輸入到建筑物的地震能量儲存在儲能彈簧之中，以耗散部分地震能量，減小地震損傷。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，耐久性強(qiáng)，可重復(fù)使用，安裝適用性強(qiáng)。
【專利說明】一種儲能減震裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑結(jié)構(gòu)抗震【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種儲能減震裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地震災(zāi)害往往對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生致命的影響，為使建筑結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抵抗地震等外力破壞的能力，經(jīng)常需要在框架結(jié)構(gòu)中增設(shè)抗震裝置。當(dāng)前所廣泛使用的被動(dòng)抗震裝置主要包括兩種:(1)消能減震裝置，即通過耗散部分輸入到結(jié)構(gòu)中的地震能量，達(dá)到保護(hù)結(jié)構(gòu)的目的。其中，各類阻尼器、約束支撐等，均屬于消能減震裝置。(2)隔震減震裝置。即通過隔離的方式，避免或減少地震能量向結(jié)構(gòu)中傳輸，達(dá)到保護(hù)結(jié)構(gòu)的目的。各類隔震支座屬于隔震減震裝置。
[0003]然而，現(xiàn)有的抗震裝置主要有以下缺陷:(1)多數(shù)消能減震裝置在地震的作用下都有損耗，不可重復(fù)使用。(2)粘滯流體阻尼器類的消能減震裝置，存在老化揮發(fā)等耐久性問題。(3)大多數(shù)隔震減震裝置只能在新建建筑時(shí)安裝，不適用于現(xiàn)有建筑。
[0004]因此，針對上述缺陷，本發(fā)明提供了一種新型的儲能減震裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種能夠儲存地震能量且可重復(fù)使用、耐久性強(qiáng)、安裝適用性強(qiáng)的儲能減震裝置。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種儲能減震裝置，其包括連桿以及對稱安裝的上套筒和下套筒，所述連桿的兩端分別通過儲能彈簧與所述上套筒和所述下套筒的底端連接，在所述上套筒的內(nèi)壁上設(shè)置有第一卡槽部，所述第一卡槽部包括沿平行于所述上套筒軸線方向的若干第一斜卡槽；在所述下套筒的內(nèi)壁上設(shè)置有第二卡槽部，所述第二卡槽部包括沿平行于所述下套筒軸線方向的若干第二斜卡槽，所述第一斜卡槽的朝向與所述第二斜卡槽的朝向相同；在所述連桿的一端設(shè)置有與所述第一斜卡槽配合的第一伸縮卡齒，在所述連桿的另一端設(shè)置有與所述第二斜卡槽配合的第二伸縮卡齒，所述第一伸縮卡齒和所述第二伸縮卡齒能夠在垂直于所述連桿的方向伸縮。
[0009]其中，在所述連桿的兩端設(shè)置有卡齒固定件，在所述卡齒固定件的兩側(cè)分別設(shè)置有垂直于所述連桿的腔室，所述第一伸縮卡齒和所述第二伸縮卡齒分別嵌合在所述連桿兩端的卡齒固定件的腔室中，并通過彈性元件與所述卡齒固定件連接。
[0010]其中，所述彈性元件為彈簧。
[0011]其中，所述第一卡槽部包括以所述上套筒軸線為中心對稱布置在所述上套筒內(nèi)壁上的兩排第一斜卡槽，所述第二卡槽部包括以所述下套筒軸線為中心對稱布置在所述下套筒內(nèi)壁上的兩排第二斜卡槽。
[0012]其中，在所述連桿的外壁上設(shè)置有平行于所述連桿軸線的凸出的限位部，在所述上套筒和所述下套筒的頂端分別設(shè)置有蓋板，在所述蓋板上設(shè)置有供所述連桿穿過的通孔以及與所述限位部配合的限位槽。
[0013]其中，在所述連桿上設(shè)置有平行于所述連桿軸線的凹槽，所述限位部嵌合在所述凹槽中，所述限位部的底端經(jīng)由彈簧與所述連桿連接。
[0014]其中，所述第一斜卡槽沿平行于所述上套筒軸線方向等距離間隔設(shè)置；所述第二斜卡槽沿平行于所述下套筒軸線方向等距離間隔設(shè)置。
[0015]其中，在所述上套筒的底部設(shè)置有軸線與所述連桿的軸線一致的上連桿，在所述下上套筒的底部設(shè)置有軸線與所述連桿的軸線一致的下連桿。
[0016]其中，所述儲能彈簧與所述連桿的端部轉(zhuǎn)動(dòng)式連接。
[0017]其中，所述儲能彈簧與固定在所述連桿端部的螺栓的桿部轉(zhuǎn)動(dòng)式連接。
[0018](三)有益效果
[0019]上述技術(shù)方案所提供的儲能減震裝置，包括上套筒、下套筒以及通過儲能彈簧與上套筒和下套筒的連桿，在上套筒和下套筒的內(nèi)壁上分別設(shè)置有朝向一致的斜卡槽，在連桿的兩端分別設(shè)置有與斜卡槽配合的伸縮卡齒，使得連桿只能單方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，斜支撐在建筑物樓層間的減震裝置在地震的作用下被壓縮時(shí)，連桿只能相對上套筒向上運(yùn)動(dòng)，并壓縮上套筒內(nèi)的儲能彈簧；當(dāng)裝置被拉伸時(shí)，連桿只能相對下套筒向上運(yùn)動(dòng)，并拉長下套筒內(nèi)的儲能彈簧。該裝置通過對儲能彈簧的拉伸和壓縮，將部分輸入到建筑物的地震能量儲存在儲能彈簧中，從而減輕地震對結(jié)構(gòu)的不利影響。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，耐久性強(qiáng)，保養(yǎng)方便，并且可安裝在新建建筑，也可安裝在現(xiàn)有老建筑中。進(jìn)一步地，斜卡槽對稱布置在套筒內(nèi)壁上，當(dāng)?shù)卣鸾Y(jié)束后，可將連桿轉(zhuǎn)動(dòng)使其兩端的伸縮卡齒與斜卡槽脫離，使儲能彈簧的勢能釋放，并使其恢復(fù)到初始狀態(tài)，以便下次使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的一種儲能減震裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是圖1中的儲能減震裝置的連桿和伸縮卡齒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是儲能減震裝置在正常工作狀態(tài)下連桿上的伸縮卡齒和卡槽部的相對位置示意圖；
[0023]圖4是儲能減震裝置在釋放勢能狀態(tài)下連桿上的伸縮卡齒和卡槽部的相對位置示意圖；
[0024]圖5是圖1中的儲能減震裝置的連桿的A-A剖視圖；
[0025]圖6是圖1中的儲能減震裝置的蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中:1-上套筒；2_下套筒；3_連桿；4_蓄能彈簧；5_第一卡槽部；6_第二卡槽部；7_卡齒固定件；8_第一伸縮卡齒；9_第二伸縮卡齒；10_蓋板；11_限位部；12_上連桿；13-下連桿。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0028]圖1所示為本發(fā)明的一種儲能減震裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例，該減震裝置包括連桿3以及對稱安裝的上套筒I和下套筒2，其中，連桿3的兩端分別通過蓄能彈簧4與上套筒I和下套筒2的底端連接，在上套筒I的內(nèi)壁上設(shè)置有第一卡槽部5，該第一卡槽部包括沿平行于上套筒I軸線方向的若干第一斜卡槽；同樣，在下套筒2的內(nèi)壁上設(shè)置有第二卡槽部6，該第二卡槽部6包括沿平行于下套筒2軸線方向且朝向與第一斜卡槽同向的若干第二斜卡槽。此外，在連桿3的一端設(shè)置有與第一斜卡槽配合的第一伸縮卡齒8，在連桿3的另一端設(shè)置有與第二斜卡槽配合的第二伸縮卡齒9，上述伸縮卡齒可在垂直于連桿3的方向上伸縮，以使得連桿3只能單方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)斜支撐在建筑物樓層間的減震裝置在地震的作用下被壓縮時(shí)，連桿3只能相對上套筒I逐步向上運(yùn)動(dòng)，并壓縮上套筒I內(nèi)的儲能彈簧4。當(dāng)減震裝置被拉伸時(shí)，連桿3只能相對下套筒2逐步向上運(yùn)動(dòng)，并拉伸下套筒2內(nèi)的儲能彈簧4。該減震裝置通過對儲能彈簧4的拉伸和壓縮，將部分輸入到建筑物的地震能量儲存在儲能彈簧4之中，從而減輕地震對結(jié)構(gòu)的不利影響。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，耐久性強(qiáng)，保養(yǎng)方便，可重復(fù)使用。此外，該裝置即可在新建建筑時(shí)安裝，也可安裝在現(xiàn)有老建筑中。
[0029]需要說明的是，雖然在該實(shí)施例中，連桿3只能相對上套筒I或下套筒2向上移動(dòng)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，連桿3也可以只相對上套筒I或下套筒2向下移動(dòng)，此時(shí)，只需將第一斜卡槽和第二斜卡槽的朝向與所述實(shí)施例中第一斜卡槽和第二斜卡槽的朝向相反設(shè)置即可。
[0030]具體地，如圖2所示，在連桿3的兩端分別設(shè)置有卡齒固定件7，在卡齒固定件7的兩側(cè)設(shè)置有垂直于連桿3的腔室,第一伸縮卡齒8和第二伸縮卡齒9分別嵌合在位于連桿3兩端的卡齒固定件7的腔室中，并通過彈性元件與卡齒固定件7連接，以使得連桿3單方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，即可擠壓伸縮 卡齒與連桿3連接的彈性元件，從而使伸縮卡齒在垂直于連桿3的方向上伸縮。優(yōu)選彈性元件為彈簧。
[0031]進(jìn)一步地，第一^^槽部5包括對稱布置在上套筒I內(nèi)壁上的兩排第一斜卡槽，第二卡槽部6包括對稱布置在下套筒2內(nèi)壁上的兩排第二斜卡槽。當(dāng)?shù)卣鸾Y(jié)束需要釋放彈簧勢能以將該減震裝置重新投入使用時(shí)，只需將連桿3兩端的伸縮卡齒從與卡槽部配合位置(見圖3)轉(zhuǎn)動(dòng)至與卡槽部脫離位置(見圖4)，即可使儲能彈簧4的勢能釋放，并使其恢復(fù)到初始狀態(tài)。
[0032]在連桿3的外壁上設(shè)置有平行于連桿3軸線的凸出限位部11 (見圖5)，在上套筒I和下套筒2的頂端(即相對端)分別設(shè)置有蓋板10，在蓋板10上設(shè)置有供連桿3穿過的通孔以及與連桿3上的限位部11配合的限位槽(見圖6)，以防止連桿3在工作狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選在連桿3上設(shè)置有平行于連桿3軸線的凹槽，限位部11嵌合在凹槽中，且限位部11的底端經(jīng)由彈簧與連桿3連接。以便當(dāng)需要轉(zhuǎn)動(dòng)連桿3時(shí)，只需將連桿3上的限位部11按下后即可旋轉(zhuǎn)連桿3，而當(dāng)該減震裝置在正常使用狀態(tài)下，可有效地防止連桿3發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0033]優(yōu)選地，第一斜卡槽沿平行于上套筒I軸線方向等距離間隔設(shè)置；第二斜卡槽沿平行于下套筒2軸線方向等距離間隔設(shè)置。
[0034]進(jìn)一步地，在上套筒I的底部設(shè)置有軸線與連桿3的軸線一致的上連桿12，用于與建筑物連接；在下套筒2的底部設(shè)置有軸線與連桿3的軸線一致的下連桿13，用于與建筑物連接，以便將該減震裝置斜支撐在樓層之間。
[0035]進(jìn)一步地,儲能彈簧4與連桿3的端部轉(zhuǎn)動(dòng)式連接，以使連桿3不受儲能彈簧4的約束能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)，且儲能彈簧4能夠隨連桿3的運(yùn)動(dòng)而伸長和縮短。優(yōu)選地，將儲能彈簧4的端部與螺栓(未示出)的桿部轉(zhuǎn)動(dòng)式連接，然后將螺栓與連桿3的端部固定。
[0036]使用時(shí)，將耗能減震裝置的兩端與建筑物固定連接，并斜支撐在樓層之間，如圖1所示。在初始狀態(tài)下，蓄能彈簧4無伸縮率。當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，建筑物發(fā)生樓層間位移，使得該裝置被壓縮或者拉伸。由于斜卡槽和伸縮卡齒的作用，連桿3只能單方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)裝置被壓縮時(shí)，連桿3只能相對上套筒I向上運(yùn)動(dòng)，并壓縮上套筒I內(nèi)的儲能彈簧4 ;當(dāng)裝置被拉伸時(shí)，連桿3只能相對下套筒2向上運(yùn)動(dòng)，并拉長下套筒2內(nèi)的儲能彈簧4。該裝置通過對儲能彈簧4的拉伸和壓縮，將部分輸入到建筑物的地震能量儲存在儲能彈簧4中，從而減輕地震對結(jié)構(gòu)的不利影響。當(dāng)?shù)卣鸾Y(jié)束需要釋放彈簧勢能以將該減震裝置重新投入使用時(shí)，將連桿3上的限位部11按下后旋轉(zhuǎn)連桿3，使儲能彈簧4的勢能釋放，并恢復(fù)到初始狀態(tài)，然后旋轉(zhuǎn)連桿3，使連桿3兩端的伸縮卡齒從與卡槽部脫離位置轉(zhuǎn)回至與卡槽部配合位置，以使連桿3恢復(fù)到初始設(shè)計(jì)位置，以備下次地震使用。
[0037]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種儲能減震裝置，其特征在于，包括連桿以及對稱安裝的上套筒和下套筒，所述連桿的兩端分別通過儲能彈簧與所述上套筒和所述下套筒的底端連接，在所述上套筒的內(nèi)壁上設(shè)置有第一卡槽部，所述第一卡槽部包括沿平行于所述上套筒軸線方向的若干第一斜卡槽；在所述下套筒的內(nèi)壁上設(shè)置有第二卡槽部，所述第二卡槽部包括沿平行于所述下套筒軸線方向的若干第二斜卡槽，所述第一斜卡槽的朝向與所述第二斜卡槽的朝向相同；在所述連桿的一端設(shè)置有與所述第一斜卡槽配合的第一伸縮卡齒，在所述連桿的另一端設(shè)置有與所述第二斜卡槽配合的第二伸縮卡齒，所述第一伸縮卡齒和所述第二伸縮卡齒能夠在垂直于所述連桿的方向伸縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減震裝置，其特征在于，在所述連桿的兩端設(shè)置有卡齒固定件，在所述卡齒固定件的兩側(cè)分別設(shè)置有垂直于所述連桿的腔室，所述第一伸縮卡齒和所述第二伸縮卡齒分別嵌合在所述連桿兩端的卡齒固定件的腔室中，并通過彈性元件與所述卡齒固定件連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減震裝置，其特征在于，所述彈性元件為彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的減震裝置，其特征在于，所述第一卡槽部包括以所述上套筒軸線為中心對稱布置在所述上套筒內(nèi)壁上的兩排第一斜卡槽，所述第二卡槽部包括以所述下套筒軸線為中心對稱布置在所述下套筒內(nèi)壁上的兩排第二斜卡槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減震裝置，其特征在于，在所述連桿的外壁上設(shè)置有平行于所述連桿軸線的凸出的限位部，在所述上套筒和所述下套筒的頂端分別設(shè)置有蓋板，在所述蓋板上設(shè)置有供所述連桿穿過的通孔以及與所述限位部配合的限位槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減震裝置，其特征在于，在所述連桿上設(shè)置有平行于所述連桿軸線的凹槽，所述限位部嵌合在所述凹槽中，所述限位部的底端經(jīng)由彈簧與所述連桿連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的耗能減震裝置，其特征在于，所述第一斜卡槽沿平行于所述上套筒軸線方向等距離間隔設(shè)置；所述第二斜卡槽沿平行于所述下套筒軸線方向等距離間隔設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的耗能減震裝置，其特征在于，在所述上套筒的底部設(shè)置有軸線與所述連桿的軸線一致的上連桿，在所述下上套筒的底部設(shè)置有軸線與所述連桿的軸線一致的下連桿。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的耗能減震裝置，其特征在于，所述儲能彈簧與所述連桿的端部轉(zhuǎn)動(dòng)式連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的耗能減震裝置，其特征在于，所述儲能彈簧與固定在所述連桿端部的螺栓的桿部轉(zhuǎn)動(dòng)式連接。
【文檔編號】E04B1/98GK103669639SQ201310752856
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】劉哲鋒, 張 杰, 聶輝, 謝卓翔 申請人:長沙理工大學(xué)