CN107255134A - 粘弹性介质缓冲器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种粘弹性介质缓冲器，其活塞本体与空腔之间不能流通粘弹性介质，并在所述第一通道设置可根据预设指令开启以使所述第一腔室内粘弹性介质流向所述第二腔室内的增压阀，所述预设指令为所述第一腔室内压强大于所述第二腔室内压强，通过外界冲击能量压缩第一腔室内的粘弹性介质从而提高本发明粘弹性介质缓冲器用于输出静态阻抗力值的压强值，避免了技术中通过增加粘弹性介质缓冲器的灌装初始压强来提高静态阻抗力值导致的密封性不可靠的技术问题，有利于延长缓冲器内密封部件和金属部件的使用寿命，从而提高了质量稳定性，本发明粘弹性介质缓冲器具有较高的静态阻抗力值和较高的质量稳定性。

Description

粘弹性介质缓冲器
技术领域
本发明属于缓冲器技术领域，尤其涉及一种粘弹性介质缓冲器。
背景技术
粘弹性介质是介于流相粘性介质和固相粘性介质之间的一种介质，具有可压缩性和可流动性的特点，粘弹性介质缓冲器是以粘弹性介质作为吸能介质的安全缓冲装置，能够使作用其上的物体进行缓冲减速至停止，防止硬性碰撞导致机构损坏，进而提高安全性和舒适性，广泛应用于起重运输、电梯、冶金、港口机械、铁道车辆等机械设备。参见图1，现有技术中的粘弹性介质缓冲器，包括筒体11，所述筒体11内部具有空腔12，所述空腔12中填充有粘弹性介质，所述筒体11的一个底面设置有导向孔13，所述空腔12和导向孔13相连通，空腔12中设置有可沿筒体11轴线方向往复运动的活塞组件14，所述活塞组件14包括活塞本体141及活塞杆142，所述活塞杆142套设于所述导向孔13中，所述活塞本体141的圆周外侧面与空腔12内表面间隙配合并将空腔分割成第一腔室121和第二腔室122，其中容纳有活塞杆142的为第二腔室122，活塞本体141的圆周外表面设置有可流通粘弹性介质的节流缝隙。缓冲器受压时，活塞组件14朝向第一腔室121运动，第一腔室121内的粘弹性介质通过活塞本体141的节流间隙流入第二腔室122，通过粘弹性介质的流动阻力耗散大部分的外界冲击能量；同时，第一腔室121内的粘弹性介质被压缩，进一步将外界冲击能量转化为粘弹性介质的压缩势能。缓冲器受压解除时，第一腔室121内被压缩的粘弹性介质恢复原态并将所述活塞组件14复位。
由上可知，粘弹性介质缓冲器的静态阻抗力值为第一腔室121内粘弹性介质的压强与活塞杆142截面积的乘积，但是，因为粘弹性介质的可压缩性较低，为了获得较高的缓冲行程，现有技术中的粘弹性介质缓冲器中活塞杆142的直径一般较小，因此导致活塞杆142对外输出的静态阻抗力值较小。进一步地，在低速重载工况下，为了满足静态阻抗力值的要求，粘弹性介质缓冲器内一般设置有较高的内部压强，较高的内部压强降低了粘弹性介质缓冲器内部密封的可靠性，进而使粘弹性介质缓冲器的质量稳定性受到影响。
因此，设计出一种粘弹性介质缓冲器，具有较高的静态阻抗力和较高的质量稳定性，对于本领域技术人员来说是非常必要的。
发明内容
本发明针对上述的粘弹性介质缓冲器为了满足静态阻抗力要求而增加内压，进而影响质量稳定性的技术问题，提出一种粘弹性介质缓冲器，具有较高的静态阻抗力和较高的质量稳定性。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种粘弹性介质缓冲器，包括筒体，所述筒体内部具有空腔，所述空腔内填充有粘弹性介质，所述空腔内套设有可沿所述筒体轴线方向往复运动的活塞组件，所述活塞组件包括活塞本体，所述活塞本体将所述腔室分割为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室设置于所述活塞本体朝向所述活塞组件受压时运动方向的一侧，所述活塞本体与空腔间隙配合以隔断所述第一腔室和第二腔室，所述活塞本体上设置有可连通所述第一腔室和第二腔室的第一通道；所述第一通道设置有可根据预设指令开启以使所述第一腔室向第二腔室单向流通粘弹性介质的增压阀，所述预设指令为所述第一腔室内压强大于所述第二腔室内压强。
作为优选，所述预设指令为所述第一腔室内压强与所述第二腔室内压强比值恒定。
作为优选，所述预设指令为所述第一腔室内压强与所述第二腔室内压强差值恒定。
作为优选，所述筒体背离所述活塞组件受压时运动方向的底面设置有导向孔，所述导向孔与所述第二腔室相连通。
作为优选，所述活塞组件进一步包括活塞杆，所述活塞杆套设于所述导向孔中。
作为优选，所述活塞杆与导向孔间隙配合以封闭所述第二腔室内的粘弹性介质。
作为优选，所述活塞本体上进一步设置有可连通所述第一腔室和第二腔室的第二通道，所述第二通道设置有可使所述第二腔室向第一腔室单向流通粘弹性介质的单向阀。
作为优选，所述活塞本体朝向所述空腔的侧面设置有活塞环。
作为优选，所述筒体靠近所述第二腔室的一端设置有可向所述第二腔室内灌装所述粘弹性介质的灌装阀。
作为优选，所述粘弹性介质为胶泥或硅油。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明的粘弹性介质缓冲器，其活塞本体与空腔之间不能流通粘弹性介质，并在所述第一通道设置可根据预设指令开启以使所述第一腔室内粘弹性介质流向所述第二腔室内的增压阀，所述预设指令为所述第一腔室内压强大于所述第二腔室内压强，通过外界冲击能量压缩第一腔室内的粘弹性介质从而提高本发明粘弹性介质缓冲器用于输出静态阻抗力值的压强值，避免了技术中通过增加粘弹性介质缓冲器的灌装初始压强来提高静态阻抗力值导致密封性不可靠的技术问题，有利于延长缓冲器内密封部件和金属部件的使用寿命，从而提高了质量稳定性，本发明粘弹性介质缓冲器具有较高的静态阻抗力值和较高的质量稳定性。
2、本发明的粘弹性介质缓冲器，其增压阀的参数和结构可根据工况选择和改变，不仅能够适用于不同的低速重载工况，而且与现有技术相比，在满足静态阻抗力的条件下，有利于减小外形尺寸，进而满足结构紧凑的要求。
3、本发明的粘弹性介质缓冲器，其通过设置第二通道和单向阀，使所述活塞本体在外界冲击能量解除时的复位过程中，所承受的粘弹性介质的压强低于现有技术中的活塞本体复位过程中所承受粘弹性介质的压强，进而降低了本发明粘弹性介质复位过程中的静态阻抗力值，同时，本发明的粘弹性介质缓冲器受压过程中的静态阻抗力值比现有技术较高，进而提高了本发明粘弹性介质缓冲器在低速重载工况下的静态容量，从而有利于吸收和缓冲更多的外界冲击能量。
附图说明
图1为现有技术粘弹性介质缓冲器的结构示意图；
图2为本发明粘弹性介质缓冲器的结构示意图；
图3为本发明活塞组件结构示意图之一；
图4为本发明活塞组件结构示意图之二。
以上各图中：11、筒体；12、空腔；121、第一腔室；122、第二腔室；13、导向孔；14、活塞组件；141、活塞本体；142、活塞杆；
21、筒体；22、空腔；221、第一腔室；222、第二腔室；23、导向孔；24、活塞组件；241、活塞本体；242、活塞杆；25、第一通道；26、第二通道；27、增压阀；28、单向阀；29、灌装阀；210、共同通道；211、第三通道。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要说明的是，图1、图2中水平方向为筒体轴线方向；筒体为圆柱状，筒体左右侧面为底面，筒体上下侧面为圆周面；术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图2所示，本发明提出一种粘弹性介质缓冲器，包括筒体21和活塞组件24，所述筒体21内部具有空腔22，所述空腔22内填充有粘弹性介质，所述活塞组件24套设于所述空腔22内并可沿所述筒体21轴线方向往复运动(图2中左右方向)，所述活塞组件24包括活塞本体241，所述活塞本体241将所述腔室22分割为第一腔室221和第二腔室222，其中，所述第一腔室221设置于所述活塞本体241朝向所述活塞组件24受压时运动方向的一侧，即图2中，所述活塞组件24受压时，所述活塞组件24朝向所述活塞本体241左侧底面的方向运动，即所述活塞本体241左侧底面与空腔22之间为第一腔室221，所述活塞本体241右侧底面与空腔22之间形成第二腔室242。
进一步地，所述活塞本体241圆周外侧面与空腔22圆周内侧面间隙配合，并且所述活塞本体241圆周外侧面与空腔22圆周内侧面之间的配合精度满足封闭所述粘弹性介质流通的要求，从而使所述第一腔室221和第二腔室222的粘弹性介质不能通过所述活塞本体241外侧面与空腔22内侧面之间的缝隙相互流通。所述活塞本体241上设置有第一通道25，所述第一通道25可连通所述第一腔室221和第二腔室222，以使所述第一腔室221和第二腔室222内的粘弹性介质相互流通，其中，所述第一通道25设置有可根据预设指令以使所述第一腔室221向第二腔室222单向流通粘弹性介质的增压阀28。
需要说明的是，所述预设指令为所述第一腔室221内压强大于所述第二腔室222内压强，即当所述活塞组件24受压时，所述活塞本体241朝向所述第一腔室221运动并压缩所述第一腔室221内的粘弹性介质，因所述活塞本体241圆周外侧面与空腔22内侧面之间不能流通粘弹性介质，所述第一腔室内221内压强逐渐增加，当所述第一腔室221内压强和第二腔室222内的压强满足预设指令时，所述增压阀26开启，并使所述第一腔室221内的粘弹性介质流向所述第二腔室222，以缓冲和吸收外界冲击能量。此时，本发明粘弹性介质缓冲器的静态阻抗力值为所述第一腔室221内的压强与所述活塞本体241左侧底面面积的乘积减去第二腔室222内的压强与活塞本体241右侧底面积和活塞杆242截面面积之差的乘积，因所述第一腔室221内的压强大于第二腔室222内的压强(第二腔室222的压强即为粘弹性介质缓冲器的灌装初始压强)，因而，在不增加粘弹性介质缓冲器内压的情况下可显著提高本发明的静态阻抗力值。
本发明的粘弹性介质缓冲器，其通过设置所述活塞本体241与空腔22之间不能流通粘弹性介质，并在所述第一通道25设置可根据预设指令开启以使所述第一腔室221内粘弹性介质流向所述第二腔室222内的增压阀27，并且所述预设指令为所述第一腔室221内压强大于所述第二腔室222内压强，通过外界冲击能量压缩第一腔室221内的粘弹性介质从而提高本发明粘弹性介质缓冲器用于输出静态阻抗力值的压强值，避免了技术中通过增加粘弹性介质缓冲器的灌装初始压强来提高静态阻抗力值导致密封性不可靠的技术问题，有利于延长缓冲器内密封部件和金属部件的使用寿命，从而提高了质量稳定性，本发明粘弹性介质缓冲器具有较高的静态阻抗力值和较高的质量稳定性。
进一步地，所述预设指令为所述第一腔室221内压强与所述第二腔室222内压强的比值恒定，即所述增压阀27为定比增压阀，从而保证所述第一腔室221内粘弹性介质的压强高于所述第二腔室222内粘弹性介质的压强，并且二者压强比值恒定。
进一步地，所述预设指令为所述第一腔室221内压强与所述第二腔室222内压强差值恒定，即所述增压阀27为定量增压阀，从而保证所述第一腔室221内粘弹性介质的压强高于所述第二腔室222内粘弹性介质的压强，并且二者压强差值恒定。
作为优选，所述增压阀27也可设置为定比和定量相结合的形式，当所述第一腔室221内粘弹性介质的压强与所述第二腔室222内粘弹性介质的压强之间比值或者差值满足预设指令的要求时，即可使所述增压阀27开启。
本发明的粘弹性介质缓冲器，其增压阀28的参数和结构可根据工况选择和改变，不仅能够适用于不同的低速重载工况，而且与现有技术相比，在满足静态阻抗力的条件下，有利于减小外形尺寸，进而满足结构紧凑的要求。
继续参见图2、图3、图4，所述筒体21背离所述活塞组件24受压时运动方向的底面(即靠近所述第二腔室222的底面)沿轴线方向设置有导向孔23，所述导向孔23与所述第二腔室222相连通，所述活塞组件24进一步包括活塞杆242，所述活塞杆242与活塞本体241一体连接并位于所述活塞本体241朝向所述第二腔室222的一侧，即所述活塞杆242与所述活塞本体241的左侧面连接并穿设过第二腔室222后套设于所述导向孔23中，所述活塞杆242用于承担外界冲击能量并将外界冲击能量传递给所述活塞本体241。
为了保证所述第二腔室222内的粘弹性介质封闭，所述活塞杆242与导向孔23间隙配合，并且该间隙配合的精度满足封闭所述第二腔室222内的粘弹性介质流通至所述导向孔23内的要求。
进一步参见图2，所述活塞本体241上进一步设置有可连通所述第一腔室221和第二腔室222的第二通道26，所述第二通道26设置有可使所述第二腔室222向第一腔室221单向流通粘弹性介质的单向阀29。
需要说明的是，当所述活塞组件24的外界冲击能量解除时，因外界冲击能量解除的瞬间，所述第一腔室221内粘弹性介质的压强大于所述第二腔室222，所述活塞本体241将在所述第一腔室221和第二腔室222之间压强差的推动下朝向所述第二腔室222运动，直至所述第一腔室221和第二腔室222内粘弹性介质的压强相等。
由前述可知，因所述活塞本体241的左侧面连接有所述活塞杆242，所述第二腔室222内粘弹性介质对所述活塞本体241的作用面积小于所述第一腔室221内粘弹性介质对所述活塞本体241的作用面积，当所述第一腔室221和第二腔室222内粘弹性介质的压强相等时，因所述活塞本体241左右侧面的承受压强的面积差，所述活塞本体241会继续朝向所述第二腔室222运动，从而使所述第二腔室222内粘弹性介质的压强大于所述第一腔室221，此时单向阀开启，并使所述第二腔室222内的粘弹性介质通过所述第二通道26流向所述第一腔室221，继而使所述活塞本体241复位。
本发明的粘弹性介质缓冲器，其通过设置第二通道26和单向阀28，使所述活塞本体241在外界冲击能量解除时的复位过程中，所承受的粘弹性介质的压强低于现有技术中的活塞本体241复位过程中所承受粘弹性介质的压强，进而降低了本发明粘弹性介质复位过程中的静态阻抗力值，同时，本发明的粘弹性介质缓冲器受压过程中的静态阻抗力值比现有技术较高，进而提高了本发明粘弹性介质缓冲器在低速重载工况下的静态容量，从而有利于吸收和缓冲更多的外接冲击能量。
参见图3，所述第一通道25和第二通道26相互独立设置，所述增压阀27和单向阀28也相互独立设置，以分别控制所述第一通道25和第二通道26的开闭。
参见图4，所述活塞本体241朝向所述第一腔室221的一端设置有共同通道210，所述共同通道210的一端与所述第一腔室221相连通，所述共同通道210的相对另一端分别与所述第一通道25和第二通道26朝向所述第一腔室221的一端相连通，所述增压阀27设置于所述第一通道25上，所述单向阀28设置于所述第二通道26上，并且所述增压阀25和单向阀26具有一个共同的壳体并同时安装于所述壳体内，以方便所述增压阀25和单向阀26安装和拆卸。
为了进一步保证所述活塞本体241的外周外侧面与所述腔室22的内侧面之间不会流通粘弹性介质，所述活塞本体241朝向所述空腔22的侧面设置有活塞环。
为了方便向所述空腔22灌装所述粘弹性介质，所述筒体21上进一步设置有第三通道211，所述第三通道211可连通所述第二腔室222与外界，所述第三通道211设置有可向所述第二腔室222内灌装所述粘弹性介质的灌装阀29，灌装时，打开所述灌装阀29，所述粘弹性介质通过所述第三通道211和灌装阀29流入所述第二腔室222内并使所述第二腔室222内的压强大于所述第一腔室221，此时单向阀28打开，所述粘弹性介质进一步自所述第二腔室222通过第二通道26和单向阀28流入所述第一腔室221，直至灌装完成，所述第二腔室222和第一腔室221内的压强相等，此压强即为所述粘弹性介质缓冲器的初始灌装压强。
作为优选，所述粘弹性介质可为胶泥或硅油，或者其他能够吸收或者缓冲外界冲击能量的粘弹性介质。

Claims (10)

1.一种粘弹性介质缓冲器，包括筒体(21)，所述筒体(21)内部具有空腔(22)，所述空腔(22)内填充有粘弹性介质，所述空腔(22)内套设有可沿所述筒体(21)轴线方向往复运动的活塞组件(24)，所述活塞组件(24)包括活塞本体(241)，所述活塞本体(241)将所述腔室(22)分割为第一腔室(221)和第二腔室(222)，所述第一腔室(221)设置于所述活塞本体(241)朝向所述活塞组件(24)受压时运动方向的一侧，其特征在于：所述活塞本体(241)与空腔(22)间隙配合以隔断所述第一腔室(221)和第二腔室(222)，所述活塞本体(241)上设置有可连通所述第一腔室(221)和第二腔室(222)的第一通道(25)；
所述第一通道(25)设置有可根据预设指令开启以使所述第一腔室(221)向第二腔室(222)单向流通粘弹性介质的增压阀(28)，所述预设指令为所述第一腔室(221)内压强大于所述第二腔室(222)内压强。
2.根据权利要求1所述的粘弹性介质缓冲器，其特征在于：所述预设指令为所述第一腔室(221)内压强与所述第二腔室(222)内压强比值恒定。
3.根据权利要求1所述的粘弹性介质缓冲器，其特征在于：所述预设指令为所述第一腔室(221)内压强与所述第二腔室(222)内压强差值恒定。
4.根据权利要求1所述的粘弹性介质缓冲器，其特征在于：所述筒体(21)背离所述活塞组件(24)受压时运动方向的底面设置有导向孔(23)，所述导向孔(23)与所述第二腔室(222)相连通。
5.根据权利要求4所述的粘弹性介质缓冲器，其特征在于：所述活塞组件(24)进一步包括活塞杆(242)，所述活塞杆(242)套设于所述导向孔(23)中。
6.根据权利要求5所述的粘弹性介质缓冲器，其特征在于：所述活塞杆(242)与导向孔(23)间隙配合以封闭所述第二腔室(222)内的粘弹性介质。
7.根据权利要求6所述的粘弹性介质缓冲器，其特征在于：所述活塞本体(241)上进一步设置有可连通所述第一腔室(221)和第二腔室(222)的第二通道(26)，所述第二通道(26)设置有可使所述第二腔室(222)向第一腔室(221)单向流通粘弹性介质的单向阀(29)。
8.根据权利要求1所述的粘弹性介质缓冲器，其特征在于：所述活塞本体(241)朝向所述空腔(22)的侧面设置有活塞环。
9.根据权利要求1所述的粘弹性介质缓冲器，其特征在于：所述筒体(21)靠近所述第二腔室(222)的一端设置有可向所述第二腔室(222)内灌装所述粘弹性介质的灌装阀(29)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的粘弹性介质缓冲器，其特征在于：所述粘弹性介质为胶泥或硅油。
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