CN109027096B - 一种薄壁小孔式液压缓冲器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种薄壁小孔式液压缓冲器，包括：液压缸，包括缸体内腔以及缸体外腔，缸体内腔与缸体外腔内均填充有液压油，缸体内腔的缸体壁上开设有节流小孔，与缸体外腔连通；移动活塞，下端插入到缸体内腔且与缸体内腔活动连接，移动活塞内具有腔体，该腔体内注入有惰性气体；以及T型棒，上端伸入到腔体内，下端固定在缸体内腔的底端的中心处。该薄壁小孔式液压缓冲器利用节流小孔的节流作用以及T型棒压缩腔体内的惰性气体来实现缓冲。另外，利用T型棒压缩惰性气体能够有效地缩短缓冲部分的高度，降低了移动活塞内的气压，有效的降低了移动活塞的高度以及移动活塞复位时的加速度，提高了整个装置的结构紧凑型，也便于加工与安装。

Description

一种薄壁小孔式液压缓冲器
技术领域
本发明涉及液压缓冲领域，具体涉及一种薄壁小孔式液压缓冲器。
背景技术
液压缓冲器主要实现缓冲和复位两种功能。在缓冲过程中主要通过节流的形式消耗冲击动能，在复位过程中主要通过弹簧或者气弹簧(活塞式气缸或者蓄能器)进行复位。若采用弹簧复位，为了避免弹簧作用力过大，在缓冲结束后弹簧仍需预留一定的高度，因此会提高了缓冲器的高度，造成空间的浪费。而采用气弹簧复位，如中国发明专利CN1613741A公开了一种电梯用小尺寸液压缓冲器所示，由于气体在压缩中不能全部压缩并且为了保证气体压力不能过大，无论是活塞式气缸或者蓄能器，都必须预留足够的高度或者外接部分装置，这样使得缓冲器结构不够紧凑，造成空间的浪费。尤其针对高速、重载的工况下，极大提高了缓冲器的高度，这对缓冲器的加工、安装造成不便。另外，利用上述方法进行复位时，在复位过程中作用力较大，使得移动活塞的冲击加速度较大。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种薄壁小孔式液压缓冲器。
本发明提供了一种薄壁小孔式液压缓冲器，具有这样的特征，包括：液压缸，包括缸体内腔以及缸体外腔，缸体内腔与缸体外腔内均填充有液压油，缸体内腔的缸体壁上开设有节流小孔，与缸体外腔连通；移动活塞，下端插入到缸体内腔且与缸体内腔活动连接，移动活塞内具有腔体，该腔体内注入有惰性气体；以及T型棒，上端伸入到腔体内，下端固定在缸体内腔的底端的中心处。该薄壁小孔式液压缓冲器利用节流小孔的节流作用以及T型棒压缩腔体内的惰性气体来实现缓冲。另外，利用T型棒压缩惰性气体能够有效地缩短缓冲部分的高度，降低了移动活塞内的气压，有效的降低了移动活塞的高度以及移动活塞复位时的加速度，提高了整个装置的结构紧凑型，也便于加工与安装。
在本发明提供的薄壁小孔式液压缓冲器中，还可以具有这样的特征：其中，T型棒的上端直径小于移动活塞的腔体的内径。由于T型棒的上端直径较小，则其压缩腔体内的惰性气体的体积有限，使得惰性气体气压升高幅度较小，能够降低复位时移动活塞的加速度。
在本发明提供的薄壁小孔式液压缓冲器中，还可以具有这样的特征：其中，节流小孔的流通长度与孔径的比值≤0.5，使得节流小孔成为薄壁小孔，能够让液压油的流量更加稳定。
在本发明提供的薄壁小孔式液压缓冲器中，还可以具有这样的特征：其中，节流小孔在缸体壁上沿着缸体内腔的高度方向上呈多圈环形阵列分布，这样的结构让滑动活塞能够以一个较为匀速的加速度向缸体内腔滑动。
在本发明提供的薄壁小孔式液压缓冲器中，还可以具有这样的特征：其中，节流小孔的面积沿着高度方向自上而下地减小，该逐渐减小的节流小孔的面积使得移动活塞在向下滑动的缓冲力逐渐增加。另外，通过对节流小孔的直径的设计，能够让该薄壁小孔式液压缓冲器的缓冲性能成为可控的。
在本发明提供的薄壁小孔式液压缓冲器中，还可以具有这样的特征：其中，缸体外腔的体积大于缸体内腔与缸体外腔内填充的液压油的总体积，使得液压油在移动活塞完全进入到缸体内腔时，液压油也不会从缸体外腔内流出。
在本发明提供的薄壁小孔式液压缓冲器中，还可以具有这样的特征：其中，缸体内腔的缸体壁的底部设置有控制液压油的流向的单向阀。该单向阀能够控制液压油的流向，使得液压油只能从缸体外腔流向缸体内腔，实现移动活塞向上滑动进行复位。
在本发明提供的薄壁小孔式液压缓冲器中，还可以具有这样的特征：其中，在移动活塞与T型棒以及液压缸接触的位置处均设置有密封构件。密封构件的设置能够避免液压油进入到移动活塞的腔体内，影响移动活塞的运行。
在本发明提供的薄壁小孔式液压缓冲器中，还可以具有这样的特征：其中，缸体外腔的顶端上设置有排气孔，能够在液压油向缸体外腔流动时，将液压缸内的空气排出。
在本发明提供的薄壁小孔式液压缓冲器中，还可以具有这样的特征：其中，移动活塞的顶部设置有缓冲垫。该缓冲垫能够缓冲载荷在接触到移动活塞时的压力，起到缓冲的作用。另外，也能够保护移动活塞的顶部，延长其使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例中薄壁小孔式液压缓冲器无负荷时的剖视图；
图2是本发明实施例中节流小孔的分布示意图；
图3是本发明实施例中薄壁小孔式液压缓冲器在压缩过程时的状态剖视图；
图4是本发明实施例中薄壁小孔式液压缓冲器被全行程压缩时的状态剖视图；
图5是本发明实施例中移动活塞的位移行程与节流小孔的面积的关系图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的薄壁小孔式液压缓冲器作具体阐述。
图1是本发明实施例中薄壁小孔式液压缓冲器无负荷时的剖视图。图2是本发明实施例中节流小孔的分布示意图。
如图1所示，薄壁小孔式液压缓冲器100包括液压缸10、移动活塞20以及T型棒30。
液压缸10包括缸体外腔11与缸体内腔12，缸体外腔11与缸体内腔12内均填充有液压油。但液压油未填满缸体外腔11。
缸体外腔11的顶端设置有排气孔13。该排气孔13能够在移动活塞20在载荷的作用下向下运动时，将液压缸10内的空气排出。
缸体内腔12设置在缸体外腔11内，缸体壁上开设有节流小孔14。该节流小孔14的流通长度与孔径的比值≤0.5，为薄壁小孔。
节流小孔14在缸体壁上的排列方式如图2所示，沿着缸体壁的高度方向上呈多圈环形阵列分布。每一圈的节流小孔14的直径相同，面积相同。沿着缸体壁的高度方向自上而下地节流小孔14的总面积减小。
缸体内腔12的缸体壁底部设置有单向阀15。单向阀15用于控制液压油的流向，由缸体外腔11向缸体内腔12内流动，实现移动活塞20的复位。
缸体内腔12通过节流小孔14与单向阀15与缸体外腔11连通。
移动活塞20的下端插入到缸体内腔12内。且下端的边缘与缸体内腔12的缸体内壁接触，中心位置处设置有供T型棒30贯穿的贯穿孔。移动活塞20的上端的顶部设置有橡胶垫22作为缓冲垫。移动活塞20的上、下两端与侧壁之间形成腔体21，该腔体21内充有惰性气体。
在移动活塞20下端的中心位置处的贯穿孔的内侧设置有O型圈23，下端的外侧与缸体内腔12的缸体壁处设置有U型圈24。另外，在缸体外腔12的上端与移动活塞20接触的位置处也设置有U型圈。O型圈23与U型圈24均作为密封构件，避免液压油进入到移动活塞20内。
T型棒30的上端水平部通过贯穿孔深入到移动活塞20的腔体21内，上端水平部的直径小于腔体21的内径。下端垂直部的底端固定在缸体内腔12的底板的中心位置处。
如图3所示，薄壁小孔式液压缓冲器100的缓冲过程为：当载荷与移动活塞20顶部的橡胶垫22发生碰撞后。首先，移动活塞20沿着缸体内腔12的内壁向下滑动，使得缸体内腔12中的油液压力升高。液压油通过缸体壁的节流小孔14进入，将缸体外腔11中残留的气体通过排气孔13排出。同时，T型棒30逐渐进入移动活塞20的腔体21内，压缩惰性气体。在气体压力以及油液压力的共同作用下，起到减速的作用，直至速度为零。随着移动活塞20的下降，部分液压油通过节流孔10进入移动活塞20与缸体内腔12之间形成的空腔，再次形成节流效果。移动活塞20被全行程压缩时如图4所示。
在整个缓冲过程中，移动活塞20的位移行程与节流小孔的面积关系如图5所示。由于移动活塞20的压缩，节流小孔14的面积逐渐减小，来自液压油的阻力将逐渐增大，其结果是，载荷的下降速度缓慢降至零。通过改变进入移动活塞20内T型棒30的体积来压缩移动活塞20内的惰性气体，储存部分冲击动能用于移动活塞20复位。
薄壁小孔式液压缓冲器100的复位过程为：撤去载荷，移动活塞20的腔体21内的气体压力大于大气压力，使得移动活塞20向上运动，缸体内腔12中的液压油的压力下降，使得缸体外腔11中的液压油通过单向阀15以及节流小孔14缸体内腔12，促使移动活塞20向上运动，完成复位。同时，T型棒3逐渐进入缸体内腔12中，活塞20内的惰性气体膨胀。
另外，假设缓冲过程近似为绝热过程，利用气体状态方程可得以下公式：
Figure BDA0001789076560000071
式中，p0为初始充气压力，lp为移动活塞的高度，x为移动活塞压缩行程，dT为T型棒的直径，dp为移动活塞的内径。
由此可得，气体压力p为：
Figure BDA0001789076560000072
当x＝lp时，气体压力
Figure BDA0001789076560000073
由于T型棒的直径dT小于移动活塞的内径dp，即
Figure BDA0001789076560000074
是一个较小值。因此，当缓冲结束时，移动活塞内的气体压力较小。在复位时，由于气体压力较低，使得移动活塞复位时加速度较小，减小了复位时移动活塞的加速度，减少了复位时的冲击。
上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换，这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。
进一步地，在本实施例中，节流小孔的流通长度与孔径的比值≤0.5。节流小孔的面积与载荷大小、缓冲过程的加速度大小、压缩行程以及液压缸的横截面积或移动活塞的横截面有关，因此，在其他实施例中，节流小孔的直径可以根据缓冲性能的要求来具体设计。

Claims (9)

1.一种薄壁小孔式液压缓冲器，其特征在于，包括：
液压缸，包括缸体内腔以及缸体外腔，所述缸体内腔与所述缸体外腔内均填充有液压油，所述缸体内腔的缸体壁上开设有节流小孔，与所述缸体外腔连通；
移动活塞，下端插入到所述缸体内腔且与所述缸体内腔活动连接，所述移动活塞内具有腔体，该腔体内注入有惰性气体；
T型棒，上端伸入到所述腔体内，下端固定在所述缸体内腔的底端的中心处，
其中，所述T型棒的上端直径小于所述移动活塞的所述腔体的内径。
2.根据权利要求1所述的薄壁小孔式液压缓冲器，其特征在于：
其中，所述节流小孔的流通长度与孔径的比值≤0.5。
3.根据权利要求1所述的薄壁小孔式液压缓冲器，其特征在于：
其中，所述节流小孔在所述缸体壁上沿着所述缸体内腔的高度方向上呈多圈环形阵列分布。
4.根据权利要求3所述的薄壁小孔式液压缓冲器，其特征在于：
其中，所述节流小孔的面积沿着所述高度方向自上而下地减小。
5.根据权利要求1所述的薄壁小孔式液压缓冲器，其特征在于：
其中，所述缸体外腔的体积大于所述缸体内腔与所述缸体外腔内填充的所述液压油的总体积。
6.根据权利要求1所述的薄壁小孔式液压缓冲器，其特征在于：
其中，所述缸体内腔的缸体壁的底部设置有控制所述液压油的流向的单向阀。
7.根据权利要求1所述的薄壁小孔式液压缓冲器，其特征在于：
其中，在所述移动活塞与所述T型棒以及所述液压缸接触的位置处均设置有密封构件。
8.根据权利要求1所述的薄壁小孔式液压缓冲器，其特征在于：
其中，所述缸体外腔的顶端上设置有排气孔。
9.根据权利要求1所述的薄壁小孔式液压缓冲器，其特征在于：
其中，所述移动活塞的顶部设置有缓冲垫。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109723307B (zh) * 2019-02-14 2024-04-12 苏州市富尔达科技股份有限公司 一种液压闭门器
CN109838491A (zh) * 2019-03-08 2019-06-04 上海理工大学 一种气体复位的带有锥形棒的多级液压缓冲器
CN110921458B (zh) * 2019-12-16 2021-08-20 安徽金晥泵业科技股份有限公司 一种点刹式液压缓冲器
CN112879479B (zh) * 2021-02-23 2022-03-22 上海交通大学 一种用于冲击试验装置的流体阻尼器
CN114718976A (zh) * 2021-11-16 2022-07-08 龚颖 一种液压阻尼器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1012255A (en) * 1963-03-22 1965-12-08 Baumgartner Hans Improvements in doors with dashpots
EP0021698A1 (en) * 1979-06-08 1981-01-07 Oleo International Holdings Limited Cushioning devices
US6047839A (en) * 1998-02-03 2000-04-11 Huggins; Russell J. Rail car buffer
JP2004324879A (ja) * 2003-04-10 2004-11-18 Mitsubishi Electric Corp 油圧緩衝器
CN1613741A (zh) * 2004-12-02 2005-05-11 上海交通大学 电梯用小尺寸液压缓冲器
CN101429983A (zh) * 2007-10-11 2009-05-13 尤洛考普特公司 车辆阻尼器
FR2902850B1 (fr) * 2006-06-21 2012-04-27 Soben Dispositif a butee hydraulique, notamment pour amortisseur reglable

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1012255A (en) * 1963-03-22 1965-12-08 Baumgartner Hans Improvements in doors with dashpots
EP0021698A1 (en) * 1979-06-08 1981-01-07 Oleo International Holdings Limited Cushioning devices
US6047839A (en) * 1998-02-03 2000-04-11 Huggins; Russell J. Rail car buffer
JP2004324879A (ja) * 2003-04-10 2004-11-18 Mitsubishi Electric Corp 油圧緩衝器
CN1613741A (zh) * 2004-12-02 2005-05-11 上海交通大学 电梯用小尺寸液压缓冲器
FR2902850B1 (fr) * 2006-06-21 2012-04-27 Soben Dispositif a butee hydraulique, notamment pour amortisseur reglable
CN101429983A (zh) * 2007-10-11 2009-05-13 尤洛考普特公司 车辆阻尼器

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