一種空氣墊層豎向隔震支座及豎向隔震方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空氣墊層豎向隔震支座，包括氣缸、置于氣缸內(nèi)的活塞，氣缸與活塞能夠自由上下相對運動，氣缸與活塞之間形成存儲高壓空氣的密閉空間，氣缸底部設(shè)置有進/排氣通道，氣缸側(cè)壁有進氣通道、進氣及排氣孔、缸壁潤滑排氣孔；所述的進氣通道內(nèi)設(shè)置有單向止回閥，缸壁潤滑排氣孔中設(shè)置有密封螺栓；所述的氣缸與下部結(jié)構(gòu)相連，活塞與上部結(jié)構(gòu)相連。本發(fā)明的隔震支座及方法，將上部結(jié)構(gòu)的重量經(jīng)豎向承載力高、豎向剛度小且可控的高壓空氣墊層傳遞至下部結(jié)構(gòu)，能有效地隔離結(jié)構(gòu)的豎向震動。
【專利說明】-種空氣墊層豎向隔震支座及豎向隔震方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及建筑結(jié)構(gòu)的豎向震動的隔離領(lǐng)域，特別設(shè)及一種空氣墊層豎向隔離支 座及豎向隔震方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于建筑物的重量很大，普通支座如要滿足承載力的要求，就很難有效隔離建筑 結(jié)構(gòu)的豎向震動，其原因是普通隔震支座，如橡膠隔震支座、彈黃隔震支座，由于要滿足豎 向承載力的要求，其豎向剛度不可能太小，故豎向隔震效果不佳。如何有效隔離結(jié)構(gòu)的豎向 震動一直是一個難題。
[0003] 空氣是可壓縮氣體，密閉空間的高壓空氣形成的空氣墊層可承受很大的外力，足 W支撐建筑物的重量?？諝鈮|層的剛度很小且可控，能有效地隔離豎向震動。關(guān)鍵問題是 如何有效形成能支撐上部結(jié)構(gòu)的高壓空氣墊層且將氣溫變化或裝置漏氣引起的支座位移 控制在一定的范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種空氣墊層豎向隔震支 座。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種空氣墊層豎向隔震方法。
[0006] 本發(fā)明的目的通過W下的技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0007] 一種空氣墊層豎向隔震支座，包括氣缸、置于氣缸內(nèi)的活塞，氣缸與活塞能夠自由 上下相對運動，氣缸與活塞之間形成存儲高壓空氣的密閉空間，所述的氣缸與下部結(jié)構(gòu)相 連，活塞與上部結(jié)構(gòu)相連，氣缸側(cè)壁設(shè)置有缸壁潤滑排氣孔W及用于密封缸壁潤滑排氣孔 的密封螺栓，氣缸底部設(shè)置有加氣裝置。
[000引所述的氣缸內(nèi)放有可調(diào)油面高度的潤滑油。
[0009] 所述的活塞上端設(shè)置有法蘭盤；所述的法蘭盤與氣缸頂部之間設(shè)置有安裝用墊 片；所述的氣缸底部設(shè)置有電加熱管。氣缸與下部結(jié)構(gòu)相連，活塞與上部結(jié)構(gòu)相連；當空氣 的壓力不足W支撐上部結(jié)構(gòu)的重量時，上部結(jié)構(gòu)的全部或部分重量由活塞的法蘭盤經(jīng)氣缸 的外壁直接傳給下部結(jié)構(gòu)，此時隔震支座僅起到傳力的作用，起不到隔震的作用。該樣可保 證即使隔震支座失效，也可保證結(jié)構(gòu)的安全；當空氣的壓力足W支撐上部結(jié)構(gòu)的重量時，上 部結(jié)構(gòu)的全部重量經(jīng)空氣墊層傳給下部結(jié)構(gòu)，此時的空氣墊層即可有效地支承上部結(jié)構(gòu)的 重量，又可有效地隔離豎向震動。
[0010] 所述的空氣墊層豎向隔震支座，還包括排氣裝置。
[0011] 所述的加氣裝置包括進氣通道W及設(shè)置在進氣通道中的單向止回閥；所述的排氣 裝置，包括可調(diào)長度連桿、進排氣控制桿，其中可調(diào)長度連桿的一端與活塞固定連接，另一 端與進排氣控制桿的一端固定連接，進排氣控制桿的另一端置于進氣通道內(nèi)，進排氣控制 桿內(nèi)部開有進排氣孔，所述的進排氣孔包括與進氣通道相通的橫向孔一、與進氣通道靠近 密閉空間相通的橫向孔二、連通橫向孔一和橫向孔二的豎向孔。
[0012] 所述的進氣通道中安裝有能封閉進氣通道的閥口。檢修、更換電磁閥、止回閥時， 如果電池閥、止回閥需更換，只要溫度變化不大（檢修時段很短，溫度變化不會很大），關(guān) 閉能封閉進氣通道的閥口后，隔震裝置能正常工作，檢修工作亦可進行，為日常維護提供便 利。
[0013] 所述的加氣裝置，包括頂部與活塞固定連接的連桿、設(shè)置在連桿表面的觸環(huán)、設(shè)置 在氣缸外部的觸斷開關(guān)、觸閉開關(guān)一及觸閉開關(guān)二、設(shè)置在進氣通道中的電磁閥一及電磁 閥二，W及與觸斷開關(guān)、觸閉開關(guān)一、觸閉開關(guān)二、電磁閥一、電磁閥二相連的控制電路。
[0014] 本發(fā)明的另一目的通過W下的技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0015] 一種空氣墊層豎向隔震方法，包含W下順序的步驟：
[0016] S1.安裝階段；活塞的法蘭盤用螺栓與上部結(jié)構(gòu)的預埋件連接，氣缸的法蘭盤用 螺栓與下部結(jié)構(gòu)的預埋件連接，活塞置于氣缸中，氣缸與活塞之間形成存儲高壓空氣的密 閉空間；氣缸頂部與活塞的法蘭盤之間放有安裝用墊片，上部結(jié)構(gòu)的全部重量經(jīng)活塞的法 蘭盤、安裝用墊片、氣缸壁傳至下部結(jié)構(gòu)；
[0017] S2.首次充氣；首先梓開氣缸的潤滑排氣孔的密封螺栓，高壓空氣經(jīng)進氣通道進 入密閉空間；在氣壓的作用下，氣缸與活塞空隙間的空氣排出；空氣排盡后，梓緊潤滑排氣 孔的密封螺栓W封閉潤滑排氣孔，然后繼續(xù)加氣至氣缸氣壓剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起時，上部 結(jié)構(gòu)的重量全部由空氣傳遞到下部結(jié)構(gòu)，活塞的法蘭盤與安裝用墊片之間出現(xiàn)空隙；此時， 關(guān)閉進氣閥口使氣室氣壓穩(wěn)定，活塞維持在剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起的位置；
[001引 S3.設(shè)置為工作狀態(tài)：去掉安裝用墊片，通過調(diào)節(jié)可調(diào)長度連桿的正反螺紋調(diào)節(jié) 桿來縮短連桿的長度，進排氣控制桿上升，使進排氣控制桿內(nèi)設(shè)置的進排氣孔與氣缸的進 氣通道不連通，氣缸氣室形成密閉空間；打開進氣閥n，隔震支座進入工作狀態(tài)；
[0019] S4.補氣；當氣溫降低或慢性漏氣時，氣室氣壓降低，活塞、連桿、進排氣控制桿下 降，當進排氣控制桿的進排氣孔與氣缸的進氣通道連通時，高壓空氣進入密閉空間，對密閉 空間進行補氣，W維持活塞的最低位置；
[0020] S5.排氣；當氣溫升高時，氣室氣壓升高，活塞、連桿、進排氣控制桿上升，當進排 氣孔只與靠近密閉空間的一側(cè)連通時，密閉空間的高壓空氣經(jīng)進排氣孔排出；
[0021] S6.隔震失效；當高壓空氣的氣壓不足或氣缸嚴重漏氣使氣缸氣壓不足W托起上 部結(jié)構(gòu)重量時，上部結(jié)構(gòu)的全部或部分重量經(jīng)活塞的法蘭盤、氣缸壁傳至下部結(jié)構(gòu)，支座不 起減震作用，但結(jié)構(gòu)仍然安全，此時上部結(jié)構(gòu)有一豎向向下的位移，其位移量為安裝用墊片 的厚度；
[0022] S7.檢驗；在氣缸內(nèi)設(shè)置一個電加熱管，電加熱管中的電熱絲放置在下部密封的 金屬保護管中，金屬保護管的上部開孔與氣缸的密閉空間連通；當隔震支座處于正常工作 狀態(tài)時，電加熱管通電加熱，密閉空間溫度升高從而氣壓升高，隔震支座進入排氣狀態(tài)，W 此檢驗支座的排氣功能；排氣功能檢驗完畢，電加熱管停止加熱，密閉空間溫度下降從而氣 壓降低，隔震支座進入補氣狀態(tài)，W此檢驗支座的補氣功能。
[0023] 一種空氣墊層豎向隔震方法，包含W下順序的步驟：
[0024] S1.活塞的法蘭盤用螺栓與上部結(jié)構(gòu)的預埋件連接，氣缸的法蘭盤用螺栓與下部 結(jié)構(gòu)的預埋件連接，活塞置于氣缸中，氣缸與活塞之間形成存儲高壓空氣的密閉空間；氣缸 頂部與活塞的法蘭盤之間放有安裝用墊片，上部結(jié)構(gòu)的全部重量經(jīng)活塞的法蘭盤、安裝用 墊片、氣缸壁傳至下部結(jié)構(gòu)；
[0025] S2.首次充氣；首先梓開氣缸的潤滑排氣孔的密封螺栓，由于活塞處于工作位置， 觸斷開關(guān)斷開，人工將人工控制開關(guān)閉合，使電路接通，然后人工按一下觸閉開關(guān)一，使晶 閩管一導通，從而使電磁閥一通電打開，高壓空氣經(jīng)進氣通道進入密閉空間；在氣壓的作用 下，氣缸與活塞空隙間的空氣排出；空氣排盡后，梓緊潤滑排氣孔的密封螺栓W封閉潤滑排 氣孔，然后繼續(xù)加氣至氣缸氣壓剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起時，上部結(jié)構(gòu)的重量全部由空氣傳遞 到下部結(jié)構(gòu)，活塞的法蘭盤與安裝用墊片之間出現(xiàn)空隙；此時，斷開人工控制開關(guān)，電磁閥 斷電關(guān)閉，關(guān)閉進氣閥口使氣室氣壓穩(wěn)定，活塞維持在剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起的位置；
[0026] S3.設(shè)置為工作狀態(tài)：去掉安裝用墊片，使隔震支座處于正常工作狀態(tài)；
[0027] S4.補氣；當氣溫降低或慢性漏氣時，密閉空間氣壓降低，活塞、連桿、設(shè)置在連桿 上的觸環(huán)下降；當觸環(huán)下降到一定位置離開觸斷開關(guān)時，觸斷開關(guān)接通，電源接通；當觸環(huán) 繼續(xù)下降，觸通觸閉開關(guān)一時，晶閩管一導通，從而使電磁閥一通電打開，高壓空氣經(jīng)進氣 通道進入密閉空間；補氣使得活塞、連桿、觸環(huán)上升，當觸環(huán)上升觸動觸斷開關(guān)時，電源關(guān) 閉，電磁閥一斷電關(guān)閉，補氣結(jié)束；
[002引 S5.排氣；當氣溫上升時，密閉空間氣壓升高，活塞、連桿、觸環(huán)上升，當觸環(huán)上升 到一定位置離開觸斷開關(guān)時，觸斷開關(guān)接通，電源接通；當觸環(huán)繼續(xù)上升，觸通觸閉開關(guān)二 時，晶閩管二導通；晶閩管二導通后，電磁閥二通電打開，密封空間的空氣經(jīng)電磁二排出，排 氣使得活塞、連桿、觸環(huán)下降；當觸環(huán)下降觸動觸斷開關(guān)時，電源關(guān)閉，電磁閥二斷電關(guān)閉， 排氣結(jié)束；
[0029] S6.隔震失效：當高壓空氣的氣壓不足或氣缸嚴重漏氣使得氣缸氣壓不足W托起 上部結(jié)構(gòu)重量時，上部結(jié)構(gòu)的全部或部分重量經(jīng)活塞的法蘭盤、氣缸壁傳至下部結(jié)構(gòu)，支座 不起減震作用，但結(jié)構(gòu)仍然安全，此時上部結(jié)構(gòu)有一豎向向下的位移，其位移量為安裝用墊 片的厚度；
[0030] S7.檢驗；在氣缸內(nèi)設(shè)置一個電加熱管，電加熱管中的電熱絲放置在下部密封的 金屬保護管中，金屬保護管的上部開孔與氣缸的密閉空間連通；當隔震支座處于正常工作 狀態(tài)時，電加熱管通電加熱，密閉空間溫度升高從而氣壓升高，隔震支座進入排氣狀態(tài)，W 此檢驗支座的排氣功能；排氣功能檢驗完畢，電加熱管停止加熱，密閉空間溫度下降從而氣 壓降低，隔震支座進入補氣狀態(tài)，W此檢驗支座的補氣功能。
[0031] 所述的空氣墊層豎向隔震方法，還包括W下步驟：
[0032] 保護放氣；當氣溫上升，氣室氣壓升高，支座進入排氣狀態(tài)但電子自動控制失效 時，活塞、連桿繼續(xù)上升，當連桿的底部高于備用排氣孔時，密閉空間的空氣經(jīng)備用排氣孔 排出；
[0033] 檢驗；如果在給電加熱管通電加熱時撤掉自動控制電路的電源，使自動控制失效， 則支座不能夠依靠電磁閥二通電打開進入排氣狀態(tài)而直接進入保護放氣狀態(tài)，W此檢驗支 座的保險功能。
[0034] 該保險功能能保證氣溫上升且自動控制失效時，連桿的底部不高于備用排氣孔， W維持活塞的最高位置。
[0035] 所述的觸環(huán)可用磁鐵替代，所述的觸閉開關(guān)可用干黃管替代。所述的空氣墊層豎 向隔震方法中的觸斷開關(guān)也稱常閉開關(guān)，觸點不接觸時開關(guān)接通，觸點接觸時開關(guān)斷開。所 述的空氣墊層豎向隔震方法中的觸閉開關(guān)也稱常開開關(guān)，觸點不接觸時開關(guān)斷開，觸點接 觸時開關(guān)接通。
[0036] 本發(fā)明的工作原理：
[0037] 理想氣體狀態(tài)方程為：
[003引 pV = nRT
[0039] 上式中，p為氣體的壓強；V為氣體的體積；n為氣體的物質(zhì)的量，單位mol ;R為比 例常數(shù)，R = 8. 31441J/(mol ? K) ;T為體系絕對溫度，單位K。
[0040] 記隔震支座承受的上部結(jié)構(gòu)的重量為G，氣缸內(nèi)空氣墊層的截面面積為A，空氣墊 層的高度為h。將氣體的壓強P = G/A、體積V = Ah代入理想氣體狀態(tài)方程，有：
[0041] (G/A) (Ah) = nRT
[0042] Gh = C = G〇h〇
[0043] Gu、h。分別為穩(wěn)定（即不存在震動，下同）時隔震支座承受的上部結(jié)構(gòu)的重量及氣 墊的高度。
[0044] 對上式微分可得：
[0045] hdG+Gdh = 0 r n 7 dG G
[0046] k ---=- dh h
[0047] 將G = G〇h〇/h代入上式，可得； 「 1 , dG GX
[0048] k 二--=- dh hr
[0049] k為隔震支座的豎向剛度。可見隔震支座的豎向剛度是非線性的。記隔震支座在 穩(wěn)定時的剛度為k。?？傻茫?,G〇h〇 G〇
[0化0] K =~r^ = ~r K K
[0化1] 從上式可W看出，調(diào)節(jié)空氣墊層的高度h。，就可調(diào)節(jié)隔震支座的豎向剛度。
[0化2] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：
[0053] 1、有效隔離豎向震動。受材料性能的限制，為滿足支承上部結(jié)構(gòu)重量的需要，普通 隔震支座的豎向剛度不可能太小，故普通隔震支座的隔震效果不佳。而本發(fā)明的隔震支座 采用空氣墊層隔震，豎向剛度可任意調(diào)節(jié)，故可達到理想的隔震效果。
[0054] 2、體積小、豎向承載力高。普通隔震支座采用橡膠隔震支座或彈黃隔震支座，體積 大且承載力不高。而本發(fā)明的隔震支座采用氣缸、活塞形成空氣墊層，空氣氣壓由高強度金 屬材料制作的氣缸、活塞平衡，故體積小承載力也很高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0化5] 圖1為本發(fā)明所述的空氣墊層隔震支座的俯視圖，圖中的A-A剖視為轉(zhuǎn)折剖； [0056] 圖2為圖1的A-A方向剖視圖，圖中的13為氣缸內(nèi)潤滑油的油面高度（下同）巧 通過控制放入氣缸內(nèi)潤滑油的多少控制油面高度來改變氣室高度，達到改變隔震支座剛度 的目的；該圖表示支座安裝狀態(tài)；氣缸氣壓為零，上部結(jié)構(gòu)的全部重量經(jīng)活塞2的法蘭盤、 安裝用墊片19、氣缸壁傳至下部結(jié)構(gòu)，支座不起減震作用的狀況；此狀態(tài)下，可調(diào)長度連桿 16的正反螺紋調(diào)節(jié)桿處于調(diào)試狀態(tài)，使得進排氣控制桿14的橫向孔一 301與氣缸的進排氣 孔7、進氣孔8連通，由高壓空氣壓縮機或高壓空氣儲存裝置提供的高壓空氣可經(jīng)進氣孔8、 止回閥18、閥口 17、進排氣控制桿14的橫向孔一 301、氣缸的進排氣孔7、進排氣管10進入 氣室；圖中，17為手動進氣閥口；止回閥18的作用是只允許空氣經(jīng)該閥進入氣室而不允許 空氣經(jīng)該閥回流；
[0057] 圖3亦為圖1的A-A方向剖視圖，該圖表示調(diào)試狀態(tài)下，由高壓空氣壓縮機或高壓 空氣儲存裝置提供的高壓空氣進入氣室，氣缸氣壓剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起時的狀態(tài)；此時，活 塞2的法蘭盤與氣缸壁頂部出現(xiàn)間隙20,上部結(jié)構(gòu)重量經(jīng)活塞、氣缸密閉的空氣墊層傳至 下部結(jié)構(gòu)，支座起到減震作用；要維持該狀態(tài)必須將進氣閥口 17關(guān)閉；
[005引圖4亦為圖1的A-A方向剖視圖；在圖3狀態(tài)的基礎(chǔ)上拿掉安裝用墊片19,并將 可調(diào)長度連桿16的正反螺紋調(diào)節(jié)桿調(diào)至工作狀態(tài)；可調(diào)長度連桿16的正反螺紋調(diào)節(jié)桿處 于工作狀態(tài)時，進排氣控制桿14上升（相對于調(diào)試狀態(tài)），橫向孔一 301與氣缸的進排氣 孔7、進氣孔8不連通，氣室的空氣處于密閉狀態(tài)；此時將進氣閥口 17打開，支座進入工作 狀態(tài)；
[0059] 圖5亦為圖1的A-A方向剖視圖；該圖表示補氣狀態(tài)；當氣溫降低或慢性漏氣時， 氣室氣壓降低，活塞2、連桿16、進排氣控制桿14下降，當進排氣控制桿的橫向孔一 301將 氣缸的進排氣孔7、進氣孔8連通時，由高壓空氣壓縮機或高壓空氣儲存裝置提供的高壓空 氣經(jīng)進氣孔8、止回閥18、閥口 17、進排氣控制桿14的橫向孔一 301、氣缸的進排氣孔7、進 排氣管10進入氣室，對氣室進行補氣；
[0060] 圖6亦為圖1的A-A方向剖視圖；該圖表示排氣狀態(tài)；當氣溫升高時，氣室氣壓升 高，活塞2、連桿16、進排氣控制桿14上升，當進排氣控制桿的橫向孔一 301、豎向孔15、橫 向孔二302將氣缸的進排氣孔7、排氣孔9連通時，氣室空氣經(jīng)進排氣通道7、進排氣控制桿 的排氣孔302、豎向孔15、橫向孔一 301及排氣孔9排出；
[0061] 圖7亦為圖1的A-A方向剖視圖；該圖表示隔震失效狀態(tài)；當某種原因使得氣室氣 壓不足W支撐上部結(jié)構(gòu)的重量時，上部結(jié)構(gòu)的全部或部分重量經(jīng)氣缸1的外壁直接傳至下 部結(jié)構(gòu)，支座不起減震作用，但結(jié)構(gòu)仍然是安全的；
[0062] 圖8為上部結(jié)構(gòu)預埋鋼板3平面圖，圖中的B-B剖視為轉(zhuǎn)折剖；
[0063] 圖9為圖8的B-B方向剖視圖；圖中，101為在鋼板上鉆孔攻螺紋，其作用是用螺 栓4與活塞的法蘭盤連接；102為錯固鋼筋，其作用將其錯入上部結(jié)構(gòu)的混凝±中；
[0064] 圖10為下部結(jié)構(gòu)預埋鋼板5平面圖，圖中的C-C剖視為轉(zhuǎn)折剖；
[0065] 圖11為圖10的C-C方向剖視圖；圖中，103為在鋼板上鉆孔攻螺紋，其作用是用 螺栓6與氣缸的法蘭盤連接；104為錯固鋼筋，其作用將其錯入下部結(jié)構(gòu)的混凝±中；
[0066] 圖12為活塞2平面圖，圖中的D-D剖視為轉(zhuǎn)折剖；
[0067] 圖13為圖12的D-D方向剖視圖；圖中的預留孔105的作用是用螺栓4將活塞同 上部結(jié)構(gòu)預埋鋼板3連接，單耳板106的作用是用銷鍵將可調(diào)長度連桿16與活塞2連接起 來；
[0068] 圖14為氣缸1平面圖，圖中的E-E剖視為轉(zhuǎn)折剖；
[0069] 圖15為圖14的E-E方向剖視圖；圖中的203、204分別為與活塞上部、活塞下部接 觸面，要求加工精度高，且在與活塞上部的接觸面203布有密封件205,與活塞下部接觸面 留有導油槽206 (見圖17)，氣缸壁的上部留有一個排氣孔及潤滑排氣孔的密封螺栓31 ;
[0070] 圖16為圖15的F-F方向剖視圖；該圖的方孔202能讓進排氣控制桿14自由上下 運動，但限制其轉(zhuǎn)動；
[0071] 圖17為圖15的G-G方向剖視圖；該圖的206為導油槽，其作用是使氣缸中的潤滑 油在氣缸氣壓的作用下經(jīng)該導油槽、氣缸與活塞間的空隙到達活塞頂部，使活塞與氣缸接 觸面203、204均可充分潤滑；首次充氣時，應(yīng)梓下潤滑排氣孔的密封螺栓31，用空氣的壓力 將導油槽、氣缸與活塞空隙間的空氣排出；空氣排盡后，將潤滑排氣孔的密封螺栓31梓緊 封閉該排氣孔；
[007引圖18為圖15的H-H方向剖視圖；該圖的12為電加熱管座；208為電加熱管電源 接口部件，其外殼是空屯、金屬螺栓，中間兩根電源線接至電加熱管座12,空屯、部分用結(jié)緣陶 瓷填充；
[007引圖19為圖15的I-I方向剖視圖；圖中的預留孔207的作用是用螺栓將氣缸同下 部結(jié)構(gòu)預埋鋼板5連接；
[0074] 圖20為進排氣控制桿14的平面圖；
[0075] 圖21為圖20的a向；圖中的15為進、排氣通道孔，該孔平行于排氣控制桿且居截 面中；301為橫向孔一，該孔平行于耳板、貫穿整個控制桿且與進、豎向孔15連通；302為橫 向孔二，該孔平行于耳板，與豎向孔15連通但不貫穿整個控制桿；其中進排氣控制桿14上 部的截面為方形，中部的截面為圓形；
[0076] 圖22為圖20的b向；其中進排氣控制桿14上部的截面為方形，中部的截面為圓 形；
[0077] 圖23為圖20的C向；其中進排氣控制桿14上部的截面為方形，中部的截面為圓 形；
[007引圖24為可調(diào)長度連桿16的平面圖；
[0079] 圖25為圖24的d向；圖中的401為正、反螺紋螺母，外界面為正六邊形，W便用工 具轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)長度；構(gòu)件402的一端為雙耳環(huán)，其作用是用銷鍵將連桿與活塞的單耳板106連 接起來，另一端為正螺紋螺栓；構(gòu)件404的一端亦為雙耳環(huán)，其作用是用銷鍵將連桿與進排 氣控制桿14的單耳板304連接起來，另一端為反螺紋螺栓；
[0080] 圖26為圖24的e向；
[0081] 圖27為單片安裝用墊片19的平面圖；
[0082] 圖28為8片單片安裝用墊片組成的安裝用墊片平面圖；
[008引圖29為圖28的J-J方向剖視圖；
[0084] 圖30為圖1的A-A方向剖視圖，相應(yīng)的電路圖為圖37;該圖表示支座安裝狀態(tài)； 氣缸氣壓為零，上部結(jié)構(gòu)的全部重量經(jīng)活塞2的法蘭盤、安裝用墊片19、氣缸壁傳至下部結(jié) 構(gòu)，支座不起減震作用的狀況；
[00財圖31亦為圖1的A-A方向剖視圖，相應(yīng)的電路圖為圖38 ;該圖表示首次充氣狀態(tài)； 由于活塞處于工作位置（工作位置與安裝位置基本是同一位置），觸斷開關(guān)26斷開，電路不 通，自動控制裝置不能工作；為使氣缸充氣，需人工將人工控制開關(guān)28閉合，使電路接通， 然后人工按一下觸閉開關(guān)27,使晶閩管29導通；晶閩管29導通后，電磁閥21通電打開，由 高壓空氣壓縮機或高壓空氣儲存裝置提供的高壓空氣經(jīng)進氣孔8、電磁閥21進入氣室，當 氣缸氣壓剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起時，斷開人工控制開關(guān)28,將電源切斷，電磁閥21斷電關(guān)閉， 氣缸維持在剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起的位置；
[0086] 圖32亦為圖1的A-A方向剖視圖，是在圖31狀態(tài)的基礎(chǔ)上拿掉安裝用墊片19,使 隔震支座處于正常工作狀態(tài)；相應(yīng)的電路圖為圖39 ;
[0087] 圖33亦為圖1的A-A方向剖視圖，相應(yīng)的電路圖為圖40 ;該圖為支座氣缸補氣狀 態(tài)；當氣溫降低或慢性漏氣時，氣室氣壓降低，活塞2、連桿16、進排氣控制桿14、觸環(huán)24下 降；當觸環(huán)24下降到一定位置離開觸斷開關(guān)26時，觸斷開關(guān)26接通，電源接通；當觸環(huán)24 繼續(xù)下降，觸通觸閉開關(guān)27時，晶閩管29導通；晶閩管29導通后，電磁閥21通電打開，由 高壓空氣壓縮機或高壓空氣儲存裝置提供的高壓空氣經(jīng)進氣孔8、電磁閥21進入氣室，對 氣室進行補氣；補氣使得活塞2、連桿16、進排氣控制桿14、觸環(huán)24上升；當觸環(huán)24上升觸 動觸斷開關(guān)26時，電源關(guān)閉，電磁閥21斷電關(guān)閉，補氣結(jié)束；
[00蝴圖34亦為圖1的A-A方向剖視圖，相應(yīng)的電路±為圖41 ;該圖為支座氣缸放氣狀 態(tài)；當氣溫上升時，氣室氣壓升高，活塞2、連桿16、進排氣控制桿14、觸環(huán)24上升；當觸環(huán) 24上升到一定位置離開觸斷開關(guān)26時，觸斷開關(guān)26接通，電源接通；當觸環(huán)24繼續(xù)上升， 觸通觸閉開關(guān)25時，晶閩管30導通；晶閩管30導通后，電磁閥22通電打開，氣室的空氣經(jīng) 電磁閥22、排氣孔23排出；排氣使得活塞2、連桿16、進排氣控制桿14、觸環(huán)24下降；當觸 環(huán)24下降觸動觸斷開關(guān)26時，電源關(guān)閉，電磁閥22斷電關(guān)閉，排氣結(jié)束；
[0089] 圖35亦為圖1的A-A方向剖視圖，該圖為支座氣缸保護排氣狀態(tài)；當氣溫上升而 自動控制失靈時，如不進行保護性排氣，則過大的支座上升將產(chǎn)生過大的結(jié)構(gòu)內(nèi)力；當氣溫 上升，氣室氣壓升高，支座進入S5的排氣狀態(tài)但電子自動控制失效時，活塞2、連桿16、進排 氣控制桿14繼續(xù)上升；當進排氣控制桿14的底部高于排氣孔9時，氣室的空氣經(jīng)排氣孔9 排出；該保險功能能保證氣溫上升且自動控制失效時，進排氣控制桿14的底部不高于排氣 孔9, W維持活塞的最高位置；
[0090] 圖36亦為圖1的A-A方向剖視圖；該圖表示隔震失效狀態(tài)；當某種原因使得氣室 氣壓不足W支撐上部結(jié)構(gòu)的重量時，上部結(jié)構(gòu)的全部或部分重量經(jīng)氣缸1的外壁直接傳至 下部結(jié)構(gòu)，支座不起減震作用，但結(jié)構(gòu)仍然安全；
[0091] 圖37對應(yīng)圖30所述的空氣墊層隔震支座的控制電路圖；
[0092] 圖38對應(yīng)圖31所述的空氣墊層隔震支座的控制電路圖；
[0093] 圖39對應(yīng)圖32所述的空氣墊層隔震支座的控制電路圖；
[0094] 圖40對應(yīng)圖33所述的空氣墊層隔震支座的控制電路圖；
[0095] 圖41對應(yīng)圖34所述的空氣墊層隔震支座的控制電路圖。

【具體實施方式】
[0096] 下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。
[0097] 一種空氣墊層豎向隔震支座主要由氣缸和活塞及一些附加輔助裝置組成。氣缸與 下部結(jié)構(gòu)連接，活塞與上部結(jié)構(gòu)連接，氣缸與活塞可自由上下相對運動，并形成密閉空間。 由高壓空氣壓縮機或高壓空氣儲存裝置提供的高壓空氣可經(jīng)進氣通道進入密閉空間。當空 氣的壓力不足W支撐上部結(jié)構(gòu)的重量時，上部結(jié)構(gòu)的全部或部分重量由活塞的法蘭盤經(jīng)氣 缸的外壁直接傳給下部結(jié)構(gòu)，此時隔震支座僅起到傳力的作用，起不到隔震的作用。該樣可 保證即使隔震支座失效，也可保證結(jié)構(gòu)的安全。當空氣的壓力足W支撐上部結(jié)構(gòu)的重量時， 上部結(jié)構(gòu)的全部重量經(jīng)空氣墊層傳給下部結(jié)構(gòu)。此時的空氣墊層即可有效地支承上部結(jié)構(gòu) 的重量，又可有效地隔離豎向震動。
[009引本發(fā)明在氣缸的下部放置一定量的潤滑油，其目的之一是起到潤滑作用，目的之 二是調(diào)節(jié)油面高度（圖2?圖7、圖30?圖36中的13為氣與油的分界線，下面為潤滑油， 上面為空氣層）來調(diào)節(jié)氣墊的高度h。，從而達到控制隔震支座的豎向剛度的目的。氣缸的 下壁有導油槽206(見圖15、17)。氣缸中的潤滑油在空氣壓力的作用下，經(jīng)該導油槽、氣缸 與活塞間的空隙到達活塞頂部，使活塞與氣缸接觸面均可充分潤滑。氣缸壁的上部留有一 個潤滑排氣孔及密封螺栓31。氣室首次加氣時，應(yīng)梓下潤滑排氣孔的密封螺栓31，用空氣 的壓力將導油槽、氣缸與活塞空隙間的空氣排出?？諝馀疟M后，將潤滑排氣孔的密封螺栓31 梓緊封閉該排氣孔。
[0099] 氣溫上升可使氣缸內(nèi)的空氣膨脹、氣壓增高，活塞上移，使得支座所支撐的結(jié)構(gòu)上 移。當上移量超過某一值時，結(jié)構(gòu)就不安全。為保證結(jié)構(gòu)安全，當活塞位移到一定的位置時， 必須將氣缸內(nèi)的空氣部分排出，從而使活塞穩(wěn)定在一定的范圍。該是本發(fā)明保證結(jié)構(gòu)安全 的排氣裝置，該裝置可W是機械控制的，也可W是電子自動控制的。
[0100] 空氣的緩慢泄漏或氣溫下降可使氣缸內(nèi)的氣壓下降，活塞下移，使得支座所支撐 的結(jié)構(gòu)下移。當活塞下移到活塞法蘭盤與氣缸接觸時，隔震支座就失去了隔震作用，但結(jié)構(gòu) 仍然安全。為保證支座的隔震效果，當活塞下降到到一定的位置時，必須用高于支承上部結(jié) 構(gòu)重量所需氣壓（支承上部結(jié)構(gòu)重量所需的氣壓為P = G/A，下同）的高壓空氣給氣室加 壓，使活塞上升，從而使活塞穩(wěn)定在一定的范圍。該是本發(fā)明保證支座隔震效果的排氣裝 置，該裝置可W是機械控制的，也可W是電子自動控制的。
[0101] 氣溫變化或空氣的緩慢泄漏時，本發(fā)明的加氣、排氣裝置可保證結(jié)構(gòu)安全并使隔 震支座可靠工作。
[0102] 氣缸的進氣通道，由進排氣孔7、進氣口 8、進排氣管10組成。
[0103] 所述的加氣、排氣裝置，包括可調(diào)長度連桿、進排氣控制桿，其中可調(diào)長度連桿的 一端與活塞固定連接，另一端與進排氣控制桿的一端固定連接，進排氣控制桿的另一端置 于與進氣通道內(nèi)，進排氣控制桿內(nèi)部開有進排氣孔，所述的進排氣孔包括與進氣通道相通 的橫向孔一 301、與進氣通道靠近密閉空間相通的橫向孔二302、連通橫向孔一 301和橫向 孔二302的豎向孔15。
[0104] 所述的加氣、排氣裝置，包括頂部與活塞固定連接的連桿、設(shè)置在連桿表面的觸 環(huán)、設(shè)置在氣缸外部的觸斷開關(guān)26、觸閉開關(guān)一 27及觸閉開關(guān)二25、設(shè)置在進氣通道中的 電磁閥一 21及電磁閥二22, W及與觸斷開關(guān)26、觸閉開關(guān)一 27、觸閉開關(guān)二25、電磁閥一 21、電磁閥二22相連的控制電路?？刂齐娐吩斠妶D37-41，分別對應(yīng)圖30-34的豎向隔震支 座所處的狀態(tài)。
[01化]本發(fā)明機械控制的豎向隔震支座由氣缸1和活塞2組成，并有可調(diào)長度連桿16、進 排氣控制桿14等附加輔助裝置?；钊姆ㄌm盤用螺栓4與上部結(jié)構(gòu)的預埋件連接。氣缸 的法蘭盤用螺栓6與下部結(jié)構(gòu)的預埋件連接。具體實現(xiàn)過程如下：
[0106] S1:安裝階段。如圖2,在安裝階段，氣缸1頂部與活塞2的法蘭盤之間放有安裝 用墊片19,上部結(jié)構(gòu)的全部重量經(jīng)活塞2的法蘭盤、安裝用墊片19、氣缸壁傳至下部結(jié)構(gòu)。 當上部結(jié)構(gòu)完成后，就可對氣缸氣室充氣。用于充氣的空氣氣壓必須高于支承上部結(jié)構(gòu)重 量所需氣壓。
[0107] S2:首次充氣。如圖3,首先梓開潤滑排氣孔的密封螺栓31，然后給氣室加氣。由 高壓空氣壓縮機或高壓空氣儲存裝置提供的高壓空氣經(jīng)進氣口 8、止回閥18、閥口 17、進排 氣控制桿14的橫向孔一 301、氣缸的進排氣孔7、進排氣管10進入氣室。在氣壓的作用下， 導油槽、氣缸與活塞空隙間的空氣排出?？諝馀疟M后，將潤滑排氣孔的密封螺栓31梓緊封 閉該排氣孔后繼續(xù)加氣。隨著氣室空氣壓力逐漸增加，由安裝用墊片19傳遞的上部結(jié)構(gòu)重 量逐步轉(zhuǎn)移到由空氣傳遞。當氣缸氣壓剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起時，上部結(jié)構(gòu)的重量全部由空 氣傳遞到下部結(jié)構(gòu)，活塞2的法蘭盤與安裝用墊片19之間出現(xiàn)空隙20。此時，關(guān)閉進氣閥 口 17使氣室氣壓穩(wěn)定，活塞維持在剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起的位置。
[0108] S3:設(shè)置為工作狀態(tài)。如圖4,在S2的基礎(chǔ)上，去掉安裝用墊片19,活塞2的法蘭 與氣缸1頂部之間有一較大間隙，該間隙可保證氣缸與活塞之間可自由作豎向相對運動， 達到減震的目的；調(diào)節(jié)可調(diào)長度連桿16的正反螺紋調(diào)節(jié)桿401 W縮短連桿的長度，進排氣 控制桿14上升，使橫向孔一 301位于排氣孔9與進排氣通道7之間，該樣，排氣通道7被堵 塞，氣缸氣室密閉。打開進氣閥口 17,隔震支座進入工作狀態(tài)。此時，上部結(jié)構(gòu)的重量全部 經(jīng)空氣墊層傳至下部結(jié)構(gòu)。由于空氣墊層的剛度很小，下部結(jié)構(gòu)的豎向振動很難經(jīng)空氣層 傳至上部結(jié)構(gòu)，該樣就達到了隔震的目的。
[0109] S4:補氣。如圖5,當氣溫降低或慢性漏氣時，氣室氣壓降低，活塞2、連桿16、進排 氣控制桿14下降，當進排氣控制桿的橫向孔一 301與氣缸的進排氣孔7、進氣孔8連通時， 由高壓空氣壓縮機或高壓空氣儲存裝置提供的高壓空氣經(jīng)進氣孔8、單向止回閥18、閥口 17、排氣控制桿的橫向孔一 301、進排氣通道7、進排氣管10進入氣室，對氣室進行補氣，W 維持活塞的最低位置。
[0110] S5:排氣。如圖6,當氣溫升高時，氣室氣壓升高，活塞2、連桿16、進排氣控制桿14 上升，當排氣孔9、進排氣控制桿的橫向孔一 301、豎向孔15、橫向孔二302與氣缸的進排氣 孔7連通時，氣室空氣經(jīng)進排氣通道7、進排氣控制桿的橫向孔一 301、豎向孔15、橫向孔二 302及備用排氣孔9排出，W維持活塞的最高位置。
[0111] S6:隔震失效。如圖7,當高壓空氣的氣壓不足或氣缸嚴重漏氣等原因使得氣缸氣 壓不足W托起上部結(jié)構(gòu)重量時，上部結(jié)構(gòu)的全部或部分重量經(jīng)活塞2的法蘭盤、氣缸壁傳 至下部結(jié)構(gòu)，支座不起減震作用，但結(jié)構(gòu)仍然安全。此時上部結(jié)構(gòu)有一豎向向下的位移，其 位移量為安裝用墊片19的厚度。
[0112] S7 ;檢驗。為檢驗隔震支座的進氣、排氣功能，在氣缸內(nèi)設(shè)置了一個電加熱管11。 電加熱管中的電熱絲放置在金屬保護管中，金屬保護管下部密封W防止?jié)櫥瓦M入，上部 開孔與氣缸的氣室連通，W避免保護管被高壓空氣壓壞。當隔震支座處于正常工作狀態(tài)時， 給電加熱管11通電加熱，使氣室的溫度上升。隨著氣室溫度的上升，氣室氣壓升高，支座進 入S5的排氣狀態(tài)，W此檢驗支座的排氣功能。排氣功能檢驗完畢，停止給電加熱管11加熱， 氣室溫度下降。隨著氣室溫度的下降，氣室氣壓降低，支座進入S4的補氣狀態(tài)，W此檢驗支 座的補氣功能。
[0113] 本發(fā)明電子自動控制的豎向隔震支座的結(jié)構(gòu)基本與機械控制豎向隔震支座相同， 只是將其控制進、排氣的方案作了修改。具體實現(xiàn)過程如下：
[0114] S1:安裝階段。如圖30,相應(yīng)的電路圖如圖37,在安裝階段，氣缸1頂部與活塞2 的法蘭盤之間放有安裝用墊片19,上部結(jié)構(gòu)的全部重量經(jīng)活塞2的法蘭盤、安裝用墊片19、 氣缸壁傳至下部結(jié)構(gòu)。當上部結(jié)構(gòu)完成后，就可對氣缸氣室充氣。用于充氣的空氣氣壓必 須高于支承上部結(jié)構(gòu)重量所需氣壓。
[0115] S2:首次充氣。如圖31，相應(yīng)的電路圖如圖38,首先梓開潤滑排氣孔的密封螺栓 31，然后給氣室加氣。由于活塞處于工作位置，觸斷開關(guān)斷開。為使氣缸充氣，人工將人工控 制開關(guān)28閉合，使電路接通，然后人工按一下觸閉開關(guān)一 27,使晶閩管一 29導通。晶閩管 一 29導通后，電磁閥一 21通電打開，由高壓空氣壓縮機或高壓空氣儲存裝置提供的高壓空 氣經(jīng)進氣孔8、電磁閥一 21、止回閥18、閥口 17、氣缸的進排氣孔7、進排氣管10進入氣室。 在氣壓的作用下，導油槽、氣缸與活塞空隙間的空氣排出?？諝馀疟M后，將潤滑排氣孔的密 封螺栓31梓緊封閉該排氣孔后繼續(xù)加氣。隨著氣室空氣壓力逐漸增加，由安裝用墊片19 傳遞的上部結(jié)構(gòu)重量逐步轉(zhuǎn)移到由空氣傳遞。當氣缸氣壓剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起時，上部結(jié) 構(gòu)的重量全部由空氣傳遞到下部結(jié)構(gòu)，活塞2的法蘭盤與安裝用墊片19之間出現(xiàn)空隙20。 此時，斷開人工控制開關(guān)28,電磁閥一 21斷電關(guān)閉，活塞維持在剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起的位 置。
[0116] S3:設(shè)置為工作狀態(tài)。如圖32,相應(yīng)的電路圖如圖39,在圖31狀態(tài)的基礎(chǔ)上去掉 安裝用墊片19,使隔震支座處于正常工作狀態(tài)。此時，活塞2的法蘭與氣缸1頂部之間有一 較大間隙，該間隙可保證氣缸與活塞之間可自由作豎向相對運動，達到減震的目的。
[0117] S4:補氣。如圖33,相應(yīng)的電路圖如圖40,當氣溫降低或慢性漏氣時，氣室氣壓降 低，活塞2、連桿16、進排氣控制桿14、觸環(huán)24下降。當觸環(huán)24下降到一定位置離開觸斷開 關(guān)26時，觸斷開關(guān)26接通，電源接通。當觸環(huán)24繼續(xù)下降，觸通觸閉開關(guān)一 27時，晶閩管 一 29導通。晶閩管一 29導通后，電磁閥一 21通電打開，由高壓空氣壓縮機或高壓空氣儲 存裝置提供的高壓空氣經(jīng)進氣孔8、電磁閥一 21、止回閥18、閥口 17、氣缸的進排氣孔7、進 排氣管10進入氣室，對氣室進行補氣。補氣使得活塞2、連桿16、進排氣控制桿14、觸環(huán)24 上升。當觸環(huán)24上升觸動觸斷開關(guān)26時，電源關(guān)閉，電磁閥一 21斷電關(guān)閉，補氣結(jié)束。
[0118] S5:排氣。如圖34,相應(yīng)的電路圖如圖41，當氣溫上升時，氣室氣壓升高，活塞2、 連桿16、進排氣控制桿14、觸環(huán)24上升。當觸環(huán)24上升到一定位置離開觸斷開關(guān)26時， 觸斷開關(guān)26接通，電源接通。當觸環(huán)24繼續(xù)上升，觸通觸閉開關(guān)二25時，晶閩管二30導 通。晶閩管二30導通后，電磁閥二22通電打開，氣室的空氣經(jīng)電磁閥二22、排氣孔23排 出。排氣使得活塞2、連桿16、進排氣控制桿14、觸環(huán)24下降。當觸環(huán)24下降觸動觸斷開 關(guān)26時，電源關(guān)閉，電磁閥二22斷電關(guān)閉，排氣結(jié)束。
[0119] S6:保護放氣。如圖35,當氣溫上升而自動控制失靈時，如不進行保護性排氣，貝U 過大的支座上升將產(chǎn)生過大的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。當氣溫上升，氣室氣壓升高，支座進入S5的排氣 狀態(tài)但電子自動控制失效時，活塞2、連桿16、進排氣控制桿14繼續(xù)上升。當進排氣控制桿 14的底部高于備用排氣孔9時，氣室的空氣經(jīng)備用排氣孔9排出。該保險功能能保證氣溫 上升且自動控制失效時，進排氣控制桿14的底部不高于備用排氣孔9, W維持活塞的最高 位置。
[0120] S7:隔震失效。如圖36,當高壓空氣的氣壓不足或氣缸嚴重漏氣等原因使得氣缸 氣壓不足W托起上部結(jié)構(gòu)重量時，上部結(jié)構(gòu)的全部或部分重量經(jīng)活塞2的法蘭盤、氣缸壁 傳至下部結(jié)構(gòu)，支座不起減震作用，但結(jié)構(gòu)仍然安全。此時上部結(jié)構(gòu)有一豎向向下的位移， 其位移量為安裝用墊片19的厚度。
[012U S8 ;檢驗。為檢驗隔震支座的進氣、排氣功能，在氣缸內(nèi)設(shè)置了一個電加熱管11。 電加熱管中的電熱絲放置在金屬保護管中，金屬保護管下部密封W防止?jié)櫥瓦M入，上部 開孔與氣缸的氣室連通，W避免保護管被高壓空氣壓壞。當隔震支座處于正常工作狀態(tài)時， 給電加熱管11通電加熱，使氣室的溫度上升。隨著氣室溫度的上升，氣室氣壓升高，支座進 入S5的排氣狀態(tài)，W此檢驗支座的排氣功能。排氣功能檢驗完畢，停止給電加熱管11加熱， 氣室溫度下降。隨著氣室溫度的下降，氣室氣壓降低，支座進入S4的補氣狀態(tài)，W此檢驗支 座的補氣功能。如果在給電加熱管11通電加熱時撤掉自動控制電路的電源，使自動控制失 效，則支座不能夠依靠電磁閥二22通電打開進入S5的排氣狀態(tài)而直接進入S6的保護放氣 狀態(tài)，W此檢驗支座的保險功能。
[0122] 第二種方法同第一種方法主要存在W下區(qū)別：一是去掉了進排氣控制桿14下部 的鉆孔部分，僅保留機械控制的排氣功能，并在其上增加了一個可調(diào)節(jié)位置的觸環(huán)24,在電 子自動控制裝置正常的情況下，所保留的機械控制的排氣功能不起作用，但當電子自動控 制裝置失效時，保留的機械控制排氣功能能保證結(jié)構(gòu)的安全；二是在手動進氣閥口 17之間 與止回閥18之間增加了一個電磁排氣閥22 是在止回閥18處增加了電磁進氣閥21 ;四 是增加了觸斷開關(guān)26及觸閉開關(guān)二25、觸閉開關(guān)一 27 ;五是增加了相應(yīng)的控制電路。
[0123] 上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種空氣墊層豎向隔震支座，其特征在于：包括氣缸、置于氣缸內(nèi)的活塞，氣缸與活 塞能夠自由上下相對運動，氣缸與活塞之間形成存儲高壓空氣的密閉空間，所述的氣缸與 下部結(jié)構(gòu)相連，活塞與上部結(jié)構(gòu)相連，氣缸側(cè)壁設(shè)置有缸壁潤滑排氣孔以及用于密封缸壁 潤滑排氣孔的密封螺栓，氣缸底部設(shè)置有加氣裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣墊層豎向隔震支座，其特征在于：所述的氣缸內(nèi)放有可 調(diào)油面高度的潤滑油。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣墊層豎向隔震支座，其特征在于：所述的活塞上端設(shè)置 有法蘭盤；所述的法蘭盤與氣缸頂部之間設(shè)置有安裝用墊片；所述的氣缸底部設(shè)置有電加 熱管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣墊層豎向隔震支座，其特征在于：還包括排氣裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣墊層豎向隔震支座，其特征在于：所述的加氣裝置包括 進氣通道以及設(shè)置在進氣通道中的單向止回閥；所述的排氣裝置，包括可調(diào)長度連桿、進排 氣控制桿，其中可調(diào)長度連桿的一端與活塞固定連接，另一端與進排氣控制桿的一端固定 連接，進排氣控制桿的另一端置于進氣通道內(nèi)，進排氣控制桿內(nèi)部開有進排氣孔，所述的進 排氣孔包括與進氣通道相通的橫向孔一、與進氣通道靠近密閉空間相通的橫向孔二、連通 橫向孔一和橫向孔二的豎向孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣墊層豎向隔震支座，其特征在于：所述的進氣通道中還 安裝有能封閉進氣通道的閥門。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣墊層豎向隔震支座，其特征在于：所述的加氣裝置，包括 頂部與活塞固定連接的連桿、設(shè)置在連桿表面的觸環(huán)、設(shè)置在氣缸外部的觸斷開關(guān)、觸閉開 關(guān)一及觸閉開關(guān)二、設(shè)置在進氣通道中的電磁閥一及電磁閥二，以及與觸斷開關(guān)、觸閉開關(guān) 一、觸閉開關(guān)二、電磁閥一、電磁閥二相連的控制電路。
8. -種空氣墊層豎向隔震方法，其特征在于，包含以下順序的步驟：
51. 安裝階段：活塞的法蘭盤用螺栓與上部結(jié)構(gòu)的預埋件連接，氣缸的法蘭盤用螺栓 與下部結(jié)構(gòu)的預埋件連接，活塞置于氣缸中，氣缸與活塞之間形成存儲高壓空氣的密閉空 間；氣缸頂部與活塞的法蘭盤之間放有安裝用墊片，上部結(jié)構(gòu)的全部重量經(jīng)活塞的法蘭盤、 安裝用墊片、氣缸壁傳至下部結(jié)構(gòu)；
52. 首次充氣：首先擰開氣缸的潤滑排氣孔的密封螺栓，高壓空氣經(jīng)進氣通道進入密 閉空間；在氣壓的作用下，氣缸與活塞空隙間的空氣排出；空氣排盡后，擰緊潤滑排氣孔的 密封螺栓以封閉潤滑排氣孔，然后繼續(xù)加氣至氣缸氣壓剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起時，上部結(jié)構(gòu) 的重量全部由空氣傳遞到下部結(jié)構(gòu)，活塞的法蘭盤與安裝用墊片之間出現(xiàn)空隙；此時，關(guān)閉 進氣閥門使氣室氣壓穩(wěn)定，活塞維持在剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起的位置；
53. 設(shè)置為工作狀態(tài)：去掉安裝用墊片，通過調(diào)節(jié)可調(diào)長度連桿的正反螺紋調(diào)節(jié)桿來 縮短連桿的長度，進排氣控制桿上升，使進排氣控制桿內(nèi)設(shè)置的進排氣孔與氣缸的進氣通 道不連通，氣缸氣室形成密閉空間；打開進氣閥門，隔震支座進入工作狀態(tài)；
54. 補氣：當氣溫降低或慢性漏氣時，氣室氣壓降低，活塞、連桿、進排氣控制桿下降， 當進排氣控制桿的進排氣孔與氣缸的進氣通道連通時，高壓空氣進入密閉空間，對密閉空 間進行補氣，以維持活塞的最低位置；
55. 排氣：當氣溫升高時，氣室氣壓升高，活塞、連桿、進排氣控制桿上升，當進排氣孔 只與靠近密閉空間的一側(cè)連通時，密閉空間的高壓空氣經(jīng)進排氣孔排出；
56. 隔震失效：當高壓空氣的氣壓不足或氣缸嚴重漏氣使氣缸氣壓不足以托起上部結(jié) 構(gòu)重量時，上部結(jié)構(gòu)的全部或部分重量經(jīng)活塞的法蘭盤、氣缸壁傳至下部結(jié)構(gòu)，支座不起減 震作用，但結(jié)構(gòu)仍然安全，此時上部結(jié)構(gòu)有一豎向向下的位移，其位移量為安裝用墊片的厚 度；
57. 檢驗：在氣缸內(nèi)設(shè)置一個電加熱管，電加熱管中的電熱絲放置在下部密封的金屬 保護管中，金屬保護管的上部開孔與氣缸的密閉空間連通；當隔震支座處于正常工作狀態(tài) 時，電加熱管通電加熱，密閉空間溫度升高從而氣壓升高，隔震支座進入排氣狀態(tài)，以此檢 驗支座的排氣功能；排氣功能檢驗完畢，電加熱管停止加熱，密閉空間溫度下降從而氣壓降 低，隔震支座進入補氣狀態(tài)，以此檢驗支座的補氣功能。
9. 一種空氣墊層豎向隔震方法，其特征在于，包含以下順序的步驟：
51. 活塞的法蘭盤用螺栓與上部結(jié)構(gòu)的預埋件連接，氣缸的法蘭盤用螺栓與下部結(jié)構(gòu) 的預埋件連接，活塞置于氣缸中，氣缸與活塞之間形成存儲高壓空氣的密閉空間；氣缸頂部 與活塞的法蘭盤之間放有安裝用墊片，上部結(jié)構(gòu)的全部重量經(jīng)活塞的法蘭盤、安裝用墊片、 氣缸壁傳至下部結(jié)構(gòu)；
52. 首次充氣：首先擰開氣缸的潤滑排氣孔的密封螺栓，由于活塞處于工作位置，觸斷 開關(guān)斷開，人工將人工控制開關(guān)閉合，使電路接通，然后人工按一下觸閉開關(guān)一，使晶閘管 一導通，從而使電磁閥一通電打開，高壓空氣經(jīng)進氣通道進入密閉空間；在氣壓的作用下， 氣缸與活塞空隙間的空氣排出；空氣排盡后，擰緊潤滑排氣孔的密封螺栓以封閉潤滑排氣 孔，然后繼續(xù)加氣至氣缸氣壓剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起時，上部結(jié)構(gòu)的重量全部由空氣傳遞到 下部結(jié)構(gòu)，活塞的法蘭盤與安裝用墊片之間出現(xiàn)空隙；此時，斷開人工控制開關(guān)，電磁閥斷 電關(guān)閉，關(guān)閉進氣閥門使氣室氣壓穩(wěn)定，活塞維持在剛好將上部結(jié)構(gòu)頂起的位置；
53. 設(shè)置為工作狀態(tài)：去掉安裝用墊片，使隔震支座處于正常工作狀態(tài)；
54. 補氣：當氣溫降低或慢性漏氣時，密閉空間氣壓降低，活塞、連桿、設(shè)置在連桿上的 觸環(huán)下降；當觸環(huán)下降到一定位置離開觸斷開關(guān)時，觸斷開關(guān)接通，電源接通；當觸環(huán)繼續(xù) 下降，觸通觸閉開關(guān)一時，晶閘管一導通，從而使電磁閥一通電打開，高壓空氣經(jīng)進氣通道 進入密閉空間；補氣使得活塞、連桿、觸環(huán)上升，當觸環(huán)上升觸動觸斷開關(guān)時，電源關(guān)閉，電 磁閥一斷電關(guān)閉，補氣結(jié)束；
55. 排氣：當氣溫上升時，密閉空間氣壓升高，活塞、連桿、觸環(huán)上升，當觸環(huán)上升到一 定位置離開觸斷開關(guān)時，觸斷開關(guān)接通，電源接通；當觸環(huán)繼續(xù)上升，觸通觸閉開關(guān)二時，晶 閘管二導通；晶閘管二導通后，電磁閥二通電打開，密封空間的空氣經(jīng)電磁二排出，排氣使 得活塞、連桿、觸環(huán)下降；當觸環(huán)下降觸動觸斷開關(guān)時，電源關(guān)閉，電磁閥二斷電關(guān)閉，排氣 結(jié)束；
56. 隔震失效：當高壓空氣的氣壓不足或氣缸嚴重漏氣使得氣缸氣壓不足以托起上部 結(jié)構(gòu)重量時，上部結(jié)構(gòu)的全部或部分重量經(jīng)活塞的法蘭盤、氣缸壁傳至下部結(jié)構(gòu)，支座不起 減震作用，但結(jié)構(gòu)仍然安全，此時上部結(jié)構(gòu)有一豎向向下的位移，其位移量為安裝用墊片的 厚度；
57. 檢驗：在氣缸內(nèi)設(shè)置一個電加熱管，電加熱管中的電熱絲放置在下部密封的金屬 保護管中，金屬保護管的上部開孔與氣缸的密閉空間連通；當隔震支座處于正常工作狀態(tài) 時，電加熱管通電加熱，密閉空間溫度升高從而氣壓升高，隔震支座進入排氣狀態(tài)，以此檢 驗支座的排氣功能；排氣功能檢驗完畢，電加熱管停止加熱，密閉空間溫度下降從而氣壓降 低，隔震支座進入補氣狀態(tài)，以此檢驗支座的補氣功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空氣墊層豎向隔震方法，其特征在于，還包括以下步驟： 保護放氣：當氣溫上升，氣室氣壓升高，支座進入排氣狀態(tài)但電子自動控制失效時，活 塞、連桿繼續(xù)上升，當連桿的底部高于備用排氣孔時，密閉空間的空氣經(jīng)備用排氣孔排出； 檢驗：如果在給電加熱管通電加熱時撤掉自動控制電路的電源，使自動控制失效，則支 座不能夠依靠電磁閥二通電打開進入排氣狀態(tài)而直接進入保護放氣狀態(tài)，以此檢驗支座的 保險功能。
【文檔編號】E04B1/98GK104481048SQ201410778460
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】舒宣武, 柯宇 申請人:華南理工大學建筑設(shè)計研究院