[实用新型]一种多层固定极板流动式电流变阻尼器

说明书

技术领域

本实用新型属于机械及建筑结构减振技术领域，涉及到电流变材料的应用，具体涉及一种电流变阻尼器。本装置主要用于减小各种机械或建筑物由于振动或冲击而引起的破坏。 

背景技术

电流变体是由可极化微粒分散于基液中形成的一种悬浮液，在外加电场的作用下其粘度、流变行为可随电场强度等发生变化，可由极易流动的液体变成粘弹性流体、半固态流体、甚至是固体。传统介电型电流变液剪切屈服强度的理论极限为8kPa。然而实际应用中，大多需要电流变液具有比较强的屈服强度或剪切强度，因此介电型电流变液较低的屈服强度限制了其应用前景。2003年温维佳等人提出一种新型巨电流变液，其剪切强度在5kV/mm电场强度下超过100kPa，这一突破性进展向人们展示出电流变体的巨大应用价值。 

各种建筑或机械结构在服役过程中，振动或冲击载荷会严重影响其安全性及使用寿命。在结构上安装可以耗能减振的阻尼器件是减小其振动或冲击响应、增加其安全性和稳定性的有效手段。传统的被动控制阻尼器(如液压阻尼器)仅能提供不可调节的阻尼力，其振动控制效果不理想。采用电/磁流变体制备的智能阻尼器，可以通过对电/磁场强度的调节来根据工况实时连续地调节阻尼力，从而实现结构振动或冲击的主动及半主动控制，更好地防止结构的失效破坏。相对于磁流变阻尼器，以巨电流变体为核心材料的电流变阻尼器具有稳定性高、结构简单、阻尼力调节范围大、响应快等优点。 

根据工作原理，电流变阻尼器分为剪切模式、流动模式和复合模式。在实际工程中，通常要求电流变阻尼器能提供较大的阻尼力，这使得采用传统结构设计的电流变阻尼器体积和质量较大。此外，电流变液与阻尼器电极板之间的滑移制约了电流变体性能的充分发挥，导致实际阻尼力小于理论阻尼力。因此，急需开发一种体积较小、阻尼力较大、极板处无滑移、结构简单的新型电流变阻尼器，以满足工业发展的需要。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多层固定极板流动式电流变阻尼器，以提高相对极板面积、消除电流变液与极板接触面滑移，从而在较小的体积下得到较大的阻尼力。 

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是多对环形极板通过化学或物理方法进行表面凹坑化处理，并在主缸体内交替平行排列。正、负极板均各通过3个螺栓与主缸筒身固定，并经螺栓分别与电源正、负极相连接。主缸体内充满电流变液，各对极板间隙相等。缸体端盖与缸体通过螺纹连接，端盖上部留有注液孔以注入电流变液。 

本实用新型的技术方案如下：新型电流变阻尼器，其特征在于：包括有主缸缸盖11、主缸筒身4、前端防漏电保护环盖14、表面微孔凹坑化正极板5、正极螺栓6、正极板分隔套7、活塞杆1、活塞2、绝缘层3、注液孔13、正极引线孔12、后端防漏电保护环盖17、表面微孔凹坑化负极板8、负极螺栓9、负极板分隔套10、负极引线孔16、隔板15、副缸18。其中，正负圆环形极板交替成对排列，可设计为2对或2对以上。所有正极板5由3个呈120°等角排列的正极螺栓6贯穿连接，各极板间设置等厚分隔套7。正极螺栓6贯穿主缸筒身4与主缸固定连接。正极导线与3个正极螺栓中的任意一个连接，经正极引 线孔12穿出接电源正极。前端防漏电保护环盖14与主缸缸盖11通过螺纹连接。所有负极板8由3个呈120°等角排列的负极螺栓9贯穿连接，各极板间设置等厚分隔套10。负极螺栓9贯穿主缸筒身4与主缸固定连接。负极导线与3个负极螺栓中的任意一个连接，经负极引线孔16穿出接电源负极。后端防漏电保护环盖17与隔板15通过螺纹连接。活塞杆1前端穿过主缸缸盖11延伸出主缸，后端穿过隔板15延伸至副缸。活塞伸出主缸缸盖的一端及副缸端头的外侧分别设置可与结构相连的连接耳环。若缸体采用金属等导电材料制作，在正极螺栓6、负极螺栓9与主缸筒身4接触位置设置绝缘层，以防缸体带电。 

所述的活塞杆1及活塞2均为圆形截面；主缸缸盖11，前端防漏电保护环盖14，后端防漏电保护环盖17，隔板15，表面微孔凹坑化正极板5，表面微孔凹坑化负极板8，主缸筒身4，副缸18均为圆环形截面。正负极板间隙为1～2mm，以防止主缸中流经极板的巨电流变液被击穿。 

所述的主缸缸盖11的外缘超出主缸筒身4，将正极螺栓6罩入其中；隔板15的外缘超出主缸筒身4，将负极螺栓9罩入其中；再设置前端防漏电环盖14和后端防漏电环盖17将螺栓6和螺栓9完全封闭，避免螺栓与外界接触。 

所述的巨电流变液为5kV/mm电场强度下剪切强度达50kPa以上的电流变液。