CN107035806B - 一种脉冲阻尼器 - Google Patents

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Abstract

一种脉冲阻尼器，包括脉冲阻尼球，脉冲阻尼球非形变侧放置于阻尼球托上，形变侧贴住缓冲柱塞；缓冲柱塞和承压壳体内侧之间通过紧密配合形成承压介质区域，缓冲柱塞上端设有限位挡板，限位挡板和承压壳体外侧的限位柱共同工作；承压壳体留有通道和压力变送指示器相连的通道，实时反映被缓冲介质的压力变化情况；本发明首先解决了现有阻尼器的缓冲部件和缓冲介质直接接触的问题，其次解决了缓冲储能部分形变量无法指示的问题，第三解决了一般缓冲器更换膜片需要专用工具专业操作再次充气的问题，第四解决了普通阻尼器当系统压力突然增大或储能气体泄漏后导致形变量过大，膜片容易损坏的问题，第五增加了报警功能，可以提示操作人员及时检查。

Description

一种脉冲阻尼器
技术领域
本发明涉及带有脉冲冲击和水锤现象的液态系统平滑冲击的技术领域，具体涉及一种脉冲阻尼器。
背景技术
常规对于带有脉冲冲击和水锤现象的液态系统的冲击平滑处理一般选用的是空气室式脉冲阻尼器和膜片式脉充阻尼器。空气室式脉冲阻尼器利用承压腔体内部封存空气，承压腔体连接在液态系统，空气直接接触液态介质，其内部封存的气体压力和大气压力相同，所以其储能效果差，对液态系统中的脉冲冲击平滑能力弱，只能应用于低压系统中。而且由于空气和液体介质直接接触，在工作过程中，空气会被液体介质溶解并带走，随着密封空气的减少阻尼效果会越来越差直至没有。而且以空气作为缓冲气体，直接和介质接触，对介质纯度要求高的系统无法使用。为了解决空气室脉冲阻尼器的不足，人们又制造除了膜片式脉冲阻尼器，膜片式脉冲阻尼器时在承压腔体内加入弹性膜片，把承压腔体分割成两个腔体，一个腔体是储存缓冲气体，另一个腔体液态介质相通，缓冲气体和液态介质用弹性膜片隔离开来。这种阻尼器可以预充带压缓冲气体，使用效果要比空气室式脉冲阻尼器好，使用范围也要广。缓冲气体储存腔由阻尼器腔体和弹性膜片共同组成，在工作中通过弹性膜片变形改变储存腔体积，这样会造成膜片变形量大，受力不均，膜片容易损坏，使用寿命短的缺点。这种阻尼器存在充气口和膜片与腔体相连的部分，接口和密封面容易造成泄漏，随着工作时间的延长，缓冲气体会泄漏变少，影响阻尼效果。因为储能腔要密封气体，对密封面要求较高，当膜片损坏需要更换时，为了保证密封效果导致操作复杂。每次密封缓冲气体泄漏后或者更换膜片之后都需要再次充气，需要在现场提供充气气源和充气工具，对操作人员要求高且不方便。上述两种缓冲器都不能提供缓冲储能部分的形变指示，也没有办法提供储能气体的泄漏报警和系统压力过大超出缓冲能力报警。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种脉冲阻尼器，解决了现有的空气室式脉冲阻尼器和膜片式脉冲阻尼器无法避免缓冲储能气体和系统介质接触的问题；也解决了在使用过程中因隔膜破裂导致阻尼器需要二次充气的问题，降低了对专用工具盒专业操作的使用要求；增加的阻尼报警功能，解决了操作人员无法对阻尼器工作正常与异常情况的判断问题，实现了高要求条件下对阻尼器工作状态监控的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种脉冲阻尼器，包括脉冲阻尼球4，所述脉冲阻尼球4处于阻尼球托3和缓冲柱塞6之间，其非形变一侧紧贴阻尼球托3，形变侧贴住缓冲柱塞6底部球面一侧；脉冲阻尼球4、阻尼球托3、缓冲柱塞6位于承压壳体5和底座2构成的腔体内部，脉冲阻尼球4内为储能气体腔，缓冲柱塞6顶部和承压壳体5形成密封介质腔，系统介质通过出入口进出密封介质腔，和脉冲阻尼球4共同推动缓冲柱塞6往复运动，缓冲柱塞6位于承压壳体5外部的顶端固定的限位挡板8和形变指针10同时一起往复运动；阻尼球托3上的销子和底座2上的销孔相对，通过调节螺栓1调整二者之间的位置；底座2和承压壳体 5通过紧固螺栓13连接为一体；限位柱7和形变标尺9固定在承压壳体5上，形变报警开关14固定在形变标尺9上；压力变送指示器12通过承压壳体5上的通道和系统介质相连通。
所述脉冲阻尼球4具有三层结构：外层为保护层，作用是保护脉冲阻尼球本体在工作时不被接触面磨损破裂，该层厚度均匀且具有密封性；中间层为脉冲阻尼球体定形层，作用是当储能气体腔按照要求预充储能气体时，阻尼球本体大小不扩张，固定其型体形状，该层厚度均匀且具有密封性，外层和内层紧密贴合在该层上；内层为脉冲阻尼球定向变形层，作用是在工作条件下，脉冲阻尼球在受到压力冲击时，保证外部壳体在特定区域向内运动，避免球体因无序不可控的变形而受到损害，该层厚度由厚到薄由脉冲阻尼球体一侧向另一侧均匀变化且具有密封性，造成一个可控的环形带状变形区域；和阻尼球托 3贴合部位内层厚度较厚为非形变侧，和缓冲柱塞6贴合部位内层厚度较薄为形变区域；脉冲阻尼球内部储存缓冲储能气体。
所述阻尼球托3和脉冲阻尼球4贴合部位为球面结构，其曲面弧度和阻尼球体4的非形变侧弧度一致，起到保护阻尼球的作用；阻尼球托3另一侧通过销子和底座2相连，固定阻尼球托3位置，保证阻尼球托3不产生横向位移。阻尼球托3底部有锥形凹槽，调节螺栓1通过该位置调整其纵向位置。
所述缓冲柱塞6球面一侧和脉冲阻尼球4相贴，作用是当脉冲阻尼器工作时储能气体能够获得较大形变量；缓冲柱塞6位于承压壳体 5外部的顶端固定的限位挡板8和形变指针10通过紧固螺帽11固定压紧。
所述形变标尺9、形变指针10和形变报警开关14共同起到指示脉阻尼球体形变量的作用，并且提供在形变量达到临界值时的报警功能；当脉冲阻尼器工作时，形变指针10跟随缓冲柱塞6一起移动，其指示在形变标尺9刻度上的位移量即为脉冲阻尼球4的形变量，当指针指示到形变报警开关14的位置时，形变报警开关14送出报警信号。
所述固定于缓冲柱塞6上的限位挡板8和固定于承压壳体5上的限位柱7共同起到定位脉冲阻尼球4最大形变的作用。当系统介质压力过大时，限位挡板8和限位柱7接触，达到脉冲阻尼球4最大允许形变，保护脉冲阻尼球4不被损坏。
所述压力变送指示器12通过承压壳体5上的压力通道和密封介质腔相连，实时指示和远传系统介质的压力。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1.通过缓冲柱塞将系统介质和储能气体隔离成为两个区域，使得储能气体无法接触到系统介质，所以避免了因密封不佳和隔膜破裂造成的储能气体进入到系统介质中，污染系统介质的问题。
2.脉冲阻尼球壳体选用密封性能好的弹性材料，采用三层密封结构，壳体上没有连接口，内部密封缓冲气体在使用过程中不会泄露。
3.脉冲阻尼球弹性形变可控，形变位置区域可以确定，避免了无序形变和损坏性形变，因此其使用寿命长。
4.阻尼球托曲面和阻尼球曲面相同紧密贴合，保证缓冲形变部位不发生相对位移摩擦接触面，延长脉冲阻尼器使用寿命。
5.设置的形变标尺和形变指针能准确的反映初脉冲阻尼器的工作状态，当缓冲储能气体泄漏或超出脉冲阻尼器可缓冲的压力时，位于形变标尺上的形变报警器会送出报警信号，提示工作人员检查系统、解决问题。
6.设置的限位挡板和限位柱设定的最大缓冲形变量，可以避免阻尼球受到意外伤害，保证脉冲阻尼器能正常使用。
7.配有多种监测元件连接的接头，客户可以根据自身需要选择多种监测装置。
8.简单易行的使用条件降低了维护使用的工作人员的技术要求和修复工具要求。
附图说明
图1a是本发明脉冲阻尼器储能过程示意图。
图1b是本发明脉冲阻尼器释能过程示意图。
图2是本发明脉冲阻尼球的系统结构示意图。
图3是本发明阻尼球托结构示意图。
图4是本发明缓冲柱塞示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
如图1a和图1b所示，一种脉冲阻尼器，包括脉冲阻尼球4，所述脉冲阻尼球4处于阻尼球托3和缓冲柱塞6之间，其非形变一侧紧贴阻尼球托3，形变侧贴住缓冲柱塞6。脉冲阻尼球4、阻尼球托3、缓冲柱塞6位于承压壳体5和底座2构成的腔体内部。阻尼球托3上的销子和底座2上的销孔相对，通过调节螺栓1调整二者之间的位置。底座2和承压壳体5通过紧固螺栓13连接为一体。缓冲柱塞6的顶端固定有限位挡板8和形变指针10，通过紧固螺帽11固定压紧。限位柱7和形变标尺9固定在承压壳体5上，形变报警开关14固定在形变标尺9上。压力变送指示器12通过承压壳体5上的通道和系统介质相连通。
如图2所示，脉冲阻尼球4具有三层结构：外层为保护层，作用是保护脉冲阻尼球本体在工作时不被接触面磨损破裂，该层厚度均匀且具有密封性。中间层为脉冲阻尼球体定形层，作用是当储能气体腔按照要求预充储能气体时，脉冲阻尼球本体大小不扩张，固定其型体形状。该层厚度均匀且具有密封性，外层和内层紧密贴合在该层上。内层为脉冲阻尼球定向变形层，作用是在工作条件下，脉冲阻尼球在受到压力冲击时，保证外部壳体在特定区域向内运动，避免球体因无序不可控的变形而受到损害。该层厚度由厚到薄由脉冲阻尼球体一侧向另一侧均匀变化且具有密封性，可以造成一个可控的环形带状变形区域。和阻尼球托3贴合部位内层厚度较厚为非形变侧，和缓冲柱塞 6贴合部位内层厚度较薄为形变区域。脉冲阻尼球内部储存缓冲储能气体。
如图3所示，阻尼球托3和脉冲阻尼球4贴合部位为球面结构，其曲面弧度和阻尼球体4的非形变侧弧度一致，起到保护阻尼球的作用。阻尼球托3另一侧通过销子和底座2相连，固定阻尼球托3位置，保证阻尼球托3不产生横向位移。阻尼球托3底部有锥形凹槽，调节螺栓1通过该位置调整其纵向位置。
如图4所示，缓冲柱塞6球面一侧和脉冲阻尼球4相贴，作用是当脉冲阻尼器工作时储能气体可以获得较大形变量。缓冲柱塞6另一侧和承压壳体5形成密封介质腔，系统介质可以通过出入口进出该腔，和阻尼球共同推动缓冲柱塞6往复运动，其顶端固定的限位挡板8和形变指针9同时一起往复运动。
作为本发明的优选实施方式，所述所述脉冲阻尼球4处于阻尼球托3和缓冲柱塞6之间，其非形变一侧紧贴阻尼球托3，形变侧贴住缓冲塞6。
作为本发明的优选实施方式，所述缓冲柱塞6球面一侧和阻尼球体4相贴，作用是当脉冲阻尼器工作时储能气体可以获得较大形变量。缓冲柱塞6另一侧和承压壳体5形成密封介质腔。
如图1所示，本发明的工作原理为：当系统介质产生脉冲压力时，脉冲压力处于上升阶段时，系统介质通过介质管道进入密封介质腔，推动缓冲柱塞6向脉冲阻尼球4方向运动，缓冲柱塞6的顶端球面挤压脉冲阻尼球4形变区域，脉冲阻尼球4内的储能气体被压缩，储存能量。同时形变指针10在标尺上指示形变量逐渐变大。当脉冲压力处于下降阶段时，脉冲阻尼球4体内的储能气体向外扩张，形变区域向外运动，推动缓冲柱塞6往回运动，介质仓内液态介质向外流动，同时形变指针在形变标尺9上指示形变量逐渐减小。压力变送指示器12实时反映介质系统的压力变化，还可以远传压力信号。通过这个过程，将不可压缩的液态系统产生的冲击力平滑处理，减小了对系统外壁的硬性冲击，保护了系统管路。

Claims (7)

1.一种脉冲阻尼器，包括脉冲阻尼球(4)，其特征在于：所述脉冲阻尼球(4)处于阻尼球托(3)和缓冲柱塞(6)之间，其非形变一侧紧贴阻尼球托(3)，形变侧贴住缓冲柱塞(6)底部球面一侧；脉冲阻尼球(4)、阻尼球托(3)、缓冲柱塞(6)位于承压壳体(5)和底座(2)构成的腔体内部，脉冲阻尼球(4)内为储能气体腔，缓冲柱塞(6)顶部和承压壳体(5)形成密封介质腔，系统介质通过出入口进出密封介质腔，和脉冲阻尼球(4)共同推动缓冲柱塞(6)往复运动，缓冲柱塞(6)位于承压壳体(5)外部的顶端固定的限位挡板(8)和形变指针(10)同时一起往复运动；阻尼球托(3)上的销子和底座(2)上的销孔相对，通过调节螺栓(1)调整二者之间的位置；底座(2)和承压壳体(5)通过紧固螺栓(13)连接为一体；限位柱(7)和形变标尺(9)固定在承压壳体(5)上，形变报警开关(14)固定在形变标尺(9)上；压力变送指示器(12)通过承压壳体(5)上的通道和系统介质相连通。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲阻尼器，其特征在于：所述脉冲阻尼球(4)具有三层结构：外层为保护层，作用是保护脉冲阻尼球本体在工作时不被接触面磨损破裂，该层厚度均匀且具有密封性；中间层为脉冲阻尼球体定形层，作用是当储能气体腔按照要求预充储能气体时，脉冲阻尼球本体大小不扩张，固定其型体形状，该层厚度均匀且具有密封性，外层和内层紧密贴合在该层上；内层为脉冲阻尼球定向变形层，作用是在工作条件下，脉冲阻尼球在受到压力冲击时，保证外部壳体在特定区域向内运动，避免球体因无序不可控的变形而受到损害，该层厚度由厚到薄由脉冲阻尼球体一侧向另一侧均匀变化且具有密封性，造成一个可控的环形带状变形区域；和阻尼球托(3)贴合部位内层厚度较厚为非形变侧，和缓冲柱塞(6)贴合部位内层厚度较薄为形变区域；脉冲阻尼球内部储存缓冲储能气体。
3.根据权利要求1所述的一种脉冲阻尼器，其特征在于：所述阻尼球托(3)和脉冲阻尼球(4)贴合部位为球面结构，其曲面弧度和阻尼球体的非形变侧弧度一致，起到保护阻尼球的作用；阻尼球托(3)另一侧通过销子和底座(2)相连，固定阻尼球托(3)位置，保证阻尼球托(3)不产生横向位移；阻尼球托(3)底部有锥形凹槽，调节螺栓(1)通过该位置调整其纵向位置。
4.根据权利要求1所述的一种脉冲阻尼器，其特征在于：所述缓冲柱塞(6)球面一侧和脉冲阻尼球(4)相贴，作用是当脉冲阻尼器工作时储能气体能够获得较大形变量；缓冲柱塞(6)位于承压壳体(5)外部的顶端固定的限位挡板(8)和形变指针(10)通过紧固螺帽(11)固定压紧。
5.根据权利要求1所述的一种脉冲阻尼器，其特征在于；所述形变标尺(9)、形变指针(10)和形变报警开关(14)共同起到指示脉冲阻尼球(4)形变量的作用，并且提供在形变量达到临界值时的报警功能；当脉冲阻尼器工作时，形变指针(10)跟随缓冲柱塞(6)一起移动，其指示在形变标尺(9)刻度上的位移量即为脉冲阻尼球(4)的形变量，当指针指示到形变报警开关(14)的位置时，形变报警开关(14)送出报警信号。
6.根据权利要求1所述的一种脉冲阻尼器，其特征在于：所述固定于缓冲柱塞(6)上的限位挡板(8)和固定于承压壳体(5)上的限位柱(7)共同起到定位脉冲阻尼球(4)最大形变的作用；当系统介质压力过大时，限位挡板(8)和限位柱(7)接触，达到脉冲阻尼球(4)最大允许形变，保护脉冲阻尼球(4)不被损坏。
7.根据权利要求1所述的一种脉冲阻尼器，其特征在于：所述压力变送指示器(12)通过承压壳体(5)上的压力通道和密封介质腔相连，实时指示和远传系统介质的压力。
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