CN109723751A - 一种液态介质的抗冲击隔离器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液态介质的抗冲击隔离器，所述隔离器包括：外部贮液腔体(1)及其内部的三级隔冲系统；所述外部贮液腔体(1)注入阻尼液；所述三级隔冲系统由内部阻尼板及隔冲器组成；在所述外部贮液腔体(1)的顶部设置设备安装板(2)。本发明的隔离器整体分为三级结构，形成串联系统，但能发挥并联作用，能够对来源于任意方向的瞬时冲击载荷进行卸载；可分别调节各级结构中弹性元件的刚度，提高了横、纵向的隔冲能力；该隔离器内部贮存阻尼液，同时设计阻尼板结构，增加了隔离系统的粘性阻尼，进而极大的提高了隔离器的隔冲范围。

Description

一种液态介质的抗冲击隔离器

技术领域

本发明属于舰载设备抗冲击技术领域，特别涉及一种液态介质下进行多级抗冲击的隔离装置，具体涉及一种液态介质的抗冲击隔离器。

背景技术

海军舰船在战斗中不可避免的遭受水雷、鱼雷等敌方武器的攻击，产生的水下非接触爆炸一般不会击穿船体结构，却会造成惯导等其他电子设备的破坏。由此，如何保证舰载设备在复杂的冲击环境下能够保持正常稳定的运行，对舰船来说至关重要。但爆炸冲击载荷的大小和方向是不确定的，这就要求隔离器的隔冲范围要足够大，且能够防护来源于任意方向的冲击载荷。但大多数并联隔离器的隔冲范围不能够满足条件，刚度较大的隔离器对小冲击的防护能力较弱，同时，抗振能力较弱；而小刚度隔离器却不能够卸载较大的冲击载荷。

发明内容

本发明的发明目的在于克服目前隔离器存在的上述缺陷，提供了一种液态介质的抗冲击隔离器，能够实现在复杂冲击环境下，抑制低频振动和卸载较大的冲击载荷，即具有较大的隔冲范围，同时具有较强的多向抗冲击能力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种液态介质的抗冲击隔离器，所述隔离器包括：外部贮液腔体1及其内部的三级隔冲系统；所述外部贮液腔体1内注入阻尼液；所述三级隔冲系统由内部阻尼板及隔冲器组成；在所述外部贮液腔体1的顶部设置设备安装板2。

作为上述装置的一种改进，按隔冲方向划分，所述三级隔冲系统包括：第一级隔冲结构L1、第二级隔冲结构L2和第三级隔冲结构L3；所述第一级隔冲结构L1包括：垂向隔冲装置3和垂向阻尼板A；所述第二级隔冲结构L2包括：横向隔冲器4以及由横、纵向阻尼板构成的多向阻尼架B；所述第三级隔冲结构L3包括：纵向隔冲器5及焊接十字阻尼板C。

作为上述装置的一种改进，所述外部贮液腔体1的上部和下部设置顶板1-1及底板1-2组成，所述顶板1-1上设置十字孔1-1-1；使设备安装板2下焊接十字阻尼板C穿过。

作为上述装置的一种改进，所述横向隔冲器4和纵向隔冲器5的倾斜角度是可调节的；所述横向隔冲器4和纵向隔冲器5共有2组，每组两支，呈对称设置。

作为上述装置的一种改进，所述垂向阻尼板A、多向阻尼架B和十字阻尼板C均为轻型薄板。

作为上述装置的一种改进，所述垂向隔冲装置3由套筒座3-1、套筒3-2、导杆3-3、碟簧组件3-4、垫片3-5、缓冲橡胶片3-6、上连接杆3-7和连接基座3-8组成；所述套筒座3-1与套筒3-2、上连接杆3-7与连接基座3-8通过加工螺纹或焊接装配到一起；所述导杆3-3、碟簧组件3-4、垫片3-5、缓冲橡胶片3-6均安装在套筒3-2内部，其中导杆3-3底部用于放置碟簧的台阶3-3-1；所述上连接杆3-7由其下端台阶结构3-7-1及通过螺纹连接的中间环3-7-2组成，安装在导杆3-3内部，所述上连接杆3-7通过底部的台阶3-7-1与导杆3-3上端的内表面配合，所述中间环3-7-2用于压缩缓冲橡胶片3-6进而压缩碟簧3-4；所述垫片3-5和缓冲橡胶片3-6与套筒3-2上端内表面配合。

作为上述装置的一种改进，所述第一级隔冲结构L1的垂向隔冲装置3的连接基座3-8和筒座3-1分别连接外部贮液腔体1的底板1-2及垂向阻尼板A。

作为上述装置的一种改进，所述垂向阻尼板A上安装铰链结构A-1，与第二级隔冲结构L2的横向隔冲器4的底端形成转动副R1，所述横向隔冲器4的上端与多向阻尼架B的中间横板结构上安装的铰链结构B-1形成转动副R2。

作为上述装置的一种改进，所述纵向隔冲器5的底端与安装在多向阻尼架B侧面的铰链结构B-2形成转动副R3；所述纵向隔冲器5的上端与安装在十字阻尼板C上的铰链结构C-1形成转动副R4。

作为上述装置的一种改进，当所述隔离器受到瞬时冲击载荷时，在介质为阻尼液的工作环境中，首先由第一级隔冲结构L1中的垂向隔冲装置3在阻尼液和垂向阻尼板的共同作用下，实现对垂向冲击载荷的卸载；然后，冲击产生的横向冲击载荷将由第二级隔冲结构L2的横向隔冲器5和多向阻尼架B进行隔冲；最后，所述纵向隔冲器5和十字阻尼板C卸载冲击中的纵向载荷。

本发明的优点在于：

1、本发明的隔离器整体分为三级结构，形成串联系统，但能发挥并联作用，能够对来源于任意方向的瞬时冲击载荷进行卸载；

2、本发明的液态介质的抗冲击隔离器可分别调节各级结构中弹性元件的刚度，提高了横、纵向的隔冲能力；

3、本发明的液态介质的抗冲击隔离器内部贮存阻尼液，同时设计阻尼板结构，增加了隔离系统的粘性阻尼，进而极大的提高了隔离器的隔冲范围。

附图说明

图1为本发明的三级式抗冲击隔离器总体结构示意图；

图2为本发明的三级式抗冲击隔离器总体结构剖视图；

图3为本发明的内部结构半剖视图；

图4为本发明的内部结构俯视图；

图5为本发明的垂向隔冲装置结构及爆炸图；

图6为本发明的横、纵向隔冲器三维剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明的一种液态介质的抗冲击隔离器按按结构划分，可分为外部的贮液腔体，内部以阻尼板结构及隔冲器组成的三级隔冲系统。第一级结构对垂向载荷进行隔冲、第二级结构对横向载荷进行隔冲、第三级结构对纵向载荷进行隔冲。当处于复杂的冲击环境中时，由于其多级式结构的特殊性，可对来源于任意方向的冲击载荷进行卸载。而内部由阻尼板及隔冲器组成的三级式隔冲系统周围环境并不是空气介质，而是用于增加系统粘性阻尼的阻尼液，当隔离系统受到剧烈的垂向瞬时冲击载荷时，第一级隔冲结构将发挥作用，其结构中的垂向阻尼板在阻尼液中的相对运动极大的增加了垂向隔冲器其卸载冲击载荷的能力，保证隔冲系统正常稳定的工作；同理，当冲击载荷来源于其他任意方向时，横、纵向阻尼板的相对运动，同样提高了横、纵向的隔冲效率。

并且三级隔冲系统的各级结构为串联安装，解决了大多数并联隔离器横、纵向隔冲效果弱的问题，同时针对不同冲击环境，可分别调节各级隔冲杆的刚度，达到最大的隔冲效果。

如图1、2所示，本发明提供了一种液态介质的抗冲击隔离器，主要由外部贮液腔体1及内部以阻尼板结构及隔冲器组成的三级隔冲系统构成，并对外部贮液腔体1注入适当的阻尼液。其中外部贮液腔体1的上部和下部设置顶板1-1及底板1-2，分别在顶板1-1上、及底板1-2上加工螺栓孔，作为两结构的安装孔。顶板1-1上加工十字孔1-1-1，使设备安装2下焊接的十字阻尼板C能够穿过，同时相对运动时，不发生干涉。

内部阻尼板及隔冲器组成的三级隔冲系统按隔冲方向可划分为由垂向隔冲装置3、垂向阻尼板A形成的第一级隔冲结构L1；横向隔冲器4及横、纵向阻尼板构成的多向阻尼架B形成的第二级隔冲结构L2；纵向隔冲器5及十字阻尼板C形成的第三级隔冲结构L3。其中横、纵向隔冲器的倾斜角度可根据实际情况进行调节，所述所有阻尼板均为轻型薄板。

如图3、4所示，第一级隔冲结构L1中垂向隔冲装置3上、下端安装连接基座3-8、筒座3-1，用于连接贮液腔体1底面及上及垂向阻尼板A，垂向阻尼板A上加工螺栓孔与之配合；同时在垂向阻尼板A上安装铰链结构A-1与二级隔冲结构的横向隔冲器4的底端形成转动副R1，横向隔冲器4的上端与多向阻尼架B中间横板结构上安装的铰链结构B-1形成转动副R2，即横向隔冲器4与多向阻尼架B共同构成第二级隔冲结构L2；同理，纵向隔冲器5的底端与安装在多向阻尼架B侧面的铰链结构B-2形成转动副R3，上端与安装在十字阻尼板C上的铰链结构C-1形成转动副R4，纵向隔冲器5及焊接十字阻尼板C的设备安装板2共同构成隔冲结构L3。其中，横、纵向隔冲器共有2组，每组两支，呈对称布置。

图5中垂向隔冲装置3由套筒座3-1、套筒3-2、导杆3-3、碟簧组件3-4、垫片3-5、缓冲橡胶片3-6、上连接杆3-7、连接基座3-8组成。套筒座3-1与套筒3-2、上连接杆3-7与连接基座3-8可通过加工螺纹或焊接装配到一起。导杆3-3、碟簧组件3-4、垫片3-5、缓冲橡胶片3-6均安装在套筒3-2内部，其中导杆3-3底部加工用于放置碟簧的台阶3-3-1。上连接杆3-7由其下端台阶结构3-7-1及通过螺纹连接的中间环3-7-2组成，将其安装在导杆3-3内部，上连接杆3-7通过底部的台阶3-7-1与导杆3-3上端的内表面配合，中间环3-7-2用于压缩橡胶片3-6进而压缩碟簧3-4。同时，垫片3-5和缓冲橡胶片3-6与套筒3-2上端内表面配合，两者共同发挥限位作用。当底板1受到瞬时冲击载荷时，冲击力使导杆3-3沿冲击方向运动，同时底部台阶3-3-1挤压碟簧组件3-4，一定的压缩量后，与垫片3-5相接触的缓冲橡胶片3-6与套筒3-2顶端的内表面接触，被限位，碟簧进一步被压缩至极限后回弹，使导杆3-3底部台阶3-3-1沿冲击反方向运动，进而导杆3-3顶部内表面和上连接杆3-7底部的台阶3-7-1接触，拉动上连接杆3-7同时沿冲击反方向运动，进一步通过中间环3-7-2挤压垫片3-5和缓冲橡胶片3-6橡胶垫片，从而压缩碟簧组件3-4，周而复始卸载冲击载荷，且运动过程中，碟簧始终受压。

所述的横、纵向隔冲杆结构如图6所示，主要由上连接体M1、异型推杆M2、套筒M3、矩形弹簧M4、导向杆M5、下连接体M6组成。其中上、下连接体及套筒M3分别通过加工螺纹安装到一起，且上、下连接体用于连接铰链结构，套筒M3和导向杆M5间安装矩形弹簧M4，导向杆M5起导向作用。

由于运动是相对的，设定异型推杆M2压缩矩形弹簧M4的方向为正方向，可将隔冲器在冲击作用时的运动过程理解为，异型推杆M2推动压缩矩形弹簧M4，一定的压缩量后，矩形弹簧M4回弹，使异型推杆M2反向运动，回到初始位置后，由于导向杆M5上端为台阶结构M5-1，故异型推杆M2进一步带动导向杆M5继续运动，运动过程中矩形弹簧M4始终为压缩状态，由于此时异型推杆M2的下端圆环结构M2-1到达由套筒M3为其限定的极限位置，进而异型推杆M2停止运动，导致矩形弹簧M4再次被压缩，一定的压缩量后，使导向杆M5沿正向运动，同样带动异型推杆M2一起运动，相当于初始时异型推杆M2在压缩矩形弹簧M4，周而复始，进行冲击隔离。

结合图2，本发明的液态介质的抗冲击隔离器的工作原理如下：

当隔冲系统处于复杂的冲击环境中时，由于其内部三级隔冲系统的特殊性，可将冲击载荷分解成沿垂向、横向、纵向的分力，分别对各个方向的冲击载荷进行卸载。且三级结构为串联安装，避免了大多数并联隔离器刚度可调范围的局限性问题，故可根据实际情况分别调节各级隔冲器的刚度。

当隔离器受到瞬时冲击载荷时，首先由第一级隔冲结构L1中的隔冲装置3发挥作用，同时在阻尼液和垂向阻尼板的共同作用下，极大地增加了垂向隔冲系统的粘性阻尼，实现对垂向冲击载荷的卸载；其次，冲击产生的横向冲击载荷将由第二级隔冲结构的横向隔冲器4和多向阻尼架B进行隔冲；最后，纵向隔冲器5和十字阻尼板C来卸载冲击中的纵向载荷。

综上所述，在介质为阻尼液的工作环境中，在阻尼板和隔冲器的共同作用下，通过逐级卸载后，只有残余的少量冲击载荷传递到设备安装板2上，极大地提高了隔冲范围和隔离效果，实现对舰载设备的冲击防护目标。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种液态介质的抗冲击隔离器，其特征在于，所述隔离器包括：外部贮液腔体(1)及其内部的三级隔冲系统；所述外部贮液腔体(1)内注入阻尼液；所述三级隔冲系统由内部阻尼板及隔冲器组成；在所述外部贮液腔体(1)的顶部设置设备安装板(2)。

2.根据权利要求1所述的液态介质的抗冲击隔离器，其特征在于，按隔冲方向划分，所述三级隔冲系统包括：第一级隔冲结构(L1)、第二级隔冲结构(L2)和第三级隔冲结构(L3)；所述第一级隔冲结构(L1)包括：垂向隔冲装置(3)和垂向阻尼板(A)；所述第二级隔冲结构(L2)包括：横向隔冲器(4)以及由横、纵向阻尼板构成的多向阻尼架(B)；所述第三级隔冲结构(L3)包括：纵向隔冲器(5)及焊接十字阻尼板(C)。

3.根据权利要求2所述的液态介质的抗冲击隔离器，其特征在于，所述外部贮液腔体(1)的上部设置顶板(1-1)，所述外部贮液腔体(1)的下部设置底板(1-2)，所述顶板(1-1)上设置十字孔(1-1-1)；使设备安装板(2)下焊接十字阻尼板(C)穿过。

4.根据权利要求2所述的液态介质的抗冲击隔离器，其特征在于，所述横向隔冲器(4)和纵向隔冲器(5)的倾斜角度是可调节的；所述横向隔冲器(4)和纵向隔冲器(5)共有2组，每组两支，呈对称设置。

5.根据权利要求2所述的液态介质的抗冲击隔离器，其特征在于，所述垂向阻尼板(A)、多向阻尼架(B)和十字阻尼板(C)均为轻型薄板。

6.根据权利要求3所述的液态介质的抗冲击隔离器，其特征在于，所述垂向隔冲装置(3)由套筒座(3-1)、套筒(3-2)、导杆(3-3)、碟簧组件(3-4)、垫片(3-5)、缓冲橡胶片(3-6)、上连接杆(3-7)和连接基座(3-8)组成；所述套筒座(3-1)与套筒(3-2)、上连接杆(3-7)与连接基座(3-8)通过加工螺纹或焊接装配到一起；所述导杆(3-3)、碟簧组件(3-4)、垫片(3-5)、缓冲橡胶片(3-6)均安装在套筒(3-2)内部，其中导杆(3-3)底部用于放置碟簧的台阶(3-3-1)；所述上连接杆(3-7)由其下端台阶结构(3-7-1)及通过螺纹连接的中间环(3-7-2)组成，安装在导杆(3-3)内部，所述上连接杆(3-7)通过底部的台阶(3-7-1)与导杆(3-3)上端的内表面配合，所述中间环(3-7-2)用于压缩缓冲橡胶片(3-6)进而压缩碟簧(3-4)；所述垫片(3-5)和缓冲橡胶片(3-6)与套筒(3-2)上端内表面配合。

7.根据权利要求6所述的液态介质的抗冲击隔离器，其特征在于，所述第一级隔冲结构(L1)的垂向隔冲装置(3)的连接基座(3-8)和筒座(3-1)分别连接外部贮液腔体(1)的底板(1-2)及垂向阻尼板A。

8.根据权利要求3所述的液态介质的抗冲击隔离器，其特征在于，所述垂向阻尼板(A)上安装铰链结构(A-1)，与第二级隔冲结构(L2)的横向隔冲器(4)的底端形成转动副R1，所述横向隔冲器(4)的上端与多向阻尼架(B)的中间横板结构上安装的铰链结构(B-1)形成转动副R2。

9.根据权利要求2所述的液态介质的抗冲击隔离器，其特征在于，所述纵向隔冲器(5)的底端与安装在多向阻尼架(B)侧面的铰链结构(B-2)形成转动副R3；所述纵向隔冲器(5)的上端与安装在十字阻尼板(C)上的铰链结构(C-1)形成转动副R4。

10.根据权利要求2所述的液态介质的抗冲击隔离器，其特征在于，当所述隔离器受到瞬时冲击载荷时，在介质为阻尼液的工作环境中，首先由第一级隔冲结构(L1)中的垂向隔冲装置(3)在阻尼液和垂向阻尼板的共同作用下，实现对垂向冲击载荷的卸载；然后，冲击产生的横向冲击载荷将由第二级隔冲结构(L2)的横向隔冲器(5)和多向阻尼架(B)进行隔冲；最后，所述纵向隔冲器(5)和十字阻尼板(C)卸载冲击中的纵向载荷。