АМОРТИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2008 года по МПК F16F9/04 

Изобретение относится к устройствам активной сейсмозащиты зданий и сооружений и может быть использовано в системе амортизации (сейсмоизоляции) для защиты реакторного отделения атомных электростанций от силового воздействия при землетрясениях.

Известно устройство, описанное в а.с. №1323792, М.кл. F16F 9/04, В60N 1/02, содержащее опорные плиты, между которыми размещено телескопическое направляющее устройство, выполненное в виде наружного и внутреннего стаканов с установленными между ними центрирующими элементами. Упругий элемент в виде эластичной торообразной оболочки, заполненной газом, охватывает направляющее устройство и связан посредством обоймы с наружным стаканом, а с внутренним стаканом связан торообразный пуансон, опирающийся на оболочку.

Недостатками этого устройства являются отсутствие сейсмозащиты по горизонту, так как упругий элемент помещен в жесткую обойму; для обеспечения большой грузоподъемности торообразная оболочка будет иметь неприемлемо большие габариты; большая площадь эластичной оболочки обусловливает большие диффузионные утечки.

Известно также амортизирующее устройство, описанное в а.с. №2029155, М. кл. F16F 9/04 (прототип), содержащее упругий элемент и охватываемое им телескопическое направляющее устройство, выполненное в виде встречно направленных наружного и внутреннего стаканов с центрирующими элементами, установленными между ними, и опорными плитами. Упругий элемент выполнен в виде равномерно расположенных вокруг наружного стакана пневматических амортизаторов, включающих каждый, по крайней мере, корпус и плунжер, закрепленные соответственно на наружном и внутреннем стаканах, днище каждого из последних имеет выпуклую тарельчатую форму с осевым каналом, кольцевой площадкой вокруг последнего, контактирующей с соответствующей опорной плитой, и радиусом скругления, превышающим половину расстояния между опорными плитами, центр которого в продольном сечении направляющего устройства расположен на прямой, параллельной продольной оси последнего и проходящей через линию перехода кольцевой площадки в скругление, а амортизирующее устройство снабжено размещенными в соответствующих осевых каналах и контактирующими с ними цилиндрическими ползунами, шарнирно соединенными одними концами с соответствующими опорными плитами. Амортизирующее устройство снабжено резинокордной оболочкой, соединяющей наружный и внутренний стаканы и образующей с ними дополнительный пневматический амортизатор.

Недостатками этого устройства являются низкая стабильность положения амортизируемого объекта при воздействии горизонтальных возмущающих сил, низкая степень самовосстановления исходного положения амортизируемого объекта по горизонту, так как возврат амортизируемого объекта в исходное положение по горизонту осуществляется, в основном, за счет горизонтальной составляющей продольного (осевого) усилия амортизирующего устройства, возникающей при его наклоне из-за взаимного смещения центров радиусов наружного и внутреннего стаканов направляющего устройства.

Задача изобретения состоит в увеличении стабильности положения амортизируемого объекта при воздействии горизонтальных возмущающих сил и повышении степени самовосстановления исходного положения амортизируемого объекта по горизонту.

Поставленная задача достигается тем, что в известном амортизирующем устройстве, содержащем телескопическое направляющее устройство, установленное между амортизируемым объектом и основанием и выполненное в виде встречно направленных наружного и внутреннего стаканов с установленными между ними резинокордной оболочкой и центрирующими элементами, опорные плиты, установленные на амортизируемом объекте и основании, упругий элемент в виде равномерно расположенных вокруг наружного стакана пневматических амортизаторов, включающих корпус, плунжер и резинокордную оболочку между ними, днище наружного и внутреннего стаканов телескопического направляющего устройства имеет выпуклую тарельчатую форму с осевым каналом, кольцевой площадкой вокруг последнего, контактирующей с соответствующей опорной плитой, и радиусом скругления, превышающим половину расстояния между опорными плитами, центр которого в продольном сечении направляющего устройства расположен на прямой, параллельной продольной оси последнего и проходящей через линию перехода кольцевой площадки в скругление, а амортизирующее устройство снабжено размещенными в соответствующих осевых каналах и контактирующими с ними цилиндрическими ползунами, шарнирно соединенными одними концами с соответствующими опорными плитами, согласно изобретению, продольные оси пневматических амортизаторов упругого элемента расположены под углом, находящимся в диапазоне 40-70°, к продольной оси направляющего устройства, их корпуса крепятся шарнирно к его наружному стакану в месте расположения резинокордной оболочки направляющего устройства, а плунжеры соединены шарнирно с плитами, установленными на площадках выступов основания, образующих с самим основанием угол, находящийся в диапазоне 110-150°, а между корпусом и плунжером пневматических амортизаторов дополнительно установлены центрирующие элементы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 представлено предложенное амортизирующее устройство, общий вид в разрезе;

на фиг.2 представлен вид сверху амортизирующего устройства с поперечным разрезом А-А на фиг.1.

Амортизирующее устройство содержит упругий элемент 1, телескопическое направляющее устройство 2, выполненное в виде наружного стакана 3 и внутреннего стакана 4, соединенных резинркордной оболочкой 5. Между наружным 3 и внутренним 4 стаканами направляющего устройства 2 установлены центрирующие элементы в виде роликов 6, 7. При этом ролики 6 равномерно установлены на внутреннем стакане 4 с возможностью качения по наружной поверхности внутреннего стакана 4.

Днища обоих стаканов имеют выпуклую тарельчатую форму с осевыми каналами 8, в которых размещены цилиндрические ползуны 9, шарнирно соединенные с опорными плитами 10. С помощью опорных плит 10 амортизирующее устройство крепится к амортизируемому объекту и основанию. Каждое днище по периметру осевого канала имеет кольцевую площадку (лыску) 11, посредством которой днище контактирует с опорной плитой 10. Каждое днище выполнено со скруглением по радиусу R, превышающему половину расстояния между опорными плитами 10, центр которого в продольном сечении направляющего устройства 2 расположен на прямой, параллельной продольной оси устройства и проходящей через линию перехода кольцевой площадки в скругление.

Упругий элемент 1 выполнен в виде равномерно расположенных вокруг наружного стакана 3 пневматических амортизаторов, которые охватывают телескопическое направляющее устройство 2 и содержат корпус 12, плунжер 13, резинокордную оболочку 14 и центрирующие элементы в виде роликов 15, 16. Корпуса 12 пневматических амортизаторов крепятся шарнирно к наружному стакану 3 телескопического направляющего устройства 2 в месте расположения его резинокордной оболочки 5, плунжеры 13 пневматических амортизаторов соединены шарнирно с плитами 17, установленными на площадках выступов 18 основания. Поверхность выступов основания образует с самим основанием угол β, находящийся в диапазоне 110-150°. Продольные оси пневматических амортизаторов упругого элемента 1 образуют в статическом положении угол α, находящийся в диапазоне 40-70°, с продольной осью направляющего устройства 2.

В опорных плитах 10 размещен набор резиновых буферов 19 короткоходовой местной амортизации, контактирующих соответственно с основанием или амортизируемым объектом.

Таким образом, амортизирующее устройство связывает амортизируемый объект и основание посредством телескопического направляющего устройства в виде кегли с тарельчатыми поверхностями и упругого элемента в виде пневматических амортизаторов, расположенных под углом к направляющему устройству.

Амортизирующее устройство работает следующим образом.

Амортизация объекта в вертикальном направлении осуществляется за счет направляющего устройства 2 при относительных перемещениях наружного 3 и внутреннего 4 стаканов и перекатывании резинокордной оболочки 5 в зазоре между ними, а также упругого элемента 1 при относительных перемещениях корпусов 12 и плунжеров 13 и перекатывании резинокордной оболочки 14 в зазоре между ними.

В процессе перемещений амортизируемого объекта в любом направлении по горизонту происходит поворот кегли и обкатка ее тарельчатых поверхностей, т.е. перекатывание скругленных днищ наружного 3 и внутреннего 4 стаканов направляющего устройства 2 по опорным плитам 10, а также упругая деформация пневмоподушек упругого элемента 1 и направляющего устройства 2. При этом цилиндрический ползун 9 скользит относительно осевого канала 8 и разворачивается на шарнире, осуществляя кинематическую фиксацию днища и предотвращая смещение его относительно опорной плиты 10. Возникающие при работе системы боковые нагрузки через ползун 9 и его шарнирное соединение передаются на опорную плиту 10. При этом наличие горизонтальной площадки 11 на днищах наружного 3 и внутреннего 4 стаканов обеспечивает ступень горизонтальной силовой характеристики, которая позволяет обеспечить стабильность положения амортизируемого объекта при действии горизонтальных возмущающих сил, вызванных работой динамически неуравновешенного оборудования, размещенного на амортизируемом объекте, или другими причинами. Резиновые буферы 19 короткоходовой амортизации дополнительно снижают уровень нагрузок, действующих в горизонтальной плоскости.

Возврат амортизируемого объекта в исходное положение по горизонту осуществляется как за счет горизонтальной составляющей продольного (осевого) усилия амортизирующего устройства, возникающей при его наклоне из-за взаимного смещения центров радиусов R наружного 3 и внутреннего 4 стаканов направляющего устройства 2, так и за счет, в основном, сил упругой деформации пневмоподушек упругого элемента 1, стремящихся вернуть телескопическое направляющее устройство 2 в строго вертикальное положение. Возникающий при этом момент сил воспринимается центрирующими роликами 6 и 7 телескопического направляющего устройства 2 и центрирующими роликами 15 и 16 пневматических амортизаторов упругого элемента 1.

Таким образом, предлагаемое амортизирующее устройство обеспечивает стабильность положения амортизируемого объекта от горизонтальных возмущающих сил и позволяет обеспечить самовосстановление амортизируемого объекта по горизонту с требуемыми горизонтальными перегрузками.

Изобретение относится к устройствам активной сейсмозащиты зданий и сооружений. Устройство содержит телескопическое направляющее устройство, опорные плиты, упругий элемент. Телескопическое направляющее устройство выполнено в виде встречно направленных наружного и внутреннего стаканов с установленными между ними резинокордной оболочкой и центрирующими элементами. Упругий элемент выполнен в виде равномерно расположенных вокруг наружного стакана пневматических амортизаторов. Амортизаторы включают корпус, плунжер и резинокордную оболочку между ними. Устройство снабжено размещенными в соответствующих осевых каналах и контактирующими с ними цилиндрическими ползунами. Ползуны шарнирно соединены одними концами с соответствующими опорными плитами. Продольные оси пневматических амортизаторов упругого элемента расположены под углом 40-70° к оси направляющего устройства. Плунжеры соединены шарнирно с плитами, установленными на площадках выступов основания, образующих с основанием угол 110-150°. Достигается увеличение стабильности положения амортизируемого объекта при воздействии горизонтальных возмущающих сил и повышение степени самовосстановления исходного положения объекта по горизонту. 2 ил.

Амортизирующее устройство, содержащее телескопическое направляющее устройство, установленное между амортизируемым объектом и основанием и выполненное в виде встречно направленных наружного и внутреннего стаканов с установленными между ними резинокордной оболочкой и центрирующими элементами, опорные плиты, установленные на амортизируемом объекте и основании, упругий элемент в виде равномерно расположенных вокруг наружного стакана пневматических амортизаторов, включающих корпус, плунжер и резинокордную оболочку между ними, днище наружного и внутреннего стаканов телескопического направляющего устройства имеет выпуклую тарельчатую форму с осевым каналом, кольцевой площадкой вокруг последнего, контактирующей с соответствующей опорной плитой, и радиусом скругления, превышающим половину расстояния между опорными плитами, центр которого в продольном сечении направляющего устройства расположен на прямой, параллельной продольной оси последнего и проходящей через линию перехода кольцевой площадки в скругление, а амортизирующее устройство снабжено размещенными в соответствующих осевых каналах и контактирующими с ними цилиндрическими ползунами, шарнирно соединенными одними концами с соответствующими опорными плитами, отличающееся тем, что продольные оси пневматических амортизаторов упругого элемента расположены под углом, находящимся в диапазоне 40-70°, к продольной оси направляющего устройства, их корпуса крепятся шарнирно к его наружному стакану в месте расположения резинокордной оболочки направляющего устройства, а плунжеры соединены шарнирно с плитами, установленными на площадках выступов основания, образующих с самим основанием угол, находящийся в диапазоне 110-150°, а между корпусом и плунжером пневматических амортизаторов дополнительно установлены центрирующие элементы.