本實(shí)用新型涉及工程結(jié)構(gòu)減震技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種間隙式粘滯流體阻尼器。

背景技術(shù)：

粘滯流體阻尼器是一種減振裝置，一般由缸體、活塞、間隙（或阻尼孔）、粘滯流體阻尼材料和導(dǎo)桿等部件組成，活塞在缸筒內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞上有適量小孔做成的阻尼孔（或活塞與缸筒間配合間隙），缸筒內(nèi)裝滿(mǎn)粘滯流體阻尼材料，當(dāng)活塞與缸筒間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，依據(jù)流體力學(xué)原理，活塞前后的壓力差使流體阻尼材料從阻尼孔或間隙中通過(guò)，從而產(chǎn)生阻尼力，將地震作用過(guò)程中輸入結(jié)構(gòu)中的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，進(jìn)而耗散輸入結(jié)構(gòu)中的地震波能量，達(dá)到減小地震作用對(duì)上部結(jié)構(gòu)的破壞程度，作為結(jié)構(gòu)中的“安全氣囊”被廣泛應(yīng)用于高層建筑、橋梁、建筑結(jié)構(gòu)抗震改造、工業(yè)管道設(shè)備抗振、軍工等領(lǐng)域。

現(xiàn)存粘滯流體阻尼器結(jié)構(gòu)形式趨于多元化，產(chǎn)品種類(lèi)層出不窮，但依然難以滿(mǎn)足工程中的各種需求，主要存在不足之處如下：

(1)、由于粘滯流體阻尼器內(nèi)部瞬態(tài)剛度的存在，導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)與阻尼器實(shí)際動(dòng)態(tài)響應(yīng)不符。在一般通用有限元分析軟件中粘滯流體阻尼器分析模型采用Maxwell模型，該模型由一個(gè)彈簧單元及一個(gè)牛頓粘壺單元串聯(lián)而成，彈簧單元的彈性剛度表示阻尼器瞬態(tài)剛度，牛頓粘壺單元表示阻尼單元。為了獲得粘滯流體阻尼器純阻尼特性，工程設(shè)計(jì)人員通常將彈簧單元的彈性剛度設(shè)置為很大的值，以便忽略阻尼內(nèi)部剛度的影響，這樣會(huì)帶來(lái)兩方面問(wèn)題：首先、通過(guò)試驗(yàn)表明，粘滯流體阻尼器內(nèi)部剛度主要與內(nèi)部壓強(qiáng)有關(guān)，說(shuō)明隨著阻尼器在地震作用過(guò)程中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，內(nèi)部壓強(qiáng)改變的同時(shí)其內(nèi)部剛度時(shí)刻在變化，剛度的存在使得阻尼器耗能能力減弱。這樣單純的將彈性剛度設(shè)置為單一較大值的工程設(shè)計(jì)方法將放大阻尼器耗能能力，與實(shí)際工程情況不符；其次，阻尼器內(nèi)部剛度在風(fēng)振和地震作用下表現(xiàn)形式不同，受風(fēng)振主要影響的建筑結(jié)構(gòu)屬于低頻率，位移較大的情況，其不受動(dòng)態(tài)剛度影響，阻尼器力-位移滯回曲線(xiàn)飽滿(mǎn)呈橢圓形，表現(xiàn)出良好的耗能性能，在地震作用過(guò)程中，阻尼器處于高頻率，位移幅值較小的情況，其動(dòng)態(tài)剛度表現(xiàn)突出，力-位移滯回曲線(xiàn)表現(xiàn)出傾斜現(xiàn)象，阻尼器耗能能力減弱，因此工程需要不同情況下采用不同阻尼器的特性，因此單一阻尼器結(jié)構(gòu)形式難以滿(mǎn)足工程要求。

(2)、由前所述，粘滯流體阻尼器內(nèi)部剛度的隨機(jī)性，使得阻尼器為結(jié)構(gòu)主體提供的剛度時(shí)刻發(fā)生變化，這樣會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)主體的穩(wěn)定性較差，使得結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生晃動(dòng)；

(3)、工程應(yīng)用中當(dāng)采用大噸位粘滯阻尼器時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)阻尼器構(gòu)造形式復(fù)雜，加工工藝受限，加工成本較高等問(wèn)題。

鑒于以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種構(gòu)造形式簡(jiǎn)單，加工方便，與現(xiàn)階段設(shè)計(jì)方法相匹配的高效耗能間隙式粘滯流體阻尼器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種間隙式粘滯流體阻尼器，以解決現(xiàn)有阻尼器在使用過(guò)程中存在的問(wèn)題，為阻尼器提供穩(wěn)定的初始剛度，減小了內(nèi)部瞬態(tài)剛度對(duì)阻尼器的影響，保證主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的同時(shí)適用于不同的加載情況或工程工況。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種間隙式粘滯流體阻尼器，包括內(nèi)部設(shè)置有活塞頭的主缸體以及與主缸體相連接的副缸體，所述活塞頭的中部穿接一端設(shè)置有耳環(huán)Ⅰ且另一端與副缸體內(nèi)的彈簧相連接的活塞桿，所述活塞桿與設(shè)置在主缸體兩端的導(dǎo)向套Ⅰ和導(dǎo)向套Ⅱ之間密封配合，所述活塞頭的邊緣柱面上設(shè)置螺紋槽且與主缸體內(nèi)壁間留有間隙，所述活塞頭兩側(cè)的主缸體空腔內(nèi)注滿(mǎn)粘滯阻尼介質(zhì)。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述活塞桿包括端部具有螺紋桿的活塞桿前段以及端部設(shè)置與螺紋桿相匹配的螺紋槽的活塞桿后段，所述活塞桿前段與活塞桿后段通過(guò)螺紋桿與螺紋槽之間的配合進(jìn)行螺紋連接，所述活塞頭螺紋穿接在螺紋桿上并通過(guò)活塞桿前段與活塞桿后段夾持固定。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述活塞頭與螺紋桿之間通過(guò)設(shè)置在活塞頭上的聚氨酯油封Ⅰ密封。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述導(dǎo)向套Ⅰ和導(dǎo)向套Ⅱ與主缸體之間分別通過(guò)設(shè)置在導(dǎo)向套Ⅰ和導(dǎo)向套Ⅱ邊緣柱面上的橡膠ⅡO型密封圈密封。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述導(dǎo)向套Ⅰ上的橡膠ⅡO型密封圈為三組，所述導(dǎo)向套Ⅱ上的橡膠ⅡO型密封圈為三組。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述導(dǎo)向套Ⅰ與活塞桿前段之間通過(guò)設(shè)置在導(dǎo)向套Ⅰ上的矩形密封圈、聚四氟乙烯耐磨環(huán)、聚氨酯油封Ⅱ密封；所述導(dǎo)向套Ⅱ與活塞桿后段之間通過(guò)設(shè)置在導(dǎo)向套Ⅱ上的矩形密封圈、聚四氟乙烯耐磨環(huán)、聚氨酯油封Ⅱ密封。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述導(dǎo)向套Ⅰ上的矩形密封圈為兩組、聚四氟乙烯耐磨環(huán)為兩組、聚氨酯油封Ⅱ?yàn)橐唤M，所述導(dǎo)向套Ⅰ上位于聚氨酯油封Ⅱ的兩側(cè)各依次設(shè)置一組聚四氟乙烯耐磨環(huán)和一組矩形密封圈。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述導(dǎo)向套Ⅱ上的矩形密封圈為兩組、聚四氟乙烯耐磨環(huán)為兩組、聚氨酯油封Ⅱ?yàn)橐唤M，所述導(dǎo)向套Ⅱ上位于聚氨酯油封Ⅱ的兩側(cè)各依次設(shè)置一組聚四氟乙烯耐磨環(huán)和一組矩形密封圈。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述副缸體與主缸體相連接的一端嵌入一段導(dǎo)向套Ⅱ且在另一端設(shè)置副缸蓋，所述副缸蓋的中部設(shè)置一端與彈簧相連接且另一端與耳環(huán)Ⅱ相連接的連接螺母。

由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型取得的技術(shù)進(jìn)步是：

本發(fā)明的一種間隙式粘滯流體阻尼器，通過(guò)其特殊的構(gòu)造形式，為阻尼器提供穩(wěn)定的初始剛度，減小了內(nèi)部瞬態(tài)剛度對(duì)阻尼器的影響，保證主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的同時(shí)適用于不同的加載情況或工程工況，實(shí)現(xiàn)了單一阻尼器多種工況的利用情況，同時(shí)實(shí)現(xiàn)阻尼力輸出大，耗能高效的穩(wěn)定力學(xué)性能，有利于阻尼器的推廣應(yīng)用。

本發(fā)明具體通過(guò)設(shè)置的彈簧元件為阻尼器提供初始剛度，初始剛度數(shù)值可通過(guò)計(jì)算確定，既保證了結(jié)構(gòu)不會(huì)因初始剛度不足出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，同時(shí)避免了因阻尼器內(nèi)部瞬態(tài)剛度的影響，導(dǎo)致阻尼器耗能能力減弱等問(wèn)題，使其不僅適用于地震等高頻率的工程情況，同時(shí)也適用于風(fēng)振荷載作用下低頻率的情況，拓展了單一結(jié)構(gòu)形式阻尼器應(yīng)用范圍，且構(gòu)造形式簡(jiǎn)單，加工方便。

本發(fā)明的獨(dú)特的螺紋槽與主缸體內(nèi)壁組成阻尼耗能裝置，螺紋槽起到導(dǎo)流作用同時(shí)存在二次流動(dòng)現(xiàn)象，二次流動(dòng)增大螺紋槽壁上的摩擦力，進(jìn)而增大阻尼器沿程能量損失，增強(qiáng)阻尼器的耗能能力。阻尼器主缸體與兩端的導(dǎo)向套之間、兩端的導(dǎo)向套及活塞桿間及活塞頭與活塞桿間采用多道密封工藝，有效的增強(qiáng)了阻尼器的抗?jié)B能力，延長(zhǎng)了阻尼器的使用壽命。

本發(fā)明的活塞頭與活塞桿采用螺紋形式連接，對(duì)于不同工程中的阻尼需求，只需對(duì)活塞頭進(jìn)行更換，其余部件構(gòu)造形式基本相同，大大提高工業(yè)化水平，同時(shí)分離式活塞桿結(jié)構(gòu)保證了活塞頭在作用工況下的即時(shí)反應(yīng)，提高阻尼器快速響應(yīng)速度，保證了阻尼器工作效率。

本發(fā)明的一種間隙式粘滯流體阻尼器可廣泛應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)消能減震（振）技術(shù)。

附圖說(shuō)明

圖1是本阻尼器結(jié)構(gòu)縱剖面構(gòu)造示意圖；

圖2是本阻尼器外觀(guān)示意圖；

圖3是本阻尼器導(dǎo)向套縱剖面構(gòu)造示意圖；

圖4是本阻尼器活塞頭縱剖面構(gòu)造示意圖；

其中，1、活塞頭，1-1、螺紋槽，1-2、聚氨酯油封Ⅰ，2、主缸體，2-1、導(dǎo)向套Ⅰ，2-2、導(dǎo)向套Ⅱ，2-3、橡膠ⅡO型密封圈，2-4、矩形密封圈，2-5、聚四氟乙烯耐磨環(huán)，2-6、聚氨酯油封Ⅱ，3、副缸體，3-1、彈簧，3-2、副缸蓋，3-3、耳環(huán)Ⅱ，3-4、連接螺母，4、活塞桿，4-1、耳環(huán)Ⅰ，4-2、活塞桿前段，4-2-1、螺紋桿，4-3、活塞桿后段，5、粘滯阻尼介質(zhì)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

一種間隙式粘滯流體阻尼器，包括活塞頭1、主缸體2、副缸體3、活塞桿4、粘滯阻尼介質(zhì)5。

主缸體2與副缸體3相連接，主缸體2的兩端設(shè)置導(dǎo)向套Ⅰ2-1和導(dǎo)向套Ⅱ2-2，主缸體2的內(nèi)部設(shè)置有活塞頭1，活塞頭1的中部穿接活塞桿4，活塞頭1的邊緣柱面上設(shè)置螺紋槽1-1，活塞頭1的邊緣柱面與主缸體2內(nèi)壁間留有間隙，由活塞頭1及主缸體2組合成阻尼間隙，這樣就在有限的空間內(nèi)增加了阻尼通道的長(zhǎng)度，有效提高阻尼器耗能能力?；钊^1兩側(cè)的主缸體2空腔內(nèi)注滿(mǎn)粘滯阻尼介質(zhì)5。

活塞桿4與導(dǎo)向套Ⅰ2-1和導(dǎo)向套Ⅱ2-2之間密封配合，活塞桿4的一端設(shè)置有耳環(huán)Ⅰ4-1，活塞桿4的另一端與副缸體3內(nèi)的彈簧3-1相連接，彈簧3-1的初始剛度通過(guò)計(jì)算確定?；钊麠U4包括活塞桿前段4-2和活塞桿后段4-3，活塞桿前段4-2的端部具有螺紋桿4-2-1，活塞桿后段4-3的端部設(shè)置螺紋槽，螺紋槽與螺紋桿4-2-1相匹配。活塞桿前段4-2與活塞桿后段4-3通過(guò)螺紋桿4-2-1與螺紋槽之間的配合進(jìn)行螺紋連接。

阻尼器的主缸體2和副缸體3采用高強(qiáng)度合金鋼無(wú)縫鋼管加工而成，并對(duì)其內(nèi)表面采用冷擠壓工藝，提高主缸體2和副缸體3內(nèi)表面的密度和精度，增強(qiáng)耐磨性。阻尼器的活塞桿4采用高強(qiáng)度合金鋼加工而成，其外表面進(jìn)行鍍硬鉻處理，避免活塞桿4表面的磨損。

活塞頭1螺紋穿接在螺紋桿4-2-1上，活塞頭1通過(guò)活塞桿前段4-2與活塞桿后段4-3夾持固定?；钊^1與螺紋桿4-2-1之間通過(guò)聚氨酯油封Ⅰ1-2密封，聚氨酯油封Ⅰ1-2設(shè)置在活塞頭1上。

導(dǎo)向套Ⅰ2-1與主缸體2之間通過(guò)設(shè)置在導(dǎo)向套Ⅰ2-1邊緣柱面上的橡膠ⅡO型密封圈2-3密封。導(dǎo)向套Ⅰ2-1上的橡膠ⅡO型密封圈（2-3）為三組。導(dǎo)向套Ⅰ2-1與活塞桿前段4-2之間通過(guò)矩形密封圈2-4、聚四氟乙烯耐磨環(huán)2-5、聚氨酯油封Ⅱ2-6密封，矩形密封圈2-4、聚四氟乙烯耐磨環(huán)2-5、聚氨酯油封Ⅱ2-6設(shè)置在導(dǎo)向套Ⅰ2-1上。導(dǎo)向套Ⅰ2-1上的矩形密封圈2-4為兩組、聚四氟乙烯耐磨環(huán)2-5為兩組、聚氨酯油封Ⅱ2-6為一組，導(dǎo)向套Ⅰ2-1上位于聚氨酯油封Ⅱ2-6的兩側(cè)各依次設(shè)置一組聚四氟乙烯耐磨環(huán)2-5和一組矩形密封圈2-4。

導(dǎo)向套Ⅱ2-2與主缸體2之間通過(guò)設(shè)置在導(dǎo)向套Ⅱ2-2邊緣柱面上的橡膠ⅡO型密封圈2-3密封。導(dǎo)向套Ⅱ2-2上的橡膠ⅡO型密封圈2-3為三組。導(dǎo)向套Ⅱ2-2與活塞桿后段4-3之間通過(guò)矩形密封圈2-4、聚四氟乙烯耐磨環(huán)2-5、聚氨酯油封Ⅱ2-6密封，矩形密封圈2-4、聚四氟乙烯耐磨環(huán)2-5、聚氨酯油封Ⅱ2-6設(shè)置在導(dǎo)向套Ⅱ2-2上。導(dǎo)向套Ⅱ2-2上的矩形密封圈2-4為兩組、聚四氟乙烯耐磨環(huán)2-5為兩組、聚氨酯油封Ⅱ2-6為一組，導(dǎo)向套Ⅱ2-2上位于聚氨酯油封Ⅱ2-6的兩側(cè)各依次設(shè)置一組聚四氟乙烯耐磨環(huán)2-5和一組矩形密封圈2-4。

副缸體3與主缸體2相連接，相連接的一端嵌入一段導(dǎo)向套Ⅱ2-2，在副缸體3另一端設(shè)置副缸蓋3-2，副缸蓋3-2的中部設(shè)置連接螺母3-4，連接螺母3-4的一端與彈簧3-1相連接，連接螺母3-4的另一端與耳環(huán)Ⅱ3-3相連接。