CN109945004B - 一种基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器，包括：壳体、内导管和弹性蓄能组件；内导管设有进油口、出油口和流体主通道；内导管外壁设置有若干个通孔；弹性蓄能组件套设在内导管外表面；内导管和弹性蓄能组件均设置在壳体内；弹性蓄能组件与外壳内壁之间形成减振消声腔；流体主通道与减振消声腔连通。通过设置弹性蓄能组件，利用其具有弹性的非线性动力学特性，安装在液压系统传动的管路中，可以减小或消除液压系统所产生的不同频率的液压脉动，从而降低液压系统传动过程中的振动和噪音，进而提高系统的安全性，非常适合高压液压系统传动。

Description

一种基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器

技术领域

本发明涉及液压消声技术领域，尤其涉及一种基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器。

背景技术

随着液压技术向高速、高压和大功率方向发展,但液压系统中的振动与噪声成为妨碍液压技术进步的重要因素。而液压脉动通常被认为是液压系统振动和噪声的主要来源。容积式液压泵的排油机制决定了输出的流量不是恒定而是周期性脉动的，这种脉动流量遇到系统负载阻抗后形成压力脉动并沿管道传播，引起管路系统的振动及产生噪声，影响系统工作性能，缩短元件使用寿命，严重时可引起设备的灾难性破坏。美国科研人员在Mcdonnell公司研制F-15战斗机的过程中得出如下规律：压力脉动幅值大于系统工作压力的10％，将导致较高的振动应力，使出口导管迅速破坏；压力脉动幅值在系统工作压力的2.5％-10％范围内，则管夹垫子易磨损，可能导致导管损坏，泵源回路中的单向阀也容易磨损，影响系统工作可靠性。国内外由于液压系统振动所引起的事故屡见不鲜，如美国的F14及我国的歼七和歼八飞机都发生过类似的事故。

目前通常采用蓄能器作为吸收压力冲击和脉动的液压元件。但使用实践表明，常规蓄能器因固有频率低且是通过较长的旁支管路并联安装，只对低频的压力冲击有良好吸收效果，对频率较高的持续性压力脉动效果非常有限，无法覆盖工程液压系统主要脉动特征频率，且结构不紧凑，安装布置容易受空间限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器，从而解决现有滤波消声器容积大、机构复杂、成本高、可靠性低、滤波效果差、适应频段窄、无法调节谐振频率以适应工况变化等缺点。提供一种具有自适应消振能力的基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器，利用弹性蓄能组件的动态变形实现高频蓄能、放能，从而消除液压系统中的振动和噪音。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器，包括：壳体、内导管和弹性蓄能组件；内导管设有进油口、出油口和流体主通道；内导管外壁设置有若干个通孔；弹性蓄能组件套设在内导管外表面；内导管和弹性蓄能组件均设置在壳体内；弹性蓄能组件与外壳内壁之间形成减振消声腔；流体主通道通过通孔与减振消声腔连通。

进一步地，上述基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器中弹性蓄能组件外表面具有凸起部或凹陷部。

进一步地，上述基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器中凸起部为点状凸起；通孔与弹性蓄能组件的对应位置设置有凸起部。

进一步地，上述基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器中凹陷部为点状凹陷；通孔与弹性蓄能组件的对应位置设置有凹陷部。

进一步地，上述基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器中弹性蓄能组件与外壳内壁之间的间隙为：2mm～4mm。

进一步地，上述基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器中弹性蓄能组件的刚度沿轴向方向形成连续变化；弹性蓄能组件截面为环状或近似环状。

进一步地，上述基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器中通孔为圆孔。

进一步地，上述基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器中内导管的穿孔率为：5％～10％。

进一步地，上述基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器中还包括：弹性蓄能组件由耐油橡胶制成。

进一步地，上述基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器中还包括：管接头；内导管的进油口和出油口均设置有管接头。

通过设置弹性蓄能组件，利用其具有弹性的非线性动力学特性，安装在液压系统传动的管路中，可以减小或消除液压系统所产生的不同频率的液压脉动，从而降低液压系统传动过程中的振动和噪音，进而提高系统的安全性，非常适合高压液压系统传动。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的结构示意图；

图2是根据本发明实施方式的截面示意图；

图3是根据本发明第二实施方式的结构示意图；

图4是根据本发明第三实施方式的结构示意图。

附图标记：

1：壳体；

2：内导管；

21：进油口；

22：出油口；

23：流体主通道；

24：通孔；

3：弹性蓄能组件；

31：凸起部；

32：凹陷部；

4：减振消声腔；

5：管接头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

参考图1，示出本发明基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器的第一实施例中，包括壳体1、内导管2和弹性蓄能组件3，其中内导管2设有进油口21、出油口22和流体主通道23；内导管2外壁设置有若干个通孔24，该通孔24可以为圆孔，通孔24与流体主通道23形成谐振腔，同时内导管2的穿孔率为；5％～10％，特别地，当穿孔率为6％时，此时谐振效果最好。弹性蓄能组件3套设在内导管2外表面，弹性蓄能组件3可以由耐油橡胶等具有弹性的材料制成；内导管2和弹性蓄能组件3均设置在壳体1内；弹性蓄能组件3与外壳1内壁之间形成减振消声腔4；弹性蓄能组件3与通孔24、流体主通道23形成了一个效果更好的谐振腔。流体主通道23通过通孔24与减振消声腔4连通。为了更好地与液压系统连接，在内导管2的进油口21和出油口22处均设置有管接头5，从而更好的接入液压系统。

当带有脉动信号的液压油进入内导管2后，由于弹性蓄能组件3具有一定张力，通过自身的动态形变以及体积的压缩和反弹来吸收液压油中的压力冲击和脉冲信号，实现高频蓄放能，进而将液压油的振动能量转化为弹性蓄能组件3的机械振动，消耗其能量，所以可以达到减小液压系统中的振动和噪声，经过滤波后的液压油从出油口22流出，从而达到减振降噪的目的。同时由于减振消声腔4通过通孔24与流体主通道23连通，所以弹性蓄能组件3的内表面与外表面压力平衡，弹性蓄能组件3不会因为承受液压系统的过高压力而破裂，由于本发明基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器的实施例中没有往复式的相对运动副及其它调控元件，具有结构简单、体积小、免维护、可靠性高等优点，可以满足液压系统的高压、稳态大流量、低压缩性及耐腐蚀等工况要求，在低中高频段都有较好的广谱滤波效果。

具体地，弹性蓄能组件3与外壳1内壁之间的间隙为：2mm～4mm，并且弹性蓄能组件3的刚度沿轴向方向形成连续变化，进油口21一侧的刚度较出油口22一侧的刚度低，刚度低的一侧更加容易发生形变从而更为容易吸收液压油的脉冲信号。

更具体地，参考图2，弹性蓄能组件3的界面为环状或近似环状，弹性蓄能组件3为管状结构。

下面参考图3，为本发明的第二实施例，在第一实施例的基础上，在弹性蓄能组件3外表面设置有凸起部31，通过通孔24与流体主通道23以及弹性蓄能组件3共同形成谐振腔，由于凸起部31的存在，可以获得更好的谐振效果。具体地，凸起部31可以为点状凸起，并且在每个通孔24与弹性蓄能组件3的对应位置设置有该点状的凸起部31；当然地，凸起部31还可以为环状凸起，沿弹性蓄能组件3的轴向方向间隔设置，且每个凸起部31与通孔24位置对应设置。

接着参考图4，为本发明的第三实施例，在第一实施例的基础上，在弹性蓄能组件3外表面具有凹陷部32，通过通孔24与流体主通道23以及弹性蓄能组件3共同形成谐振腔，由于凹陷部32的存在，可以获得更好的谐振效果。具体地，凹陷部32可以为点状凹陷，并且在每个通孔24与弹性蓄能组件3的对应位置设置有该点状的凹陷部32；当然地，凹陷部32还可以为环状凹陷，沿弹性蓄能组件3的轴向方向间隔设置，且每个凹陷部32与通孔24的位置对应设置。

需要说明的是，凸起部31或凹陷部32还可以沿弹性蓄能组件3的轴向方向呈螺旋形布置。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

以上参照本发明的实施例对本发明予以了说明。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替换和修改，这些替换和修改都应落在本发明的范围之内。

Claims (7)

1.一种基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器，其特征在于，包括：

壳体（1）、内导管（2）和弹性蓄能组件（3）；

所述内导管（2）设有进油口（21）、出油口（22）和流体主通道（23）；

所述内导管（2）外壁设置有若干个通孔（24）；

所述弹性蓄能组件（3）套设在所述内导管（2）外表面；

所述内导管（2）和所述弹性蓄能组件（3）均设置在所述壳体（1）内；

所述弹性蓄能组件（3）与所述壳体（1）内壁之间形成减振消声腔（4）；

所述流体主通道（23）通过所述通孔（24）与所述减振消声腔（4）连通；

所述弹性蓄能组件（3）外表面具有点状凸起的凸起部（31）或点状凹陷的凹陷部（32）；

所述弹性蓄能组件（3）与所述通孔（24）的对应位置设置有所述凸起部（31）或所述凹陷部（32）。

2.根据权利要求1所述的基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器，其特征在于：

所述弹性蓄能组件（3）与所述壳体（1）内壁之间的间隙为：2mm~4mm。

3.根据权利要求1所述的基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器，其特征在于：

所述弹性蓄能组件（3）的刚度沿轴向方向形成连续变化；

所述弹性蓄能组件（3）截面为环状。

4.根据权利要求1所述的基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器，其特征在于：

所述通孔（24）为圆孔。

5.根据权利要求1所述的基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器，其特征在于：

所述内导管（2）的穿孔率为：5%~10%。

6.根据权利要求1所述的基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器，其特征在于，还包括：

所述弹性蓄能组件（3）由耐油橡胶制成。

7.根据权利要求1-6任一所述的基于弹性蓄能原理的流体滤波消声器，其特征在于，还包括：

管接头（5）；

所述内导管（2）的进油口（21）和出油口（22）均设置有所述管接头（5）。

Images