CN109653131B - 一种消能护栏装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三级消能单元及消能护栏装置，三级消能单元包括同轴依次连接的消能套筒、破损体套筒以及破损体轴；消能套筒的一端封闭，另一端开口，且开口端连接所述破损体套筒，消能套筒内壁设有多条导水槽，消能套筒的侧壁设有水流通孔；破损体套筒的内壁与破损体轴的外壁为波纹摩擦面，且紧密接触；破损体轴伸入破损体套筒的一端连接有密封块，密封块与消能套筒的内壁围成密封腔体，密封块与消能套筒的内底面之间设有弹簧；导水槽与密封块之间的距离大于零。本发明能同时利用破坏破损体轴和破损体套筒的剪切力、弹簧的变形和水的缓冲作用，实现三级消能，能够承受较大冲击力的作用。

Description

一种消能护栏装置

技术领域

本发明属于道路安全防护技术领域，涉及一种三级消能单元及消能护栏装置。

背景技术

近年来，我国公路建设快速发展，截至目前，我国公路总里程数达170万公里，但是随之带来的道路交通安全问题日益凸显。公路仿防撞护栏是最重要的安全防护措施之一，它对国民经济和社会的发展起着重要的影响作用，是公路最重要的安全保障设施。现有的防撞护栏直接采用钢筋混泥土连接，能起到保护车辆的目的，但是钢筋混泥土结构的护栏刚度过大，汽车碰撞后消能效果较差，发生交通事故后对车辆和驾驶人员的损伤较大。因此，如何提高防撞护栏的消能效果，以降低交通事故后对车辆和驾驶人员的损伤是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种消能护栏装置，克服现有防撞护栏的消能效果差的缺陷。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种三级消能单元，包括同轴依次连接的消能套筒、破损体套筒以及破损体轴；

所述消能套筒的一端封闭，另一端开口，且开口端连接所述破损体套筒，所述消能套筒内壁设有多条导水槽，消能套筒的侧壁设有水流通孔；

所述破损体套筒的内壁与破损体轴的外壁为波纹摩擦面，且紧密接触；所述破损体轴伸入破损体套筒的一端连接有密封块，所述密封块与消能套筒的内壁围成密封腔体，所述密封块与消能套筒的内底面之间设有弹簧；所述导水槽与密封块之间的距离大于零。

本发明还包括如下技术特征：

可选地，所述破损体轴上设有多个破损销轴，每个破损销轴沿破损体轴的径向布设。

可选地，所述破损销轴贯穿破损体轴且伸出破损体轴的表面，所述多个破损销轴分为多组破损销轴组，每组破损销轴组的破损销轴之间等间距平行布设。

可选地，所述破损体轴与密封块之间、所述消能套筒与破损体套筒之间均通过螺栓固定连接。

可选地，所述消能套筒的开口端的端面、所述消能套筒的密封端的端面以及所述破损体套筒的侧壁均设有螺栓孔；

所述破损体轴远离破损体套筒的端部设有挡板连接法兰，所述挡板连接法兰上设有螺栓孔。

可选地，所述导水槽的平行于消能套筒的中心轴线；所述弹簧与所述消能套筒同轴布设。

可选地，所述破损体套筒的内壁设有多个平行于破损体套筒中心轴线的弧形凸起，所述弧形凸起的表面为波纹摩擦面；所述破损体轴的侧壁上设有多个平行于破损体轴的中心轴线的弧形凹槽，所述弧形凹槽的表面为波纹摩擦面；所述弧形凸起与所述弧形凹槽紧密配合安装。

本发明还提供一种消能护栏装置，包括多个所述的三级消能单元，还包括多个固定轴、平行于固定轴的竖向的碰撞挡板以及供水管道；所述消能套筒的密封端安装在所述固定轴上，所述挡板连接法兰安装在所述碰撞挡板上，且所述消能套筒和破损体轴垂直于所述固定轴和碰撞挡板；

所述水流通孔与供水管道之间通过软管密封连通，所述软管上设有单向阀。

可选地，每个所述固定轴上设有两个三级消能单元，两个三级消能单元的水流通孔之间通过软管密封连通，且其中一个三级消能单元的水流通孔与供水管道之间通过软管密封连通。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

（Ⅰ）本发明能同时利用破坏破损体轴和破损体套筒的剪切力、弹簧的变形和水的缓冲作用，实现三级消能，能够承受较大冲击力的作用；当装置被压缩时，利用水的缓冲作用，消能过程平缓，效果较好；剪断破坏破损体轴和破损体套筒的消能，不仅有来自破损销轴的剪切作用，还有来波纹摩擦面的旋合破坏体的搓擦作用，进一步增加了接触面积，增加了摩擦力作用，减小了破损销轴的使用，解决了占用空间大的问题。

（Ⅱ）本发明中，采用了水的缓冲消能方式使冲撞过程平缓，具体的，水能通过供水管道再经过单向阀补充进消能套筒密封腔体里面，保证消能套筒的水是足够的，当冲击力冲击上去的时候，破损体轴沿着消能套筒向内移动，此时由于单向阀作用，水不能倒流，水被足够压缩，破损体轴继续沿着消能套筒向里移动，当密封块移动过导水槽时，此时被压缩的水通过导水槽往外挤压，消能套筒里面的水被不断往外挤压，由于水的缓冲作用使破损体轴的移动不断被缓冲，使冲撞过程变得平缓。

（Ⅲ）本发明采用破损体轴和破损体套筒、破损销轴共同消能，具体的，当冲击力撞击挡板时，破损体轴沿着破损体套筒移动，由于破损体轴与破损体套筒紧密旋合，移动过程中，两者之间的相互搓擦作用进行消能，同时当破损体轴运动到一定位置时，破损体套筒前端面与破损销轴接触，进一步运动将使破损销轴被剪断，进一步进行消能，增加了消能效果，减小了破损销轴的使用，解决了占用空间大的问题。

（Ⅳ）本发明中，由于整个过程，弹簧会发生变形，也会进一步消能，因此整个过程同时伴随有破损体轴和破损体套筒的剪切力、弹簧的变形和水的缓冲作用进行碰撞消能，实现三级消能效果，能够承受较大冲击力的作用。

附图说明

图1为本发明的消能护栏装置的整体结构示意图；

图2为本发明的三级消能单元的整体结构示意图；

图3为本发明的三级消能单元的剖面图；

图4为本发明的破损体套筒的安装结构示意图；

图5为本发明的消能套筒的结构示意图；

图6为本发明的破损体套筒的结构示意图；

图7为本发明的破损体轴的结构示意图；

图中各标号表示为:1-消能套筒，2-破损体套筒，3-破损体轴，4-密封块，5-三级消能单元，6-固定轴，7-碰撞挡板，8-供水管道，9-软管；

11-导水槽，12-水流通孔，13-密封腔体，14-弹簧；

21-弧形凸起；

31-破损销轴，32-挡板连接法兰，33-弧形凹槽；

91-单向阀。

具体实施方式

遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

如图1至7所示，一种三级消能单元，包括同轴依次连接的消能套筒1、破损体套筒2以及破损体轴3；消能套筒1的一端封闭，另一端开口，且开口端连接破损体套筒2，消能套筒1内壁设有多条导水槽11，消能套筒1的侧壁设有水流通孔12；破损体套筒2的内壁与破损体轴3的外壁为波纹摩擦面，且紧密接触；破损体轴3伸入破损体套筒2的一端连接有密封块4，密封块4与消能套筒1的内壁围成密封腔体13，密封块4与消能套筒1的内底面之间设有弹簧14；导水槽11与密封块4之间的距离大于零。

通过上述技术方案，采用了水的缓冲消能方式使冲撞过程平缓，具体的，水能通过供水管道再经过单向阀补充进消能套筒密封腔体里面，保证消能套筒的水是足够的，当冲击力冲击上去的时候，破损体轴沿着消能套筒向内移动，此时由于单向阀作用，水不能倒流，水被足够压缩，破损体轴继续沿着消能套筒向里移动，当密封块移动过导水槽时，此时被压缩的水通过导水槽往外挤压，消能套筒里面的水被不断往外挤压，由于水的缓冲作用使破损体轴的移动不断被缓冲，使冲撞过程变得平缓。采用破损体轴和破损体套筒、破损销轴共同消能，具体的，当冲击力撞击挡板时，破损体轴沿着破损体套筒移动，由于破损体轴与破损体套筒紧密旋合，移动过程中，两者之间的相互搓擦作用进行消能，同时当破损体轴运动到一定位置时，破损体套筒前端面与破损销轴接触，进一步运动将使破损销轴被剪断，进一步进行消能，增加了消能效果，减小了破损销轴的使用，解决了占用空间大的问题。由于整个过程，弹簧会发生变形，也会进一步消能，因此整个过程同时伴随有破损体轴和破损体套筒的剪切力、弹簧的变形和水的缓冲作用进行碰撞消能，实现三级消能效果，能够承受较大冲击力的作用。

本实施例中，破损体轴3上设有多个破损销轴31，每个破损销轴31沿破损体轴3的径向布设；当破损体轴运动到一定位置时，破损体套筒前端面与破损销轴接触，进一步运动将使破损销轴被剪断，进一步进行消能，增加了消能效果。

更具体的，破损销轴31贯穿破损体轴3且伸出破损体轴3的表面，多个破损销轴31分为多组破损销轴组，每组破损销轴组的破损销轴31之间等间距平行布设；当破损体轴运动到一定位置时，破损体套筒前端面与破损销轴接触，进一步运动将使破损销轴被剪断，进一步进行消能，增加了消能效果。

破损体轴3与密封块4之间、消能套筒1与破损体套筒2之间均通过螺栓固定连接，增加装置的稳固性。

消能套筒1的开口端的端面、消能套筒1的密封端的端面以及破损体套筒2的侧壁均设有螺栓孔，其中，消能套筒1的开口端的端面及破损体套筒2的侧壁的螺栓孔用以通过螺栓固定连接消能套筒1和破损体套筒2；破损体轴3远离破损体套筒2的端部设有挡板连接法兰32，挡板连接法兰32上设有螺栓孔，用以连接碰撞挡板。

导水槽11平行于消能套筒1的中心轴线，当密封块移动过导水槽时，此时被压缩的水通过导水槽往外挤压，消能套筒里面的水被不断往外挤压，由于水的缓冲作用使破损体轴的移动不断被缓冲，使冲撞过程变得平缓；弹簧14与消能套筒1同轴布设，弹簧会发生变形，也会进一步消能。

破损体套筒2的内壁设有多个平行于破损体套筒2中心轴线的弧形凸起21，弧形凸起21的表面为波纹摩擦面；破损体轴3的侧壁上设有多个平行于破损体轴3的中心轴线的弧形凹槽33，弧形凹槽33的表面为波纹摩擦面；弧形凸起21与弧形凹槽33紧密配合安装，当冲击力撞击挡板时，破损体轴沿着破损体套筒移动，由于破损体轴与破损体套筒紧密旋合，移动过程中，两者之间的相互搓擦作用进行消能。

实施例2：

如图1所示，本实施例提供一种消能护栏装置，包括多个实施例1中的三级消能单元5，还包括多个固定轴6、平行于固定轴6的竖向的碰撞挡板7以及供水管道8；消能套筒1的密封端安装在固定轴6上，挡板连接法兰32安装在碰撞挡板上7，且消能套筒1和破损体轴3垂直于固定轴6和碰撞挡板7；水流通孔12与供水管道8之间通过软管9密封连通，软管9上设有单向阀91。其中，固定轴6垂直固定在地面；本实施例采用了水的缓冲消能方式使冲撞过程平缓，具体的，水能通过供水管道再经过单向阀补充进消能套筒密封腔体里面，保证消能套筒的水是足够的，当冲击力冲击上去的时候，破损体轴沿着消能套筒向内移动，此时由于单向阀作用，水不能倒流，水被足够压缩，破损体轴继续沿着消能套筒向里移动，当密封块移动过导水槽时，此时被压缩的水通过导水槽往外挤压，消能套筒里面的水被不断往外挤压，由于水的缓冲作用使破损体轴的移动不断被缓冲，使冲撞过程变得平缓。采用破损体轴和破损体套筒、破损销轴共同消能，具体的，当冲击力撞击挡板时，破损体轴沿着破损体套筒移动，由于破损体轴与破损体套筒紧密旋合，移动过程中，两者之间的相互搓擦作用进行消能，同时当破损体轴运动到一定位置时，破损体套筒前端面与破损销轴接触，进一步运动将使破损销轴被剪断，进一步进行消能，增加了消能效果，减小了破损销轴的使用，解决了占用空间大的问题。由于整个过程，弹簧会发生变形，也会进一步消能，因此整个过程同时伴随有破损体轴和破损体套筒的剪切力、弹簧的变形和水的缓冲作用进行碰撞消能，实现三级消能效果，能够承受较大冲击力的作用。

本实施例中，每个固定轴6上设有两个三级消能单元5，两个三级消能单元5的水流通孔12之间通过软管9密封连通，且其中一个三级消能单元5的水流通孔12与供水管道8之间通过软管9密封连通。

本发明的工作过程：

第一步，汽车发生意外，碰撞在碰撞挡板上；

第二步，碰撞挡板在撞击力的作用下，向内移动；

第三步，破损体轴被碰撞挡板的带动下，向内侧运动，致使破损体轴在消能套筒内运动；

第四步，三级消能装置同时开始作用：一级消能作用：消能套筒内的水被压缩，由于破损体轴在消能套筒内继续运动，直到密封块后端面到达导水槽时，被压缩的水逐渐被释放，从而将撞击力转化为水的动能和内能，起到一级消能缓冲作用；二级消能作用：由于破损体轴在消能套筒内继续运动，致使弹簧逐渐被压缩，进一步将撞击力转换为弹力势能，起到二级消能作用；三级消能作用：由于破损体轴与破损体套筒之间也会发生相对运动，此时互相配合的弧形凸起和弧形凹槽的波纹摩擦面之间发生搓擦，进一步将撞击力转化为内能；又损体轴与破损体套筒之间继续发生相对运动，当运动到一定位置时，破损体套筒前端面与破损销轴接触，进一步运动将使破损销轴被剪断，进一步被消能。

第五步，当车辆的撞击力在三级消能作用下，完全抵消时，车辆被停下来，进一步减轻了发生交通事故后对车辆和驾驶人员的损伤。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (4)

1.一种消能护栏装置，其特征在于，包括多个三级消能单元（5），还包括多个固定轴（6）、平行于固定轴（6）的竖向的碰撞挡板（7）以及供水管道（8）；

所述三级消能单元（5）包括同轴依次连接的消能套筒（1）、破损体套筒（2）以及破损体轴（3）；

所述消能套筒（1）的一端封闭，另一端开口，且开口端连接所述破损体套筒（2），所述消能套筒（1）内壁设有多条导水槽（11），消能套筒（1）的侧壁设有水流通孔（12）；

所述破损体套筒（2）的内壁与破损体轴（3）的外壁为波纹摩擦面，且紧密接触；所述破损体轴（3）伸入破损体套筒（2）的一端连接有密封块（4），所述密封块（4）与消能套筒（1）的内壁围成密封腔体（13），所述密封块（4）与消能套筒（1）的内底面之间设有弹簧（14）；所述导水槽（11）与密封块（4）之间的距离大于零；

所述破损体轴（3）上设有多个破损销轴（31），每个破损销轴（31）沿破损体轴（3）的径向布设；

所述破损销轴（31）贯穿破损体轴（3）且伸出破损体轴（3）的表面，所述多个破损销轴（31）分为多组破损销轴组，每组破损销轴组的破损销轴（31）之间等间距平行布设；

所述导水槽（11）平行于消能套筒（1）的中心轴线；所述弹簧（14）与所述消能套筒（1）同轴布设；

所述破损体套筒（2）的内壁设有多个平行于破损体套筒（2）中心轴线的弧形凸起（21），所述弧形凸起（21）的表面为波纹摩擦面；所述破损体轴（3）的侧壁上设有多个平行于破损体轴（3）的中心轴线的弧形凹槽（33），所述弧形凹槽（33）的表面为波纹摩擦面；所述弧形凸起（21）与所述弧形凹槽（33）紧密配合安装；

所述消能套筒（1）的密封端安装在所述固定轴（6）上，所述挡板连接法兰（32）安装在所述碰撞挡板（7）上，且所述消能套筒（1）和破损体轴（3）垂直于所述固定轴（6）和碰撞挡板（7）；

所述水流通孔（12）与供水管道（8）之间通过软管（9）密封连通，所述软管（9）上设有单向阀（91）；

水能通过供水管道（8）补充进消能套筒（1）密封腔体（13）里。

2.如权利要求1所述的消能护栏装置，其特征在于，所述破损体轴（3）与密封块（4）之间、所述消能套筒（1）与破损体套筒（2）之间均通过螺栓固定连接。

3.如权利要求1所述的消能护栏装置，其特征在于，所述消能套筒（1）的开口端的端面、所述消能套筒（1）的密封端的端面以及所述破损体套筒（2）的侧壁均设有螺栓孔；

所述破损体轴（3）远离破损体套筒（2）的端部设有挡板连接法兰（32），所述挡板连接法兰（32）上设有螺栓孔。

4.如权利要求1所述的消能护栏装置，其特征在于，每个所述固定轴（6）上设有两个三级消能单元（5），两个三级消能单元（5）的水流通孔（12）之间通过软管（9）密封连通，且其中一个三级消能单元（5）的水流通孔（12）与供水管道（8）之间通过软管（9）密封连通。

Images