隔振装置的制作方法

1.本技术涉及附建式变电站技术领域，特别是涉及一种隔振装置。


背景技术：

2.附建式变电站将变电站作为一个模块附建到其他功能建筑中，同时保留所附建建筑的居住或商业等功能，从而缓解城市密集区变电站的用地需求。相关技术中，在变电站设备和其所在的承载面之间设置隔振装置，以避免地震作用对变电站设备的影响，同时满足变电站设备自身运行的振动稳定要求。然而，目前的隔振装置应用在附建式变电站中时，无法在适应建筑对地震作用的放大效应的同时，也满足建筑对振动和噪声的控制要求。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种隔振装置，以适应建筑对地震作用的放大效应，同时满足建筑对振动和噪声的控制要求。
4.根据本技术的一个方面，本技术实施例提供了一种隔振装置，包括：
5.第一支撑板，用于承载待支撑件；
6.第二支撑板，与所述第一支撑板沿第一方向间隔设置，所述第二支撑板用于设置于承载面上；及
7.隔振结构，所述隔振结构在所述第一方向上的两侧分别连接所述第一支撑板和所述第二支撑板；所述隔振结构包括多个隔振体，每一所述隔振体包括空心柱体和包覆于所述空心柱体表面的耗能层；所述隔振体的中轴线垂直于所述第一方向，所述隔振体被配置为能够沿自身径向弹性形变；
8.其中，所述空心柱体的轴向两侧分别设有多个第一缺口和多个第二缺口，所述第一缺口和所述第二缺口沿所述空心柱体的周向交替排布，以在所述空心柱体上形成曲折延伸的振动传播路径。
9.在其中一个实施例中，所述隔振结构包括至少一个隔振层单元；
10.所述隔振层单元的数量为多个时，多个所述隔振层单元沿所述第一方向排布；
11.每一所述隔振层单元包括多个所述隔振体，各所述隔振体的中轴线位于垂直于所述第一方向的同一参考平面上。
12.在其中一个实施例中，每一所述隔振层单元中，一部分所述隔振体的中轴线平行于第二方向，另一部分所述隔振体的中轴线平行于第三方向；
13.所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向彼此垂直。
14.在其中一个实施例中，定义中轴线平行于所述第二方向的所述隔振体为横向体，中轴线平行于所述第三方向的所述隔振体为纵向体；
15.每一所述隔振层单元中，所述横向体的数量与所述纵向体的数量相等。
16.在其中一个实施例中，所述隔振结构包括两个所述隔振单元层；
17.每一所述隔振层单元中，所述横向体和所述纵向体的数量均为两个。
18.在其中一个实施例中，所述空心柱体包括两个连接部和两个延伸部；
19.两个所述连接部沿所述第一方向间隔排布，其中一个所述延伸部的两端分别连接两个所述连接部的一侧，另一个所述延伸部的两端分别连接两个所述连接部的另一侧；
20.所述第一缺口和所述第二缺口形成于所述延伸部上。
21.在其中一个实施例中，在所述第一方向上相邻的两个所述隔振体借助所述连接部相连接；和/或
22.所述隔振结构在所述第一方向上的一侧借助所述连接部连接于所述第一支撑板；和/或
23.所述隔振结构在所述第一方向上的另一侧借助所述连接部连接于所述第二支撑板。
24.在其中一个实施例中，所述空心柱体构造为空心圆柱体。
25.在其中一个实施例中，所述隔振装置还包括第一紧固件，所述待支撑件借助所述第一紧固件固设于所述第一支撑板上；和/或
26.所述隔振装置还包括第二紧固件，所述第二支撑板借助所述第二紧固件固设于所述承载面上。
27.上述隔振装置至少包括第一支撑板、第二支撑板和隔振结构，第一支撑板承载变电站设备，第二支撑板设置于建筑中变电站设备所在的承载面上，隔振结构对第一支撑板和第二支撑板进行弹性连接，隔振体能够沿自身径向弹性形变以提供隔振装置在工作时所需的垂向活动范围。在隔振体中，通过空心柱体上设置的第一缺口和第二缺口，使得空心柱体上形成曲折延伸的振动传播路径，通过包覆于空心柱体表面的耗能层实现振动传播过程中能量的耗散。如此，当第一支撑板与第二支撑板之间的距离一定时，振动在变电站设备和建筑之间传递的过程中经过的传播路径更长，耗散的能量更多，使得传递后的振动幅值更低。上述隔振装置的垂向活动范围大且隔振效果好，能够适应建筑对地震作用的放大效应，同时满足建筑对振动和噪声的控制要求。
附图说明
28.图1为本技术一个实施例中隔振装置的结构示意图；
29.图2为本技术一个实施例中空心柱体的结构示意图；
30.图3为本技术一个实施例中隔振体的截面图；
31.图4为本技术一个实施例中隔振层单元的结构示意图。
32.附图标记说明：
33.100、隔振装置；
34.10、第一支撑板；20、第二支撑板；30、隔振结构；31、隔振体；31a、横向体；31b、纵向体；311、空心柱体；3111、第一缺口；3112、第二缺口；3113、连接部；3114、延伸部；3115、连接孔；312、耗能层；40、第一紧固件；50、第二紧固件。
具体实施方式
35.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申
请。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
36.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
38.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
39.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
41.附建式变电站将变电站作为一个模块附建到其他功能建筑中，同时保留所附建建筑的居住或商业等功能，从而缓解城市密集区变电站的用地需求。相关技术中，在变电站设备和其所在的承载面之间设置隔振装置，以避免地震作用对变电站设备的影响，同时控制变电站设备自身运行产生的振动噪音。然而，在附建式变电站中，一方面，变电站设备上楼后，由于其所在建筑对地震作用存在放大效应，隔振装置的垂向活动范围需要进一步提高。另一方面，其所在建筑自身也有对于环境振动和噪声的控制要求，隔振装置的隔振性能也需要进一步提高。
42.目前常见的隔振装置主要分为橡胶隔振器和金属隔振器。其中，橡胶隔振器的隔振性能好，能够实现变电站设备的振动控制以满足设备自身的振动稳定要求以及所在建筑的振动和噪声控制要求。但橡胶隔振器的垂向活动范围小，在地震等极端荷载时可能造成不利影响，故无法适应建筑对地震作用的放大效应。金属隔振器的垂向活动范围相比橡胶隔振器更大，能够适应建筑对地震作用的放大效应。但金属隔振器的隔振性能则弱于橡胶隔振器，目前的金属隔振器(例如弹簧式隔振器、钢丝绳隔振器等)无法满足建筑对振动和
噪声的控制要求。综上，目前的隔振装置应用在附建式变电站中时，无法在适应建筑对地震作用的放大效应的同时，也满足建筑对振动和噪声的控制要求。
43.针对上述相关技术中存在的问题，本技术实施例提供了一种隔振装置，以适应建筑对地震作用的放大效应，同时满足建筑对振动和噪声的控制要求。
44.图1示出了本技术一个实施例中隔振装置的结构示意图；图2示出了本技术一个实施例中空心柱体的结构示意图；图3示出了本技术一个实施例中隔振体的截面图。
45.在一些实施例中，参见图1至图3，本技术实施例提供了一种隔振装置100，包括第一支撑板10、第二支撑板20和隔振结构30。第一支撑板10用于承载待支撑件(图未示)，第二支撑板20与第一支撑板10沿第一方向(图中z方向)间隔设置，第二支撑板20用于设置于承载面上。隔振结构30在第一方向上的两侧分别连接第一支撑板10和第二支撑板20，隔振结构30包括多个隔振体31，每一隔振体31包括空心柱体311和包覆于空心柱体311表面的耗能层312。隔振体31的中轴线垂直于第一方向，隔振体31被配置为能够沿自身径向弹性形变。其中，空心柱体311的轴向两侧分别设有多个第一缺口3111和多个第二缺口3112，第一缺口3111和第二缺口3112沿空心柱体311的周向交替排布，以在空心柱体311上形成曲折延伸的振动传播路径。可选地，第一方向平行于重力方向。
46.上述隔振装置100应用在附建式变电站中时，第一支撑板10承载变电站设备，第二支撑板20设置于建筑中变电站设备所在的承载面上，隔振结构30对第一支撑板10和第二支撑板20进行弹性连接，隔振体31能够沿自身径向弹性形变以提供隔振装置100在工作时所需的垂向活动范围。在隔振体31中，通过空心柱体311上设置的第一缺口3111和第二缺口3112，使得空心柱体311上形成曲折延伸的振动传播路径，通过包覆于空心柱体311表面的耗能层312实现振动传播过程中能量的耗散。如此，当第一支撑板10与第二支撑板20之间的距离一定时，振动在变电站设备和建筑之间传递的过程中经过的传播路径更长，耗散的能量更多，使得传递后的振动幅值更低。上述隔振装置100的垂向活动范围大且隔振效果好，能够适应建筑对地震作用的放大效应，同时满足建筑对振动和噪声的控制要求。
47.此外，本技术的隔振装置100中，通过设置隔振结构30中隔振体31的数量、排布方式以及各隔振体31中空心柱体311的厚度、轴向尺寸、径向尺寸等参数，能够调节隔振装置100的垂向刚度，以避开地震动的卓越频率范围，从而避免隔振装置100与地震动形成共振。可选地，在一些实施例中，空心柱体311的厚度为5mm，空心柱体311的轴向尺寸和径向尺寸均为200mm。
48.需要说明的是，本技术隔振装置100的应用场景不限于附建式变电站中，即待支撑物不限于变电站设备，承载面不限于变电站设备所在的建筑中。在其他实施例中，隔振装置100也可用于支撑其他具有隔振需求的设备，本技术对此不做限定。
49.在一些实施例中，空心柱体311的材质为弹簧钢，耗能层312的材质为高分子阻尼材料，例如聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、丁基橡胶及丁腈橡胶等。高分子阻尼材料能将机械振动能或声能转变成热能而耗散，并能防止或减轻机械振动对部件的破坏作用。此外，耗能层312包覆于空心柱体311表面，能够将空心柱体311与空气隔绝以减少弹簧钢的锈蚀，从而延长空心柱体311的使用寿命并且保持其性能稳定。
50.在一些实施例中，空心柱体311由片状的弹簧钢首尾相连形成。具体地，片状的弹簧钢在宽度方向的两侧分别设有第一缺口3111和第二缺口3112，第一缺口3111和第二缺口
3112沿弹簧钢的长度方向交替排布，弹簧钢首尾相连形成图2所示的空心柱体311。可以理解，当弹簧钢长度一定时，第一缺口3111和第二缺口3112的尺寸越小、相邻第一缺口3111与第二缺口3112之间的间隙越小，振动传播时的弯折次数越多；弹簧钢的宽度越大，振动传播时的直线传播距离越长。因此，通过减小第一缺口3111和第二缺口3112的尺寸、相邻第一缺口3111与第二缺口3112之间的间隙以及增大弹簧钢的宽度，能够增大振动传播路径的总长度，降低传递后的振动幅值，从而实现变电站设备的振动控制以满足设备自身的振动稳定要求以及所在建筑的振动和噪声控制要求。
51.图4示出了本技术一个实施例中隔振层单元的结构示意图。
52.在一些实施例中，参见图1和图4，隔振结构30包括至少一个隔振层单元。隔振层单元的数量为多个时，多个隔振层单元沿第一方向排布。每一所述隔振层单元包括多个隔振体31，各隔振体31的中轴线位于垂直于第一方向的同一参考平面a上。如此，在单个隔振体31的结构确定的情况下，可通过设置隔振层单元的数量以及各隔振层单元中隔振体31的数量，控制隔振结构30的整体高度、垂向活动范围和垂向刚度，以适应不同变电站设备及其所在建筑的隔振设计需求，从而降低隔振装置100的制造难度并且提高隔振装置100的适用性。
53.在一些实施例中，每一隔振层单元中，一部分隔振体31的中轴线平行于第二方向(图中x方向)，另一部分隔振体31的中轴线平行于第三方向(图中y方向)。第一方向、第二方向和第三方向彼此垂直。可以理解，空心柱体311的中轴线与隔振体31的中轴线重合。由空心柱体311的结构可以看出，空心柱体311在轴向方向上的刚度大于在径向方向上的刚度。若空心柱体311的中轴线均平行于同一方向，则隔振结构30在空心柱体311垂直于第一方向的径向方向上的刚度过小，导致第一支撑板10和第二支撑板20可能发生水平滑移，影响变电站设备工作时的稳定性。如此设置，能够使隔振结构30在垂直于第一方向的各方向上均具有较强的刚度，避免第一支撑板10和第二支撑板20发生水平滑移，从而保证了变电站设备工作时的稳定性。
54.进一步地，定义中轴线平行于第二方向的隔振体31为横向体31a，中轴线平行于第三方向的隔振体31为纵向体31b。每一隔振层单元中，横向体31a的数量与纵向体31b的数量相等。具体到图4所示的实施例中，横向体31a的中轴线m1平行于x方向，纵向体31b的中轴线m2平行于y方向。如此，隔振结构30在第二方向和第三方向上的刚度相等，在垂直于第一方向的其他方向上的刚度较强且相近，进一步保证了变电站设备工作时的稳定性。
55.更进一步地，每一隔振层单元中，在第二方向和第三方向上，横向体31a与纵向体31b交替排布。如此，隔振结构30的刚度分布均匀，避免局部刚度过低造成局部损坏，从而有助于延长隔振装置100的使用寿命并且保持其性能稳定。
56.具体到图1、图4所示的实施例中，隔振结构30包括两个隔振单元层，每一隔振层单元中，横向体31a和纵向体31b的数量均为两个。如此，隔振装置100的垂向活动范围大，能够适应建筑对地震作用的放大效应。同时，隔振结构30在垂直于于第一方向的各方向上的刚度大于第一方向上的刚度，使隔振装置100在工作过程中主要发生垂向形变，避免第一支撑板10和第二支撑板20发生水平滑移，从而保证了变电站设备工作时的稳定性。
57.进一步地，两个横向体31a和两个纵向体31b形成方形阵列，且两个横向体31a位于其中一个对角上，两个纵向体31b位于另一个对角上。如此，隔振结构30的刚度分布均匀，避
免局部刚度过低造成局部损坏，从而有助于延长隔振装置100的使用寿命并且保持其性能稳定。
58.在一些实施例中，参见图2，空心柱体311包括两个连接部3113和两个延伸部3114。两个连接部3113沿第一方向间隔排布，其中一个延伸部3114的两端分别连接两个连接部3113的一侧，另一个延伸部3114的两端分别连接两个连接部3113的另一侧。第一缺口3111和第二缺口3112形成于延伸部3114上。如此，空心柱体311可借助连接部3113与其他部件实现稳定连接，借助延伸部3114对振动进行传递以延长振动传播路径。
59.在一些实施例中，参见图1，隔振结构30包括多个隔振层单元，此时隔振结构30中具有在第一方向上相邻的隔振体31。在第一方向上相邻的两个隔振体31借助连接部3113相连接。具体地，空心柱体311的连接部3113上设有连接孔3115，螺栓穿设于两个连接部3113的连接孔3115以将两个隔振体31固定在一起。
60.在一些实施例中，隔振结构30在第一方向上的一侧借助连接部3113连接于第一支撑板10，隔振结构30在第一方向上的另一侧借助连接部3113连接于第二支撑板20。具体地，位于空心柱体311顶部的连接部3113借助穿设于连接孔3115的螺栓与第一支撑板10固定在一起，位于空心柱体311底部的连接部3113借助穿设于连接孔3115的螺栓与第二支撑板20固定在一起。
61.在一些实施例中，继续参见图2，空心柱体311构造为空心圆柱体。如此，一方面能够避免应力集中造成空心柱体311局部疲劳损坏，另一方面能够保证传力连续流畅。当然，在其他实施例中，空心柱体311也可构造为空心棱柱，本技术对此不做限定。
62.在一些实施例中，参见图1，隔振装置100还包括第一紧固件40和第二紧固件50，待支撑件借助第一紧固件40固设于第一支撑板10，第二支撑板20借助第二紧固件50固设于承载面上。如此，变电站设备能够稳定设置于第一支撑板10上，第二支撑板20能够稳定设置于承载面上，避免变电站设备工作过程中因自身振动或地震作用出现滑移、倾覆等现象，从而保证了变电站设备的工作稳定性。可选地，第一紧固件40和第二紧固件50可采用螺栓，第一紧固件40和第二紧固件50的数量均为4个。
63.综上所述，本技术实施例中的隔振装置100包括第一支撑板10、第二支撑板20、隔振结构30、第一紧固件40和第二紧固件50。第一支撑板10承载变电站设备，第二支撑板20设置于建筑中变电站设备所在的承载面上，隔振结构30对第一支撑板10和第二支撑板20进行弹性连接，隔振体31能够沿自身径向弹性形变以提供隔振装置100在工作时所需的垂向活动范围。在隔振体31中，通过空心柱体311上设置的第一缺口3111和第二缺口3112，使得空心柱体311上形成曲折延伸的振动传播路径，通过包覆于空心柱体311表面的耗能层312实现振动传播过程中能量的耗散。变电站设备借助第一紧固件40固设于第一支撑板10，第二支撑板20借助第二紧固件50固设于承载面上，避免变电站设备工作过程中因自身振动或地震作用出现滑移、倾覆等现象。上述隔振装置100的垂向活动范围大且隔振效果好，应用在附建式变电站中时，能够适应建筑对地震作用的放大效应，同时满足建筑对振动和噪声的控制要求。
64.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
65.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本专利的保护范围应以所附权利要求为准。