本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種減震器。

背景技術(shù)：

目前，我國位于亞歐地震帶和環(huán)太平洋地震帶之間，屬于地震多發(fā)國家。變電站和換流站內(nèi)的電力設(shè)備作為“生命線工程”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其抗震問題的重要性不言而喻。其中，支柱類電氣設(shè)備如避雷器、互感器、支柱絕緣子、開關(guān)類設(shè)備等具有重心高、長徑比大、自振頻率接近地震波頻率、地震易損性較高等不利于抗震的結(jié)構(gòu)特點，因此，處于地震高烈度區(qū)的變電站和換流站內(nèi)的支柱類電氣設(shè)備往往要采取安裝減震器的措施保證其抗震安全性。

現(xiàn)有的電氣設(shè)備用減震器一般包括外套、中心軸、鉛芯和限位板。其中，鉛芯為核心耗能元件，外套與中心軸之間發(fā)生相對位移致使鉛芯受到剪切力后產(chǎn)生變形并消耗地震能量。這種結(jié)構(gòu)的缺點是，鉛芯為規(guī)則的矩形塊，當外套與中心軸之間發(fā)生相對移動時，鉛芯受到剪切力后發(fā)生變形，剪切面積減少使得鉛芯耗能較少，難以充分吸收地震傳遞給電氣設(shè)備的地震動能量，降低了減震器的減震效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明提出了一種減震器，旨在解決現(xiàn)有減震器的減震效率較低的問題，以進一步提高電氣設(shè)備的抗震安全性。

一個方面，本發(fā)明提出了一種減震器，該減震器包括：活動桿、缸筒和耗能元件；其中，所述活動桿可滑動地套設(shè)于所述缸筒內(nèi)，并且，所述活動桿的外壁開設(shè)有第一凹槽，所述缸筒的內(nèi)壁開設(shè)有第二凹槽，所述第一凹槽與所述第二凹槽位置相對應(yīng)且圍設(shè)成一空腔；所述第一凹槽的側(cè)壁為弧形；所述耗能元件嵌設(shè)于所述空腔內(nèi)且與所述空腔相適配。

進一步地，上述減震器中，所述第一凹槽至少為兩個，且各所述第一凹槽沿所述活動桿外壁的周向分布；所述第二凹槽至少為兩個，且各所述第二凹槽沿所述缸筒內(nèi)壁的周向分布；各所述第一凹槽與各所述第二凹槽的位置一一對應(yīng)且圍設(shè)成相應(yīng)的空腔。

進一步地，上述減震器中，所述缸筒開設(shè)有與所述空腔相連通的注入通道，所述注入通道用于向所述空腔注入耗能材料形成所述耗能元件。

進一步地，上述減震器中，所述耗能元件為鉛元件。

進一步地，上述減震器中，所述第一凹槽開口端的軸向長度大于所述第二凹槽開口端的軸向長度。

進一步地，上述減震器中，所述第二凹槽的側(cè)壁為弧形。

進一步地，上述減震器中，所述活動桿的兩端均部分置于所述缸筒外。

進一步地，上述減震器中，所述活動桿的第一端還設(shè)置有擋板，并且，所述擋板通過定位銷釘與所述缸筒相連接。

進一步地，上述減震器中，所述活動桿的第二端沿軸向開設(shè)有螺紋孔。

進一步地，上述減震器中，還包括：連接件；其中，所述連接件與所述缸筒的外壁相連接。

本發(fā)明中，通過在減震器的活動桿的外壁開設(shè)側(cè)壁為弧形的第一凹槽，在缸筒的內(nèi)壁開設(shè)與第一凹槽位置相對應(yīng)的第二凹槽，且第二凹槽與第一凹槽圍設(shè)成一空腔，將耗能元件嵌設(shè)于該空腔內(nèi)且與該空腔相適配。當活動桿與缸筒相互錯動時，耗能元件受到擠壓的同時也受到剪切，使耗能元件的耗能能力大大增加。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例提供的減震器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的減震器的活動桿的剖面圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的減震器的缸筒的剖面圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的減震器的耗能元件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的減震器的螺母的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

參見圖1，圖中示出了本實施例提供的減震器的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。如圖所示，該減震器包括：活動桿1、缸筒2和耗能元件3。

其中，活動桿1可滑動地套設(shè)于缸筒2內(nèi)，活動桿1和缸筒2的材料可以是不銹鋼材，也可以為其他材料，本實施例對其不作任何限定。

參見圖2和圖3，活動桿1的外壁開設(shè)有第一凹槽11，該第一凹槽11的側(cè)壁為弧形，該弧形的形狀、弧長和弧度大小可以根據(jù)實際情況進行選擇。優(yōu)選地，第一凹槽11側(cè)壁的弧形面的形狀可以如圖2所示。第一凹槽11底端的軸向長度與開口端的軸向長度可以根據(jù)實際情況進行選擇，優(yōu)選地，第一凹槽11底端的軸向長度小于開口端的軸向長度。缸筒2的內(nèi)壁開設(shè)有第二凹槽21，第二凹槽21底端的軸向長度與開口端的軸向長度可以根據(jù)實際情況進行選擇，優(yōu)選地，第二凹槽21底端的軸向長度小于開口端的軸向長度。第一凹槽11與第二凹槽21的形狀及尺寸，可以根據(jù)實際情況進行選擇，本實施例對此不作限定。

需要說明的是，第一凹槽11底端的軸向長度是指第一凹槽11底端沿活動桿1軸向方向的長度，第一凹槽11開口端的軸向長度是指第一凹槽11開口端沿活動桿1軸向方向的長度。第二凹槽21底端的軸向長度是指第二凹槽21底端沿缸筒2軸向方向的長度，第二凹槽21開口端的軸向長度是指第二凹槽21開口端沿缸筒2軸向方向的長度。

第一凹槽11與第二凹槽21位置相對應(yīng)且圍設(shè)成一空腔，耗能元件3嵌設(shè)于該空腔內(nèi)且與該空腔形狀相適配，即空腔的輪廓即是耗能元件3的形狀，因此，耗能元件3中與第一凹槽11相對應(yīng)的側(cè)壁也應(yīng)為弧形面。

本實施例中，缸筒2還可以開設(shè)有與空腔相連通的注入通道，注入通道用于向第一凹槽11與第二凹槽21圍設(shè)成的空腔中注入耗能材料形成具有弧形面的耗能元件3。其中，注入通道的數(shù)量至少為一個，并且，注入通道的進口方向可以與缸筒2外壁的切線方向一致或者垂直于缸筒2外壁設(shè)置，具體實施時，注入通道的進口方向可以根據(jù)實際要求進行選擇，本實施例對此不作限定。此外，注入通道的進口設(shè)有封蓋，該封蓋與缸筒2可以焊接在一起，用于密封缸筒2，防止耗能材料泄漏；該封蓋的材料優(yōu)選為不銹鋼，能防止缸筒2內(nèi)耗能材料的腐蝕，也能防止外界環(huán)境對其的腐蝕和損壞。

本實施例中，耗能元件3為減震器中用來吸收地震動能量的的核心元件，耗能元件3的材料可以是鉛或鉛的各種合金等，本實施例對其不作限定。優(yōu)選地，耗能元件3為鉛元件。本技術(shù)領(lǐng)域人員應(yīng)該理解，鉛的剛度與強度較低，并且具有較強的延性和柔性，所以在受力變形過程中可以吸收大量的能量；此外，鉛具有較低的屈服力，在塑性變形條件下具有較好的疲勞特性，是一種較好的阻尼器，增大了電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)體系的阻尼，同時延長了電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)的自振周期，使電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)避開地震震動的頻率范圍，有效提高了電氣設(shè)備的抗震安全性。

工作時，活動桿1與電氣設(shè)備相連接，缸筒2與電氣設(shè)備的支架相連接，在地震力作用下，電氣設(shè)備相對于支架發(fā)生相對擺動彎曲，從而促使活動桿1與缸筒2發(fā)生相對位移，進而對耗能元件3的弧形面產(chǎn)生擠壓和剪切作用，耗能元件3在此作用力下發(fā)生形變，吸收地震傳遞給電氣設(shè)備的地震動能量，當震動消失后，耗能元件3恢復原狀，將吸收的地震動能量釋放在減震器中。如此不斷的吸收和釋放地震動能量，對電氣設(shè)備進行減震保護。

可以看出，本實施例中，當活動桿1與缸筒2相互錯動時，通過耗能元件3的弧形面使得耗能元件3受到剪切的同時也受到擠壓，使耗能元件3的耗能能力大大增加，即：與現(xiàn)有減震器中同樣體積的耗能元件相比，耗能元件3的耗能能力增加，解決了現(xiàn)有減震器中矩形塊結(jié)構(gòu)的耗能元件3耗能較少導致的減震器減震效率較低的問題。

上述各實施例中，第一凹槽11至少為兩個，且各第一凹槽11沿活動桿1外壁的周向分布；第二凹槽21至少為兩個，且各第二凹槽21沿缸筒2內(nèi)壁的周向分布；各第一凹槽11與各第二凹槽21的位置一一對應(yīng)且圍設(shè)成相應(yīng)的空腔。

更優(yōu)選地，各第一凹槽11沿活動桿1外壁的軸向均勻分布，各第二凹槽21沿缸筒2內(nèi)壁的軸向均勻分布。具體地，沿周向分布的各第一凹槽11為一個第一凹槽組，沿周向分布的各第二凹槽21為一個第二凹槽組，在活動桿1的外壁的軸向方向可以等間距的設(shè)置多個第一凹槽組，相應(yīng)的，在缸筒2上與活動桿1的對應(yīng)位置處可以等間距的設(shè)置多個第二凹槽組，各第一凹槽組與各第二凹槽組一一對應(yīng)地配合，形成多個空腔，各空腔內(nèi)均設(shè)置有耗能元件3。

需要說明的是，具體實施時，第一凹槽11和第二凹槽21的數(shù)量可以根據(jù)實際情況進行確定，本實施例對此不作限定。

可以看出，在活動桿1外壁與缸筒2內(nèi)壁之間設(shè)置多個第一凹槽11和多個第二凹槽21形成多個空腔，向多個空腔中嵌設(shè)多個耗能元件3，增加了減震器中耗能元件3的數(shù)量，使得減震器能吸收更多的地震動能量。此外，該種設(shè)置方式可以使各組耗能元件3沿活動桿1和缸筒2的軸向均勻分布，使活動桿1和缸筒2具有較好的受力性能。

如圖4所示，上述實施例中，第二凹槽21的側(cè)壁也可以為弧形，即：耗能元件3中與第一凹槽11相對應(yīng)的側(cè)壁以及與第二凹槽21相對應(yīng)的側(cè)壁均為弧形面。優(yōu)選地，第二凹槽21的側(cè)壁的弧形面可以如圖3所示。

可以看出，當?shù)谝话疾?1與第二凹槽21的側(cè)壁均為弧形時，增加了耗能元件3的弧形面，在地震力作用下，耗能元件3受到的擠壓力和剪切力增大，使得耗能元件3在面積較小的情況下，耗能元件3的屈服力增大，應(yīng)力流分布面積也增大，能持續(xù)吸收更多的地震動能量，即：增大了耗能元件3的滯回耗能環(huán)面積，相應(yīng)地提升了減震器的減震效率，同時，也有利于減震器的小型化設(shè)計。需要說明的是，滯回環(huán)是指由于材料的彈塑性性質(zhì)，當荷載大于一定程度后，在卸荷時產(chǎn)生殘余變形，即荷載為零而材料變形不回到零，稱之為滯后現(xiàn)象，這樣經(jīng)過一個荷載、卸荷循環(huán)，荷載位移曲線就形成了一個環(huán)，此環(huán)線即滯回環(huán)。

如圖2和圖3所示，上述實施例中，第一凹槽11開口端的軸向長度大于第二凹槽21開口端的軸向長度。優(yōu)選地，第一凹槽11開口端的軸向長度與第二凹槽21開口端的軸向長度的差值為減震器的極限位移，其中，減震器的極限位移是指在地震作用下，減震器受到外力作用時所能移動的最大位移。

可以看出，當?shù)谝话疾?1開口端的軸向長度與第二凹槽21開口端的軸向長度的差值為減震器的極限位移時，第一凹槽11與第二凹槽21圍設(shè)成的空腔體積最大，當活動桿1相對于缸筒2發(fā)生滑動時，空腔中耗能元件3受到擠壓和剪切的面積也最大，提升了減震器的減震效率。

上述實施例中，活動桿1的兩端均部分置于缸筒2外。參見圖1、圖2，活動桿1的第一端還設(shè)置有擋板，該擋板的外徑大于活動桿1的外徑，并且，該擋板通過定位銷釘5與缸筒2相連接。

可以看出，本實施例中，通過銷釘5可以對活動桿1和缸筒2起到定位作用。具體的，由于活動桿1可滑動地套設(shè)于缸筒2內(nèi)部，在安裝時，活動桿1和缸筒2會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，當活動桿1和缸筒2通過定位銷釘5連接后，活動桿1和缸筒2的位置即可得到固定，同時，也能確保第一凹槽11和第二凹槽21一一對應(yīng)的相互配合。

本實施例中，活動桿1的第二端延伸至缸筒2外，當發(fā)生地震時，使得外力對活動桿1置于缸筒2外的部分施加壓力以推動活動桿1相對缸筒2發(fā)生相對位移，使得耗能元件3受到充分的擠壓和剪切，進而能有效的吸收地震動能量。

上述實施例中，活動桿1的第二端沿軸向開設(shè)有螺紋孔6，通過螺栓第一端與該螺紋孔6配合，使螺栓第一端連接于該減震器；螺栓第二端連接于電氣設(shè)備，實現(xiàn)了電氣設(shè)備與減震器的螺栓連接。具體地，在小震或風荷載作用下，減震器僅起到螺栓連接作用，不影響電氣設(shè)備整體剛度及電氣功能；在中高等級地震作用時，電氣設(shè)備傳遞至減震器的作用力達到減震器耗能元件3的屈服力時減震器開始吸收地震動能量，并通過動態(tài)重結(jié)晶以熱能方式耗散地震動能量，發(fā)揮減震作用。

上述實施例中，該減震器還包括：連接件；其中，連接件與缸筒2的外壁相連接。連接件的材料可以為不銹鋼材料，也可以為其他材料，本實施例對其不作限定。如圖5所示，連接件還設(shè)有螺母4，連接件通過該螺母4與缸筒2相連接。具體實施時，該減震器中至少設(shè)置有兩個連接件，其中：第一連接件上設(shè)有通孔，該通孔用于通過螺桿連接減震器的活動桿1與電氣設(shè)備；第二連接件卡通過螺母4與缸筒2相連，可以設(shè)置多個螺母4以對減震器起到固定夾緊作用，具體實施時，螺母4的數(shù)量可以根據(jù)實際情況進行確定，本實施例對其不作限定。螺母4可以是自鎖螺母、鎖緊螺母或雙螺母，優(yōu)選地，所述螺母4為鎖緊螺母。

綜上，本發(fā)明中，通過在減震器的活動桿1的外壁開設(shè)側(cè)壁為弧形的第一凹槽11，在缸筒2的內(nèi)壁開設(shè)與第一凹槽11位置相對應(yīng)的第二凹槽21，且第二凹槽21與第一凹槽11圍設(shè)成一空腔，將耗能元件3嵌設(shè)于該空腔內(nèi)且與該空腔相適配。在較小尺寸的耗能元件3作用下，即可達到較高的滯回耗能要求，實現(xiàn)了減震器的小型化設(shè)計，為減震器在電氣設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域中的設(shè)計與安裝提供了便利。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。