CN107709822A - 能量传递设备及使用方法 - Google Patents

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Abstract

描述了诸如粘性阻尼器或液压缸设备之类的能量传递设备及其用途，该设备在两个空间分离点之间产生与速度相关的阻尼力。该设备可以包括具有联接到杆轴的活塞的系统，其中活塞和杆轴在配合的或密封的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的蓄能器中容纳流体。在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动，并且蓄能器抵消所述至少一个腔中的过压或欠压。

Description

能量传递设备及使用方法
相关申请
本申请的优先权源自新西兰专利申请No.705516，该新西兰专利申请通过参引并入本文。
技术领域
本文描述一种能量传递设备及使用方法。更具体地，描述了诸如粘性阻尼器或液压缸设备之类的能量传递设备及其用途，所述设备在两个空间分离点之间、于内部液压和位移力之间传递能量，能量传递的方向是根据应用而特定的。
背景技术
能量传递设备通常在移动的系统中使用，该设备的目的是减少、限制或防止发生移动，或者对于旋转或振荡系统是为了减小旋转/振荡的自然谐振频率。阻尼或移动的变化可以尽可能快地将移动减小到平衡状态，或者相反可以允许移动，但以减小的频率和/或振幅到达自然谐振频率，并且/或者使系统逐渐恢复到平衡状态。可替代地，设备可以被构造成向外部体部施加力和位移，并且例如通过由液压缸中的活塞的移动施加的流体运动而用作运动致动器。
为了便于讨论，下面对粘性阻尼器进行参考，然而相同的原理可以应用于诸如液压缸之类的其他能量传递设备。
粘性阻尼器设备利用来自流体的粘性阻力来减缓或阻尼振荡运动的发生。
阻尼器可以在建筑物中使用以减轻地震振动。这种阻尼器可以装配在建筑物上或建筑物内的关键结构位置，并且在地震事件中用于减轻任何振荡并防止建筑物损坏。阻尼器可以在不同的方向上排布以通过将能量传递到其他地方(例如传递到工作流体中和/或转变为热量)来阻尼横向运动或竖直运动，或阻尼横向运动和竖直运动两者。
现有的阻尼器可能具有设计问题和因此而产生的缺点。
例如，为了将活塞或柱塞联接到移动的轴，现有技术的设备可以将活塞头与轴设计相集成，或者相反使用紧固件将活塞附接到轴上。集成为一件式意味着整个轴和活塞都需要在维护中被移除和/或更换，而不是仅仅更换活塞或其一部分。紧固件也是不理想的，因为例如在装配有紧固件的轴中的孔周围可能发生局部应力。移除活塞还需要花费相当长的时间来移除和更换紧固件。
一些阻尼器设备的另一个问题包括滑动密封件的使用。滑动密封件容易发生故障，并且需要定期维护，这在设备需要尽可能长时间地可被操作的建筑物应用中不是理想的。
又一个问题是，现有技术的阻尼器可能是大而笨重的，这意味着它们只能用于某些较大布局的建筑设计中。建筑物可能需要更紧凑以适应更高价值的地价，而在地震区域，建筑物可能具有更多的结构梁，因此较大的阻尼器装置不太有利于或者甚至不可能集成到设计中。
解决现有技术的阻尼器设备的上述缺点中的至少一些或者至少为公众提供一种选择可能是有利的。
从仅作为示例给出的随后的描述中，阻尼器设备的其他方面和优点将变得显而易见。
发明内容
本文描述的是诸如粘性阻尼器或液压缸设备之类的能量传递设备及其用途，所述设备在两个空间分离点之间产生与速度相关的阻尼力。
在第一方面，提供了一种能量传递设备，其包括：
具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的或密封的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且
其中，所述蓄能器抵消由(a)和(b)导致的所述至少一个腔中的过压或欠压：
(a)由杆轴和活塞的振荡力和移动产生的动态力和/或散热效应；以及
(b)由施加在处于静态位置时的所述系统上的环境温度变化引起的体积变化。
在第二方面，提供了一种能量传递设备，其包括：
具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且
其中，所述蓄能器至少部分地结合到所述杆轴中并且抵消所述至少一个腔中的过压或欠压。
在第三方面，提供了一种能量传递设备，其包括：
具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且
其中，至少一个阀构件在静态和动态操作期间维持蓄能器与一个或多个低压腔之间的连通。
在第四方面，提供了一种能量传递设备，其包括：
具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且
其中，至少一个阀构件维持所述蓄能器与一个或多个低压腔之间的连通，所述至少一个阀构件位于所述活塞上并且/或者位于所述活塞内。
在第五方面，提供了一种对施加在系统上的动态力进行阻尼的方法，所述方法包括将基本上如上所述的至少一个能量传递设备与所述系统相集成以阻尼作用在所述系统上的所施加的力的步骤。
在第六方面，提供了一种能量传递设备，其包括：
杆轴和至少一个活塞，所述至少一个活塞联接到杆轴并且围绕杆轴的纵向长度上的至少一区域定位，活塞和杆轴在配合的缸体中移动；并且
其中：
(a)在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且其中，蓄能器抵消活塞的一侧或两侧的过压或欠压；并且
(b)所联接的所述至少一个活塞与杆轴过盈配合，以防止杆轴与所联接的所述至少一个活塞之间的相对移动，该联接通过以下i与ii的组合完成：
i.因所联接的所述至少一个元件的至少一部分与所述轴之间的所施加的过盈配合而导致的由所联接的所述至少一个元件施加在所述轴上的夹紧力；以及
ii.因绕所联接的所述至少一个元件的至少一部分和所述轴的面对表面的夹紧而导致的摩擦效应。
上述能量传递设备的优点例如包括：
·易于制造-可以将装置构造成插入式筒体，或直接加工成活塞。
·低制造公差-没有磨孔或装配孔或精密滑动部件。
·可选地避免滑动密封件-能够使用压缩式仅面密封的密封件。
·快速切换动作-能够在高速动态应用中使用。
·柔性安装要求-能够安装在动态移动的部件中。
·紧凑-能够直接加工成部件以提供紧凑的布置。
·高压力公差-能够在高压差的情况下使用。
·耐碎屑-用于碎屑容限的较大的部件间隙。
附图说明
能量传递设备及使用方法的其他方面将从以下仅通过示例并参照附图给出的描述变得显而易见，在附图中：
图1示出了粘性阻尼器设备的实施例的侧视截面图；
图2示出了图1所示的粘性阻尼器设备的立体截面图；
图3示出了图1所示的粘性阻尼器设备的详细立体截面图，其中示出了蓄能器贮存器；
图4示出了图1所示的粘性阻尼器设备的另一详细立体截面图，其中示出了蓄能器贮存器；以及
图5示出了使用罐和容积加压装置的替代贮存器的实施例。
具体实施方式
如上所述，对诸如粘性阻尼器或液压缸装置的能量传递设备连同其用途一起进行描述，该设备在两个空间分离点之间产生与速度相关的阻尼力。
为了本说明书的目的，术语“约”或“大约”及其语法变化意味着定量、水平、程度、值、数目、频率、百分比、尺寸、大小、量、重量或长度相对于参考定量、水平、程度、值、数目、频率、百分比、尺寸、大小、量、重量或长度变化了30％、25％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％。
术语“基本上”或其语法变化是指至少约50％，例如75％、85％、95％或98％。
术语“包括”及其语法变化应具有包含性意义-即将其视为意指不仅包括其直接指出的所列组件，而且还包括其他未指定的组件或元件。
术语“粘性阻尼器”或其语法变化是指提供主要通过使用粘性阻力行为而实现的对运动的阻抗，使得当阻尼器经历运动时，能量得到传递。尽管这里提到粘性阻力行为，但是本领域技术人员将理解，其他方法是可能的，并且因此该定义不应被视为是限制性的。它可以用于冲击阻尼或振荡阻尼有利的应用。
术语“液压缸”或其语法变化是指至少部分地通过一个或多个液压力在缸体内的构件之间施加联接力的装置。
本文所用的术语“缸体”或其语法变化是指其中具有沿着缸体的纵向轴线的孔的缸体。
本文所用的术语“紧固件”或其语法变化是指将两个或更多个物体结合或固定在一起的机械紧固件。如本文所用，该术语排除了材料的简单的邻接或面对，并且通常是指通过阻塞结合或固定的一个或多个部件。紧固件的非限制性示例包括螺钉、螺栓、钉子、夹子、定位销、凸轮锁、绳索、线绳或线材。
术语“弹性位移”或其语法变化是指被施加力时材料的对形状弹性(即非永久性)地移位的阻抗以及当力被移除时材料的恢复该移位的能力。材料的弹性模量定义为其应力-应变曲线的弹性位移或变形区域中的斜率。
术语“过盈配合”或其语法变化是指当一个或多个部件在所述部件被叠置在一起后经受所施加的尺寸变化时由因所述部件的弹性位移而产生的夹紧压力、而不是通过任何其他紧固方式、实现的部件之间的连接。
术语“借助摩擦的配合”、“摩擦力”、“摩擦效应”、“摩擦配合”或其语法变化是指轴的表面和所联接元件的表面被摩擦地保持在一起，该连接因界面压力和由界面压力导致的摩擦力两者而形成。
术语“密封件”或其语法变化是指用于在两个流体容积之间形成屏障的装置或特征布置。
在第一方面，提供了一种能量传递设备，其包括：
具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的或密封的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且
其中，所述蓄能器抵消由(a)和(b)导致的所述至少一个腔中的过压或欠压：
(a)由杆轴和活塞的振荡力和移动产生的动态力和/或散热效应；以及
(b)由施加在处于静态位置时的所述系统上的环境温度变化引起的体积变化。
在一个实施例中，能量传递设备是粘性阻尼器。在该实施例中，该系统是封闭系统，并且力施加在杆轴上，从而导致活塞的移动以及从杆轴动能到剪切力的产生和热能的能量传递导致的随后的对杆轴移动的阻尼。
在替代实施例中，能量传递设备是液压缸。在该实施例中，系统是开放的，使得例如来自外部源的液压流体可以对缸体内的活塞和杆轴施加力，从而驱动活塞和杆轴在缸体内的移动。
如上所述，活塞和杆轴在配合的或密封的缸体中移动。在本文中，术语“配合”或“密封”及其语法变化是指活塞或其一部分基本上邻接内缸壁，以在活塞的相反两侧之间形成限制或密封。
如上所述，该设备包括允许整个系统上的压力均衡的蓄能器。
蓄能器可以至少部分地结合到杆轴中。
在一个实施例中，蓄能器可以完全结合到杆轴中。
蓄能器可以包括在杆轴内的与所述至少一个流体腔流体连通的至少一个通道。所述通道可以通向杆轴内的流体贮存器。可替代地，所述通道可以通向杆轴外部的流体贮存器。
在一个实施例中，贮存器的容积能够通过以与贮存器密封的方式定位的可移动活塞而改变。可移动活塞可被施以偏压以维持蓄能器中的流体的预定压力。偏压可以来自弹簧和/或密封气体腔。
在替代实施例中，贮存器可以包括具有馈给软管的罐，馈给软管在操作期间始终位于流体液面以下，其中蓄能器通过贮存器中的流体液面的升高和降低而作用。可以通过压力施加装置来改变贮存器中的流体体积，其中压力施加装置选自：自由表面气体体积、气囊、风箱、闭孔泡沫及其组合。
蓄能器可以与所述至少一个腔中的流体持续连通。
上述设备可以包括至少一个阀构件，所述至少一个阀构件在静态和/或动态操作期间维持蓄能器与一个或多个低压腔之间的连通。
所述至少一个阀构件可以位于活塞上。该实施例中的蓄能器可以位于杆轴的内部或绕杆轴而定位。
在替代实施例中，所述至少一个阀构件可以替代地位于缸体上并且具有从缸壁到所述至少一个阀的通道。在该实施例中，蓄能器可以独立地安装(即与杆和/或活塞分离)并且可以附接到阀。
在一个实施例中，所述至少一个阀构件可以是至少一个反向梭阀。这不应被认为是限制性的，因为可以使用其他阀类型。
所述至少一个阀构件可以是两个止回阀之间的互锁装置。互锁可以由连接的止回阀形成，因此阀反向同步地(in unison)关闭和打开。互锁装置可以替代地由间隔开的未连接的止回阀形成，使得它们同步地关闭但是独立地打开。在选定的实施例中，上述至少一个阀可以仅部分地关闭，从而限制流量，但不阻止流体流过止回阀。此外，可以改变止回阀的行程长度以改变切换相位。
活塞和杆轴可以具有足够的惯性，以在对活塞和杆轴施加动态力的情况下推动所述至少一个阀构件的动态切换。这可以有助于推动所述至少一个阀相对于活塞和杆轴的运动更快或更慢地进行切换，从而改变系统动态响应。
所述至少一个阀构件可被施以偏压以限制在阈值压力梯度以下启动阀的动作。这种变化也可以用于改变系统响应并且潜在地将滞后现象引入系统。
杆轴可以在缸体内轴向地移动。施加的动态力可以是振荡力。
在一个实施例中，活塞可以是单侧活塞，其中粘性流体位于活塞的仅一侧。在替代实施例中，活塞可以是双侧活塞，其中粘性流体位于活塞的两侧。
轴承元件可以存在于端盖中，以支撑缸体与杆轴之间的横向载荷。
杆轴可以在缸体的全部长度上延伸。
活塞可以经由至少一个紧固件直接或间接地联接到至少一个杆轴。可替代地，活塞可以通过在沿着杆轴纵向轴线的一位置处将活塞过盈配合到杆轴而联接到杆轴。也可以利用紧固件的使用与过盈配合联接方法的组合。
当使用过盈配合时，经由过盈配合的摩擦效应可以将施加在杆轴上的力传递到活塞，或者可以将活塞上的力传递到杆轴。
活塞可以围绕两个杆轴的端部过盈配合，其中第一杆轴和第二杆轴联合跨越缸体的全部长度。例如，该实施例可以用于将两个轴以从动和驱动布置连结在一起。
在一个实施例中，可以使用至少一个过盈配合环来增强杆轴与活塞之间的联接。
由腔中的流体施加的所述至少一个腔的压力可以在活塞与杆轴之间施加联接力。该压力可以提供将活塞联接到杆轴的相当大的夹紧力。
在第二方面，提供了一种能量传递设备，其包括：
具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且
其中，蓄能器至少部分地结合到杆轴中并且抵消所述至少一个腔中的过压或欠压。
在第三方面，提供了一种能量传递设备，其包括：
具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且
其中，至少一个阀构件在静态和动态操作期间维持蓄能器与一个或多个低压腔之间的连通。
在第四方面，提供了一种能量传递设备，其包括：
具有联接到杆轴的活塞的系统，活塞和杆轴在配合的缸体中移动，在缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于活塞和缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且
其中，至少一个阀构件维持蓄能器与一个或多个低压腔之间的连通，所述至少一个阀构件位于活塞并且/或者位于活塞内。
在第五方面，提供了一种对施加在系统上的动态力进行阻尼的方法，所述方法包括将基本上如上所述的至少一个能量传递设备与所述系统相集成以阻尼作用在所述系统上的所施加的力的步骤。
上述方法中的系统可以是一个或多个结构元件。例如，该系统可以是建筑物中的结构梁，并且能量传递设备在发生地震的情况下对地震能量进行阻尼。
在第六方面，提供了一种能量传递设备，其包括：
杆轴和至少一个活塞，所述至少一个活塞联接到杆轴并且围绕杆轴的纵向长度上的至少一区域定位，活塞和杆轴在配合的缸体中移动；并且
其中：
(a)在施加有动态力的情况下，杆轴和活塞相对于缸体移动；并且其中，蓄能器抵消活塞的一侧或两侧的过压或欠压；并且
(b)所联接的所述至少一个活塞与所述杆轴过盈配合，以防止所述杆轴与所联接的所述至少一个活塞之间的相对移动，该联接通过以下i与ii的组合完成：
i.因所联接的所述至少一个元件的至少一部分与所述轴之间的所施加的过盈配合而导致的由所联接的所述至少一个元件施加在所述轴上的夹紧力；以及
ii.因绕所联接的所述至少一个元件的至少一部分和所述轴的面对表面的夹紧而导致的摩擦效应。
上述能量传递设备提供了联接设备的内部元件的替代方式，从而使制造成本和复杂性最小化。
总而言之，本文描述的能量传递设备提供了措施以：
·确保缸体、杆和活塞的准确对准；
·在杆承受横向负载的情况下提供高结构刚度；
·密封活塞/轴界面以防流体泄漏；
·提供活塞与杆之间的高传热性能；
·实现较大装置的简单组装。
此外，体积补偿并且因此温度补偿由集成在杆中的蓄能器提供，蓄能器可选地具有提供工作腔压力到活塞的低压侧的动态切换的阀。这种构型提供了：
·紧凑的安装；
·通过一体的钻孔通道与流体腔的简单的压力连通；
·快速动态切换；以及
·材料的高效利用。
上述能量传递设备的优点包括例如：
·易于制造-可以将装置构造成插入式筒体，或直接加工成活塞。
·低制造公差-没有磨孔或装配孔或精密滑动部件。
·可选地避免滑动密封件-能够使用仅压缩式面密封件。
·快速切换动作-能够在高速动态应用中使用。
·柔性安装要求-能够安装在动态移动的部件中。
·紧凑-能够直接加工成部件以提供紧凑的布置。
·高压力公差-能够在高压差的情况下使用。
·耐碎屑-用于碎屑容限的较大的部件间隙。
上述实施例也可以被广义地说成是由在本申请的说明书中单独地或共同地提及或指示的部件、元件和特征以及任何两个或更多个所述部件、元件或特征的任何或所有组合构成。
此外，在本文提到特定整数并且这些特定整数在实施例所涉及的领域具有已知等同项的情况下，这些已知的等同项被认为纳入本文，如同对其单独进行地阐述一样。
工作示例
现在通过参照具体示例来描述上述能量传递设备及使用方法。为了便于讨论，在示例中描述了粘性阻尼器，但是与粘性阻尼器有关的原理也可以应用于其他包含流体回路的装置，例如活塞和/或液压缸设备。对粘性阻尼器应用的参照不应被视为是限制性的。
示例1
参照图1和图2，在一个实施例中，粘性阻尼器设备1可以包括联接到杆轴3的活塞2，活塞2和杆轴3在填充有粘性流体(未示出)的配合缸体4中移动。杆3穿过在缸体4的开口端处的端盖6，为了清楚起见仅在图1中示出了端盖6，其中流体密封元件(未示出)将流体容纳在杆3、活塞2和缸体4之间的一个或多个腔5中。可以在端盖6中设置轴承元件(未示出)，以支撑缸体4和杆3之间的横向载荷。
活塞2/杆3组件可以包括活塞部分2，其中活塞部分2围绕过盈表面或界面7过盈配合到在缸体4的全部长度上延伸的连续的杆3。杆3可以是连续的设计，以便于杆3与缸体4之间以及杆3与活塞2之间的准确的对准，但是杆3也可以是两件式设计，选择连续的设计还是两件式设计至少部分地取决于施加在设备1上的力。
可选地，并且如图2所示，活塞2可以具有变化的形状(在图1和图2中示出为两个示例)以及图2中示出的一个或多个夹紧环部件8。夹紧环部件8可以提供附加的措施来增大杆3与活塞2之间的过盈表面7，从而将轴向载荷从活塞2传递到杆3。
这种一体式构造的若干益处包括：
·是确保缸体4、杆3和活塞2的准确对准的有效措施；
·在杆3承受横向负载的情况下的高结构刚度；
·活塞2与杆3之间的高传热性能；
·杆轴3与活塞2的界面以过盈的方式密封活塞2；和/或
·在较大几何体上的简单组装过程。
因设备1的性质，工作流体(未示出)的任何流体静力学体积变化都可能导致所述一个或多个腔5的过压或欠压(under-pressure)。总体上用箭头9示出的低压蓄能器用于抵消体积变化的这些不利影响。
存在几种可能的体积变化根源。对于单端杆3布置，流体体积随杆3的行程而变化-双端杆3布置则通过活塞2的行程来抵消流体体积变化，从而减少蓄能器9的所需容量。环境和工作温度变化也是影响材料容器容积和流体体积的关键因素。
再次参照图1和图2，蓄能器9可以借助在杆3内形成的蓄能器缸体11中的可移动的蓄能器活塞10而结合到杆轴3中。与杆3的集成是可选的，但是其可以提供若干益处，包括与单独的蓄能器9相比提供这样的紧凑组件，所述紧凑组件使部件数量最小化并且还允许经由活塞2和杆轴3中的一者或两者中的钻孔通道12与一个或多个流体腔5的简单的压力连通。
蓄能器9可以具有容置流体(未示出)的贮存器部分13。贮存器13中的流体运动可以由蓄能器活塞10驱动，其中活塞具有能够密封整个装置压力的压力密封件(未示出)。弹簧14、可选地与密封气体腔(未示出)一起、可以位于活塞2的后面，其中弹簧14对活塞2进行预加载以抵抗活塞2的一个或多个密封件(未示出)的摩擦力。
在正常操作下，蓄能器9的活塞10可以响应于源自环境温度变化的体积变化而移动；蓄能器9还具有足够的能力以适应由动态减震的充分散热引起的体积变化。此外，蓄能器9可以与一个或多个缸体腔5中的流体(未示出)持续连通，其中活塞2的任一侧的腔5的压力随行程方向而从环境压力变化到作业压力。在静态和动态操作期间，需要一种将蓄能器9连接到活塞2的低压侧的措施。这可以通过使用反向梭阀15来实现。反向梭阀15可以容纳在活塞2中，通过活塞2和轴3中的钻孔通道12与蓄能器9连通。反向梭阀15可以具有经由销连接的相对的止回阀15a、15b。通过这种装置，蓄能器9仅在耐压测试下才经历设备1的完全工作压力。由阀15横穿移动活塞2定位导致的惯性效应提供了改进的动态切换，但这不是必需的。
示例2
上面示出的布置是移动的活塞2的安装方式，其中一个或多个阀15形成为活塞2的一部分。通过将压力端口或钻孔通道(未示出)布置在杆3中，阀15的布置可以容纳在杆3中并与活塞2分离。可替代地，外部端口(未示出)可以位于缸体4中，并且阀15可以装配至缸体4的管部的外部。因此，阀15的定位和放置可以变化。示例3
另一种变型涉及阀15的止回阀15a、15b之间的互锁装置。这种互锁装置可以采取几种形式，包括：
·连接起来的止回阀15a、15b，使得阀15a、15b同步地关闭和打开(例如通过使用固定长度的连接销来实现)；
·间隔开的未连接的止回阀15a、15b，使得它们同步地关闭但独立地打开。
在另一个变型中，止回阀15a、15b的行程长度可以变化以改变切换相位。
此外，所述一个或多个止回阀15a、15b可以完全关闭或仅仅部分地关闭，从而限制或停止流动。
示例4
可以使用没有蓄能器活塞10的蓄能器9。参照图3，图1和图2的蓄能器9中的活塞10和弹簧14被替代性的流体改变装置所代替。为了清楚起见，从图3中去除了活塞通道和阀。如图3所示，开口16中的气囊或风箱(bellows)或闭孔泡沫对蓄能器9的贮存器13中的流体20施加压力，从而改变流体20的体积和贮存器13中的压力。如图3所示，蓄能器9可以包括呈罐的形状的贮存器13，贮存器13具有在运行期间始终位于流体20的液面40以下的馈给软管30，其中蓄能器通过贮存器13中的流体20的液面40的升高和降低而作用。
上述实施例也可以被广义地说成是由在本申请的说明书中单独地或共同地提及或指示的部件、元件和特征以及任何两个或更多个所述部件、元件或特征的任何或所有组合构成，并且在本文提到特定整数并且这些特定整数在实施例所涉及的领域具有已知等同项的情况下，这些已知的等同项被认为纳入本文，如同对其单独进行地阐述一样。
在本文提到特定整数并且这些特定整数在本发明所涉及的领域具有已知等同项的情况下，这些已知的等同项被认为纳入本文，如同对其单独进行地阐述一样。
已经通过仅为示例的方式描述了能量传递设备及使用方法的方面，并且应当理解，可以对其进行修改和添加。

Claims (42)

1.一种能量传递设备，包括：
系统，所述系统具有联接到杆轴的活塞，所述活塞和所述杆轴在配合的或密封的缸体中移动，在所述缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于所述活塞和所述缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，所述杆轴和所述活塞相对于所述缸体移动；并且
其中，所述蓄能器抵消由(a)和(b)导致的所述至少一个腔中的过压或欠压：
(a)由所述杆轴和所述活塞的移动和振荡力产生的动态力和/或散热效应；以及
(b)由施加在处于静态位置时的所述系统上的环境温度变化引起的体积变化。
2.根据权利要求1所述的能量传递设备，其中，所述蓄能器至少部分地结合到所述杆轴中。
3.根据权利要求1或2所述的能量传递设备，其中，所述蓄能器完全结合到所述杆轴中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述蓄能器包括在所述杆轴内的与所述至少一个流体腔流体连通的至少一个通道。
5.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述通道通向所述杆轴内的流体贮存器。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的能量传递设备，其中，所述通道通向所述杆轴外部的流体贮存器。
7.根据权利要求5或6所述的能量传递设备，其中，所述贮存器的容积能够通过可移动活塞而改变，所述可移动活塞以与所述贮存器密封的方式定位。
8.根据权利要求7所述的能量传递设备，其中，所述可移动活塞被施以偏压以维持所述蓄能器中的流体的预定压力。
9.根据权利要求8所述的能量传递设备，其中，所述偏压选择为来自弹簧和/或密封气体腔。
10.根据权利要求5或6所述的能量传递设备，其中，所述贮存器包括具有馈给软管的罐，所述馈给软管在操作期间始终位于所述流体的液面以下，所述蓄能器通过所述贮存器中的所述流体的液面的升高和降低而作用。
11.根据权利要求2至6以及权利要求10所述的能量传递设备，其中，通过压力施加装置来改变所述贮存器中的所述流体的体积，其中所述压力施加装置选自：自由表面气体体积、气囊、风箱、闭孔泡沫及其组合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述蓄能器与所述至少一个腔中的所述流体持续连通。
13.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述设备包括至少一个阀构件，所述至少一个阀构件在静态和/或动态操作期间维持所述蓄能器与一个或多个低压腔之间的连通。
14.根据权利要求13所述的能量传递设备，其中，所述至少一个阀构件位于所述活塞上。
15.根据权利要求13或14所述的能量传递设备，其中，所述至少一个阀构件是至少一个反向梭阀。
16.根据权利要求14或15所述的能量传递设备，其中，所述至少一个阀构件是两个止回阀之间的互锁装置。
17.根据权利要求16所述的能量传递设备，其中，所述互锁装置由连接的止回阀形成，使得所述阀反向同步地关闭和打开。
18.根据权利要求16所述的能量传递设备，其中，所述互锁装置由间隔开的未连接的止回阀形成，使得所述阀同步地关闭但是独立地打开。
19.根据权利要求17或18所述的能量传递设备，其中，所述阀仅部分地关闭，从而限制流量，但不阻止流体流过所述止回阀。
20.根据权利要求16至19中任一项所述的能量传递设备，其中，改变所述止回阀的行程长度以改变切换相位。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的能量传递设备，其中，所述活塞和所述杆轴具有足够的惯性，以在对所述活塞和所述杆轴施加动态力的情况下迫使所述至少一个阀构件进行动态切换。
22.根据权利要求13至21中任一项所述的能量传递设备，其中，所述至少一个阀构件被施以偏压以限制在阈值压力梯度以下启动所述阀的动作。
23.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述杆轴在所述缸体内轴向地移动。
24.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所施加的所述动态力是振荡力。
25.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述活塞是单侧活塞，其中粘性流体位于所述活塞的仅一侧。
26.根据权利要求1至24中任一项所述的能量传递设备，其中，所述活塞是双侧活塞，其中粘性流体位于所述活塞的两侧。
27.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，在所述端盖中存在轴承元件以支承所述缸体与所述杆轴之间的横向载荷。
28.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述杆轴在所述缸体的全部长度上延伸。
29.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述活塞经由至少一个紧固件直接或间接地联接到至少一个杆轴。
30.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述活塞通过在沿着所述杆轴的纵向轴线的一位置处将所述活塞过盈配合到所述杆轴而联接到所述杆轴。
31.根据权利要求30所述的能量传递设备，其中，经由所述过盈配合的摩擦效应，将施加在所述杆轴上的力传递到所述活塞，或者将所述活塞上的力传递到所述杆轴。
32.根据权利要求30或31所述的能量传递设备，其中，所述活塞围绕两个杆轴的端部过盈配合，其中第一杆轴和第二杆轴联合地跨越所述缸体的全部长度。
33.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，使用至少一个过盈配合环来增强所述杆轴与所述活塞之间的联接。
34.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述至少一个腔的压力在所述活塞与所述杆轴之间施加联接力。
35.一种能量传递设备，包括：
系统，所述系统具有联接到杆轴的活塞，所述活塞和所述杆轴在配合的缸体中移动，在所述缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于所述活塞和所述缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，所述杆轴和所述活塞相对于所述缸体移动；并且
其中，所述蓄能器至少部分地结合到所述杆轴中并且抵消所述至少一个腔中的过压或欠压。
36.一种能量传递设备，包括：
系统，所述系统具有联接到杆轴的活塞，所述活塞和所述杆轴在配合的缸体中移动，在所述缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于所述活塞和所述缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，所述杆轴和所述活塞相对于所述缸体移动；并且
其中，至少一个阀构件在静态和动态操作期间维持所述蓄能器与一个或多个低压腔之间的连通。
37.一种能量传递设备，包括：
系统，所述系统具有联接到杆轴的活塞，所述活塞和所述杆轴在配合的缸体中移动，在所述缸体的两端具有流体密封元件和端盖，所述系统在位于所述活塞和所述缸体之间的至少一个腔以及与所述至少一个腔流体连接的低压蓄能器中容纳流体；
其中，在施加有动态力的情况下，所述杆轴和所述活塞相对于所述缸体移动；并且
其中，至少一个阀构件维持所述蓄能器与一个或多个低压腔之间的连通，所述至少一个阀构件位于所述活塞上以及/或者位于所述活塞内。
38.一种能量传递设备，包括：
杆轴和至少一个活塞，所述至少一个活塞联接到所述杆轴并且围绕所述杆轴的纵向长度上的至少一区域定位，所述活塞和所述杆轴在配合的缸体中移动；并且
其中：
(a)在施加有动态力的情况下，所述杆轴和所述活塞相对于所述缸体移动；并且其中，蓄能器抵消所述活塞的一侧或两侧的过压或欠压；并且
(b)所联接的所述至少一个活塞与所述杆轴过盈配合，以防止所述杆轴与所联接的所述至少一个活塞之间的相对移动，联接通过i与ii的组合完成：
i.因所联接的所述至少一个元件的至少一部分与所述轴之间的所施加的过盈配合而导致的由所联接的所述至少一个元件施加在所述轴上的夹紧力；以及
ii.因绕所联接的所述至少一个元件的至少一部分和所述轴的面对表面的夹紧而导致的摩擦效应。
39.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述能量传递设备是粘性阻尼器。
40.根据前述权利要求中任一项所述的能量传递设备，其中，所述能量传递设备是液压缸。
41.一种对施加在系统上的动态力进行阻尼的方法，所述方法包括将根据前述权利要求中任一项所述的至少一个能量传递设备与所述系统相集成以阻尼作用在所述系统上的振荡力的步骤。
42.根据权利要求41所述的方法，其中，所述系统是结构元件。
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