一种可调节式分离流体惯容器

本发明涉及振动控制领域，具体的说是一种可调节式分离流体惯容器。

背景技术：

1、地震是全球范围内最常见且最具毁灭性的自然灾害之一，对人类的生命、财产安全造成了重大威胁。结构振动控制是近几十年中针对工程结构在地震中的安全性领域发展起来的一门新型技术，在结构工程、桥梁工程、海洋工程和机械工程等多个领域得到了广泛应用。

2、根据设计原理和控制方法不同，结构振动技术主要分为隔震技术、消能减震技术及动力吸振技术。隔震技术是通过在结构特定位置中设置支座以及附加阻尼等形式从而形成隔震层，使结构在地震中的变形主要集中在隔震层，并通过隔震层的附加阻尼耗散能量。消能减震技术主要是在结构特定位置处设置能量耗散装置从而增加结构阻尼，耗散结构振动能量，如通过粘滞、塑性滞回等形式的阻尼装置。动力吸振技术通过在结构设置子系统（一般由质量、弹簧以及阻尼元件组成），从而使结构在振动过程中将能量转移到设置的子系统中，如调谐质量阻尼器。

3、惯容系统是近年来提出的一种新型结构振动控制控制装置。不同于传统质量元件的单端特性，惯容元件是一种与阻尼和弹簧元件一样的两端元件，能产生远大于自身物理质量的惯性质量，其高效的振动控制效率引起了国内外学者的广泛关注。惯容装置通常利用结构运动形式的改变来实现惯性质量的放大，如平移-旋转转换、流体速度的改变。随着研究的深入，各种不同实现机制的惯容器实物被相继提出，如齿轮-齿条式惯容器、滚珠丝杠式惯容器、电磁惯容器和液式惯容器。其中，液式惯容器借助液体流动实现惯性质量放大，不存在机械式惯容器的磨损大等缺陷，结构简单耐用，同时其固有寄生阻尼的存在能够有效地耗散地震能量，在地震工程领域具有良好的应用前景。

4、如何通过惯容系统来抑制地震带来的振动是现在需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种可调节式分离流体惯容器，能有效地抑制地震作用下各类建筑结构的振动。

2、为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

3、一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：它包括液压缸、螺旋管、活塞、连接管和内部液体；

4、所述液压缸有两个，液压缸的一端为缸盖，液压缸的另一端安装活塞，活塞杆带动活塞在液压缸内做伸出或缩回运动，液压缸的缸体上设有与其内部连通的连接端头；

5、所述螺旋管有两根，它们的一端与分别与液压缸的连接端头连通，它们的另一端分别与连接管的两端连通；

6、所述液压缸的缸体、螺旋管、活塞和连接管共同形成密封空间。

7、本申请通过螺旋管、液压缸、活塞和连接管形成一个密封空间，内部液体在左、右两端活塞的推、拉过程中，由液压缸流入螺旋管；基于液体不可压缩性（流量守恒），利用液压缸和螺旋管的截面面积差，形成内部液体在液压缸和螺旋管内的速度差；螺旋管中快速流动的液体储存大量动能，从而实现惯性质量的放大；内部液体在高速流动过程中，自身固有寄生阻尼实现地震输入能量的高效耗散。

8、所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：所述螺旋管缠绕在液压缸的缸体外壁。

9、所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：所述活塞直径等于液压缸的内径。

10、所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：所述连接管直径等于螺旋管的内径。

11、所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：所述螺旋管的直径和圈数由目标需求进行设定。

12、所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：所述的内部液体为高粘润滑油。

13、所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：活塞与液压缸产生相对滑动，左、右两端活塞同步运动，活塞的推、拉运动过程中，内部液体由液压缸流入螺旋管和连接管中，液压缸和螺旋管的截面面积差，使得螺旋管和液压缸内的内部液体存在速度差，高速流动的内部液体储存大量的动能，从而产生惯性力，实现振动的控制。

14、本发明的有益效果是：通过上述技术方案可以看出，本申请提供一种可调节式分离流体惯容器，利用分离式设计增强传统流体惯容器的惯性力，提供更灵活的安装方法和更广泛的连接类型；利用可拆卸螺旋管调节其直径和圈数，根据目标需求调节惯质比，可用于各类建筑结构在地震作用下振动的最优化控制。

15、本申请具备如下优点：

16、1、当建筑结构受到地震作用时，将使得惯容器的左、右端活塞形成推、拉运动，液体的流速差实现惯性质量的放大，可有效降低地震作用下的结构振动。

17、2、惯容器内部液体自身固有的寄生阻尼，在减小地震对结构影响的同时，可有效实现地震输入能量的高效率耗散。

18、3、分离式液压缸的设计形式，克服了装置的尺寸限制，为活塞提供更大的行程和有效工作面积，从而提供更大的惯性力。

19、4、可拆卸式螺旋管设计，可实现惯质比大小的任意调节，从而根据目标需求实现建筑结构振动的最优化控制。

20、5、本装置包括螺旋管、液压缸、活塞和连接管，其装置构造简单，磨损性较小，安装方便便捷，连接方式灵活，便于加工、安装、替换。

技术特征：

1.一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：它包括液压缸、螺旋管、活塞、连接管和内部液体；

2.根据权利要求1所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：所述螺旋管缠绕在液压缸的缸体外壁。

3.根据权利要求1所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：所述活塞的直径等于液压缸的内径。

4.根据权利要求1所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：所述连接管直径等于螺旋管的内径。

5.根据权利要求1所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：所述螺旋管的直径和圈数由目标需求进行设定。

6.根据权利要求1所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：所述的内部液体为高粘润滑油。

7.根据权利要求1所述的一种可调节式分离流体惯容器，其特征在于：活塞与液压缸产生相对滑动，左、右两端活塞同步运动，活塞的推、拉运动过程中，内部液体由液压缸流入螺旋管和连接管中，液压缸和螺旋管的截面面积差，使得螺旋管和液压缸内的内部液体存在速度差，高速流动的内部液体储存大量的动能，从而产生惯性力，实现振动的控制。

技术总结本发明涉及一种可调节式分离流体惯容器，它包括液压缸、螺旋管、活塞、连接管和内部液体；液压缸有两个，液压缸的一端为缸盖，液压缸的另一端安装活塞，活塞杆带动活塞在液压缸内做伸出或缩回运动，液压缸的缸体上设有与其内部连通的连接端头；螺旋管有两根，它们的一端与分别与液压缸的连接端头连通，它们的另一端分别与连接管的两端连通；液压缸的缸体、螺旋管、活塞和连接管共同形成密封空间。本发明利用液压缸和螺旋管的截面面积差，形成内部液体在液压缸和螺旋管内的速度差；可用于各类建筑结构在地震作用下振动的最优化控制。技术研发人员：唐和生,廖洋洋,陈千禧,郭泰昆受保护的技术使用者：同济大学技术研发日：技术公布日：2024/11/4