CN106444342A - 一种液压重力式定时触发器 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械定时技术领域，尤其涉及一种液压重力式定时触发器，它包括磁卡环、震动环、壳体、触发弹簧、触发环、导磁环、重力塞、撞击环，其中壳体中具有液态介质，重力塞从壳体上端运动到下端；当定时器受到震动后，运动中震动环与第一磁环的磁力减小，震动环通过撞击环与磁卡环下侧发生撞击，重力塞受到的磁力将会减小，重力塞开始向下运动，开始计时。当重力塞运动到底板附近时，带动触发环运动，触发环与导磁环发生撞击，而此撞击力能够触发外部设备。本发明中重力塞受到液压油的润滑和隔绝空气的作用，重力塞与壳体的接触壁面不会发生氧化，使得该定时器具有寿命长的效果，因为没有电力参与，使用范围及其广泛；具有较好的使用效果。

Description

一种液压重力式定时触发器

所属技术领域

本发明属于机械定时技术领域，尤其涉及一种液压重力式定时触发器。

背景技术

定时技术从传统的机械弹簧式定时到目前使用最广的电子定时技术，定时技术可谓种类繁多。对于以上所述的两种的定时技术，弹簧定时因为弹簧变形存在使用寿命，所以弹簧定时技术使用具有一定的使用寿命；至于电子定时技术，其受到电力的限制，在一些特殊的场合，如没有电的地方，或者电力不稳定的情况会影响到定时的效果。所以设计一种不用电的且具有超长使用寿命的定时器将具有一定的使用前景。

本发明设计一种液压重力式定时触发器解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种液压重力式定时触发器，它是采用以下技术方案来实现的。

一种液压重力式定时触发器，其特征在于：它包括支撑盖、震动弹簧、磁卡环、震动环、第一磁环、壳体、支撑环、触发弹簧、触发环、导磁环、支柱、顶盖、重力塞、底板、撞击环、卡板，其中顶盖安装在壳体上端，支撑盖通过支柱安装在顶盖上，圆环形卡板安装在壳体上端；磁卡环为永磁铁，且嵌套在壳体和顶盖的外缘面上，磁卡环位于卡板上侧；震动环为导磁材料，且嵌套在壳体上侧的外缘面上，震动弹簧一端安装在支撑盖下侧，另一端安装在震动环上侧的边缘；撞击环为非导磁材料，且安装在震动环上侧且位于震动弹簧所安装位置的内侧，且撞击环与壳体的径向距离大于卡板的圆环宽度；第一磁环为永磁铁，安装在壳体的上侧，且位于震动环下侧；支撑环安装在壳体下侧，触发环为永磁铁，触发环嵌套于壳体的外缘面上，触发弹簧一端安装在支撑环下侧，另一端安装在触发环上侧；底板安装在壳体下侧，导磁环为导磁材料，其安装在壳体下侧且位于底板外缘面上；重力塞安装在壳体内部，且滑动于壳体内壁；壳体上侧所安装第一磁环的位置处安装有隔磁材料；壳体中充满了常用液压油。

上述重力塞包括缝隙、塞体、调节壁、辅助弹簧、调节通道、滑动腔、弹簧腔、弹簧支块，其中塞体为圆柱形，塞体中间具有截面为矩形的缝隙，缝隙一侧的中间具有滑动腔，滑动腔的上下侧分别具有弹簧腔，滑动腔一侧的顶端具有调节通道；调节壁两端具有弹簧支块，调节壁中间安装在滑动腔中，调节壁两端的弹簧支块分别安装在上下两个的弹簧腔中，调节壁高度较低的一端与调节通道相接触，调节壁高度较高的一端与缝隙接触，两个辅助弹簧分别安装在两个弹簧腔中，且辅助弹簧一端与弹簧腔侧壁连接，另一端与弹簧支块顶端连接。

作为本技术的进一步改进，上述辅助弹簧为压缩弹簧。

作为本技术的进一步改进，上述调节壁较高与较低的两端高度比在1到0.6之间。

作为本技术的进一步改进，上述上下分布的弹簧腔上均安装有挡板。

作为本技术的进一步改进，上述调节通道横截面面积与缝隙的横截面的面积比小于0.05。

相对于传统的机械定时技术，本发明中壳体中具有液态介质，液态介质可以为VG46液压油，可以滑动于壳体内部的重力塞被浸润在液压油中，重力塞可以依靠自身的重力在液压油中从壳体上端运动到下端；磁卡环、第一磁环和触发环均为永磁铁。震动环为导磁材料，震动环与第一磁环产生一定的磁力，并在震动弹簧拉力作用下，临界稳定地处于壳体的上端。磁卡环悬挂在卡板上，当重力塞处于壳体的上端时，导磁体的重力塞会与磁卡环产生一定的磁力，且产生的磁力使重力塞临界稳定地悬浮在液压油上。当定时器受到震动后，震动环受到加速产生的外力作用，在震动弹簧作用下发生上下往复运动，运动中震动环与第一磁环的磁力发生变化，当磁力减小使得震动环脱离磁力的作用时，震动环在震动弹簧拉伸的作用下，通过非导磁材料撞击环与磁卡环下侧发生撞击，撞击时卡板较小，撞击环会从卡板的外缘面之外的空间经过，将磁卡环向上撞击；磁卡环将与重力塞间距变大，重力塞受到的磁力减小，破坏了重力塞的受力平衡，当所受磁力和液压油的浮力之和小于重力塞的重力后，重力塞开始向下运动，开始计时。撞击环为非导磁材料设计目的在于当撞击环与磁卡环撞击时，不会被磁卡环吸住，影响下一次的复位。

重力塞为圆柱体，中间具有缝隙，当重力塞下移时，重力塞下侧的液压油在重力塞重力产生的压力下，通过缝隙流入到上侧。对于大小不变的缝隙，在不同的温度下使用定时器时，因为液压油的粘度随温度变化，温度越低粘度越大，使得液压油通过缝隙的流量和速度发生变化，导致定时器定时精度受到温度的影响；为了避免受到温度的影响，设计了可以滑动的调节壁，调节壁高度较高的一端受到缝隙中液压油的压力作用，高度较低的一端受到调节通道中液压油的压力作用；因为调节通道较小，调节通道中的液压油流动过程中会因为粘度和壁面的摩擦力发生压力损耗，而缝隙的通道相对较大，压力损失较小，这就引起了调节壁两侧的压力不一样，加上调节壁两侧的高度不一样，使得调节壁高度较高的一侧所受到的压力大于调节壁高度较低的一侧的压力；在调节壁上下两端的弹簧支块上安装有与弹簧腔壁面相连接的受压缩的辅助弹簧。当重力塞运动时，辅助弹簧的弹力和调节通道的压力之和与缝隙产生的压力达到平衡，使调节壁处于一个稳定的状态；当温度变化时，如温度下降，液压油的粘度增加，如果缝隙的横截面大小不变，流过缝隙的液压油的流量和速度都将会减小，定时器失去精度；但是对于本设计，温度降低，粘度增加后，调节通道中的压损比缝隙通道中的压损增加的多，辅助弹簧需要被进一步的压缩使得调节壁受力达到一个新的平衡，所以调节壁将会向调节通道方向移动，而缝隙将会增大，增加的缝隙将会弥补液压油的粘度增加而带来的流量和速度的降低，削弱温度对定时器精度的影响。重力塞的设计中，辅助弹簧一方面根据液压油的压损调节调节壁的移动达到力平衡的目的，一方面通过调节力时产生的位移变化调节缝隙大小，并且使得缝隙大小变化弥补液压油粘度变化产生的流量变化，缝隙与调节通道的横截面面积比、调节通道的两侧壁的高度均需要经过精确的计算，理论计算表明调节通道横截面面积与缝隙的横截面的面积比小于0.05，调节壁较高与较低的两端高度比在1到0.6之间，满足这两种调节后，能够使调节壁实现弥补温度影响的作用，而辅助弹簧的弹性系数根据以下公式来求解。

其中K为辅助弹簧的弹性系数，b为缝隙的长度，μ为液压油的粘度，P损为调节通道的沿程的平均压损，下标1、2分别表示重力塞使用温度的最高温度和最低温度的两个状态。

壳体下端外侧的触发环为永磁铁，导磁环为导磁体，触发环与导磁环具有一定的间距并产生了一定的磁力，触发环在触发弹簧拉力和与导磁环磁力的作用下处于临界稳定状态。当重力塞运动到底板附近时，重力塞会经过触发环并与触发环产生磁力，带动触发环向下运动，触发环与导磁环间距减小，触发环与导磁环之间的磁力迅速增大克服了触发弹簧的拉力作用，最终触发环与导磁环发生较大的撞击力，而此撞击力能够触发外部设备。当再一次待定定时时，将定时器翻转使重力塞运动到壳体上端并与磁卡环产生稳定磁力后再倒过来，继续使用即可。安装定时器的外界机构可以为防盗系统，如将定时器安装在防盗门上，防盗门的被破坏或者震动均能触发定时器开始计时，要是无意中触发，在定时期内，可以人为的关闭定时器，要是在定时期内，没有关闭，定时器将会通过触发环与导磁环的撞击触发报警系统，达到防盗目的。本发明中重力塞处于壳体的液压油中，受到液压油的润滑和隔绝空气的作用，重力塞与壳体的接触壁面不会发生氧化或者精度的变化，使的该定时器具有使用寿命超长的效果，因为没有电力的参与，使用范围也是及其广泛；另外使用了缝隙可调节的重力塞使得定时机构的精度不受温度的影响，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是重力塞内部结构分布示意图。

图2是重力塞内部结构侧视图。

图3是调节壁安装示意图。

图4是塞体结构示意图。

图5是调节壁结构示意图。

图6是定时器整体部件结构示意图。

图7是定时器整体部件结构剖视图。

图8是壳体结构示意图。

图9是震动环结构示意图。

图10是定时器原理示意图。

图中标号名称：1、支撑盖，2、震动弹簧，3、磁卡环，4、震动环，5、第一磁环，6、壳体，7、支撑环，8、触发弹簧，9、触发环，10、导磁环，12、支柱，13、顶盖，14、重力塞，15、底板，16、撞击环，20、缝隙，21、塞体，22、挡板，23、调节壁，24、辅助弹簧，25、调节通道，26、滑动腔，27、弹簧腔，28、弹簧支块。

具体实施方式

如图6、7所示，它包括支撑盖、震动弹簧、磁卡环、震动环、第一磁环、壳体、支撑环、触发弹簧、触发环、导磁环、支柱、顶盖、重力塞、底板、撞击环、卡板，其中如图8所示，顶盖安装在壳体上端，支撑盖通过支柱安装在顶盖上，圆环形卡板安装在壳体上端；磁卡环为永磁铁，且嵌套在壳体和顶盖的外缘面上，磁卡环位于卡板上侧；震动环为导磁材料，且嵌套在壳体上侧的外缘面上，震动弹簧一端安装在支撑盖下侧，另一端安装在震动环上侧的边缘；如图9所示，撞击环为非导磁材料，且安装在震动环上侧且位于震动弹簧所安装位置的内侧，且撞击环与壳体的径向距离大于卡板的圆环宽度；第一磁环为永磁铁，安装在壳体的上侧，且位于震动环下侧；支撑环安装在壳体下侧，触发环为永磁铁，触发环嵌套于壳体的外缘面上，触发弹簧一端安装在支撑环下侧，另一端安装在触发环上侧；底板安装在壳体下侧，导磁环为导磁材料，其安装在壳体下侧且位于底板外缘面上；重力塞安装在壳体内部，且滑动于壳体内壁；壳体上侧所安装第一磁环的位置处安装有隔磁材料；壳体中充满了常用液压油。

如图1、2所示，上述重力塞包括缝隙、塞体、调节壁、辅助弹簧、调节通道、滑动腔、弹簧腔、弹簧支块，其中塞体为圆柱形，塞体中间具有截面为矩形的缝隙，如图4所示，缝隙一侧的中间具有滑动腔，滑动腔的上下侧分别具有弹簧腔，滑动腔一侧的顶端具有调节通道；如图5所示，调节壁两端具有弹簧支块，调节壁中间安装在滑动腔中，调节壁两端的弹簧支块分别安装在上下两个的弹簧腔中，调节壁高度较低的一端与调节通道相接触，调节壁高度较高的一端与缝隙接触，如图3所示，两个辅助弹簧分别安装在两个弹簧腔中，且辅助弹簧一端与弹簧腔侧壁连接，另一端与弹簧支块顶端连接。

上述辅助弹簧为压缩弹簧。

上述调节壁较高与较低的两端高度比在1到0.6之间。

如图3所示，上述上下分布的弹簧腔上均安装有挡板。

上述调节通道横截面面积与缝隙的横截面的面积比小于0.05。

综上所述，如图1所示，本发明中壳体中具有液态介质，液态介质可以为VG46液压油，可以滑动于壳体内部的重力塞被浸润在液压油中，重力塞可以依靠自身的重力在液压油中从壳体上端运动到下端；磁卡环、第一磁环和触发环均为永磁铁。震动环为导磁材料，震动环与第一磁环产生一定的磁力，并在震动弹簧拉力作用下，临界稳定地处于壳体的上端。磁卡环悬挂在卡板上，当重力塞处于壳体的上端时，导磁体的重力塞会与磁卡环产生一定的磁力，且产生的磁力使重力塞临界稳定地悬浮在液压油上。如图10所示，当定时器受到震动后，震动环受到加速产生的外力作用，在震动弹簧作用下发生上下往复运动，运动中震动环与第一磁环的磁力发生变化，当磁力减小使得震动环脱离磁力的作用时，震动环在震动弹簧拉伸的作用下，通过非导磁材料撞击环与磁卡环下侧发生撞击，撞击时卡板较小，撞击环会从卡板的外缘面之外的空间经过，将磁卡环向上撞击；磁卡环将与重力塞间距变大，重力塞受到的磁力减小，破坏了重力塞的受力平衡，当所受磁力和液压油的浮力之和小于重力塞的重力后，重力塞开始向下运动，开始计时。撞击环为非导磁材料设计目的在于当撞击环与磁卡环撞击时，不会被磁卡环吸住，影响下一次的复位。

重力塞为圆柱体，中间具有缝隙，当重力塞下移时，重力塞下侧的液压油在重力塞重力产生的压力下，通过缝隙流入到上侧。对于大小不变的缝隙，在不同的温度下使用定时器时，因为液压油的粘度随温度变化，温度越低粘度越大，使得液压油通过缝隙的流量和速度发生变化，导致定时器定时精度受到温度的影响；为了避免受到温度的影响，设计了可以滑动的调节壁，调节壁高度较高的一端受到缝隙中液压油的压力作用，高度较低的一端受到调节通道中液压油的压力作用；因为调节通道较小，调节通道中的液压油流动过程中会因为粘度和壁面的摩擦力发生压力损耗，而缝隙的通道相对较大，压力损失较小，这就引起了调节壁两侧的压力不一样，加上调节壁两侧的高度不一样，使得调节壁高度较高的一侧所受到的压力大于调节壁高度较低的一侧的压力；在调节壁上下两端的弹簧支块上安装有与弹簧腔壁面相连接的受压缩的辅助弹簧。当重力塞运动时，如图2所示，辅助弹簧的弹力和调节通道的压力之和与缝隙产生的压力达到平衡，使调节壁处于一个稳定的状态；当温度变化时，如温度下降，液压油的粘度增加，如果缝隙的横截面大小不变，流过缝隙的液压油的流量和速度都将会减小，定时器失去精度；但是对于本设计，温度降低，粘度增加后，调节通道中的压损比缝隙通道中的压损增加的多，辅助弹簧需要被进一步的压缩使得调节壁受力达到一个新的平衡，所以调节壁将会向调节通道方向移动，而缝隙将会增大，增加的缝隙将会弥补液压油的粘度增加而带来的流量和速度的降低，削弱温度对定时器精度的影响。重力塞的设计中，辅助弹簧一方面根据液压油的压损调节调节壁的移动达到力平衡的目的，一方面通过调节力时产生的位移变化调节缝隙大小，并且使得缝隙大小变化弥补液压油粘度变化产生的流量变化，缝隙与调节通道的横截面面积比、调节通道的两侧壁的高度均需要经过精确的计算，理论计算表明调节通道横截面面积与缝隙的横截面的面积比小于0.05，调节壁较高与较低的两端高度比在1到0.6之间，满足这两种调节后，能够使调节壁实现弥补温度影响的作用，而辅助弹簧的弹性系数根据以下公式来求解。

其中K为辅助弹簧的弹性系数，b为缝隙的长度，μ为液压油的粘度，P损为调节通道的沿程的平均压损，下标1、2分别表示重力塞使用温度的最高温度和最低温度的两个状态。

壳体下端外侧的触发环为永磁铁，导磁环为导磁体，触发环与导磁环具有一定的间距并产生了一定的磁力，触发环在触发弹簧拉力和与导磁环磁力的作用下处于临界稳定状态。如图10中的虚线所示，当重力塞运动到底板附近时，重力塞会经过触发环并与触发环产生磁力，带动触发环向下运动，触发环与导磁环间距减小，触发环与导磁环之间的磁力迅速增大克服了触发弹簧的拉力作用，最终触发环与导磁环发生较大的撞击力，而此撞击力能够触发外部设备。当再一次待定定时时，将定时器翻转使重力塞运动到壳体上端并与磁卡环产生稳定磁力后再倒过来，继续使用即可。安装定时器的外界机构可以为防盗系统，如将定时器安装在防盗门上，防盗门的被破坏或者震动均能触发定时器开始计时，要是无意中触发，在定时期内，可以人为的关闭定时器，要是在定时期内，没有关闭，定时器将会通过触发环与导磁环的撞击触发报警系统，达到防盗目的。本发明中重力塞处于壳体的液压油中，受到液压油的润滑和隔绝空气的作用，重力塞与壳体的接触壁面不会发生氧化或者精度的变化，使的该定时器具有使用寿命超长的效果，因为没有电力的参与，使用范围也是及其广泛；另外使用了缝隙可调节的重力塞使得定时机构的精度不受温度的影响，具有较好的使用效果。

Claims (5)

1.一种液压重力式定时触发器，其特征在于：它包括支撑盖、震动弹簧、磁卡环、震动环、第一磁环、壳体、支撑环、触发弹簧、触发环、导磁环、支柱、顶盖、重力塞、底板、撞击环、卡板，其中顶盖安装在壳体上端，支撑盖通过支柱安装在顶盖上，圆环形卡板安装在壳体上端；磁卡环为永磁铁，且嵌套在壳体和顶盖的外缘面上，磁卡环位于卡板上侧；震动环为导磁材料，且嵌套在壳体上侧的外缘面上，震动弹簧一端安装在支撑盖下侧，另一端安装在震动环上侧的边缘；撞击环为非导磁材料，且安装在震动环上侧且位于震动弹簧所安装位置的内侧，且撞击环与壳体的径向距离大于卡板的圆环宽度；第一磁环为永磁铁，安装在壳体的上侧，且位于震动环下侧；支撑环安装在壳体下侧，触发环为永磁铁，触发环嵌套于壳体的外缘面上，触发弹簧一端安装在支撑环下侧，另一端安装在触发环上侧；底板安装在壳体下侧，导磁环为导磁材料，其安装在壳体下侧且位于底板外缘面上；重力塞安装在壳体内部，且滑动于壳体内壁；壳体上侧所安装第一磁环的位置处安装有隔磁材料；壳体中充满了常用液压油；

上述重力塞包括缝隙、塞体、调节壁、辅助弹簧、调节通道、滑动腔、弹簧腔、弹簧支块，其中塞体为圆柱形，塞体中间具有截面为矩形的缝隙，缝隙一侧的中间具有滑动腔，滑动腔的上下侧分别具有弹簧腔，滑动腔一侧的顶端具有调节通道；调节壁两端具有弹簧支块，调节壁中间安装在滑动腔中，调节壁两端的弹簧支块分别安装在上下两个的弹簧腔中，调节壁高度较低的一端与调节通道相接触，调节壁高度较高的一端与缝隙接触，两个辅助弹簧分别安装在两个弹簧腔中，且辅助弹簧一端与弹簧腔侧壁连接，另一端与弹簧支块顶端连接。

2.根据权利要求1所述的一种液压重力式定时触发器，其特征在于：上述辅助弹簧为压缩弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种液压重力式定时触发器，其特征在于：上述调节壁较高与较低的两端高度比在1到0.6之间。

4.根据权利要求1所述的一种液压重力式定时触发器，其特征在于：上述上下分布的弹簧腔上均安装有挡板。

5.根据权利要求1所述的一种液压重力式定时触发器，其特征在于：上述调节通道横截面面积与缝隙的横截面的面积比小于0.05。