專利名稱：一種隔震換能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換和振動(dòng)控制裝置，特別是一種隔震換能控制裝置。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的方法很多，主要有主動(dòng)控制、被動(dòng)控制、半主動(dòng)控制和混合控制等，但這些控制方法大多是利用耗能元件吸收結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量或利用外界能量抵消結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量，因此被動(dòng)控制存在控制效果不理想，耗能元件因吸收能量而失效的情況；主動(dòng)控制存在所需能源大，難以實(shí)現(xiàn)等問題，且可靠性不宜保證。本項(xiàng)發(fā)明從根本上解決了上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)隔震同時(shí)可以將一部分地震能量儲(chǔ)存起來，又可以根據(jù)控制需要，利用上述能量由該裝置實(shí)施主動(dòng)控制的隔震換能控制裝置，從而能實(shí)現(xiàn)較好的被動(dòng)控制，而且還能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制，節(jié)省能源。
本發(fā)明的效果是通過下列方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的一種隔震換能控制裝置是由隔震層及換能器組成，隔震層包括上底板、下底板，換能器包括換能裝置、能量傳遞裝置及蓄能裝置，換能裝置位于隔震層上底板與下底板之間。
上述的換能裝置、蓄能裝置通過能量傳遞裝置連接。
上述換能裝置是內(nèi)設(shè)活塞的液壓缸，能量傳遞裝置是液壓管路，蓄能裝置是液壓蓄能器。
上述液壓缸被活塞分隔為A缸與B缸，A缸連接有單向閥，單向閥與液壓箱相連，單向閥與液壓蓄能器相連；B缸連接有單向閥，單向閥與液壓箱相連、單向閥與液壓蓄能器相連；A缸和B缸還分別與三位四通換向閥的2個(gè)閥門連接，閥門與液壓蓄能器連接，閥門與液壓箱連接。
上述液壓蓄能器與溢流閥連接，溢流閥與液壓箱連接，保證氣囊式液壓蓄能器安全作用的。
上述活塞連接有活塞桿，活塞桿與上底板連接。
上述換能器里充有液體，該液體是油。
隔震層上底板與液壓缸的活塞桿連接，液壓缸與下底板連接，當(dāng)結(jié)構(gòu)由于地震等外界激勵(lì)產(chǎn)生水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，隔震層上下底板產(chǎn)生相互運(yùn)動(dòng)，將帶動(dòng)活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使液壓缸的兩邊產(chǎn)生液壓差使得液體流向高壓的蓄能裝置，儲(chǔ)存了能量，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)控制。當(dāng)要實(shí)施主動(dòng)控制時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)控制三位四通電磁換向閥，通過三位四通換向閥的閥芯位置控制裝置的工作狀態(tài)，以對結(jié)構(gòu)施加主動(dòng)控制力。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)換能器與用于建筑隔震的結(jié)構(gòu)相結(jié)合，通過換能器把建筑結(jié)構(gòu)隔震層運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為液體的勢能，較好地實(shí)現(xiàn)被動(dòng)控制；(2)換能器所儲(chǔ)存的勢能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制，節(jié)省了能源。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)示意圖；圖2是換能器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中建筑結(jié)構(gòu)1、上底板2、下底板3、結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息傳感器4、計(jì)算機(jī)5、氣囊式液壓蓄能器6、溢流閥7、三位四通換向閥8、液壓油缸9、液壓缸活塞10、液壓缸活塞桿11、單向閥12～15、液壓箱16～19、電磁換向閥閥門20～23、液壓油缸A腔24、液壓油缸B腔25。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本發(fā)明的隔震換能控制裝置如圖1所示，位于建筑結(jié)構(gòu)1的底部，是由隔震層上底板2、隔震層下底板3、氣囊式液壓蓄能器6、溢流閥7、三位四通電磁換向閥8、液壓油缸9、液壓缸活塞10、單向閥12～15、液壓箱16～19組成，隔震層上底板2與液壓缸9的活塞桿11連接，液壓缸9與下底板3連接。
換能器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，液壓油缸9被活塞分隔為A缸24與B缸25，A缸24連接有單向閥12、14，單向閥12與液壓箱16相連，單向閥14與氣囊式液壓蓄能器6相連；B缸25連接有單向閥13、15，單向閥13與液壓箱17相連、單向閥15與氣囊式液壓蓄能器6相連；A缸24和B缸25還分別與三位四通電磁換向閥8的2個(gè)閥門20、22連接，閥門21與氣囊式液壓蓄能器6連接，閥門23與液壓18連接，氣囊式液壓蓄能器6與溢流閥7連接，溢流閥7與液壓箱19連接。上述部件通過油路連接。
實(shí)施例2隔震換能工作狀態(tài)如圖2所示，三位四通電磁換向閥8處于中截止位置時(shí)，與三位四通電磁換向閥8相聯(lián)的油路不流通。當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)帶動(dòng)液壓油缸9的活塞10相向?qū)τ谝簤河透?向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，A腔24容積增大，壓力降低，從而使單向閥12打開，單項(xiàng)閥14關(guān)閉，液壓油從液壓箱16被吸入到A腔；與此同時(shí)，B腔的容積減小，壓力增大，單向閥15打開，單向閥13關(guān)閉，液壓油從B腔25被壓入到氣囊式液壓蓄能器6中，從而實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)振動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為液壓能。液壓油的流向是液壓箱16吸入A腔24，再由B腔25壓入到液壓蓄能器6中。同理，當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)帶動(dòng)液壓油缸9的活塞10相對于液壓油缸9向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，B腔25的容積增大，壓力降低，從而使單向閥13打開，單向閥15關(guān)閉，液壓油從液壓箱17被吸入到B腔25；與此同時(shí)，A腔24的容積減小，壓力增大，單向閥14打開，單向閥12關(guān)閉，液壓油從A腔24被壓入到氣囊式液壓蓄能器6中。由上述可見，該裝置可以將結(jié)構(gòu)振動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為液壓能并貯存起來。溢流閥7是保證氣囊式液壓蓄能器6安全作用的。
實(shí)施例3主動(dòng)控制工作狀態(tài)根據(jù)結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息和振動(dòng)控制的需要，換能控制裝置還可以起控制作用，即利用貯存在蓄能器6中的高壓油作為能源，通過三通四位電磁換向閥8的控制由液壓油缸9對結(jié)構(gòu)施加作用力。結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息通過結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息傳感器4傳遞至計(jì)算機(jī)5，計(jì)算機(jī)5控制三通四位電磁換向閥8的運(yùn)作。
需要液壓油缸9的活塞10施加向右的作用力時(shí)，三通四位電磁換向閥8可以將氣囊式液壓蓄能器6與A腔24相聯(lián)，此時(shí)A腔24油壓很高，同時(shí)將B腔25與液壓箱18相聯(lián)，該腔油壓接近于零，因此在活塞10的兩側(cè)產(chǎn)生了壓力差，形成了控制力。此時(shí)四個(gè)單項(xiàng)閥12～15都處于關(guān)閉狀態(tài)，液壓油的流向是從氣囊式液壓蓄能器6經(jīng)由三通四位電磁換向閥8進(jìn)入A腔24，同時(shí)，B腔25的液壓油經(jīng)由三通四位電磁換向閥8流回液壓箱18。
權(quán)利要求
1.一種隔震換能控制裝置，其特征在于是由隔震層及換能器組成，隔震層包括上底板(2)、下底板(3)，換能器包括換能裝置、能量傳遞裝置及蓄能裝置，換能裝置位于隔震層上底板(2)與下底板(3)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔震換能控制裝置，其特征在于所述的換能裝置、蓄能裝置通過能量傳遞裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隔震換能控制裝置，其特征在于所述換能裝置是內(nèi)設(shè)有活塞(10)的液壓缸(9)，能量傳遞裝置是液壓管路，蓄能裝置是液壓蓄能器(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔震換能控制裝置，其特征在于所述液壓缸(9)被活塞(10)分隔為A缸(24)與B缸(25)，A缸(24)連接有單向閥(12)、(14)，單向閥(12)與液壓箱(16)相連，單向閥(14)與液壓蓄能器(6)相連；B缸連接有單向閥(13)、(15)，單向閥(13)與液壓箱(17)相連、單向閥(15)與液壓蓄能器(6)相連；A缸(24)和B缸(25)還分別與三位四通換向閥(8)的2個(gè)閥門(20)、(22)連接，閥門(21)與液壓蓄能器(6)連接，閥門(23)與液壓箱(18)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔震換能控制裝置，其特征在于所述液壓蓄能器(6)與溢流閥(7)連接，溢流閥(7)與液壓箱(19)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔震換能控制裝置，其特征在于所述活塞(10)連接有活塞桿(11)，活塞桿(11)與上底板(2)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔震換能控制裝置，其特征在于所述換能器里充有液體，所述液體是油。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換和振動(dòng)控制裝置，是由隔震層及換能器組成，隔震層包括上底板、下底板，換能器包括換能裝置、能量傳遞裝置及蓄能裝置，換能裝置位于隔震層上底板與下底板之間。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)隔震同時(shí)可以將一部分地震能量儲(chǔ)存起來，又可以根據(jù)控制需要，利用上述能量由該裝置實(shí)施主動(dòng)控制的隔震換能控制裝置，從而能實(shí)現(xiàn)較好的被動(dòng)控制，而且還能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制，節(jié)省能源。
文檔編號(hào)F03G7/08GK1715644SQ200410027859
公開日2006年1月4日 申請日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月2日
發(fā)明者孫作玉, 程樹良 申請人:廣州大學(xué)