能量传递设备及使用方法技术

描述了诸如粘性阻尼器或液压缸设备之类的能量传递设备及其用途，该设备在两个空间分离点之间产生与速度相关的阻尼力。该设备可以包括具有联接到杆轴的活塞的系统，其中活塞和杆轴在配合的或密封的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的蓄能器中容纳流体。在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动，并且蓄能器抵消所述至少一个腔中的过压或欠压。

Energy transfer equipment and use method

The energy transfer equipment and its uses, such as viscous dampers or hydraulic cylinder equipment, are described. The device has velocity dependent damping force between two space separation points. The device can be connected to the system includes a piston rod shaft, wherein the piston rod and the shaft with or seal cylinder moving fluid sealing element and the end cover is provided with both ends of the cylinder body, the system in at least one cavity located between the piston and the cylinder body and the at least one fluid cavity connect the storage container in fluid. In the case of dynamic force, the shaft and the piston moves relative to the cylinder, and the accumulator counteracts the overvoltage or undervoltage in the at least one cavity.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量传递设备及使用方法相关申请本申请的优先权源自新西兰专利申请No.705516，该新西兰专利申请通过参引并入本文。
本文描述一种能量传递设备及使用方法。更具体地，描述了诸如粘性阻尼器或液压缸设备之类的能量传递设备及其用途，所述设备在两个空间分离点之间、于内部液压和位移力之间传递能量，能量传递的方向是根据应用而特定的。
技术介绍
能量传递设备通常在移动的系统中使用，该设备的目的是减少、限制或防止发生移动，或者对于旋转或振荡系统是为了减小旋转/振荡的自然谐振频率。阻尼或移动的变化可以尽可能快地将移动减小到平衡状态，或者相反可以允许移动，但以减小的频率和/或振幅到达自然谐振频率，并且/或者使系统逐渐恢复到平衡状态。可替代地，设备可以被构造成向外部体部施加力和位移，并且例如通过由液压缸中的活塞的移动施加的流体运动而用作运动致动器。为了便于讨论，下面对粘性阻尼器进行参考，然而相同的原理可以应用于诸如液压缸之类的其他能量传递设备。粘性阻尼器设备利用来自流体的粘性阻力来减缓或阻尼振荡运动的发生。阻尼器可以在建筑物中使用以减轻地震振动。这种阻尼器可以装配在建筑物上或建筑物内的关键结构位置，并且在地震事件中用于减轻任何振荡并防止建筑物损坏。阻尼器可以在不同的方向上排布以通过将能量传递到其他地方(例如传递到工作流体中和/或转变为热量)来阻尼横向运动或竖直运动，或阻尼横向运动和竖直运动两者。现有的阻尼器可能具有设计问题和因此而产生的缺点。例如，为了将活塞或柱塞联接到移动的轴，现有技术的设备可以将活塞头与轴设计相集成，或者相反使用紧固件将活塞附接到轴上。集成为一件式意味着整个轴和活塞都需要在维护中被移除和/或更换，而不是仅仅更换活塞或其一部分。紧固件也是不理想的，因为例如在装配有紧固件的轴中的孔周围可能发生局部应力。移除活塞还需要花费相当长的时间来移除和更换紧固件。一些阻尼器设备的另一个问题包括滑动密封件的使用。滑动密封件容易发生故障，并且需要定期维护，这在设备需要尽可能长时间地可被操作的建筑物应用中不是理想的。又一个问题是，现有技术的阻尼器可能是大而笨重的，这意味着它们只能用于某些较大布局的建筑设计中。建筑物可能需要更紧凑以适应更高价值的地价，而在地震区域，建筑物可能具有更多的结构梁，因此较大的阻尼器装置不太有利于或者甚至不可能集成到设计中。解决现有技术的阻尼器设备的上述缺点中的至少一些或者至少为公众提供一种选择可能是有利的。从仅作为示例给出的随后的描述中，阻尼器设备的其他方面和优点将变得显而易见。
技术实现思路
本文描述的是诸如粘性阻尼器或液压缸设备之类的能量传递设备及其用途，所述设备在两个空间分离点之间产生与速度相关的阻尼力。在第一方面，提供了一种能量传递设备，其包括：具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的或密封的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的蓄能器中容纳流体；其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且其中，所述蓄能器抵消由(a)和(b)导致的所述至少一个腔中的过压或欠压：(a)由杆轴和活塞的振荡力和移动产生的动态力和/或散热效应；以及(b)由施加在处于静态位置时的所述系统上的环境温度变化引起的体积变化。在第二方面，提供了一种能量传递设备，其包括：具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且其中，所述蓄能器至少部分地结合到所述杆轴中并且抵消所述至少一个腔中的过压或欠压。在第三方面，提供了一种能量传递设备，其包括：具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且其中，至少一个阀构件在静态和动态操作期间维持蓄能器与一个或多个低压腔之间的连通。在第四方面，提供了一种能量传递设备，其包括：具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且其中，至少一个阀构件维持所述蓄能器与一个或多个低压腔之间的连通，所述至少一个阀构件位于所述活塞上并且/或者位于所述活塞内。在第五方面，提供了一种对施加在系统上的动态力进行阻尼的方法，所述方法包括将基本上如上所述的至少一个能量传递设备与所述系统相集成以阻尼作用在所述系统上的所施加的力的步骤。在第六方面，提供了一种能量传递设备，其包括：杆轴和至少一个活塞，所述至少一个活塞联接到杆轴并且围绕杆轴的纵向长度上的至少一区域定位，活塞和杆轴在配合的缸体中移动；并且其中：(a)在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且其中，蓄能器抵消活塞的一侧或两侧的过压或欠压；并且(b)所联接的所述至少一个活塞与杆轴过盈配合，以防止杆轴与所联接的所述至少一个活塞之间的相对移动，该联接通过以下i与ii的组合完成：i.因所联接的所述至少一个元件的至少一部分与所述轴之间的所施加的过盈配合而导致的由所联接的所述至少一个元件施加在所述轴上的夹紧力；以及ii.因绕所联接的所述至少一个元件的至少一部分和所述轴的面对表面的夹紧而导致的摩擦效应。上述能量传递设备的优点例如包括：·易于制造-可以将装置构造成插入式筒体，或直接加工成活塞。·低制造公差-没有磨孔或装配孔或精密滑动部件。·可选地避免滑动密封件-能够使用压缩式仅面密封的密封件。·快速切换动作-能够在高速动态应用中使用。·柔性安装要求-能够安装在动态移动的部件中。·紧凑-能够直接加工成部件以提供紧凑的布置。·高压力公差-能够在高压差的情况下使用。·耐碎屑-用于碎屑容限的较大的部件间隙。附图说明能量传递设备及使用方法的其他方面将从以下仅通过示例并参照附图给出的描述变得显而易见，在附图中：图1示出了粘性阻尼器设备的实施例的侧视截面图；图2示出了图1所示的粘性阻尼器设备的立体截面图；图3示出了图1所示的粘性阻尼器设备的详细立体截面图，其中示出了蓄能器贮存器；图4示出了图1所示的粘性阻尼器设备的另一详细立体截面图，其中示出了蓄能器贮存器；以及图5示出了使用罐和容积加压装置的替代贮存器的实施例。具体实施方式如上所述，对诸如粘性阻尼器或液压缸装置的能量传递设备连同其用途一起进行描述，该设备在两个空间分离点之间产生与速度相关的阻尼力。为了本说明书的目的，术语“约”或“大约”及其语法变化意味着定量、水平、程度、值、数目、频率、百分比、尺寸、大小、量、重量或长度相对于参考定量、水平、程度、值、数目、频率、百分比、尺寸、大小、量、重量或长度变化了30％、25％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％。术语“基本上”或其语法变化是指至少约50％，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量传递设备，包括：系统，所述系统具有联接到杆轴的活塞，所述活塞和所述杆轴在配合的或密封的缸体中移动，在所述缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于所述活塞和所述缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的蓄能器中容纳流体；其中，在施加有动态力的情况下，所述杆轴和所述活塞相对于所述缸体移动；并且其中，所述蓄能器抵消由(a)和(b)导致的所述至少一个腔中的过压或欠压：(a)由所述杆轴和所述活塞的移动和振荡力产生的动态力和/或散热效应；以及(b)由施加在处于静态位置时的所述系统上的环境温度变化引起的体积变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.15 NZ 7055161.一种能量传递设备，包括：系统，所述系统具有联接到杆轴的活塞，所述活塞和所述杆轴在配合的或密封的缸体中移动，在所述缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于所述活塞和所述缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的蓄能器中容纳流体；其中，在施加有动态力的情况下，所述杆轴和所述活塞相对于所述缸体移动；并且其中，所述蓄能器抵消由(a)和(b)导致的所述至少一个腔中的过压或欠压：(a)由所述杆轴和所述活塞的移动和振荡力产生的动态力和/或散热效应；以及(b)由施加在处于静态位置时的所述系统上的环境温度变化引起的体积变化。2.根据权利要求1所述的能量传递设备，其中，所述蓄能器至少部分地结合到所述杆轴中。3.根据权利要求1或2所述的能量传递设备，其中，所述蓄能器完全结合到所述杆轴中。4.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述蓄能器包括在所述杆轴内的与所述至少一个流体腔流体连通的至少一个通道。5.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述通道通向所述杆轴内的流体贮存器。6.根据权利要求1至4中任一项所述的能量传递设备，其中，所述通道通向所述杆轴外部的流体贮存器。7.根据权利要求5或6所述的能量传递设备，其中，所述贮存器的容积能够通过可移动活塞而改变，所述可移动活塞以与所述贮存器密封的方式定位。8.根据权利要求7所述的能量传递设备，其中，所述可移动活塞被施以偏压以维持所述蓄能器中的流体的预定压力。9.根据权利要求8所述的能量传递设备，其中，所述偏压选择为来自弹簧和/或密封气体腔。10.根据权利要求5或6所述的能量传递设备，其中，所述贮存器包括具有馈给软管的罐，所述馈给软管在操作期间始终位于所述流体的液面以下，所述蓄能器通过所述贮存器中的所述流体的液面的升高和降低而作用。11.根据权利要求2至6以及权利要求10所述的能量传递设备，其中，通过压力施加装置来改变所述贮存器中的所述流体的体积，其中所述压力施加装置选自：自由表面气体体积、气囊、风箱、闭孔泡沫及其组合。12.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述蓄能器与所述至少一个腔中的所述流体持续连通。13.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述设备包括至少一个阀构件，所述至少一个阀构件在静态和/或动态操作期间维持所述蓄能器与一个或多个低压腔之间的连通。14.根据权利要求13所述的能量传递设备，其中，所述至少一个阀构件位于所述活塞上。15.根据权利要求13或14所述的能量传递设备，其中，所述至少一个阀构件是至少一个反向梭阀。16.根据权利要求14或15所述的能量传递设备，其中，所述至少一个阀构件是两个止回阀之间的互锁装置。17.根据权利要求16所述的能量传递设备，其中，所述互锁装置由连接的止回阀形成，使得所述阀反向同步地关闭和打开。18.根据权利要求16所述的能量传递设备，其中，所述互锁装置由间隔开的未连接的止回阀形成，使得所述阀同步地关闭但是独立地打开。19.根据权利要求17或18所述的能量传递设备，其中，所述阀仅部分地关闭，从而限制流量，但不阻止流体流过所述止回阀。20.根据权利要求16至19中任一项所述的能量传递设备，其中，改变所述止回阀的行程长度以改变切换相位。21.根据权利要求13至20中任一项所述的能量传递设备，其中，所述活塞和所述杆轴具有足够的惯性，以在对所述活塞和所述杆轴施加动态力的情况下迫使所述至少一个阀构件进行动态切换。22.根据权利要求13至21中任一项所述的能量传递设备，其中，所述至少一个阀构件被施以偏压以限制在阈值压力梯度以下启动所述阀的动作。23.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述杆轴在所述缸体内轴向地移动。24.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所施加的所述动态力是振荡力。25.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述活塞是单侧活塞，其中粘性流体位于所述活塞的仅一侧。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·迪尔，J·麦卡利斯特，M·汤姆森，M·埃特金，S·克拉克，
申请(专利权)人：福尔摩斯解决方案合伙有限公司，
类型：发明
国别省市：新西兰,NZ