CN102444574A - 高压流体填充结构材料 - Google Patents

Abstract

一种机械、结构材料，能承受高压，高强度冲击，抗形变。其名称是高压流体填充结构材料。本发明是为了提高机械的抗压性、耐高压度，材料结构的承载力、结构稳定性、结构抗形变能力、结构强度、抗振抗冲击性等。它是在双层泵壁之间加注高压气体，注入后在泵体内气体呈气态、液态，或固态，可注入氮气、氦气等。或在材料结构中加注高压气体或液体，注入后在结构内气体呈气态、液态，或固态，可注入氮气、氦气，水等。其材料结构可为任意形状。其材料可以为，碳纤维、强化塑料、强化合成材料、合金等。可应用于，泵体，发动机，飞机骨架，机翼构架，船舶构架、建筑构架、桥梁构架、起重机臂架、泵车臂架、汽车防撞梁，还可以应用于浮岛、浮动码头、跨海浮桥、悬浮隧道，海中浮城。

Description

高压流体填充结构材料

所属技术领域

本发明涉及一种，机械、结构材料，能承受高压，高强度冲击，抗形变。 

背景技术

液压缸是将液压能转变为机械能的做直线往复运动的液压执行元件，是液压泵的组成部分。往复液压泵由于工业要求往往需要液压缸体能承受巨大压力才能保持正常工作。其应用如石油、化工、化肥工业、混凝土泵。当今的耐高压液压缸体制作都是采用优质钢材、高强度合金等，不过在耐高压，抗形变能力上都不及本发明。飞机骨架，机翼构架，船舶构架、建筑构架、起重机臂架、泵车臂架、汽车防撞梁等方面的承载力、结构稳定性、结构抗形变能力、抗压性、抗冲击、抗振性都不及本发明，本发明还可以应用于浮岛、浮动码头、跨海浮桥、悬浮隧道，海中浮城。 

发明内容

本发明是为了提高机械的抗压性、耐高压度，材料结构的承载力、结构稳定性、结构抗形变能力、结构强度、抗振抗冲击性等。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在双层泵壁之间加注高压气体，注入后在泵体内气体呈气态、液态，或固态，可注入氮气、氦气等。或在材料结构中加注高压气体或液体，注入后在结构内气体呈气态、液态，或固态，可注入氮气、氦气，水等。其材料结构可为任意形状。其材料可以为，碳纤维、强化塑料、强化合成材料、合金等。 

本发明的有益效果是，减小了泵体内外压力差。提高了材料结构的承载力、结构稳定性、结构抗形变能力、结构强度、抗振抗冲击性等。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 

图1是高压气体填充泵壁的正视纵剖面构造图。 

图2是高压气体填充结构臂架的正视纵剖面构造图。 

图3是高压气体填充结构臂架的侧视纵剖面构造图。 

图4是高压流体填充结构材料的纵剖面构造图。 

图中1.外壁，2.高压填充流体，3.活塞杆，4.缸壁，5.活塞，6.料缸，7.液压缸，8.流体运输管道 

在图1中，机械在工作中液压缸7里的机油产生压力通过活塞5将力传递给料缸6里的流体材料，液压缸7和料缸6同时产生压力。在工业要求中往往需要液压缸7产生巨大压强，同时料缸6也会产生巨大压强。不过必须得让缸壁4能承受巨大压强而不产生剧烈形变或变形，因为剧烈形变或变形会使得活塞5周边产生压力泄露，使料缸6里的材料泄入液压缸7，并使泵不能够正常工作。 

泵的效率取决于液压缸7内的压强等，通过提高液压缸7内的压强，和增长液压缸7和料缸6的长度，使活塞5往复路程增长，可以大大提高运料效率。在完成指定工作量时，活塞5往复路程增长，可以减少活塞5往复的次数，可提高运料效率，原理是，增加了物体移动的平均速率，因为恒定的一个力可使一个物体达到一个极限速度，当它等于摩擦力时。物体沿直线运动方向不变，移动的路程越长，所处在极限速度的时间就越长，反之则越短。例如一个人在路面上在一百米的距离内来回开一辆小汽车，假设不把调转方向的时间算在内，和他在两百米甚至三百米距离内来回开一辆小汽车，都完成两千米的路程，两者谁将用的时间短呢？当然是后者。同时可以减少泵的各种阀门、同步系统运作的次数，启动的频率，节省能源，降低对设备的损耗频率，降低对同步系统的配置要求。也可按比例增大泵的大小。使得泵运料效率增大。使得泵可支持泵车更长臂架的作业。 

提高液压缸7内的压强，增长液压缸7和料缸6的长度和按比例增大泵的大小，将使得缸壁4长度增加，这都容易使缸壁4向外形变或变形，导致活塞5周边泄压，而有了外壁1和高压填充流体2组成的结构，在工作中使缸壁4内外压力差减小或消除，使得缸壁4不易向外形变或变形，使得泵体保持正常工作。可控制高压填充流体2的温度，升温或降温，来调节其压强，起到平衡压差的作用。 

如果把图1看做是发动机，其原理也适用。 

图2，为本发明的泵车臂架及流体运输管道8剖视图，其整体结构为三菱柱，侧面为平面或曲面或波浪面。图3是其剖视图，一个倒三角形，底边倒上，为波浪线，其余两边为直线或曲线，剖视面平行于底面。从外到内依次是，外壁1，高压填充流体2，流体运输管道8。其结构中注入高压填充流体2，气体呈气态、液态，或固态，通常注入氮气、氦气等。可使得其在大负重条件下不易发生弯折或变形使其臂架可做的更长，使用寿命更长。其原理是，一瓶可乐，摇二十下，用力弯折，很难将其弯折。拧开瓶盖，倒掉可乐，则很容易将其弯折和将其变形了。其外壁1通常为优质钢材、高强度合金、碳纤维材料等。本发明其整体结构为三菱柱实为首创，其结构非常稳定结实，其中一侧面为波浪面，这样的波浪面比起平面抗拉性要强很多。其波浪面朝上，起抗拉作用，原理是，用力掰一根香肠，其上表面总是先开始断裂，掰一个封闭充满气体的易拉罐，其上表面总是先断裂。泵车臂架，也总是上表面先开始出现裂缝。其流体运输管道8置于高压填充流体2中，这样可使得流体运输管道8不容易发生进裂，因为泵车在工作中，流体运输管道8输送着高压流体，如混凝土，如果压力太大，流体运输管道8管壁会因为高压而发生进裂，本发明这种结构可以减小内外压力差，所以流体运输管道8更能承受高压。而且由于高压填充流体2的存在可以起到减震作用，使臂架减小泵车工作时产生震动而受到的损伤。 

图4，其结构由外壁1和高压填充流体2构成，其整体结构可做成任意形状，如三菱柱、圆柱、正方体、球体、三菱锥等等。其表面可为平面、曲面、波浪面等。其材料可以为，碳纤维、强化塑料、强化合成材料、合金等。飞机骨架，机翼构架，船舶构架、建筑构架、起重机臂架、汽车防撞梁、桥梁架构等都可用到。还可应用于浮岛、浮动码头、跨海浮桥、悬浮隧道，海中浮城。其结构可为三菱柱，侧面为平面或曲面或波浪面，剖视图为，一个三角形，边为直线或曲线或波浪线，剖视面平行于底面，在其结构中加注高压气体，注入后在结构内气体呈气态、液态，或固态，注入氮气、氦气等。或液体，水等。这种结构，极其抗拉和抗压，而且非常稳固，质轻。其原理是，一瓶可乐，摇二十下，用力弯折，很难将其弯折。拧开瓶盖，倒掉可乐，则很容易将其弯折和将其变形了。其结构可为圆柱，侧面为曲面或波浪面，剖视图为，一个圆形或花边圆形，其边展开后，为一条直线或波浪线，剖视面平行于底面，在其结构中加注高压气体，注入后在结构内气体呈气态、液态，或固态，注入氮气、氦气。或液体，水等。用于承重。其结构可为球体，圆柱体等，用于轴承滚子，可以增加滚子耐压强度，和形态稳定性，滚子的转动速度及平稳性，及使用寿命，还可以吸收一定的振动波。原理，如车轮为实心的话，其耐压强度，及形态稳定性，转动速度及平稳性减震性，及使用寿命都将下降。这种滚子可应用于飞机涡轮发动机轴承等。结构为对称拱形三菱柱，侧面边为拱形，侧面为平面或曲面或波浪面，截面为，一个三角形，边为直线或曲线或波浪线，截面垂直于拱形抛物线的切线，在其结构中加注高压气体，注入后在结构内气体呈气态、液态，通常注入氮气、氦气。或液体，水等。用于汽车防撞梁，当防撞梁被撞时，会产生气态变化，起到缓冲作用，而且结构抗撞击性非常强。其结构可为长方体，侧面为平面或曲面或波浪面，剖视图为，一个长方形，边为直线或曲线或波浪线，剖视面平行于底面，在其结构中加注高压气体，注入后在结构内气体呈气态、液态，或固态，注入氮气、氦气等。或液体，水等。 

高压气体填充结构浮力舱，船舶主体两侧及底部可整体建成高压气体填充结构，分成多个舱室，这种结构支撑抗压效果非常好，结构简单，设计、建造简便，提升载重。其高压填充气体压强大于最大吃水深度压强，起到抗压抗变形作用，并且遭到撞击，或被鱼雷击中后，不会沉没，或沉没速度降低。起浮力作用的舰体高压气体填充结构浮力舱未遭到攻击破坏的话船体不会沉没，如果遭到攻击破坏，由于高压填充气体压强大于最大吃水深度压强，海水不会进入船体，则不会沉没。原理是，往注满水的U形管一端吹气，这端液面会下降，后用舌头把管口堵住，会发现其液面将不会上升。轮船骨架也可做成高压气体填充结构，支撑抗压能力结构强度都非常好。 

用高压填充气体结构构造而成的载具、桥梁、建筑等，具有结构稳固、抗压抗形变能力强、耐冲击、抗振动波、质轻等特点，可以使其建造得更大，更高，更安全。可用压力传感器，超声波探测器等，检查其气密情况。 

高压气体填充结构浮岛，它是由高压填充气体结构材料做成，由三菱柱连接成的平面一层一层铺成(层数不限)，其材料可以为碳纤维、强化塑料、强化合成材料、合金等。由上往下，所注入的气体压强逐层增大，其都比所处水深压强大。其浮岛，浮力大，承载力高，结构稳固。也可做成漂浮城市，可以悬浮在海面以下，不受台风、海啸等侵袭，也可上升到海面。也可做成浮动码头、悬浮隧道、跨海浮桥等。可以把悬浮隧道做成三菱柱，因为比较稳固，三菱柱的三条边，与高强度巨型钢索连接(如悬索桥悬索)。在海底建造锚锭，用锚索连接锚锭和三菱柱隧道，使其更稳固。隧道的浮力将大于其自重加载具重量。浮桥连接在两条平行巨型钢索上，浮桥有一段在海面以下，在其一端，上面通航道。用锚索将浮桥和隧道、锚锭连接固定，路面铺钢筋混凝土。悬浮城市，悬浮大厦一部分在海面以下，一部分在海面以上，海面以上可以做很高，海面以下可以做很深。浮城街道广场由高压填充气体结构材料做成，上面铺钢筋混凝土。 

Claims (9)

1.高压气体填充泵壁，液压缸是将液压能转变为机械能的做直线往复运动的液压执行元件，是液压泵的组成部分，其特征是：在双层泵壁之间加注高压气体，注入后在泵体内气体呈气态、液态，或固态，控制高压填充气体的压强，注入氮气或氦气，控制高压填充气体的温度，升温或降温。

2.高压气体填充结构臂架，泵车臂架，其特征是：结构从外到内依次是，外壁，高压填充气体，流体运输管道，其结构中注入高压填充气体，气体呈气态、液态，或固态，注入氮气或氦气。

3.高压流体填充结构材料，飞机骨架，机翼构架，船舶构架、建筑构架、桥梁构架、起重机臂架、泵车臂架、汽车防撞梁，浮岛、浮动码头、跨海浮桥、悬浮隧道、海中浮城，其特征是：在材料结构中加注高压气体，或液体，注入后在结构内气体呈气态、液态，或固态，用压力传感器，超声波探测器，检查其气密情况。

4.根据权利要求3所述的高压流体填充结构材料，其特征是：结构为三菱柱，侧面为平面或曲面或波浪面，剖视图为，一个三角形，边为直线或曲线或波浪线，剖视面平行于底面，或剖视图为一个倒三角形，剖视面平行于底面，或结构为圆柱，两个底面为半球形，侧面为曲面或波浪面，剖视图为，一个圆形或花边圆形，其边展开后，为一条直线或波浪线，剖视面平行于底面，结构为球体、三菱锥体；长方体，侧面为平面或曲面或波浪面，剖视图为，一个长方形，边为直线或曲线或波浪线，剖视面平行于底面，在其结构中加注高压气体，注入后在结构内气体呈气态、液态，或固态，注入氮气或氦气，或水。

5.根据权利要求3所述的高压流体填充结构材料，其特征是：结构为对称拱形三菱柱，侧面边为拱形，侧面为平面或曲面或波浪面，截面为，一个三角形，边为直线或曲线或波浪线，截面垂直于拱形抛物线的切线，在其结构中加注高压气体，注入后在结构内气体呈气态、液态，注入氮气或氦气，或水。

6.其根据权利要求3所述的高压流体填充结构材料，在其结构中加注高压气体，注入后在结构内气体呈气态、液态，或固态，注入氮气、氦气，或水。

7.高压气体填充结构跨海浮桥隧道组合，其特征是：浮桥由高压填充气体结构材料做成，由三菱柱连接成的平面一层一层铺成，其材料为碳纤维、强化塑料、强化合成材料、合金，由上往下，所注入的气体压强逐层增大，其都比所处水深压强大，把悬浮隧道做成三菱柱，三菱柱的三条边，与高强度巨型钢索连接，在海底建造锚锭，用锚索连接锚锭和三菱柱隧道，隧道的浮力大于其自重加载具重量，浮桥连接在两条平行巨型钢索上，浮桥有一段在海面以下，在其一端，上面通航道，用锚索将浮桥和隧道和锚锭连接固定，其路面铺钢筋混凝土。

8.海中浮城，其特征是：可以悬浮在海面以下，也可上升到海面，悬浮大厦构架由高压填充气体结构材料做成，大厦一部分在海面以下，一部分在海面以上，海面以上可以做很高，海面以下可以做很深，浮城街道广场支撑结构由高压填充气体结构材料做成，上面铺钢筋混凝土。

9.高压气体填充结构浮力舱，轮船，其特征是：船舶主体两侧及底部可整体建成高压气体填充结构，分成多个密封舱室，其高压填充气体压强大于最大吃水深度压强。

Images