CN104727251A - 一种反冲击装置及使用该装置的高速公路护栏 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反冲击装置及使用该装置的高速公路护栏，属于缓冲装置及公路护栏领域。本发明的反冲击装置，其气缸体设有缸体外壁和缸体内壁，活塞一端与缸体内壁紧密配合，活塞轴肩与缸体外壁紧密配合，并在活塞上设置排气机构，活塞的另一端装有活塞卡套；在气缸体与活塞之间设有用于活塞复位的弹簧，通过压盖将活塞轴肩压入缸体外壁紧固；本发明的高速公路护栏，以塑钢管为护栏横梁安装在反冲击装置上，并将反冲击装置固定在立柱上，形成具有缓冲吸能作用的护栏。本发明的反冲击装置缓冲吸能效果好，抗冲击能力强，使用该装置的高速公路护栏能有效降低伤亡事故的发生，且所使用的塑钢管自滑性好，抗腐蚀，易于维护，使用寿命长。

Description

一种反冲击装置及使用该装置的高速公路护栏

技术领域

本发明涉及缓冲装置及公路护栏技术领域，更具体地说，涉及一种反冲击装置及使用该装置的高速公路护栏。

背景技术

目前，我国已进入高速公路时代，高速公路极大地促进了国民经济的发展。为了保证行车安全，在高速公路两侧都安装有安全护栏。我国所使用的安全护栏多是由立柱和刚性的波形防护板组成，当汽车失控撞上防护板后，这种护栏可以避免汽车翻入高速公路两侧的水沟或冲入对面车道撞车的危险情况发生。但实践证明，上述安全护栏吸能效果差，波形板强度低，基本没有缓冲功能，在失控的汽车高速强大的冲击力下，常会造成防护板破裂，失控汽车冲入对面车道撞车，造成车毁人亡；或者是防护板被冲击变形，无法起到之前的防护效果，需要重新维护、更换。另一方面，为了防止防护板生锈而失去抗压力和防撞效果，常需要对防护板进行刷漆、除锈处理，费时费力。因此，需要一种能够长期使用的安全护栏来保证撞击时的人、车安全，同时保护护栏本身不受较大的损坏。

经过检索，专利申请号为：201210432101.7，申请日为：2012年11月2日，发明创造名称为：高速公路缓冲防撞护栏，该申请案公开了一种高速公路缓冲防撞护栏，包括护栏板、连接立柱、连接缓冲托架、加强立柱、加强缓冲托架和内置钢板，其中护栏板由外层管板体、内层管板体、钢板卡槽管体和支撑缓冲柱所构成，形成第一层为护栏板内形成的三层减压缓冲蜂窝囊，第二层为护栏板内减压缓冲蜂窝囊中配制的波形内置钢板，第三层为护栏板与各立柱之间设连接缓冲托架或加强缓冲托架的三层缓冲结构。该专利方案相当于将波形防护板做成一个空间结构，并在其中设立缓冲击结构，增加了护栏板的强度、韧性和反弹力，使其具有一定的防撞能力。但是该方案中的护栏板所能承受的冲击强度有限，而且立柱仍需要承受较大的冲击，容易造成立柱损坏；两根立柱之间的护栏板仍为刚性，即当一端受到冲击时，另一端因为不能进行有效的形状调整而变形，还需要进一步改进。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中高速公路护栏缓冲效果差、抗冲击能力低以及不易维护的不足，提供了一种反冲击装置及使用该装置的高速公路护栏，本发明的技术方案，利用反冲击气缸自身的特性将冲击力返回抵消，缓冲效果明显，护栏横梁具有自滑性，能有效减少伤亡事故的发生，且采用塑钢管的护栏横梁无需刷漆维护，使用寿命长。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种反冲击装置，该反冲击装置包括反冲击气缸，所述的反冲击气缸包括气缸体、活塞、压盖和活塞卡套，所述气缸体设有缸体外壁和缸体内壁，所述活塞一端与缸体内壁紧密配合，在活塞中部设有活塞轴肩，该活塞轴肩与缸体外壁紧密配合，并在活塞上设置排气机构，所述活塞的另一端装有活塞卡套；所述气缸体与活塞之间设有弹簧，该弹簧用于使活塞复位；所述压盖将活塞轴肩压入缸体外壁并与缸体外壁螺纹连接。

作为本发明更进一步的改进，所述缸体内壁短于缸体外壁，缸体外壁和缸体内壁之间均匀间隔设有筋板，相邻筋板之间为排气腔，缸体内壁所围腔体通过气缸体的底部空腔与排气腔连通，所述弹簧一端与筋板连接，弹簧另一端与活塞轴肩相连。

作为本发明更进一步的改进，所述排气机构包括活塞内腔，分别与活塞内腔相连通的第一气孔、第二气孔和第三气孔，所述活塞内腔是设置在活塞中心的盲孔，所述第一气孔设置在活塞上靠近活塞卡套的一端，所述第二气孔和第三气孔并列设置在活塞轴肩下侧；所述活塞与缸体内壁配合端设有密封环。

作为本发明更进一步的改进，所述缸体外壁外周设有缸体挡肩和连接螺纹，且连接螺纹位于缸体挡肩下方。

作为本发明更进一步的改进，所述活塞卡套与活塞螺纹连接，且活塞卡套上开设有半封闭圆孔。

本发明的一种使用反冲击装置的高速公路护栏，包括立柱和护栏横梁，所述立柱上横向装有反冲击气缸，护栏横梁通过两个相邻立柱上的反冲击气缸固定；所述反冲击气缸包括气缸体、活塞、压盖和活塞卡套，所述气缸体设有缸体外壁和缸体内壁，缸体外壁和缸体内壁之间均匀间隔设有筋板，相邻筋板之间为排气腔，缸体内壁所围腔体通过气缸体的底部空腔与排气腔连通；所述活塞一端与缸体内壁紧密配合，活塞的另一端装有活塞卡套，该活塞卡套内连接有护栏横梁；所述缸体外壁外周设有缸体挡肩和连接螺纹，且连接螺纹位于缸体挡肩下方；所述气缸体与活塞之间设有弹簧，弹簧一端与筋板连接，弹簧另一端与活塞轴肩相连；所述压盖将活塞轴肩压入缸体外壁并与缸体外壁螺纹连接。

作为本发明更进一步的改进，所述活塞上设置有排气机构，该排气机构包括活塞内腔，分别与活塞内腔相连通的第一气孔、第二气孔和第三气孔，所述第一气孔设置在活塞上靠近活塞卡套的一端，所述第二气孔和第三气孔并列设置在活塞轴肩下侧。

作为本发明更进一步的改进，所述立柱为槽钢，在立柱上开设有圆孔，所述反冲击气缸插装于该圆孔中并通过设置的紧固螺母与连接螺纹的配合使反冲击气缸固定在立柱上。

作为本发明更进一步的改进，所述护栏横梁为塑钢管，该塑钢管卡接于活塞卡套的半封闭圆孔中。

作为本发明更进一步的改进，所述护栏横梁分为上下两排设置。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种反冲击装置，采用缸体外壁和缸体内壁相连通的结构，将活塞受到的外部冲击力再次转化到活塞上，使反冲击力与外部冲击力相抵消，并通过排气机构进一步泄能，能有效抵抗外部冲击力，缓冲效果好；

(2)本发明的一种反冲击装置，排气机构中的排气腔分别与第一气孔、第二气孔和第三气孔相连通，当冲击力较大导致第三气孔被缸体内壁封堵时，气缸体内部压力急剧升高，提供更大的反冲击力，进而抵抗外部冲击，抗冲击能力强，并能通过弹簧快速复位，不易损坏；

(3)本发明的一种使用反冲击装置的高速公路护栏，通过螺栓连接将反冲击气缸固定在立柱上，并在活塞卡套上卡接护栏横梁，反冲击气缸中的排气机构、弹簧以及受撞击时形成的反冲击力构成多种缓冲、泄能方式，能有效减少汽车撞击时伤亡事故的发生，而且减小了对立柱的冲击力，有利于基础设施的保护；

(4)本发明的一种使用反冲击装置的高速公路护栏，立柱上设置有两排护栏横梁，并采用塑钢管作为护栏横梁，塑钢管自滑性好，汽车撞击护栏横梁时会因反冲击气缸的收缩性而沿着护栏横梁滑行，不会因护栏横梁变形而被卡住，安全性高；

(5)本发明的一种使用反冲击装置的高速公路护栏，塑钢管外表面不上锈，耐腐蚀，不受空气污染，易于维护，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明的反冲击气缸的结构示意图；

图2为本发明图1中的A-A方向剖视图；

图3为本发明的使用反冲击装置的高速公路护栏的主视结构示意图；

图4为本发明的使用反冲击装置的高速公路护栏的侧视结构示意图；

图5为本发明的使用反冲击装置的高速公路护栏的俯视结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、立柱；2、护栏横梁；3、反冲击气缸；31、活塞卡套；32、活塞；321、第一气孔；322、活塞内腔；323、活塞轴肩；324、第二气孔；325、第三气孔；326、密封环；33、压盖；34、气缸体；341、缸体挡肩；342、连接螺纹；343、缸体外壁；344、排气腔；345、缸体内壁；346、底部空腔；347、筋板；35、弹簧；4、紧固螺母；5、套管。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1和图2，本实施例的一种反冲击装置，该反冲击装置主要包括反冲击气缸3，反冲击气缸3包括气缸体34、活塞32、压盖33和活塞卡套31，其中：所述气缸体34设有缸体外壁343和缸体内壁345，所述缸体内壁345短于缸体外壁343，缸体外壁343和缸体内壁345之间均匀间隔设有筋板347(如图2)，相邻筋板347之间为排气腔344，缸体内壁345所围腔体通过气缸体34的底部空腔346与排气腔344连通，其排气腔344截面积总和为缸体内壁345所围腔体截面积的0.8～1.2倍，本实施例选用0.9倍。所述活塞32安装于气缸体34内，该活塞32一端与缸体内壁345紧密配合，并在活塞32上安装密封环326，以确保其密封性；在活塞32中部设有活塞轴肩323，该活塞轴肩323与缸体外壁343紧密配合，形成两个压缩腔。活塞32上还设置有排气机构，该排气机构使内部压缩气体排出，利用阻尼孔原理，实现缓冲、泄能作用；所述活塞32的另一端螺纹连接有活塞卡套31，该活塞卡套31上开设有半封闭圆孔，用于安装受撞击物体横梁。所述气缸体34与活塞32之间设有弹簧35，该弹簧35一端与筋板347连接，弹簧35另一端与活塞轴肩323相连，该弹簧35一方面具有缓冲、泄能作用，另一方面能够使活塞32快速复位。所述压盖33将活塞轴肩323压入缸体外壁343腔内，压盖33与缸体外壁343螺纹连接，使弹簧35处于压缩状态。为了便于安装该反冲击气缸3，在缸体外壁343外周设有缸体挡肩341和连接螺纹342，且连接螺纹342位于缸体挡肩341下方，通过螺母与缸体挡肩341的配合可以将该反冲击气缸3安装固定。

本实施例的排气机构包括活塞内腔322，分别与活塞内腔322相连通的第一气孔321、第二气孔324和第三气孔325，其中：活塞内腔322是设置在活塞32中心的盲孔，第一气孔321设置在活塞32上靠近活塞卡套31的一端，所述第二气孔324和第三气孔325并列设置在活塞轴肩323下侧，且第二气孔324距活塞轴肩323的长度与其距第三气孔325的长度相等。上述的第一气孔321、第二气孔324和第三气孔325均关于活塞32中心轴对称设置。

当活塞32受到撞击时，活塞32快速向气缸体34底部滑动，弹簧35被压缩吸能，气缸体34内的空气被压缩，气体压强增大，形成反冲击力阻碍活塞32继续移位，同时压缩气体通过第二气孔324和第三气孔325进入活塞内腔322，活塞内腔322的气体再经过第一气孔321排出，在排气机构的阻尼作用下冲击能量被消耗，实现缓冲、泄能作用。

当冲击力较大时，在较短时间内活塞32被冲击移位，同时弹簧35及排气机构形成的更大的抵抗力，并进行泄能，当第三气孔325逐渐被缸体内壁345挡住时，排气量减少，气缸体34内部压强进一步升高，具有更大的反冲击力。当第二气孔324也被堵住时，空气无法排出，密闭环境的压缩空气在气缸体34强度范围内能够抵抗较大的冲击力，从而迫使活塞32停止移位。此时若保持恒力施加在活塞32上，则活塞32处于平衡状态，不会因继续排气导致活塞32与气缸体34发生刚性冲击；若冲击力撞击后消失，则活塞32在弹簧35作用下逐渐恢复原始状态，同时通过第一气孔321进气，使内外气压平衡。

结合图3、图4和图5，本实施例的一种使用反冲击装置的高速公路护栏，主要由立柱1、反冲击装置中的反冲击气缸3和护栏横梁2等组成，所述立柱1以2m左右的距离沿高速公路安装，普通路基以埋设方式安装，桥梁上立柱1采用焊接或对接方式安装，本实施例中的立柱1为槽钢，在槽钢上开设有上下两个圆孔，所述反冲击气缸3插装于该圆孔中并通过设置的紧固螺母4与连接螺纹342的配合使反冲击气缸3固定在立柱1上。为了提高高速公路护栏的综合性能，采用塑钢管作为护栏横梁2，将其安装在活塞卡套31的半封闭圆孔中，并通过两个相邻立柱1上的反冲击气缸3固定，形成两横排护栏横梁2，减少单个反冲击气缸3所受的力，能够达到更好的缓冲效果。塑钢管是由钢管外包塑构成，使钢管不易受外界环境腐蚀，无需刷漆维护，且塑钢管具有自滑性，能有效减少伤亡事故。当两个塑钢管对接时，在塑钢管内部增加套管，以保证对接的牢固性和装置的整体连续性。

具体使用过程中，根据路面宽度调查，汽车一般会在25°～37°范围内撞向护栏横梁2，两根横向塑钢管受冲击，塑钢管表面的自滑性使轿车向前滑行而不是冲出高速公路。塑钢管受力使活塞32向立柱1位移，利用反冲击气缸3的缓冲作用来抵消汽车撞击力，汽车被双排护栏横梁2挡着，只能沿护栏横梁2向前滑行，而护栏横梁2的伸缩作用使护栏横梁2自身不会发生毁坏性变形，不会发生类似普通波形板护栏因变形卡住汽车而造成的破坏性撞击。这种安装在反冲击气缸3上的护栏横梁2不单单是阻止汽车翻入高速公路两侧的水沟或其他路道，同时能发挥出缓冲作用，将汽车与护栏横梁2的刚性碰撞转化为汽车沿被撞击的护栏横梁2滑行，立柱1所受到的冲击力减小，不易折损，有利于事故处理后基础设施的维护；车内人员也不会因汽车的突然停止而受到猛烈撞击，保障了车内的人员的生命安全对防护栏的后期维护简单，考虑到长远发展，适于在国内推广使用。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种反冲击装置，该反冲击装置包括反冲击气缸(3)，其特征在于：所述的反冲击气缸(3)包括气缸体(34)、活塞(32)、压盖(33)和活塞卡套(31)，所述气缸体(34)设有缸体外壁(343)和缸体内壁(345)，所述活塞(32)一端与缸体内壁(345)紧密配合，在活塞(32)中部设有活塞轴肩(323)，该活塞轴肩(323)与缸体外壁(343)紧密配合，并在活塞(32)上设置排气机构，所述活塞(32)的另一端装有活塞卡套(31)；所述气缸体(34)与活塞(32)之间设有弹簧(35)，该弹簧(35)用于使活塞(32)复位；所述压盖(33)将活塞轴肩(323)压入缸体外壁(343)并与缸体外壁(343)螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种反冲击装置，其特征在于：所述缸体内壁(345)短于缸体外壁(343)，缸体外壁(343)和缸体内壁(345)之间均匀间隔设有筋板(347)，相邻筋板(347)之间为排气腔(344)，缸体内壁(345)所围腔体通过气缸体(34)的底部空腔(346)与排气腔(344)连通，所述弹簧(35)一端与筋板(347)连接，弹簧(35)另一端与活塞轴肩(323)相连。

3.根据权利要求1所述的一种反冲击装置，其特征在于：所述排气机构包括活塞内腔(322)，分别与活塞内腔(322)相连通的第一气孔(321)、第二气孔(324)和第三气孔(325)，所述活塞内腔(322)是设置在活塞(32)中心的盲孔，所述第一气孔(321)设置在活塞(32)上靠近活塞卡套(31)的一端，所述第二气孔(324)和第三气孔(325)并列设置在活塞轴肩(323)下侧；所述活塞(32)与缸体内壁(345)配合端设有密封环(326)。

4.根据权利要求2或3所述的一种反冲击装置，其特征在于：所述缸体外壁(343)外周设有缸体挡肩(341)和连接螺纹(342)，且连接螺纹(342)位于缸体挡肩(341)下方。

5.根据权利要求4所述的一种反冲击装置，其特征在于：所述活塞卡套(31)与活塞(32)螺纹连接，且活塞卡套(31)上开设有半封闭圆孔。

6.一种使用反冲击装置的高速公路护栏，包括立柱(1)和护栏横梁(2)，其特征在于：所述立柱(1)上横向装有反冲击气缸(3)，所述护栏横梁(2)通过两个相邻立柱(1)上的反冲击气缸(3)固定；所述反冲击气缸(3)包括气缸体(34)、活塞(32)、压盖(33)和活塞卡套(31)，所述气缸体(34)设有缸体外壁(343)和缸体内壁(345)，缸体外壁(343)和缸体内壁(345)之间均匀间隔设有筋板(347)，相邻筋板(347)之间为排气腔(344)，缸体内壁(345)所围腔体通过气缸体(34)的底部空腔(346)与排气腔(344)连通；所述活塞(32)一端与缸体内壁(345)紧密配合，活塞(32)的另一端装有活塞卡套(31)，该活塞卡套(31)内连接有护栏横梁(2)；所述缸体外壁(343)外周设有缸体挡肩(341)和连接螺纹(342)，且连接螺纹(342)位于缸体挡肩(341)下方；所述气缸体(34)与活塞(32)之间设有弹簧(35)，弹簧(35)一端与筋板(347)连接，弹簧(35)另一端与活塞轴肩(323)相连；所述压盖(33)将活塞轴肩(323)压入缸体外壁(343)并与缸体外壁(343)螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种使用反冲击装置的高速公路护栏，其特征在于：所述活塞(32)上设置有排气机构，该排气机构包括活塞内腔(322)，分别与活塞内腔(322)相连通的第一气孔(321)、第二气孔(324)和第三气孔(325)，所述第一气孔(321)设置在活塞(32)上靠近活塞卡套(31)的一端，所述第二气孔(324)和第三气孔(325)并列设置在活塞轴肩(323)下侧。

8.根据权利要求6所述的一种使用反冲击装置的高速公路护栏，其特征在于：所述立柱(1)为槽钢，在立柱(1)上开设有圆孔，所述反冲击气缸(3)插装于该圆孔中并通过设置的紧固螺母(4)与连接螺纹(342)的配合使反冲击气缸(3)固定在立柱(1)上。

9.根据权利要求7所述的一种使用反冲击装置的高速公路护栏，其特征在于：所述护栏横梁(2)为塑钢管，该塑钢管卡接于活塞卡套(31)的半封闭圆孔中。

10.根据权利要求8所述的一种使用反冲击装置的高速公路护栏，其特征在于：所述护栏横梁(2)分为上下两排设置。