Демпфирующее устройство



Демпфирующее устройство
Демпфирующее устройство
Демпфирующее устройство
Демпфирующее устройство
Демпфирующее устройство

 


Владельцы патента RU 2494205:

КОПФ Франц Старший (DE)

Изобретение относится к демпфирующему устройству, в частности демпферу сейсмических колебаний. Технический результат: обеспечение демпфирующих свойств во многих направлениях. Демпфирующее устройство включает в себя полый шаровидный корпус, который выполнен составным, причем шаровидный корпус наполнен демпфирующей жидкостью и включает в себя несколько расположенных в радиальном направлении демпфирующих тел, расположенные радиально внутри концы которых закреплены на одной общей, расположенной в центре шаровидного корпуса опоре, а расположенные радиально снаружи концы которых непосредственно или опосредствованно закреплены на внутренней стенке шаровидного корпуса. Шаровидный корпус образован из двух имеющих форму оболочки шара элементов, которые плотно и с перекрытием прикреплены друг к другу и которые, по меньшей мере, в отдельных областях выполнены с возможностью вращательного перемещения относительно другу друга вокруг общей центральной точки и выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга в линейном направлении, причем перекрытие в окружной области увеличивается или уменьшается. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение касается демпфирующего устройства, в частности, демпфер сейсмических колебаний.

Демпфирующие устройства достаточно известны в уровне техники и применяются с самыми разными типами конструкций, для того, чтобы, например, демпфировать толчки, в частности, даже такие, которые возникают при землетрясениях. И в любых других случаях применения, в которых могут возникнуть толчки, как, например, в автомобильной области, известны такие демпфирующие устройства.

Все они обладают тем недостатком, что демпфирование с помощью известных демпфирующих устройств идеально по существу только в одном определенном направлении, определяемом конструкцией демпфирующего устройства. Обычно речь идет при этом о конструкциях, которые позволяют осуществлять идеальным образом демпфирование только в одном линейном направлении.

Часто возникает та проблема, что при установке объектов необходимо обеспечить защиту от сейсмического воздействия, не зная заранее, с какого направления устанавливаемый объект может подвергнуться действию толчков. Эта ситуация существует, например, при землетрясениях. Как сила возникающих толчков, так и направление, в котором они действуют на объект, такой как, например, здание, не может быть предсказано заранее. Даже если бы это было возможно, однажды встроенные демпфирующие устройства известного рода не могут быть ориентированы в соответствующем направлении, с которого приходят толчки. Поэтому обеспечить эффективную защиту от толчков или вибраций, в частности, таких, которые возникают при землетрясениях, трудно, если даже не сказать, что совершенно невозможно.

Поэтому задачей изобретения является предоставление демпфирующего устройства, которое обладает, по меньшей мере, по существу одинаковыми демпфирующими свойствами во многих направлениях, предпочтительно во всех направлениях. Такое демпфирующее устройство может применяться универсально, без необходимости учета определенного направления встраивания.

Решается эта задача с помощью демпфирующего устройства, включающего в себя полый шаровидный корпус, который наполнен демпфирующей жидкостью, и несколько расположенных в радиальном направлении демпфирующих тел, расположенные радиально внутри концы которых закреплены на одной общей, расположенной, в частности, в центре шаровидного корпуса опоре, а расположенные радиально снаружи концы которых непосредственно или опосредствованно прикреплены к внутренней стенке шаровидного корпуса.

Таким образом, такое предлагаемое изобретением демпфирующее устройство в предпочтительном варианте осуществления может быть установлено совершенно симметрично относительно центральной точки шаровидного корпуса, по меньшей мере, что касается внутренней конструкции шаровидного корпуса. Таким образом, обеспечивается, что любые толчки, которые действуют на шаровидный корпус с любых направлений, благодаря этой, по меньшей мере, по существу соблюдающейся симметрии всегда будут демпфироваться одинаково.

При этом у предлагаемого изобретением демпфирующего устройства возникают, по существу, два демпфирующих эффекта, а именно, с одной стороны, непосредственно за счет поглощения энергии воздействующих толчков внутри жидкости, а также, в качестве второго эффекта, поглощение энергии толчков в демпфирующих телах. Так как они радиально расположены в шаровидном корпусе и, кроме этого, предпочтительно обладают симметрией по отношению друг к другу, в частности, центральной симметрией относительно центральной точки шаровидного корпуса, второй накладывающийся демфирующий эффект благодаря дополнительным демфирующим телам, по меньшей мере, по существу одинаков для всех направлений.

Внутренняя конструкция демпфирующего устройства, то есть система демпфирующих тел, установленных вокруг общей опоры, может располагаться путем крепления непосредственного или опосредствованного типа с помощью промежуточных элементов к внутренней стенке шаровидного корпуса в центре него. В частности, так, чтобы общая опора находилась в центре шаровидного корпуса. Благодаря радиальному расположению демпфирующих тел и предпочтительной симметрии эта конструкция из центральной опоры и демпфирующих тел может образовывать 3-мерную звездообразную систему.

Такой шаровидный корпус предлагаемого изобретением демпфирующего устройства может фиксироваться, например, в двух расположенных друг напротив друга опорных узлах. Так, один из двух опорных узлов может быть расположен, например, в фундаменте, а расположенный напротив опорный узел в устанавливаемом объекте, таком как, например, здание.

Также благодаря шаровидной конструкции демпфирующего устройства возможна фиксация ее не только в двух расположенных друг напротив друга опорных узлах, но и при необходимости также в нескольких опорных узлах, которые, в свою очередь, предпочтительно симметрично расположены вокруг шаровидного корпуса.

По одному из предпочтительных в соответствии с изобретением вариантов осуществления предусмотрено, что уже демпфирующая жидкость выбрана так, чтобы демпфировать толчки, в частности, ударные волны, которые распространяются внутри демпфирующей жидкости, в частности, частично демпфировала. Например, для этого может применяться демпфирующая жидкость, включающая в себя молекулы, которые при воздействии на них толчков или, соответственно, при ударных волнах, проходящих сквозь демпфирующую жидкость, изменяют свою геометрию и при этом расходуют энергию. При этом предпочтительно демпфирующая жидкость выбрана так, чтобы изменение геометрии было полностью и без разрушения обратимым.

В особенно предпочтительном варианте осуществления речь может идти об демпфирующей жидкости, которая имеет большие молекулы с длинными радикалами, как, например, жидкость, включающая протеогликаны. Такие протеогликаны имеют перистую структуру, например, с гиалуроновой кислотой в качестве стержня пера, и могут в значительной степени демпфировать (гасить) передаваемую ударными волнами энергию. Протеогликаны могут образовывать молекулярные агрегаты с массами, равными примерно 2×106, и длинами, составляющими несколько микрон. Вязко-упругие свойства могут, таким образом, в значительной степени определяться протеогликанами. При этом протеогликаны состоят из субблоков полисахаридов приблизительно на 95% и протеинов приблизительно на 5%. Полисахаридные цепи протеогликанов образуются гликозаминогликанами, которые включают в себя повторяющиеся дисахаридные блоки, содержащие производное аминосахара, либо глокозамина, либо галактозамина. Важнейшими гликозамингликанами являются, например, гиалуронат, хондроитинсульфат, кератансульфат, гепарансульфат и гепарин.

Известны такие протеогликаны, например, из клеточной, в частности, соединительной и/или костной ткани живых существ. Поэтому в одном из возможных вариантов осуществления может быть предусмотрено, что применяемая демпфирующая жидкость представляет собой интероссальную жидкость, в частности, такую, которая получается из спонгиозного костного материала животных. Например, такая жидкость может быть получена из костей или ткани трупов животных, или же такая демпфирующая жидкость с теми же самыми или, по меньшей мере, по существу похожими свойствами может быть получена синтетическим путем. Например, интероссальная жидкость может представлять собой идентичную природной, но синтетическую жидкость.

Демпфирующая жидкость, которая может применяться в соответствии с изобретением, в частности, жидкость, включающая протеогликаны, может, например, обладать следующими свойствами: плотность при 21°C, равная 0,995 г/см3, удельный вес при 21°C, равный 9786 Н/м3, динамическая вязкость при 36°C, равная 0,23-0,25 Па·с.

У синтетической демпфирующей жидкости в качестве основной жидкости может применяться, например, вода, физиологический раствор поваренной соли или морская вода, в которую подмешиваются протеогликаны. В остальном в качестве основной жидкости может применяться плазма крови живых существ, в частности, животных.

В одном из усовершенствованных вариантов демпфирующей жидкости может быть предусмотрено, что демпфирующая жидкость включает в себя щелочи, такие как, например, NaOH, в частности, для достижения объемной упругости. Может быть предусмотрено подмешивание щелочей, так чтобы достигалась объемная упругость, составляющая несколько процентов от объема жидкости, например, от 5 до 15%, предпочтительно 10%.

В одном из усовершенствованных вариантов осуществления изобретения может быть предусмотрено, чтобы вышеназванный шаровидный корпус выполнялся не цельным, а альтернативно составным из двух имеющих форму оболочки шара элементов, которые плотно прикреплены друг к другу, в частности, закреплены друг в друге плотно и с перекрытием. При этом в одном из возможных вариантов осуществления по существу каждый из имеющих форму оболочки шара элементов может быть больше, чем оболочка полушария, так что оба этих элемента могут перекрываться в окружной области шаровидного корпуса. При этом важно, что в области перекрытия имеющих форму оболочки шара элементов они плотно прилегают друг к другу/вставлены друг в друга.

Предпочтительным является такой вариант осуществления, чтобы таким образом два имеющих форму оболочки шара элемента, по меньшей мере, в отдельных областях могли совершать вращательное движение друг относительно друга вокруг общей центральной точки и, кроме этого, два имеющих форму оболочки шара элемента также могли совершать движение друг относительно друга в линейном направлении, при этом перекрытие в окружной области увеличивается или, соответственно, уменьшается. Это дает, например, то преимущество, что установленные на предлагаемом изобретением демпфирующем устройстве объекты, такие как, например, здания, могут лучше передавать свои колебания, в частности, такие, которые обусловлены сейсмическими толчками, в демпфирующее устройство и, в частности, внутреннюю конструкцию шаровидного корпуса. Кроме того, при сильных движениях в линейном направлении перпендикулярно плоскости перекрытия предотвращается возникновение необратимых деформаций шаровидного корпуса. Чтобы достичь этого, имеющие форму оболочки шара элементы могут образовывать один верхний и один нижний элемент, при этом каждый согласован с одним опорным узлом.

В первом простом варианте осуществления предлагаемого изобретением демпфирующего устройства может быть предусмотрено, чтобы вышеназванные демпфирующие тела были выполнены в виде агрегатов поршень-цилиндр, которые снабжены рабочей жидкостью, т.е. чтобы демпфирующие тела по существу соответствовали обычным ударным демпферам, которые оказывают демпфирующее действие при растяжении и/или сдвиге. Здесь, в частности, расположенные радиально снаружи концы могут быть прикреплены к внутренней стенке шаровидного корпуса.

Здесь также в одном из предпочтительных вариантов осуществления предусмотрено, что множество демпфирующих тел, которые применяются в этом варианте осуществления, расположены симметрично вокруг центральной точки шаровидного корпуса, соответственно проходя в радиальном направлении, и опираются на одну общую опору. Эта опора может, например, также иметь шаровидную форму. Предпочтительно предусмотрено применение, по меньшей мере, шести таких демпфирующих тел, при этом соответственно четыре из них лежат в плоскостях, которые перпендикулярны друг другу.

При любом количестве демпфирующих тел этого рода, или же того, который поясняется ниже, всегда два демпфирующих тела могут располагаться с двух сторон общей опоры на одной линии.

В этом варианте осуществления демпфирующих тел демпфирующие функции жидкости и демпфирующих тел осуществляются по существу независимо друг от друга. В одном другом предлагаемом изобретением и предпочтительном варианте осуществления, напротив, предусмотрено, что демпфирующие тела выполнены в виде наполненных демпфирующей жидкостью трубок, концы которых закрыты мембранами, при этом в каждой мембране имеется, по меньшей мере, одно сквозное отверстие. В остальном эти демпфирующие тела имеют такую же радиальную систему, как описано выше.

Здесь возникает взаимодействие двух демпфирующих эффектов, из которых один обусловлен непосредственным демпфированием ударных волн при их распространении внутри демпфирующей жидкости, и другой из которых обусловлен потоком демпфирующей жидкости внутри демпфирующих тел.

При этом с помощью указанной мембраны, в которой имеется, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, происходит уменьшение поперечного сечения внутри трубок с соответственно повышенным сопротивлением потоку.

В одном из также предпочтительных вариантов осуществления здесь может быть также предусмотрено, что трубка, в частности, каждая трубка, между названными концевыми мембранами имеет, по меньшей мере, одну другую мембрану, предпочтительно множество мембран, расположенных внутри этой трубки, в которых также соответственно имеется, по меньшей мере, одно сквозное отверстие. При этом предпочтительно предусмотрено, что сквозные отверстия двух мембран, расположенных последовательно в продольной протяженности трубок, не находятся на одной прямой (т.е. не соосны).

При этом также по сравнению с соосным расположением достигается более высокое сопротивление потоку внутри трубок. Особенно предпочтительный вариант осуществления видится в том, что сквозные отверстия всех мембран одной трубки расположены по одной спирали. Причем под этим расположением по одной спирали понимается, что сквозное отверстие в области всего своего поперечного сечения расположено вокруг воображаемой проходящей сквозь трубку винтовой линии (спирали), предпочтительно, что центр соответствующего сквозного отверстия лежит точно на этой винтовой линии (спирали).

В одном из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления предусмотрено, что трубки в области своих концов, находящихся снаружи, расположены внутри полого шара, который находится внутри шаровидного корпуса и предпочтительно имеет ту же центральную точку, что и шаровидный корпус. Этот полый шар может быть, например, закреплен на внутренней стенке шаровидного корпуса, например, подпружинено, закреплен с помощью пружин растяжения или сжатия, которые располагаются в радиальном направлении между наружной частью полого шара и внутренней частью шаровидного корпуса.

Таким образом, обеспечивается стабильное положение этого полого шара относительно шаровидного корпуса, при котором центральные точки полого шара и шаровидного корпуса предпочтительно совпадают, так что и трубки, которые проходят в радиальном направлении, по меньшей мере, по существу стационарно расположены внутри шаровидного корпуса. Благодаря расположению трубок, по меньшей мере, в их расположенной радиально снаружи концевой области в таком полом шаре в соответствии с изобретением обеспечивается, что набегающая на шаровидный корпус ударная волна вызывает разность давлений между наружной и внутренней областью шаровидно корпуса, которые разделены полым шаром, так что из-за этого возникает целенаправленный поток демпфирующей жидкости сквозь трубки, обеспечивающий выравнивание давлений.

Вместо расположения трубок только в области их концов, расположенных радиально снаружи, в этом названном полом шаре, можно также предусмотреть, чтобы трубки своими концами точно располагались на поверхности этого внутреннего полого шара, то есть мембраны расположенных радиально снаружи концов этих трубок, как бы составляли часть поверхности шара.

В одном из других также предпочтительных вариантов осуществления предусмотрено не только расположение полого шара внутри шаровидного корпуса, но и наличие множества расположенных друг в друге полых шаров, в частности, соответственно имеющих ту же центральную точку, совпадающую с центральной точкой шаровидного корпуса, при этом здесь трубки в радиальном направлении пронизывают все полые шары, в частности, уплотненно пронизывают. То есть здесь в одном из предпочтительных вариантов осуществления обеспечивается, что демпфирующая жидкость не может проникнуть между трубками и поверхностями полых шаров. Например, для этого трубки и полые шары, которые, например, могут быть выполнены из металла, склеиваются, спаиваются или свариваются друг с другом, или плотно соединяются друг с другом другим способом. Также крайний наружный шаровидный корпус, который является цельным или же состоит из двух имеющих форму оболочки шара элементов, может быть изготовлен из металла. Трубки, например, по меньшей мере, что касается материала их стенок и/или материала мембраны, могут также быть эластичными, например, быть выполненными из эластомера, такого как резина и пр.

Кроме того, с целью оптимального использования места здесь может быть также предусмотрено, чтобы во всех вышеназванных вариантах осуществления проходящие в радиальном направлении трубки уменьшались в поперечном сечении снаружи внутрь. При этом трубки могут предпочтительно иметь форму части конуса.

В одном другом варианте осуществления может быть предусмотрено, чтобы трубки и/или полые шары являлись перфорированными. При этом также могут возникнуть потоки демпфирующей жидкости сквозь эти перфорации, которые способствуют большему демпфированию, с одной стороны за счет непосредственных сопротивлений потоку, а с другой стороны, также за счет усилий, действующих ввиду течения на демпфирующую жидкость, и связанного с этим изменения геометрии молекул, что является важным для демпфирующей жидкости, как это уже было упомянуто.

Еще в одном другом варианте осуществления в опорных узлах может быть также расположено демпфирующее устройство для демпфирования толчков, например, в определенном линейном направлении. При этом речь может также идти об демпфирующих устройствах, которые наполнены указанной демпфирующей жидкостью и демпфирующими телами указанного рода, причем это демпфирующее устройство может быть выполнено из двух линейно перемещаемых друг относительно друга элементов демпфирующего устройства, между которыми вместо радиального направления, как у вышеназванного предлагаемого изобретением варианта осуществления, демпфирующие элементы расположены теперь в линейном направлении в продольной протяженности устройства. Здесь внутренний объем может быть разделен, по меньшей мере, одной разделительной поверхностью, сквозь которую параллельно друг другу в линейном направлении проходят вышеназванные трубчатые демпферы.

Примеры осуществления изобретения изображены на приведенных ниже чертежах. Показано:

Фиг.1 - первый вариант осуществления гидравлических демпфирующих тел,

Фиг.2 - второй предлагаемый изобретением вариант осуществления с трубообразными наполненными демпфирующей жидкостью трубками,

Фиг.3 - детальный вид трубообразных демпфирующих тел,

Фиг.4 - схематичное изображение протеогликана,

Фиг.5 - структурные формулы дисахаридных блоков нескольких важных гликозамингликанов.

Фиг.1 показывает в примерном изображении один из возможных вариантов осуществления изобретения шаровидный корпус, который состоит из двух имеющих форму оболочки шара элементов 3 и 4, причем два этих имеющих форму оболочки шара элемента, которые в этом варианте осуществления являются нижним и верхним элементами, перекрываются друг с другом в по существу горизонтально расположенной окружной области U.

Таким образом, существует возможность, чтобы оба этих элемента, имеющих форму оболочки шара, по меньшей мере, в отдельных областях могли совершать вращательное движение вокруг изображенной здесь центральной точки M шаровидного корпуса, а также в по существу вертикальном направлении друг относительно друга, благодаря чему зона U перекрытия увеличивается или уменьшается.

Здесь изображено, что верхний имеющий форму оболочки шара элемент 3 расположен в верхнем опорном узле 1 или, соответственно, закреплен в нем, а нижний имеющий форму оболочки шара элемент 4 - в нижнем опорном узле 2, который может представлять, например, собой фундамент, в отличие от которого вышеназванный опорный узел 1 может быть соединен с объектом, таким как, например, здание. Здесь оба элемента 3 и 4, имеющих форму оболочки шара, могут быть изготовлены, например, из металла и предпочтительно иметь одинаковую толщину материала, при этом диаметр нижнего имеющего форму оболочки шара элемента 4 несколько меньше, чем верхнего, чтобы они могли быть вставлены друг в друга в области перекрытия.

Внутренний объем выполненного таким образом предлагаемого изобретением шаровидного корпуса наполнен демпфирующей жидкостью 5, обладающей упомянутыми в общей части описания свойствами. Такая жидкость называется также «идеальной жидкостью» по Максу Планку. Свойствами такой «идеальной жидкости» в природе фактически обладают, например, уже названные виды жидкостей, по меньшей мере, приблизительно.

Здесь также видно симметричное относительно центральной точки M шаровидного корпуса расположение гидравлических ударных демпферов 10, которые содержат свою собственную рабочую жидкость, такую как, например, гидравлическое масло. Как при нагрузке растяжения, так и сдвига эти ударные демпферы осуществляют демпфирование за счет внутреннего потока жидкости, например, сквозь поршень. Изображенные здесь ударные демпферы 10 расположены симметрично относительно центральной точки шаровидного корпуса, причем в изображенном здесь варианте осуществления предусмотрены всего шесть ударных демпферов 10, из которых соответственно четыре всегда лежат в одной плоскости, так что здесь получаются две плоскости, которые расположены перпендикулярно друг другу и соответственно включают четыре ударных демпферов.

Набегающие на этот предлагаемый изобретением ударный демпфер ударные волны, такие как, например, сейсмические ударные волны, демпфируются соответственно как внутренними ударными демпферами 10, так и внутри демпфирующей жидкости 5.

На фиг.2 показан отличающийся от этого другой предпочтительный вариант осуществления, имеющий собственно такую же наружную конструкцию, как и показанный на фиг.1, однако при этом здесь внутренняя конструкция внутри шаровидного корпуса, состоящего из двух элементов 3 и 4 шаровидного корпуса, имеет другую структуру.

Здесь видно, что в шаровидном корпусе находится множество полых шаров 7, которые здесь предпочтительно все имеют одинаковую центральную точку M, которая соответствует центральной точке шаровидного корпуса. При этом полые шары 7 расположены, по меньшей мере, по существу на равном расстоянии друг от друга, однако это не является обязательно необходимым. В радиальном направлении полые шары 7 пронизаны множеством демпфирующих тел 10, которые являются трубообразными и у которых расположенные радиально снаружи концы заканчиваются либо в наибольшем из внутренних полых шаров 7, либо выступают за его наружную поверхность. Здесь видно, что как наружные, так и внутренние концы трубок снабжены мембранами 6 со сквозными отверстиями 6a, при этом также между этими расположенными в крайних положениях мембранами 6 расположены другие мембраны 6 со сквозными отверстиями 6a, и все сквозные отверстия 6a этих мембран 6 расположены на спирали 9. Кроме этого, в стенках трубок имеются перфорации 10a, также как и в самих полых шарах 7. Таким образом, можно добиться того, чтобы при набегающих ударных волнах за счет разности давлений внутри предлагаемого изобретением шаровидного корпуса происходило не только демпфирование за счет распространяющихся ударных волн, но и демпфирование за счет текущей демпфирующей жидкости 5 внутри трубок 10.

И здесь конструкция такова, что все расположенные радиально внутри концы опираются на одну общую, расположенную вокруг центра шаровидного корпуса опору. И здесь речь может идти также о полом шаре 7.

Чтобы добиться стабильного положения внутренней конструкции в шаровидном корпусе, здесь предусмотрено подпружиненное крепление наружного полого шара 7 посредством пружинных элементов 8 к внутренней области шаровидного корпуса. Соответственно этому, по меньшей мере, в одном положении покоя соответствующие центральные точки M отдельных полых шаров соответствуют центральной точке шаровидного корпуса.

На фиг.3 показано в дополнение детальное изображение трубообразного демпфирующего тела 10, который может применяться в варианте осуществления, показанном на фиг.2. Здесь изображен вариант осуществления, в котором в радиальном направлении не происходит уменьшение поперечного сечения, а трубки являются цилиндрическими. Здесь видно, что верхние и нижние концевые поверхности закрыты мембраной 6, в которой имеется эксцентриковое сквозное отверстие 6a. Между двумя этими концевыми мембранами 6 здесь в качестве примера расположена только одна мембрана 6, при этом с помощью изображенной спирали 9 поясняется, что все отверстия 6a мембран 6 этих трубок расположены на спирали 9. Также в области стенок трубок 10 здесь имеются сквозные отверстия 10a.

Следует указать, что изображенные здесь фигуры надо понимать исключительно в качестве примеров, и что они поясняют предмет изобретения не в масштабе, а по существу только схематически. Так, здесь может быть предусмотрено, чтобы трубки относительно шаровидного корпуса имели намного меньшие размеры, чем в изображенном здесь соотношении. Эти фигуры ни в коем случае не следует понимать в качестве масштабных.

Например, возможно, что диаметр трубок измеряется только в микрометрическом диапазоне, также как и сквозных отверстий в мембранах и перфораций в стенках трубок или полых шаров. Предпочтительно размеры диаметров трубок могут быть выбраны в диапазоне от 20 до 200 микрон, также предпочтительно от 40 до 60 микрон, а отверстия в стенках трубок, мембран или полых шаров в диапазоне от 3 до 40 микрон, также предпочтительно от 5 до 10 микрон. Именно этот вариант осуществления с этими малыми размерами, лежащими в микрометрическом диапазоне, обладает тем преимуществом, что у демпфирующей жидкости с протеогликанами или другими длинноцепными молекулами эти длинноцепные молекулы теряют много энергии при протекании сквозь небольшие поперечные сечения.

Описанное здесь демпфирующее устройство может найти применение не только для демпфирования сейсмических толчков, но и, в принципе, в любом случае применения, в котором необходимо минимизировать воздействие толчков (ударов) на объект.

На фиг.4 показана в качестве примера в схематичном изображении молекула протеогликана. Видно перо гиалуроновой кислоты, с которым сочленены гликозамингликаны. Такая молекула может иметь длину, равную от одного до нескольких микрон. На фиг.5 показано в качестве примера несколько дисахаридных блоков важных гликозамингликанов. Жидкости, которые включают в себя такие молекулы, могут, таким образом, обладать замечательными демпфирующими свойствами.

Касательно всех вариантов осуществления следует констатировать, что указанные в связи с одним из вариантов осуществления технические признаки могут применяться или применяются не только в конкретном варианте осуществления, но также в каждом из других вариантов осуществления. Все описанные технические признаки этого описания изобретения следует считать существенными для изобретения и комбинируемыми друг с другом произвольным образом или применяемыми отдельно. При этом во всем описании под упоминанием о том, что может быть предусмотрен один из признаков или может быть осуществлен один из этапов способа, может также пониматься один из вариантов осуществления изобретения, в котором предусмотрен соответствующий признак или, соответственно, осуществлен соответствующий этап способа.

1. Демпфирующее устройство, включающее в себя полый шаровидный корпус, который выполнен составным, причем шаровидный корпус наполнен демпфирующей жидкостью (5) и включает в себя несколько расположенных в радиальном направлении демпфирующих тел (10), расположенные радиально внутри концы которых закреплены на одной общей, расположенной в центре шаровидного корпуса опоре, а расположенные радиально снаружи концы которых непосредственно или опосредованно закреплены на внутренней стенке шаровидного корпуса, отличающееся тем, что шаровидный корпус образован из двух имеющих форму оболочки шара элементов (3, 4), которые плотно и с перекрытием прикреплены друг к другу и которые, по меньшей мере, в отдельных областях выполнены с возможностью вращательного перемещения относительно другу друга вокруг общей центральной точки и выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга в линейном направлении, причем перекрытие в окружной области увеличивается или уменьшается.

2. Демпфирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что демпфирующая жидкость (5) содержит молекулы, изменение геометрии которых при толчках расходует энергию.

3. Демпфирующее устройство по п.2, отличающееся тем, что демпфирующая жидкость (5) включает в себя протеогликаны, в частности, с примесью щелочей, например NaOH.

4. Демпфирующее устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что демпфирующая жидкость (5) представляет собой интероссальную жидкость, в частности, получаемую из спонгиозного костного материала животных.

5. Демпфирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что демпфирующие тела (10) выполнены в виде снабженных рабочей жидкостью агрегатов цилиндр-поршень, расположенные радиально снаружи концы которых закреплены на внутренней стенке шаровидного корпуса.

6. Демпфирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что демпфирующие тела (10) выполнены в виде наполненных демпфирующей жидкостью (5) трубок, концы которых закрыты мембранами (6), при этом в каждой мембране (6) имеется, по меньшей мере, одно сквозное отверстие (6а).

7. Демпфирующее устройство по п.6, отличающееся тем, что трубка (10), в частности каждая трубка (10), между мембранами (6) на концах имеет, по меньшей мере, одну другую мембрану (6), расположенную внутри, в которой также имеется, по меньшей мере, одно сквозное отверстие (6а).

8. Демпфирующее устройство по п.6, отличающееся тем, что сквозные отверстия (6а) двух мембран (6), расположенных последовательно в продольной протяженности трубок (10), не являются соосными.

9. Демпфирующее устройство по п.6, отличающееся тем, что сквозные отверстия (6а) всех мембран (6) одной трубки (10) расположены по одной спирали (9).

10. Демпфирующее устройство по п.6, отличающееся тем, что трубки (10) в области своих радиально снаружи концов расположены в полом шаре (7), в частности, который расположен в шаровидном корпусе и имеет ту же самую центральную точку (М) и закреплен на внутренней стенке шаровидного корпуса, в частности подпружинено закреплен.

11. Демпфирующее устройство по п.6, отличающееся тем, что шаровидный корпус включает в себя множество расположенных друг в друге полых шаров (7), в частности, с одной и той же центральной точкой (М), при этом трубки (10) в радиальном направлении пронизывают эти полые шары (7), в частности уплотненно пронизывают.

12. Демпфирующее устройство по п.6, отличающееся тем, что полые шары (7) являются перфорированными.

13. Демпфирующее устройство по п.6, отличающееся тем, что трубки (10) являются перфорированными.

14. Демпфирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что шаровидный корпус зафиксирован, по меньшей мере, в двух опорных узлах (1, 2), которые расположены симметрично вокруг шаровидного корпуса, в частности в двух опорных узлах, расположенных на противоположных сторонах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, а именно к трехшарнирным рамам зданий, возводимых в сейсмических районах. .

Здание // 2484220
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве жилых и промышленных зданий. .

Изобретение относится к области строительства и касается конструктивного выполнения многоэтажных зданий преимущественно панельных для сейсмоопасных районов. .

Изобретение относится к области строительства и машиностроения. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам регулирования нагрузки на здания и сооружения при сейсмических воздействиях. .

Изобретение относится к строительству, а именно к способу повышения надежности, прежде всего, сейсмостойкости строящихся и эксплуатируемых зданий с каменными или бетонными несущими стенами.

Изобретение относится к строительству зданий, восприимчивых к стихийным бедствиям. .

Изобретение относится к опоре для защиты сооружений, которая выполнена в виде маятниковой скользящей опоры. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве зданий и сооружений, в частности, в регионах с повышенной сейсмической активностью.

Изобретение относится к области строительства, в частности к опорам сейсмостойких сооружений. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению зданий и сооружений в сейсмических районах. Сейсмостойкое здание включает каркас и фундаментную плиту, подвешенную на жестких в вертикальном направлении тягах к объемлющему ее, заглубленному в грунт фундаментному стакану. Между днищем фундаментного стакана и подошвой фундаментной плиты располагается динамический гаситель горизонтальных колебаний в виде плиты, подвешенной к каркасу с помощью жестких в вертикальном направлении тяг, пропущенных через отверстия в фундаментной плите, причем размер этих отверстий позволяет гасителю беспрепятственно совершать горизонтальные колебания во время землетрясения. Технический результат состоит в повышении надежности и сейсмостойкости здания. 1 ил. Референт Инин А.Н.

Изобретение относится к области строительства сейсмостойких сооружений. Технический результат: обеспечение оперативного управления сейсмозащитой здания или сооружения и повышение сейсмостойкости объекта в аварийной ситуации. Комплексная система сейсмозащиты здания или сооружения включает сейсмостойкое здание замкнутого типа на пространственной фундаментной платформе со скользящим слоем в основании, имеющей верхнюю и нижнюю плиты, скрепленные ребрами. Система дополнительно содержит автоматически управляемую систему-предохранитель с сейсмозащитным устройством, повышающую сейсмостойкость здания и обеспечивающую его сейсмозащиту в аварийной ситуации. Автоматически управляемая система-предохранитель содержит проводную или беспроводную быстродействующую связь между сейсмостанцией наблюдения, находящейся на удаленном расстоянии от здания, и размещенным в здании модулем управления, воспринимающим аварийный сигнал с сейсмостанции и передающим его актуаторам, размещенным в полостях фундаментной платформы. При этом актуаторы выполнены в виде напорных баллонов со смазывающей жидкостью и снабжены запорными элементами, взаимодействующими с модулем управления и срабатывающими по управляющему решению при получении аварийного сигнала от сейсмостанции впрыскиванием дозированной порции смазки в скользящий слой под фундаментной платформой здания, нижняя плита которой снабжена отверстиями или решетками, а скользящий слой, являющийся амортизатором сейсмического воздействия, образован из нескольких слоев полимерной пленки, верхние из которых выполнены перфорированными с отверстиями, пропускающими смазывающую жидкость внутрь между верхними слоями пленки, а нижние слои непроницаемы. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к реконструкции, восстановлению или возведению сейсмостойких зданий и сооружений. Технический результат: повышение сейсмической безопасности зданий и сооружений. Сейсмостойкое здание содержит виброизолированный фундамент, горизонтальные и вертикальные несущие конструкции с системой виброизоляции, внутренние перегородки, кровлю здания, а также дверные и оконные проемы с усилением, базовые несущие плиты перекрытия снабжены в местах их крепления к несущим стенам здания системой пространственной виброизоляции, состоящей из горизонтально расположенных виброизоляторов, воспринимающих вертикальные статические и динамические нагрузки, а также вертикально расположенных виброизоляторов, воспринимающих горизонтальные статические и динамические нагрузки, при этом пол в помещениях выполнен на упругом основании и содержит установочную плиту, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите межэтажного перекрытия с полостями через слои вибродемпфирующего материала и гидроизоляционного материала с зазором относительно несущих стен производственного помещения, причем полости базовой плиты заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером, а каждый из виброизоляторов состоит из жестко связанных между собой резиновых плит: верхней и нижней, в которых выполнены сквозные отверстия, расположенные по поверхности виброизолятора в шахматном порядке, а по форме виброизоляторы выполнены квадратными или прямоугольными, а их боковые грани выполнены в виде криволинейных поверхностей n-ого порядка, обеспечивающие равночастотность системы виброизоляции в целом, при этом отверстия имеют в сечении форму, обеспечивающую равночастотность виброизолятора, при этом каждый из виброизоляторов снабжен вибродемпфирующими вставками, размещенными в отверстиях каждого из виброизоляторов и выполненных в виде цилиндрического демпфирующего элемента, к концам которого жестко присоединены плоские упругие упоры, а внутренняя полость заполнена слоем вибродемпфирующего материала, например песком, при этом плотность вибродемпфирующего слоя меньше плотности внешней цилиндрической обечайки демпфирующего элемента. 7 ил.

Изобретение относится к строительству объектов, защищенных от неблагоприятных или катастрофических факторов. Технический результат: повышение надежности комплексной защиты дома в сейсмическом сооружении с микроклиматом от неблагоприятных и катастрофических факторов. Сейсмостойкое сооружение с микроклиматом состоит из дома с погруженным в воду и обладающим плавучестью водонепроницаемым подвалом и сейсмостойкого котлована с пресной или соленой водой, в котором дом находится в плавучем состоянии. Для выравнивания сооружения с подвалом по уровню и обеспечения состояния устойчивого равновесия служат выравнивающие емкости. Для обеспечения водной преграды служат амортизирующие средства, ограничивающие горизонтальные перемещения дома в разных уровнях и допускающие его вертикальные перемещения. Такая конструкция исключает непосредственный контакт дома с основным грунтом и образует водную преграду в любом направлении между грунтом и домом, амортизирующую как сейсмические, так и воздушные ударные нагрузки, а также обеспечивает защиту от наводнений. Для обеспечения в доме микроклимата выравнивающие емкости могут заполняться водой и несут дополнительную функцию теплоаккумуляторов, в которых накапливается и сохраняется солнечная тепловая энергия. Процесс накопления тепловой энергии минимизирован благодаря солнечно-тепловому теплообменнику, в котором функция охлаждения воздуха в доме совмещена с функцией сбора и переноса солнечной тепловой энергии в выравнивающие теплоаккумуляторы. В этом же процессе теплообмена может вырабатываться электроток фотоэлектрическими или полупроводниковыми низкотемпературными термоэлектрическими генераторами электроэнергии, модули которых установлены в каналах солнечно-теплового теплообменника. 24 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к защите строительных конструкций от сейсмического воздействия и снижению сейсмической нагрузки на здание. Технический результат: повышение сейсмостойкости здания, позволяющей упростить конструкцию фундаментов, и вместе этим расширить область использования сейсмозащиты, повышение технико-эксплуатационных характеристик здания с уменьшением горизонтальной сейсмической нагрузки на 2-3 балла в широком спектре частот. Сейсмостойкое здание включет пространственно жесткие этажи, колонны каркаса, опертые на нижнее железобетонное основание, которое не имеет жестких связей с вышележащими несущими конструкциями и лежит на скользящей прокладке, фундаменты выполнены из монолитного бетона в виде плиты или перекрестных лент. Для сейсмозащиты здания используется диссипация энергии землетрясения, построенная на принципах демпфирования сухого трения, при этом коэффициент трения материала прокладки между фундаментом и несущими элементами здания принимается от доли весовой характеристики, приложенной на каждой опоре, а несущие колонны здания в уровне сопряжения с фундаментом имеют дополнительные упругие элементы опор, которые принимают участие в работе по достижению перемещений несущими колоннами заданной величины и способствуют возвращению несущих колонн в исходное положение, при этом жесткость упругих опор назначается от остаточной доли, которая воспринимается демпферами сухого трения по весовой характеристике здания для каждого опорного элемента колонн, а упругие элементы выполнены из цилиндрических, или тарельчатых пружин, или их комбинации; для обеспечения условий устойчивости здания от суммарной ветровой нагрузки, интенсивности сейсмической нагрузки и предельного значения перемещения здания при сейсмическом воздействии колонны опираются на фундаменты через скользящие прокладки и объединенны жесткой горизонтальной платформой из перекрестных балок, на фундаментных конструкциях устроены опорные столики с закладными анкерами и пластинами, в пространстве между опорными столиками и перекрестными балками вставлены упругие элементы. 10 з.п. ф-лы, 22 ил. 4 табл.

Изобретение относится к сейсмостойким объектам. Технический результат - повышение прочности и сейсмостойкости здания, а также эффективности шумоглушения. Это достигается тем, что в сейсмостойкой конструкция здания, содержащей каркас цеха, несущие стены с ограждениями в виде пола и потолка, которые облицованы звукопоглощающими конструкциями, оконные и дверные проемы, а также штучные звукопоглотители, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал, и установленные над шумным оборудованием, а конструкция пола выполнена на упругом основании и содержит установочную плиту, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на двух, жестко связанных между собой, базовых плитах межэтажного перекрытия повышенной прочности и сейсмостойкости с полостями через слои вибродемпфирующего и гидроизоляционного материала с зазором относительно несущих стен производственного помещения, причем слои вибродемпфирующего и гидроизоляционного материала выполнены с отбортовкой, плотно прилегающей к несущим конструкциям стен и базовым несущим плитам перекрытия, а между базовыми плитами межэтажного перекрытия проложен слой вибродемпфирующего материала, а полости базовых плит расположены в шахматном порядке и заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером, полиэтиленом или полипропиленом, а стены облицованы звукопоглощающими конструкциями. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к промышленной акустике. Технический результат - повышение эффективности сейсмостойкости здания. Это достигается тем, что в сейсмостойкой конструкции здания, содержащей каркас здания с фундаментом в цокольном этаже с системой виброизоляции, несущие стены с ограждениями в виде пола и потолка, которые облицованы звукопоглощающими конструкциями, оконные и дверные проемы, а также штучные звукопоглотители, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал, и установленные над шумным оборудованием, базовые несущие плиты перекрытия снабжены в местах их крепления к несущим стенам здания системой пространственной виброизоляции, состоящей из горизонтально расположенных виброизоляторов, воспринимающих вертикальные статические и динамические нагрузки, а также вертикально расположенных виброизоляторов, воспринимающих горизонтальные статические и динамические нагрузки, при этом пол в помещениях выполнен на упругом основании и содержит установочную плиту, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите межэтажного перекрытия с полостями через слои вибродемпфирующего материала и гидроизоляционного материала с зазором относительно несущих стен производственного помещения, причем полости базовой плиты заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к строительству. Технический результат: повышение эффективности шумоглушения и сейсмостойкости здания. Это достигается тем, что в малошумном сейсмостойком производственном здании, содержащим каркас здания с основанием, несущие стены с ограждениями в виде пола и потолка, которые облицованы звукопоглощающими конструкциями, оконные и дверные проемы, а также штучные звукопоглотители, содержащие каркас, в котором расположен звукопоглощающий материал, и установленные над шумным оборудованием, базовые несущие плиты перекрытия снабжены в местах их крепления к несущим стенам здания системой пространственной виброизоляции, состоящей из горизонтально расположенных виброизоляторов, воспринимающих вертикальные статические и динамические нагрузки, а также вертикально расположенных виброизоляторов, воспринимающих горизонтальные статические и динамические нагрузки, при этом пол в помещениях выполнен на упругом основании и содержит установочную плиту, выполненную из армированного вибродемпфирующим материалом бетона, которая устанавливается на базовой плите межэтажного перекрытия с полостями через слои вибродемпфирующего материала и гидроизоляционного материала с зазором относительно несущих стен производственного помещения, причем полости базовой плиты заполнены вибродемпфирующим материалом, например вспененным полимером. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к строительству в сейсмоопасных районах зданий и сооружений. Технический результат - повышение сейсмостойкости кирпичной стеновой панели путем увеличения демпфирования. Это достигается тем, что в сейсмостойкой кирпичной стеновой панели, содержащей кирпичную кладку из кирпичей с отверстиями посредине ширины и на одной четверти длины от торцов кирпича, уложенных на растворе с совмещением отверстий в каналы, и арматурные стержни, пропущенные через каналы с жестким закреплением их на торцах, посредством плоских упоров по толщине, равных толщине растворного шва, а в каналах у торцов панели размещены слои вибродемпфирующего материала П-образного типа, воспринимающие пространственную вибрацию, арматурные стержни выполнены демпфирующими, а каждый из них представляет собой цилиндрический демпфирующий элемент, к концам которого жестко присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя полость заполнена слоем вибродемпфирующего материала, например песком, при этом плотность вибродемпфирующего слоя меньше плотности внешней цилиндрической обечайки демпфирующего элемента, причем слои вибродемпфирующего материала, конструктивно выполненные П-образного типа и воспринимающие пространственную вибрацию, выполнены из измельченных изношенных автопокрышек на связке в виде резинового клея, жидкого стекла или полимерного связующего, а через каждые 8-10 рядов уложенных на растворе кирпичей привариваются жесткие упоры, а демпфирующие стержни удлиняются с применением сварки, причем в каналы средней зоны заливается раствор с вибродемпфирующей крошкой из измельченных покрышек автомобильных шин для образования более жестких зон, а арматурные стержни выполнены демпфирующими, и каждый из них представляет собой коаксиально расположенные цилиндрические обечайки, между которыми коаксиально расположены трубчатые демпфирующие элементы из вибродемпфирующего материала, к концам которых жестко присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя центральная полость заполнена песком, при этом плотность слоев вибродемпфирующего материала меньше плотности коаксиально расположенных цилиндрических обечаек. 4 ил.

Изобретение относится к строительству в сейсмоопасных районах зданий и сооружений, в условиях воздействий вибродинамических нагрузок на заводах, в городах, а также применимо для конструкций емкостей сухих сыпучих в промышленных центрах, обладающих источниками вибраций, и может использоваться в области транспортных средств при создании конструкций кузовов. Технический результат - повышение сейсмостойкости кирпичной стеновой панели. Это достигается способом повышения сейсмостойкости кирпичной стеновой панели, заключающимся в том, что на фундамент между колоннами наносят слой строительного раствора, а на него устанавливают в виде полос плоские жесткие упоры с приваренными к ним вертикально демпфирующими стержнями, причем через каждые 8-10 рядов уложенных на растворе кирпичей приваривают жесткие упоры, а демпфирующие стержни удлиняют с применением сварки, причем в каналах средней зоны заливают раствор с вибродемпфирующей крошкой из измельченных покрышек автомобильных изношенных шин, стержни выполняют демпфирующими, а каждый из них представляет собой цилиндрический демпфирующий элемент, к концам которого жестко присоединены плоские жесткие упоры, а внутренняя полость заполнена слоем вибродемпфирующего материала, например песком, при этом плотность вибродемпфирующего слоя выполняют меньшей, чем плотность внешней цилиндрической обечайки демпфирующего элемента, при этом в каналах у торцов панели размещают слои вибродемпфирующего материала П-образного типа, воспринимающие пространственную вибрацию. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх