Динамический гаситель колебаний



Динамический гаситель колебаний
Динамический гаситель колебаний
Динамический гаситель колебаний

 


Владельцы патента RU 2471937:

Кочетов Олег Савельевич (RU)
Стареева Мария Олеговна (RU)

Изобретение относится к устройствам для гашения колебаний строительных объектов, прежде всего высотных сооружений. Динамический гаситель колебаний включает соединенные друг с другом связями маятники, шарнирно соединенные с защищаемым объектом, каждый из которых имеет массу, прикрепленную к объекту подвеской. По крайней мере, одна масса расположена выше точек крепления ее подвесок к объекту, а остальные - ниже точек крепления их подвесок. По крайней мере, одна масса соединена с защищаемым объектом посредством демпфирующего устройства. Демпфирующее устройство выполнено в виде по крайней мере двух плоских упругих, расположенных осесимметрично и в параллельных плоскостях колец, внешнего и внутреннего, жестко соединенных между собой посредством, по крайней мере, двух симметричных упругих, диаметрально расположенных, элементов со сквозным центральным пазом, симметрично расположенным внутри элемента. Элементы, соединяющие внешние и внутренние кольца, имеют линии изгиба и могут быть закреплены на кольцах посредством сварки, например контактной, или крепежными резьбовыми элементами, или как клеевое соединение. Полости, образованные внешним и внутренним упругими, расположенными осесимметрично и в параллельных плоскостях кольцами, заполнены упругодемпфирующим сетчатым элементом, выполненным армированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном. Изобретение позволяет увеличить демпфирующую способность гасителя колебаний. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для гашения колебаний строительных объектов, прежде всего высотных сооружений типа высотных каркасных опор, теле- и радиобашен, дымовых и вентиляционных труб, мачт и т.п.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является динамический гаситель колебаний по а.с. СССР №920143, Е04В 1/98, 1979 г., включающий соединенные друг с другом связями маятники, шарнирно соединенные с защищаемым объектом, каждый из которых имеет массу, прикрепленную к объекту подвеской, причем, по крайней мере, одна масса расположена выше точек крепления ее подвесок к объекту, а остальные - ниже точек крепления их подвесок, при этом, по крайней мере, одна масса соединена с защищаемым объектом посредством демпфирующего устройства.

Недостатком известной конструкции является то, что гаситель надежно работает и имеет простое исполнение при частотах примерно до 0,41 с-1, но при более низких частотах длина маятников и размах их колебаний оказываются настолько большими, что приводит к значительным трудностям при осуществлении конструкции гасителя и его использовании. Кроме того, у известного гасителя имеет место недостаточная демпфирующая способность колебаний маятников.

Технический результат - увеличение демпфирующей способности гасителя колебаний.

Это достигается тем, что в динамическом гасителе колебаний, включающем соединенные друг с другом связями маятники, шарнирно соединенные с защищаемым объектом, каждый из которых имеет массу, прикрепленную к объекту подвеской, причем, по крайней мере, одна масса расположена выше точек крепления ее подвесок к объекту, а остальные - ниже точек крепления их подвесок, при этом, по крайней мере, одна масса соединена с защищаемым объектом посредством демпфирующего устройства, демпфирующее устройство состоит из корпуса, внутри которого размещен инерционный гидравлический гасящий элемент, состоящий из пакета связанных между собой разделительных мембран, заполненных демпфирующей жидкостью, причем мембраны расположены между собой с зазорами и имеют по внешнему радиусу, по крайней мере, одно периферийное дроссельное отверстие, а крайние мембраны пакета имеют по одному отверстию, соосному корпусу, при этом крайние мембраны пакета соединяются с корпусом посредством упругих элементов с образованием рабочей и дополнительной камер.

На фиг.1 схематически изображен предложенный гаситель колебаний, на фиг.2 представлена фронтальная проекция тарельчатого равночастотного элемента с сетчатым демпфером, на фиг.3 - вид сверху фиг.1.

Динамический гаситель колебаний содержит массу 1, которая подвешена при помощи подвески в виде штанги 2 и шарнира 3, а масса 4 установлена посредством подвески в виде штанги 5 и шарнира 6 на защищаемом объекте 7. Шарнир 3 расположен выше массы 1, а масса 4 выше шарнира 6. Относительно друг друга массы 1 и 4 и шарниры 3 и 6 могут быть расположены различным образом. Наиболее компактным является расположение маятников на одном уровне по высоте.

Штанги 2 и 5 соединены между собой тягами 8 и 9, которые прикреплены к штангам при помощи втулок 10 с фиксаторами 11. Для возможности регулирования расстояния между штангами болты 12, соединяющие тяги 8 и 9, размещены в пазах (на чертеже не показано). Связь между штангами 2 и 5 может быть нерегулируемой по длине. Тяги 8 и 9 могут быть прикреплены не к штангам, а к их массам. В случае, например, прикрепления тяги 8 к массе 1 последняя может быть подвешена к объекту 7 не на жесткой штанге, а на тросе.

Затухание колебаний в гасителе обеспечивается за счет демпфирующего устройства 13 (фиг.2), или закрепленными между штангами 2 и 5 отрезками тросов (на чертеже не показано), или другими известными демпфирующими устройствами.

Тарельчатый равночастотный элемент с сетчатым демпфером (фиг.3 и фиг.2) содержит, по крайней мере, два упругих, расположенных осесимметрично и в параллельных плоскостях кольца, внешнего 11 и внутреннего 12, жестко соединенных между собой посредством, по крайней мере, двух симметричных упругих, диаметрально расположенных, элементов 13 и 14 со сквозным центральным пазом 15 и 16, симметрично расположенным внутри элемента. Боковые поверхности паза сопряжены по концам с поверхностями, образованными сквозными отверстиями 17, 18, 19, 20, соответственно расположенными на внешнем 11 и внутреннем 12 кольцах. Элементы 13 и 14, соединяющие внешние и внутренние кольца, имеют линии изгиба 21, 22, 23, 24 и могут быть закреплены на них также посредством сварки, например контактной, или крепежными резьбовыми элементами, или как клеевое соединение.

Полости, образованные внешним 11 и внутренним 12 упругими, расположенными осесимметрично и в параллельных плоскостях кольцами, заполнены упругодемпфирующим сетчатым элементом 25, выполненным армированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.

В зависимости от конкретных условий маятников может быть по крайней мере два.

Динамический гаситель колебаний работает следующим образом.

Для гашения колебаний высотных сооружений чаще всего применяют гасители колебаний маятникового типа, частота которых должна примерно совпадать с частотой защищаемой конструкции и определяется длиной подвеса маятника.

При движении массы 1 и штанги 2 тяги 8 и 9 увлекают штангу 5 и массу 4. Оба маятника приходят в движение и в процессе совместных колебаний поглощают энергию колебаний объекта 7. Необходимая частота колебаний гасителя может быть подобрана соотношением величин и взаиморасположением масс 1 и 4, положением втулок 10 на штангах и длиной тяг 8 и 9 и может регулироваться в широких пределах от частоты, с которой колеблется масса 1, до нуля.

Тарельчатый равночастотный элемент с сетчатым демпфером работает следующим образом.

При колебаниях виброизолируемого объекта, установленного через отверстие на внутреннее кольцо 12, обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов, а упругодемпфирующим сетчатым элементом 25 обеспечивается в системе демпфирование.

Предложенное устройство дает возможность путем расширения диапазона соотношения моментов инерции масс маятников в значительной степени уменьшить частоту колебаний всего гасителя. При этом достигается значительное (в 1,2÷1,4 раза) уменьшение габаритов гасителя, что весьма часто, особенно в высотных сооружениях, имеет большое значение.

Динамический гаситель колебаний, включающий соединенные друг с другом связями маятники, шарнирно соединенные с защищаемым объектом, каждый из которых имеет массу, прикрепленную к объекту подвеской, причем, по крайней мере, одна масса расположена выше точек крепления ее подвесок к объекту, а остальные - ниже точек крепления их подвесок, при этом, по крайней мере, одна масса соединена с защищаемым объектом посредством демпфирующего устройства, отличающийся тем, что демпфирующее устройство выполнено в виде, по крайней мере, двух плоских упругих, расположенных осесимметрично и в параллельных плоскостях колец, внешнего и внутреннего, жестко соединенных между собой посредством, по крайней мере, двух симметричных упругих, диаметрально расположенных элементов со сквозным центральным пазом, симметрично расположенным внутри элемента, а элементы, соединяющие внешние и внутренние кольца, имеют линии изгиба и могут быть закреплены на кольцах посредством сварки, например контактной, или крепежными резьбовыми элементами, или как клеевое соединение, а полости, образованные внешним и внутренним упругими, расположенными осесимметрично и в параллельных плоскостях кольцами заполнены упругодемпфирующим сетчатым элементом, выполненным армированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к разделительным устройствам, используемым для звуковой изоляции предметов от источника вибрации. .

Изобретение относится к навесным стенам, способным выдерживать воздействие сейсмических сил значительных землетрясений без разрушения стеклянных панелей и без деформации или искажения несущей конструкции таких стен.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам для предотвращения воздействия колебаний на объекты строительства. .

Изобретение относится к способу и устройству для гашения колебаний строительных объектов. .

Изобретение относится к виброударопоглощающим композиционным материалам, применяемым для изготовления виброудароизоляторов. .

Изобретение относится к самолетостроению, в частности к вибро- и звукоизоляции салонов. .

Изобретение относится к области строительства наземных зданий и может быть использовано при возведении этих зданий в зонах, где возможно воздействие взрывов при авариях и катастрофах, ураганов и бурь.

Изобретение относится к строительству жилых и общественных зданий и может быть использовано при возведении этих зданий в зонах, где возможно воздействие ударной волны от взрывов при авариях, катастрофах и стихийных бедствиях.

Изобретение относится к строительству, в частности к обеспечению устойчивости зданий и сооружений при землетрясении. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в высотных сооружениях типа мачт, башен, вытяжных и домовых труб, а также в конструкциях большепролетных мостов для уменьшения амплитуд их колебаний при ветровом или сейсмическом воздействии.
Изобретение относится к строительной индустрии и может быть использовано для строительства зданий и сооружений промышленного и гражданского строительства в зонах, опасных по землетрясениям, ураганам, военным действиям. Технический результат - повышение энергосбережения за счет использования солнечной энергии. Способ возведения экологичных энергосберегающих зданий и сооружений заключается в том, что изготовляют и герметизируют ряды остающихся опалубок из опалубочных плиток с креплением типа «ласточкиного хвоста», заполняют остающиеся опалубки бетоном высокой прочности, покрывают бетон сверху слоем, имеющим прочность ниже прочности бетонного наполнителя, причем изготовляют мини-батареи наружных плиток покрытия, для чего из стеклобоя, получаемого при механической рассортировке бытовых отходов, выплавляют плитки наружного покрытия в виде коробов с двумя отверстиями для вывода плюсового и минусового проводов солнечной мини-батареи плитки наружного покрытия, изготовляют упругие контактные элементы для осуществления выводов плюсового и минусового проводов солнечной мини-батареи плитки наружного покрытия, на стенде собирают и электрически соединяют по габаритам наружной плитки покрытия фотоэлементы для создания солнечной мини-батареи плитки покрытия. Перед заливкой бетоном каждого ряда остающихся опалубок в отверстия для установки контактных элементов в верхней части пазов их креплений типа «ласточкиного хвоста» устанавливают указанные контактные элементы так, что при введении в указанный паз выступа крепления типа «ласточкиного хвоста» солнечной мини-батареи плитки наружного покрытия упругие контакты последней прикоснутся к соответствующим неподвижным контактам наружной плитки остающейся опалубки, контактные элементы всех наружных плиток остающейся опалубки ряд за рядом соединяют до заливки бетоном упругорастяжимыми электросоединителями с образованием в конце концов солнечной батареи всего здания или сооружения, которую присоединяют к контроллеру и к аккумуляторной батарее, при необходимости питания электроприемников напряжением 220 вольт систему электроснабжения присоединяют через инвертор.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся во взрывоопасных и радиоактивных объектах, таких как легкосбрасываемые панели и кровли, противовзрывные ограждения и заслонки, клапаны избыточного давления. Противовзрывная панель для систем безопасной заправки судов сжиженным газом установлена в потолочной части машинного отделения судна. Панель содержит металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем - свинцом. В торцах находятся четыре неподвижных патрубка-опоры. В покрытии взрывоопасного объекта жёстко заделаны четыре опорных стержня, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры. К торцам опорных стержней прикреплены дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны. Достигаются повышение надежности срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и обеспечение возврата этих конструкций в исходное положение после взрыва. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сейсмостойким объектам. Технический результат - повышение прочности и сейсмостойкости здания, а также эффективности шумоглушения. Сейсмостойкая конструкция здания содержит каркас цеха, несущие стены с ограждениями в виде пола и потолка, которые облицованы звукопоглощающими конструкциями, оконные и дверные проемы, а также штучные звукопоглотители. Пол выполнен на упругом основании. Стены облицованы звукопоглощающими конструкциями. Система виброизоляции фундамента с цокольным этажом выполнена с одновременной отрезкой его швами типа антисейсмических от соседних зданий и окружающего грунта. Для защиты от вибраций вертикального направления виброизоляторы устанавливаются в ниши стен цокольного этажа на участки ленточного фундамента, а каждый комплект системы виброизоляции состоит из металлической плиты, четырех виброизолятоов, двух листов наждачной бумаги для исключения возможности скольжения элементов фундамента и двух опорных железобетонных блоков. Для защиты здания от вибраций горизонтального направления, распространяющихся по грунту, устроена система виброизоляции по вертикальным граням наружных стен цокольного этажа на уровне фундамента и перекрытия, при этом вокруг всего здания устроена подпорная стенка, контрфорсы которой соединяются с торцами несущих стен через виброизоляторы, которые устанавливаются в нишах контрфорсов, цокольный этаж здания выполнен в виде пространственной рамной конструкции из монолитного железобетона с включенными в раму перекрытием и перегородками, а также усиленными перемычками над дверными и иными проемами при неизменной жесткости перегородок. Каждый из виброизоляторов содержит основание, упругий сетчатый элемент и шайбы, взаимодействующие со втулками, основание выполнено в виде пластины с крепежными отверстиями, сетчатый упругий элемент, нижней частью опирающийся на основание, и фиксируемый нижней шайбой, жестко соединенной с основанием, а верхней частью фиксируемый верхней нажимной шайбой, жестко соединенной с центрально расположенным поршнем, охватываемым с зазором, соосно расположенной гильзой, жестко соединенной с основанием, а между нижним торцом поршня и днищем гильзы расположен эластомер, например, из полиуретана, при этом плотность сетчатой структуры упругого сетчатого элемента находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см3÷2,0 г/см3, причем материал проволоки упругих сетчатых элементов - сталь марки ЭИ-708, а диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм÷0,15 мм, а плотность сетчатой структуры внешних слоев упругого сетчатого элемента в 1,5 раза больше плотности сетчатой структуры внутренних слоев упругого сетчатого элемента. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к защитным устройствам, а именно к защитным устройствам для взрывоопасных объектов. Включает металлический бронированной каркас с бронированной металлической обшивкой и наполнителем. Последний выполнен в виде дисперсной системы воздух - свинец. Свинец выполнен по форме в виде крошки. Каркас имеет в торцах неподвижные патрубки-опоры. В покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны, по крайней мере, три опорных стержня с листами-упорами в верхней части. Стержни телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры в металлическом бронированном каркасе. В верхней части опорных стержней закреплены упруго-демпфирующие элементы, один конец которых жестко связан своим основанием с листами-упорами, а другой - расположен свободно. Каждое из упруго-демпфирующих элементов закреплено посредством винтов своим основанием на листах-упорах, жестко соединенных со стержнями. Основание упруго-демпфирующего элемента соединено со втулкой из эластомера, имеющей центральное отверстие, через которое проходит стержень. Втулка имеет, по крайней мере, три отверстия, соосных со стержнем, в которых расположены упругие элементы, например, цилиндрические винтовые пружины. Верхний их торец посредством крепежных элементов соединен с основанием, а нижний - находится в неподжатом состоянии и выступает за нижнюю плоскость втулки на расстояние, определяемое усилием, развиваемым ударной взрывной волной. Повышается надежность срабатывания взрыво-защитных устройств при аварийном взрыве на объекте. Обеспечивается возврат конструкций в исходное положение после взрыва. 3 илл.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся на взрывоопасных и радиоактивных объектах. Способ защиты взрывоопасных объектов заключается в том, что над открытым проемом защищаемого объекта устанавливают защитное устройство в виде противовзрывной панели, предназначенное для сбрасывания избыточного давления. Противовзрывная панель выполнена в виде металлического бронированного каркаса с бронированной металлической обшивкой и наполнителем в виде дисперсной системы воздух-свинец. Каркас фиксируют по крайней мере в трех опорных стержнях с листами-упорами в верхней части, которые закрепляют в защищаемом объекте и телескопически вставляют в неподвижные патрубки-опоры, размещенные в противовзрывной панели защитного устройства. Опорные стержни, телескопически вставленные в неподвижные патрубки-опоры защитного устройства, обвязывают между собой через листы-упоры упругодемпфирующими элементами. Изобретение позволяет повысить надежность срабатывания взрывозащитных устройств при аварийном взрыве на объекте и обеспечить возврат этих конструкций в исходное положение после взрыва. 3 ил.

Изобретение относится к защитным устройствам, применяющимся на взрывоопасных и радиоактивных объектах. Противовзрывная панель для защиты производственных зданий и сооружений от чрезвычайной ситуации содержит взрывозащитные элементы, которые выполняют в виде взрывозащитной плиты, содержащей металлический бронированный каркас с металлической бронированной обшивкой и наполнителем, выполненным в виде дисперсной системы воздух - свинец. Свинец выполнен по форме в виде крошки. В покрытии здания жестко заделаны выполненные упругими четыре опорных стержня, которые телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры, заделанные в панели. К торцам опорных стержней приварены листы-упоры, со стороны которых, обращенной к металлическому каркасу, прикреплены дополнительные элементы, демпфирующие воздействие ударной волны, которые выполнены в виде пакета тарельчатых упругих элементов, каждый из которых содержит круглое основание, которое посредством, по крайней мере, двух штырей подвижно расположено на листе-упоре. Один конец штыря жестко закреплен на листе-упоре, а другой - входит с зазором в отверстие, выполненное в основании, и фиксирует его посредством гайки. К нижней части основания жестко и соосно ему прикреплен цилиндрический стакан с полостью и отверстием, через которое с зазором проходит стержень, один конец которого жестко закреплен на листе-упоре, а другой - в покрытии объекта. Стержень подвижно входит внутрь втулки, один конец которой жестко закреплен на листе-упоре, а другой - подвижно, с зазором входит в полость цилиндрического стакана. Пакет тарельчатых упругих элементов расположен с небольшим поджатием между листом-упором и круглым основанием. Между круглым основанием и цилиндрическим стаканом расположены, по крайней мере, два ребра жесткости, например, в виде уголка, жестко соединяющего внешнюю цилиндрическую поверхность стакана и нижнюю поверхность круглого основания. Изобретение позволяет повысить надежность и безопасность работы персонала во взрывоопасных помещениях. 3 ил.
Наверх