本發(fā)明涉及振動(dòng)控制領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器。

背景技術(shù)：

1、地震是全球范圍內(nèi)最常見(jiàn)且最具毀滅性的自然災(zāi)害之一，對(duì)人類(lèi)的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成了重大威脅。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制是近幾十年中針對(duì)工程結(jié)構(gòu)在地震中的安全性領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新型技術(shù)，在結(jié)構(gòu)工程、橋梁工程、海洋工程和機(jī)械工程等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

2、根據(jù)設(shè)計(jì)原理和控制方法不同，結(jié)構(gòu)振動(dòng)技術(shù)主要分為隔震技術(shù)、消能減震技術(shù)及動(dòng)力吸振技術(shù)。隔震技術(shù)是通過(guò)在結(jié)構(gòu)特定位置中設(shè)置支座以及附加阻尼等形式從而形成隔震層，使結(jié)構(gòu)在地震中的變形主要集中在隔震層，并通過(guò)隔震層的附加阻尼耗散能量。消能減震技術(shù)主要是在結(jié)構(gòu)特定位置處設(shè)置能量耗散裝置從而增加結(jié)構(gòu)阻尼，耗散結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量，如通過(guò)粘滯、塑性滯回等形式的阻尼裝置。動(dòng)力吸振技術(shù)通過(guò)在結(jié)構(gòu)設(shè)置子系統(tǒng)（一般由質(zhì)量、彈簧以及阻尼元件組成），從而使結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過(guò)程中將能量轉(zhuǎn)移到設(shè)置的子系統(tǒng)中，如調(diào)諧質(zhì)量阻尼器。

3、慣容系統(tǒng)是近年來(lái)提出的一種新型結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制控制裝置。不同于傳統(tǒng)質(zhì)量元件的單端特性，慣容元件是一種與阻尼和彈簧元件一樣的兩端元件，能產(chǎn)生遠(yuǎn)大于自身物理質(zhì)量的慣性質(zhì)量，其高效的振動(dòng)控制效率引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。慣容裝置通常利用結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)慣性質(zhì)量的放大，如平移-旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換、流體速度的改變。隨著研究的深入，各種不同實(shí)現(xiàn)機(jī)制的慣容器實(shí)物被相繼提出，如齒輪-齒條式慣容器、滾珠絲杠式慣容器、電磁慣容器和液式慣容器。其中，液式慣容器借助液體流動(dòng)實(shí)現(xiàn)慣性質(zhì)量放大，不存在機(jī)械式慣容器的磨損大等缺陷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單耐用，同時(shí)其固有寄生阻尼的存在能夠有效地耗散地震能量，在地震工程領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

4、如何通過(guò)慣容系統(tǒng)來(lái)抑制地震帶來(lái)的振動(dòng)是現(xiàn)在需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，能有效地抑制地震作用下各類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：它包括液壓缸、螺旋管、活塞、連接管和內(nèi)部液體；

4、所述液壓缸有兩個(gè)，液壓缸的一端為缸蓋，液壓缸的另一端安裝活塞，活塞桿帶動(dòng)活塞在液壓缸內(nèi)做伸出或縮回運(yùn)動(dòng)，液壓缸的缸體上設(shè)有與其內(nèi)部連通的連接端頭；

5、所述螺旋管有兩根，它們的一端與分別與液壓缸的連接端頭連通，它們的另一端分別與連接管的兩端連通；

6、所述液壓缸的缸體、螺旋管、活塞和連接管共同形成密封空間。

7、本申請(qǐng)通過(guò)螺旋管、液壓缸、活塞和連接管形成一個(gè)密封空間，內(nèi)部液體在左、右兩端活塞的推、拉過(guò)程中，由液壓缸流入螺旋管；基于液體不可壓縮性（流量守恒），利用液壓缸和螺旋管的截面面積差，形成內(nèi)部液體在液壓缸和螺旋管內(nèi)的速度差；螺旋管中快速流動(dòng)的液體儲(chǔ)存大量動(dòng)能，從而實(shí)現(xiàn)慣性質(zhì)量的放大；內(nèi)部液體在高速流動(dòng)過(guò)程中，自身固有寄生阻尼實(shí)現(xiàn)地震輸入能量的高效耗散。

8、所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：所述螺旋管纏繞在液壓缸的缸體外壁。

9、所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：所述活塞直徑等于液壓缸的內(nèi)徑。

10、所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：所述連接管直徑等于螺旋管的內(nèi)徑。

11、所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：所述螺旋管的直徑和圈數(shù)由目標(biāo)需求進(jìn)行設(shè)定。

12、所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：所述的內(nèi)部液體為高粘潤(rùn)滑油。

13、所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：活塞與液壓缸產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，左、右兩端活塞同步運(yùn)動(dòng)，活塞的推、拉運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，內(nèi)部液體由液壓缸流入螺旋管和連接管中，液壓缸和螺旋管的截面面積差，使得螺旋管和液壓缸內(nèi)的內(nèi)部液體存在速度差，高速流動(dòng)的內(nèi)部液體儲(chǔ)存大量的動(dòng)能，從而產(chǎn)生慣性力，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的控制。

14、本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)上述技術(shù)方案可以看出，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，利用分離式設(shè)計(jì)增強(qiáng)傳統(tǒng)流體慣容器的慣性力，提供更靈活的安裝方法和更廣泛的連接類(lèi)型；利用可拆卸螺旋管調(diào)節(jié)其直徑和圈數(shù)，根據(jù)目標(biāo)需求調(diào)節(jié)慣質(zhì)比，可用于各類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下振動(dòng)的最優(yōu)化控制。

15、本申請(qǐng)具備如下優(yōu)點(diǎn)：

16、1、當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)受到地震作用時(shí)，將使得慣容器的左、右端活塞形成推、拉運(yùn)動(dòng)，液體的流速差實(shí)現(xiàn)慣性質(zhì)量的放大，可有效降低地震作用下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)。

17、2、慣容器內(nèi)部液體自身固有的寄生阻尼，在減小地震對(duì)結(jié)構(gòu)影響的同時(shí)，可有效實(shí)現(xiàn)地震輸入能量的高效率耗散。

18、3、分離式液壓缸的設(shè)計(jì)形式，克服了裝置的尺寸限制，為活塞提供更大的行程和有效工作面積，從而提供更大的慣性力。

19、4、可拆卸式螺旋管設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)慣質(zhì)比大小的任意調(diào)節(jié)，從而根據(jù)目標(biāo)需求實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)的最優(yōu)化控制。

20、5、本裝置包括螺旋管、液壓缸、活塞和連接管，其裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，磨損性較小，安裝方便便捷，連接方式靈活，便于加工、安裝、替換。

技術(shù)特征：

1.一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：它包括液壓缸、螺旋管、活塞、連接管和內(nèi)部液體；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：所述螺旋管纏繞在液壓缸的缸體外壁。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：所述活塞的直徑等于液壓缸的內(nèi)徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：所述連接管直徑等于螺旋管的內(nèi)徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：所述螺旋管的直徑和圈數(shù)由目標(biāo)需求進(jìn)行設(shè)定。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：所述的內(nèi)部液體為高粘潤(rùn)滑油。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，其特征在于：活塞與液壓缸產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，左、右兩端活塞同步運(yùn)動(dòng)，活塞的推、拉運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，內(nèi)部液體由液壓缸流入螺旋管和連接管中，液壓缸和螺旋管的截面面積差，使得螺旋管和液壓缸內(nèi)的內(nèi)部液體存在速度差，高速流動(dòng)的內(nèi)部液體儲(chǔ)存大量的動(dòng)能，從而產(chǎn)生慣性力，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的控制。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種可調(diào)節(jié)式分離流體慣容器，它包括液壓缸、螺旋管、活塞、連接管和內(nèi)部液體；液壓缸有兩個(gè)，液壓缸的一端為缸蓋，液壓缸的另一端安裝活塞，活塞桿帶動(dòng)活塞在液壓缸內(nèi)做伸出或縮回運(yùn)動(dòng)，液壓缸的缸體上設(shè)有與其內(nèi)部連通的連接端頭；螺旋管有兩根，它們的一端與分別與液壓缸的連接端頭連通，它們的另一端分別與連接管的兩端連通；液壓缸的缸體、螺旋管、活塞和連接管共同形成密封空間。本發(fā)明利用液壓缸和螺旋管的截面面積差，形成內(nèi)部液體在液壓缸和螺旋管內(nèi)的速度差；可用于各類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下振動(dòng)的最優(yōu)化控制。

技術(shù)研發(fā)人員：唐和生,廖洋洋,陳千禧,郭泰昆
受保護(hù)的技術(shù)使用者：同濟(jì)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/4