CN108708838A - 一种波纹管缓冲器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波纹管缓冲器，属于脉冲缓冲器领域，包括缓冲装置和弹性装置。所述缓冲装置包括接管、罐体、罐盖、缓冲室压力表；所述弹性装置自外向内依次包括波纹管、弹簧组件与气缸组件，所述弹簧组件包括弹簧上座、弹簧下座和弹簧，所述气缸组件包括缸筒、活塞和连杆,所述弹性装置通过所述罐盖设置于所述缓冲装置内部上方。本发明提供的装置，形成弹簧缓冲、气体阻尼缓冲和筒式缓冲三种脉冲方式，克服了弹簧减震阻尼小和易往复振动以及筒式减震动态反应慢的缺点，具有结构简单,安全可靠性高、使用范围广和密封性能好特点。

Description

一种波纹管缓冲器

技术领域

本发明涉及脉冲缓冲器领域，特别是一种波纹管缓冲器。

背景技术

目前，许多容积泵存在压力脉冲问题，导致在运转过程中不能对压力进行准确的测量。因此在泵出口必须设有缓冲器，也叫脉冲阻尼器，现基本采用在一个罐体内设有橡胶囊，把罐体分割成两部分，一部分直接与物料连通，另一部分充一定的压缩空气。这类缓冲器只适合温度较低的场合，并且橡胶囊前后压缩差过大会影响橡胶囊的使用寿命。

为扩大使用范围，一般采用弹簧式、筒式或两者结合的方式，弹簧通过变形吸收振动能量，弹簧具有反应快的特点，但阻尼小，而且自身吸振时有往复运动；筒式在应对冲击振动时，阻尼大，但动态反应慢，常因无法及时吸收振动能量而导致设备受损。

中国专利公开号为CN101236119A，公开了“一种新型波纹管缓冲器”，其罐体内部的波纹管与罐盖组成腔体内设置弹簧，并充入气体，与波纹管一道吸收物料的脉冲能量，保证泵压测量准确。此缓冲装置将弹簧减震和筒式减震结合在一起，但只是简单叠加，也无法克服各自缺点，所以需要引入充气装置，而且对充气阀门的要求比较高。

中国专利公开号为CN107939898 A，公开了“一种波纹管式缓冲器”，采用双波纹管和质量块和变截面油针方式，解决充气装置引入问题，但其结构相对复杂，对生产工艺要求高，成本相对高等缺点。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明要解决的技术问题提供一种结构相对简单装置，解决弹簧阻尼小和易往复震动，筒式缓冲功能动态反应慢的技术问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是一种波纹管缓冲器，包括缓冲装置和弹性装置，所述缓冲装置包括接管、罐体、罐盖、缓冲室压力表，所述接管与所述罐体连接，所述缓冲室压力表与罐盖连接。

所述弹性装置包括波纹管、弹簧组件和气缸组件，所述波纹管下端为封闭端，上端与所述罐盖连接，形成气体室；所述弹簧组件设置在所述波纹管内，包括弹簧上座、弹簧下座和弹簧，所述弹簧上座和所述罐盖固定连接，所述弹簧下座和所述波纹管封闭端固定连接，所述弹簧两端分别与所述弹簧上座、弹簧下座固定连接；所述罐体、波纹管和罐盖围成缓冲室。

所述气缸组件设置在所述弹簧组件内，包括缸筒、端盖、活塞和连杆，所述缸筒上端封闭并和所述弹簧上座固定连接，所述缸筒下端和所述端盖连接；所述端盖中心设置有一个孔，所述孔半径大于所述连杆半径，且小于所述活塞半径；所述连杆贯穿所述孔，所述连杆下端和所述弹簧下座固定连接，所述连杆上端和所述活塞固定连接。

所述弹性装置通过所述罐盖设置在所述缓冲装置内部上端。

进一步地，所述接管与所述罐体下端连接。

进一步地，所述波纹管可采用金属或非金属材料。

进一步地，所述气体室可根据应用场合选择不同的惰性可压缩气体。

进一步地，所述气体室气体可采用空气。

进一步地，所述活塞外缘沿周向均匀设置多个通孔，所述通孔配置缓冲螺钉。

进一步地，所述缸筒内部上端设置橡胶阻尼。

进一步地，所述弹簧上座、弹簧下座、弹簧、连杆及活塞设置为同轴线。

相比现有技术，本发明的有益效果如下：

1、结构简单：本发明配置一个气缸组件，产生气体阻尼，无需充气装置，重复设置波纹管等设备，也不需要液压油；

2、可靠性能高：脉冲物料进入缓冲室，推动波纹管做升缩运动，弹簧下座带动活塞往上移动，就会沿缸筒轴向产生一个阻尼，气体阻尼空间相对较小，活塞在相对位移较小情况下能产生较大的阻尼，有效克服弹簧阻尼小，波纹管阻尼大但动态反应慢的特点，同时端盖设置也可保证活塞在缸筒内活动，这些设置在缓和压力脉冲的同时，也保证波纹管在其弹性范围内变化，避免了波纹管因内外压差大引起的压扁和拉坏现象，而且气缸技术是一种非常成熟的技术；

3、实用范围广：波纹管材质可根据物料特性选择采用金属或非金属材料，气体选用也可根据工况变化，不仅可以满足常规需求，对耐温耐压性要求高场合尤为实用；

4、密封性能好：本发明采用罐盖密封方式，在波纹管等部件损坏时，物料不外泄。

附图说明

图1是本发明波纹管缓冲器的结构示意图；

图2是本发明实施例1气缸组件示意图；

图3是本发明实施例2气缸组件示意图；

附图中，1-接管、2-罐体、3-缓冲室、41-端盖、42-连杆、43-活塞、44-缓冲螺钉、45-缸筒、46-橡胶、5-气体室、6-波纹管、7-弹簧下座、8-弹簧、9-密封圈、10-弹簧上座、11-缓冲灌盖、12-缓冲压力表。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

实施例一

如图1所示，本发明包括缓冲装置和弹性装置，其中：

缓冲装置包括接管1、罐体2、罐盖11、缓冲室压力表12，接管1与罐体2下端连接，缓冲室压力表12与罐盖11连接，用于测量观察缓冲室3的压力。

弹性装置包括波纹管6、弹簧组件和气缸组件，波纹管6下端为封闭端，上端与罐盖11连接，形成气体室5。

弹簧组件包括弹簧上座10、弹簧下座7和弹簧8，弹簧上座10位于罐盖11下方并和罐盖11固定连接，弹簧下座7和波纹管6封闭端固定连接，弹簧8两段分别和弹簧上座10、弹簧下座7固定连接；罐体2、波纹管6和罐盖11围成缓冲室3。

如图2所示，气缸组件包括连杆42、端盖41、活塞43、缓冲螺钉44和缸筒45，缸筒45上端为封闭端，该端和弹簧上座固定连接，缸筒45下端开放并和端盖41固定连接。端盖41中心有一孔，其孔半径大于连杆横切面半径，且小于活塞半径，确保活塞43只能在缸筒45内活动。连杆42下端和弹簧下座7固定连接，上端和活塞43固定连接。活塞43沿周向均匀设置多个通孔，通孔配置缓冲螺钉44。

弹簧上座10、弹簧下座7、弹簧8、缸筒45、活塞43和连杆42同轴线。

弹性装置通过所述罐盖11设置在缓冲装置内部上端。罐盖11和罐体2固定连接，中间设置密封圈9。

波纹管材料和气体室5中的气体可根据应用场合不同分别选用不同物料，其中，波纹管材料可采用金属或非金属材料，比如铜、钢和塑料等；气体室5中的气体采用惰性可压缩气体，如氖气或氮气，也可采用空气。

1、本发明工作原理如下：

本发明提供三种压力脉冲缓和方式，分别为弹簧阻尼缓冲、筒式阻尼缓冲和气体阻尼缓冲。

弹簧阻尼缓冲由弹簧8提供，具有反应快，但阻尼小和易往复震动等特点；

筒式阻尼缓冲由波纹管6和罐盖11围成的气体室5提供，具有阻尼大，但动态反应慢特点；

气体阻尼缓冲由缸筒45和活塞43构成的气体室提供，具有阻尼相对较大，但动态反应快特点。

在波纹管缓冲器开始接受物料脉冲冲击时，弹簧虽然能及时响应，但提供的阻尼小，缓冲减压不到位，而筒式减压装置由于动态反应慢，无法分担减压任务。

这时气体阻尼缓冲就承担主要缓冲任务，压力脉冲得到缓和，由于气体阻尼的缓冲作用，还进一步避免了弹簧缓冲带来的往复震动问题。

2、具体工作过程如下：

缓冲室3接受接管1的脉冲物料，通过和气体室5之间的压力差，推动波纹管6做升缩运动，从而改变缓冲室3的体积，吸收因脉冲产生的能量，消除脉冲，稳定物料的压力脉冲。

同时，波纹管6往上做升缩运动，通过连杆42推动活塞43往上移动，活塞43上的缓冲螺钉44由于自身重量自动闭合活塞43通孔，活塞43与缸筒45内壁间形成一个气体阻尼，由于构成气体阻尼空间的活塞43和缸筒45都为刚性物体，活塞43在相对位移较小情况下能产生较大的阻尼，该气体阻尼在波纹管6因升缩不够筒式减压还未发挥作用时，补充弹簧阻尼的不足，有效克服弹簧阻尼小，筒式阻尼大但动态反应慢的特点。当因波纹管6收缩到一定程度，使筒体阻尼大于气体阻尼时，缓冲螺钉44因活塞43上下的压力差，开启活塞43通孔，气体阻尼停止工作。当缓冲室3压力小，波纹管6往下做升缩运动时，弹簧下座7通过连杆42带动活塞43往下运动，缓冲螺钉44由于缸筒45内活塞42上下室内的压力差，开放通孔，波纹管6拉伸到一定程度，活塞43由于受端盖41的卡位，停止下降，通过连杆42和弹簧下座7，阻止波纹管6活动，从而防止波纹管6被拉坏。优选地，也可以通过在缸筒45内壁下端设置向内一定高度的环形突起，环形突起也能取到和端盖41一样的卡位效果。

实施例二

如图3所示，活塞43不设通孔和缓冲螺钉，在缸筒45封闭段铺设一定厚度的橡胶46，其它结构和实施例一相同，弹性装置通过所述罐盖11设置在缓冲装置内部上端。本实施例，由活塞43和缸筒45围成的气体阻尼因为没有缓冲螺钉设置，无法适时释放其工作状态，所以在缸体45封闭段铺设一定厚度的橡胶46，其辅助缓冲的功能也相应受影响，适用于对脉冲缓冲要求不高的场合。活塞43和缸筒45围成的气体阻尼使用和气体室5相同的气体。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (8)

1.一种波纹管缓冲器，包括缓冲装置和弹性装置，其中：

所述缓冲装置包括接管、罐体、罐盖和缓冲室压力表，所述接管与所述罐体连接，所述缓冲室压力表与所述罐盖连接；

所述弹性装置包括波纹管与弹簧组件，所述波纹管下端为封闭端，上端与所述罐盖连接，形成气体室；所述弹簧组件设置在所述波纹管内，包括弹簧上座、弹簧下座和弹簧，所述弹簧上座和所述罐盖固定连接，所述弹簧下座和所述波纹管封闭端固定连接，所述弹簧两端分别和所述弹簧上座、弹簧下座固定连接；所述罐体、波纹管和罐盖围成缓冲室；

所述弹性装置通过所述罐盖设置在所述缓冲装置内部上端；

其特征在于：所述弹性装置还包括气缸组件，所述气缸组件设置在所述弹簧组件内，所述气缸组件包括缸筒、端盖、活塞和连杆，所述活塞设于所述缸筒内；所述缸筒上端封闭并和所述弹簧上座固定连接，下端和所述端盖连接；所述端盖中心设置有一个孔，所述孔的半径大于所述连杆半径且小于所述活塞半径；所述连杆贯穿所述孔，所述连杆下端和所述弹簧下座固定连接，所述连杆上端和所述活塞固定连接。

2.根据权利要求1所述的波纹管缓冲器,其特征在于：所述接管与所述罐体下端连接。

3.根据权利要求1所述的波纹管缓冲器,其特征在于：所述波纹管可采用金属或非金属材料。

4.根据权利要求1所述的波纹管缓冲器,其特征在于：所述气体室可根据应用场合选择不同的惰性可压缩气体。

5.根据权利要求1所述的波纹管缓冲器,其特征在于：所述气体室气体可采用空气。

6.根据权利要求1所述的波纹管缓冲器,其特征在于：所述活塞外缘沿周向均匀设置多个通孔，所述通孔配置缓冲螺钉。

7.根据权利要求1所述的波纹管缓冲器,其特征在于：所述缸筒内部上端设置橡胶阻尼。

8.根据权利要求1所述的波纹管缓冲器,其特征在于：所述弹簧上座、弹簧下座、弹簧、缸筒、连杆及活塞设置为同轴线。