CN104791407A - 一种无源被动式液压缓冲装置 - Google Patents

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程相明
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Abstract

本发明的目的在于提供一种无源被动式液压缓冲装置，包括缸桶、方形端盖、圆形端盖、活塞杆、活塞、碰撞头，方形端盖和圆形端盖分别固定在缸桶的首部和尾部，活塞杆经过圆形端盖伸入至缸桶内部，活塞安装在活塞杆上端部上，活塞上分别设置溢流阀、单向阀和阻尼孔，活塞杆上套装有浮动活塞，活塞与其上方的方形端盖和缸桶形成无杆腔，活塞与其下方的浮动活塞和缸桶之间形成有杆腔，阻尼孔连通有杆腔和无杆腔，活塞杆的下端部连接碰撞头，碰撞头和圆形端盖之间设置恢复弹簧。本发明可以减小吊装时的冲击，同时使用简单不需要人为干预，对整个使用过程无附加的要求，可以应用于任何水深的环境中，特别适用于水下使用。

Description

一种无源被动式液压缓冲装置
技术领域
本发明涉及的是一种缓冲装置，具体地说是液压缓冲装置。
背景技术
随着海洋工程的发展，海洋装备普遍的特点是体型较大，实行模块化生产，模块之间的安装一直以来是海洋工程重要的一环，同时一些装备有密封防水要求，这些装备在黑暗的海底环境中精密安装中会非常困难，一方面由于物件普遍较重，另一方面吊装的精度不高，可能产生巨大的冲击，轻则损伤零件表面使密封失效，重则直接撞坏零件。加载缓冲装置，避免零件的直接碰撞将会使一种简单有效的解决撞击损坏的方法。
现有的液压缓冲器大多采用蓄压皮囊，蓄压海绵等储油来调节油液压力及变化，在专利(公开号：CN203926565U)提到了一种依靠蓄压海绵来调节油液变化的液压缓冲器，这类器件依靠弹性变形来工作，在使用中容易发生疲劳损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供特别适用于水下使用的一种无源被动式液压缓冲装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种无源被动式液压缓冲装置，其特征是：包括缸桶、方形端盖、圆形端盖、活塞杆、活塞、碰撞头，方形端盖和圆形端盖分别固定在缸桶的首部和尾部，活塞杆经过圆形端盖伸入至缸桶内部，活塞安装在活塞杆上端部上，活塞上分别设置溢流阀、单向阀和阻尼孔，活塞杆上套装有浮动活塞，浮动活塞位于活塞和圆形端盖之间，活塞与其上方的方形端盖和缸桶形成无杆腔，活塞与其下方的浮动活塞和缸桶之间形成有杆腔，阻尼孔连通有杆腔和无杆腔，活塞杆的下端部连接碰撞头，碰撞头和圆形端盖之间设置恢复弹簧。
本发明还可以包括：
1、活塞与缸桶内壁之间通过O型圈密封，浮动活塞与缸桶内壁以及活塞杆之间通过O型圈密封，方形端盖和缸桶之间通过O型圈密封。
2、活塞杆伸出圆形端盖外的部分设置调整螺栓，圆形端盖上设置与调整螺栓配合的螺纹孔，碰撞头上设置橡胶垫。
本发明的优势在于：
1、结构简单紧凑，不需要油源。
阻尼孔，溢流阀，单向阀集成于活塞上，不需要额外的油路，所用零部件较少，又可以节省空间，各个部分安排的紧凑。相比传统的缓冲器，零部件较多，有的还具有外部油路，结构较复杂。
2、使用环境与使用压力对装置无影响。
本发明采用浮动活塞调节油腔的变化，在调节油腔的同时也对内部的压力进行了调整始终保证活塞两端的压力差不因使用环境的变化而变化。
3、便于制造。
缸桶，端盖等零部件的制造采用普通机床既可以加工，同时大量采用标准件；装配过程也很简单，步骤较少，可以批量生产。
4、使用保养简单。
使用时不需要液压油源，同时没有油路，各种阀结构集成于装置内部，保养液仅仅需要对外部的清理即可。使用非常方便，只需按照法兰要求安装即可。
附图说明
图1为本发明的整体三维结构简图；
图2为本发明结构简图(主视图)；
图3为圆形端盖结构简图；
图4为方形端盖结构简图；
图5为碰撞头结构简图；
图6为图2中的A-A剖视图；
图7为图6中溢流阀的B-B剖视图；
图8为图6中单向阀的C-C剖视图；
图9为端盖的螺栓连接图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～9，本发明包括：油塞密封圈1、拉紧螺栓2、六角螺母3、弹簧垫圈4、方形端盖5、油塞6、圆螺母7、止动垫圈8、O型圈9、O型圈挡圈10、O型圈挡圈11、O型圈12、活塞13、缸桶14、活塞杆15、浮动活塞16、O型圈挡圈17、O型圈18、圆形端盖19、调整螺栓20、恢复弹簧21、碰撞头22、橡胶垫23、有杆腔e1、无杆腔e2；图7为溢流阀，包括：溢流阀芯24、溢流阀芯弹簧25、溢流阀调整钮26；图8为单向阀，包括单向阀弹簧座27，单向阀芯弹簧28，球形阀芯29。
一种无源被动式液压缓冲装置整体结构如图1和图2所示，其主要由油缸，缓冲活塞，回复弹簧和碰撞头四部分构成。活塞有两个构成，活塞13上集成了溢流阀，阻尼孔，单向阀；活塞18为浮动活塞。
缓冲装置结构如图1，图2所示，方形端盖5和圆形端盖19与缸桶14通过内六角螺栓组件2进行连接，弹簧垫圈3主要起防松止退的作用；方形端盖5和缸桶之间通过两套O型圈挡圈11和O型圈12进行密封；透盖19与缸桶之间不需要密封；活塞13通过圆螺母7和止动垫圈8固定在活塞杆15上，活塞13和活塞杆15之间加装O型圈9和O型圈挡圈10进行密封；活塞13和缸桶14之间安装有两层由O型圈12和O型圈挡圈13组成的组合密封圈进行密封；浮动活塞18不与任何结构有固定连接，与缸桶14之间有两层由O型圈12和O型圈挡圈13组成的组合密封圈进行密封，与活塞杆15之间有O型圈9和O型圈挡圈10进行密封；恢复弹簧21套装在活塞杆15的伸出端，碰撞头22通过螺纹与螺栓杆15连接，压紧恢复弹簧。橡胶垫23涂胶后安装在碰撞头22上。
当碰撞发生时，橡胶垫23首先与物体进行接触，随之发生形变，避免了金属间的直接碰撞，同时缸桶14内活塞13开始运动，油液从无杆腔e2通过阻尼孔进入有杆腔e1，有杆腔e1的体积不足以容纳进入的油液，于是油液推动浮动活塞16运动调节有杆腔e1的体积，在油液通过阻尼孔的过程中消耗掉撞击的能量。在冲击初始缸桶14内的压力过大时，如图7所示，溢流阀芯24就会压缩溢流阀弹簧25，进行泄压，保证缓冲装置不会损坏，当压力减小到一定程度后溢流阀关闭，进入阻尼过程，可以调节溢流阀调整钮26来调节溢流阀的开启压力；缓冲装置复位过程通过恢复弹簧21推动活塞杆15复位，在恢复弹簧21的作用下有杆腔e1中的油液压力增大，油液推动球形阀芯29，压缩单向阀芯弹簧28，从而开启单向阀，油液回流无杆腔e2，浮动活塞也随之运动减小有杆腔e1的体积，通过调节两个活塞13和16之间的空腔来调节液压油运动过程中的体积差。调整螺钉20用来调节缓冲的行程。
一种无源被动液压缓冲装置。其主要有油缸，活塞，缓冲活塞，回复弹簧和碰撞头五部分构成。装置通过法兰安装在其他设备上；活塞上集成了阻尼孔，溢流阀和单向阀，起缓冲作用；缓冲活塞是用来调整活塞运动时油腔体积的变化和油缸内外的压力差；恢复弹簧安装在活塞杆的碰撞头和圆形端盖之间的活塞杆上，主要是活塞复位，不提供缓冲力；碰撞头外层材质为橡胶是为了保护装备表面不被擦伤。当装置对接时，碰撞头接触到基座时，外层橡胶被挤压，不会使基座表面损伤，同时活塞杆将撞击力传向活塞挤压液压油，液压油通过阻尼孔时冲击能量逐渐释放，由于活塞运动使无杆腔缩小，液压油将会进入有杆腔，这通过浮动活塞向外移动给液压油提供空间泄压，这样的设计结构紧凑，不需要额外的油路，可靠性大大提高。
缓冲装置通过法兰与其他设备连接；活塞上集成了节流阀，溢流阀和单向阀，起缓冲作用，浮动活塞是用来调整活塞运动时油腔体积的变化和油缸内外的压力差；恢复弹簧安装在活塞杆的碰撞头和油缸之间的活塞杆上，主要使活塞复位，不提供缓冲力；碰撞头外层材质为橡胶，是为了保护装备表面不被擦伤。
油缸的一端的端盖为带有凸缘的圆形端盖，用于与外部的装置相连，同时通过拉紧螺栓与另一端的方形缸盖连接，其不需要安装任何密封圈。
活塞上集成了溢流阀，阻尼孔和单向阀，活塞与油缸之间加装密封圈，用来主要实现缓冲功能。
浮动活塞不与活塞杆和油缸固定；活塞和活塞杆之间，活塞和油缸之间加装密封圈。用于调节内部压力和油腔的容积，它依靠调节螺栓来限制行程。
恢复弹簧安装在碰撞头和圆形端盖之间的活塞杆上，其弹性很弱，仅仅是起到将活塞顶回复位的作用。
碰撞头内加工有螺纹与螺杆连接，固定恢复弹簧，并且碰撞头上加工有凹槽，用于安装最外层的橡胶垫。
一种无源被动液压缓冲装置装配过程如下：将活塞与溢流阀单向阀装配好，并与活塞杆连接完成；将装配好的活塞套件装入缸桶内，并装入浮动活塞；先将方形缸盖装入，在装入圆形透盖；用拉紧螺栓连接两个端盖，预紧，完成固定；拧入调整螺栓，调整浮动活塞的行程；将活塞杆拉申至调整螺栓位置，向缸桶中加入液压油，加满后拧紧油塞，拉回拉动活塞杆，将活塞杆口朝下静置一段时间；再次打开油塞加满液压油，并且拧紧油塞，液压油在油塞拧紧过程中少量溢出，擦除溢出的油，此时缸桶内的空气以排除；加装弹簧，安装碰撞头，压缩并固定弹簧。
本发明一种无源被动式液压缓冲装置，其主要有油缸14，活塞13，浮动活塞18，回复弹簧21和碰撞头22五部分构成。本装置通过法兰安装在其他设备上；活塞13上集成了阻尼孔，溢流阀和单向阀，起缓冲作用，浮动活塞18用来调整活塞运动时油腔体积的变化和油缸内外的压力差；恢复弹簧21安装在碰撞头22和油缸14之间的活塞杆15上，主要作用是活塞复位，不提供缓冲力；碰撞头外层材质为橡胶是为了保护装备表面不被擦伤。
油缸的一端为有凸缘为圆形缸盖19，使用时用于同外部的装置相连，同时与另一端的方形缸盖5通过拉紧螺栓2，3，4连接。
活塞中集成了溢流阀如图7，阻尼孔和单向阀如图8，活塞13与油缸14之间加装密封圈11，12，用来主要实现缓冲功能。
浮动活塞是浮动的，浮动活塞不与活塞杆15或者油缸14连接固定，活塞和活塞杆之间活塞和油缸之间加装密封圈11，13，17，18，用于调节内部压力和油腔的容积，它依靠调节螺栓20来限制行程。
恢复弹簧安装在碰撞头22和油缸圆形端盖19之间套在活塞杆上，其弹性很弱，仅仅是起到将将活塞顶回的作用。
碰撞头内加工有螺纹与螺杆连接，压紧恢复弹簧21，并且碰撞头上加工有凹槽，用于安装最外层的橡胶垫23。

Claims (3)

1.一种无源被动式液压缓冲装置，其特征是：包括缸桶、方形端盖、圆形端盖、活塞杆、活塞、碰撞头，方形端盖和圆形端盖分别固定在缸桶的首部和尾部，活塞杆经过圆形端盖伸入至缸桶内部，活塞安装在活塞杆上端部上，活塞上分别设置溢流阀、单向阀和阻尼孔，活塞杆上套装有浮动活塞，浮动活塞位于活塞和圆形端盖之间，活塞与其上方的方形端盖和缸桶形成无杆腔，活塞与其下方的浮动活塞和缸桶之间形成有杆腔，阻尼孔连通有杆腔和无杆腔，活塞杆的下端部连接碰撞头，碰撞头和圆形端盖之间设置恢复弹簧。
2.根据权利要求1所述的一种无源被动式液压缓冲装置，其特征是：活塞与缸桶内壁之间通过O型圈密封，浮动活塞与缸桶内壁以及活塞杆之间通过O型圈密封，方形端盖和缸桶之间通过O型圈密封。
3.根据权利要求1或2所述的一种无源被动式液压缓冲装置，其特征是：活塞杆伸出圆形端盖外的部分设置调整螺栓，圆形端盖上设置与调整螺栓配合的螺纹孔，碰撞头上设置橡胶垫。
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