CN112030885A - 一种高稳定性的缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种高稳定性的缓冲装置，包括基座、安装在基座上的中间缓冲单元、以及安装在中间缓冲单元上的初级缓冲单元；所述中间缓冲单元包括缓冲本体，在缓冲本体异于初级缓冲单元的一侧设有底板；所述缓冲本体中部设有缓冲腔；所述基座整体呈凵型结构，包括基础板以及基础板两侧的侧板，基础板与侧板相接处设有边角缓冲机构，底板与基础板间留有间隙。本发明创造结构设计合理，初级缓冲单元、中间缓冲单元以及边角缓冲机构既能够分层次形成缓冲，又能够相互结合而形成极佳的缓冲能力，保障两侧船只安全，避免碰撞带来的危害。

Description

一种高稳定性的缓冲装置

技术领域

本发明创造属于港口设施技术领域，尤其是涉及一种高稳定性的缓冲装置。

背景技术

由于驳船设备简单、吃水浅、载货量大。驳船一般为非机动船，与拖船或顶推船组成驳船船队，可航行于狭窄水道和浅水航道，并可根据货物运输要求而随时编组，适合内河各港口之间的货物运输，已得到广泛应用。但常见的驳船本身无自航能力，需借助拖船或顶推船等拖带。拖船以及顶推船作为货运方式之一的机动驳运输,具有机动灵活,适用于批量小、价值高、运距短的百杂货、鲜活货以及集装箱货等优点。而拖船/顶推船与驳船之间设置有连接体，尽管常用的连接体可以实现拖船/顶推船与驳船连接，但是，需对连接体有特殊要求，即，由于受排水状态、航行过程中的各种环境及工况因素影响，连接体不能直接将拖船/顶推船与驳船刚性连接，而是需要浮动连接，这就可能在作业过程中，产生船只间的碰撞，一旦碰撞，则可能产生不可控的损失，因此，需要对拖船/顶推船与驳船进行缓冲设计。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种高稳定性的缓冲装置。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种高稳定性的缓冲装置，包括基座、安装在基座上的中间缓冲单元、以及安装在中间缓冲单元上的初级缓冲单元；

所述中间缓冲单元包括缓冲本体，在缓冲本体异于初级缓冲单元的一侧设有底板；所述缓冲本体中部设有缓冲腔；

所述基座包括基础板以及基础板两侧的侧板，基础板与侧板相接处设有边角缓冲机构，底板与基础板间留有间隙；

所述底板两端分别对应边角缓冲机构设有斜檐，在斜檐末端设有与相应侧的侧板平行的连接板，所述侧板与对应的连接板间通过第一连接组件固定；所述底板与基础板间通过第二连接组件固定；

所述第一连接组件包括第一连接螺杆，在侧板上沿垂直于基础板的方向开设有长孔，所述第一连接螺杆经长孔伸入侧板内的一端旋拧于连接板，且在所述第一连接螺杆处于连接板与侧板之间的部分旋拧有第一定位螺母；

所述第二连接组件包括螺纹连接在基础板上的第二连接螺杆，该第二连接螺杆穿过底板上的过孔的一端，旋拧有第二定位螺母。

进一步，所述初级缓冲单元包括承载板、以及安装在缓冲本体上的多个缓冲缸，所述缓冲缸的缸筒固定在缓冲本体上，伸出杆端固定于承载板，所述承载板平行于基础板。

进一步，所述缓冲本体上设有承载基板，各所述缓冲缸的缸筒均固定在承载基板上。

进一步，所述第一连接螺杆伸入缓冲本体的一端具有侧边针刺突出结构，缓冲本体内部对应侧边针刺突出结构的针尖部分设有容纳腔，可以防止常态使用时侧边针刺突出结构刺破缓冲本体的主体部分，保证缓冲本体在常规使用时的可靠性。

进一步，所述第二连接螺杆伸入缓冲本体的一端具有底边针刺突出结构，缓冲本体内部对应底边针刺突出结构的针尖部分设有容纳腔，可以防止常态使用时底边针刺突出结构刺破缓冲本体的主体部分，保证缓冲本体在常规使用时的可靠性。

进一步，所述缓冲腔包括布置在缓冲本体内不同位置的若干主腔体，各主腔体间通过连接孔道相互连通。

进一步，所述连接孔道直径为3-10mm。

进一步，所述边角缓冲机构包括缓冲块，该缓冲块的侧边平面贴靠在侧板内侧、底边平面贴靠在基础板内侧，且缓冲块朝向缓冲本体一侧设有斜面部，在斜面部表面固定有面板，该面板包括与斜檐配合的斜面结构。

进一步，所述面板的斜面结构两侧分别设有连接结构，在连接结构上分别安装有侧板连接机构和基础板连接机构。

进一步，所述侧板连接机构包括固定在侧板上的横向连接杆，所述基础板连接机构包括固定在基础板上的纵向连接杆。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

本发明创造结构设计合理，初级缓冲单元受压产生缓冲作用力，并压缩中间缓冲单元中的缓冲本体形变，抵抗冲击力，当冲击力较大时，边角缓冲机构对中间缓冲单元形成有效支撑的同时，还施加给缓冲本体反作用力，缓冲性能有保障，初级缓冲单元、中间缓冲单元以及边角缓冲机构既能够分层次形成缓冲，又能够相互结合而形成极佳的缓冲能力，保障两侧船只安全，避免碰撞带来的危害。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造的结构示意图；

图2为本发明创造实施例中边角缓冲机构的示意图；

图3为本发明创造实施例中的中间缓冲单元的示意图；

图4为本发明创造实施例中的中间缓冲单元底板的示意图；

图5为本发明创造实施例中初级缓冲单元的示意图；

图6为本发明创造设有多个主腔体时的中间缓冲单元的示意图；

图7为本发明创造实施例中采用封闭式基座时的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

一种高稳定性的缓冲装置，如图1至图5所示，包括基座1、以及安装在基座上的中间缓冲单元2、以及安装在中间缓冲单元上的初级缓冲单元3；

所述中间缓冲单元包括缓冲本体4，在缓冲本体异于初级缓冲单元的一侧设有底板5；所述缓冲本体中部设有缓冲腔6，底板与基础板间留有间隙；底板能够有效承托缓冲本体，缓冲本体整体性更好，并将缓冲本体承受的载荷传递至边角缓冲机构。

基座通常可设计为整体呈凵型结构，当然，在另一个可选的实施例中，也可以是在采用封闭式的基座，如图7所示，为此实施例下基座剖开后的视图，具体的，基座内开设凹槽，基座整体结构呈封闭状态，仅在安装初级缓冲单元的一侧开口，将中间缓冲单元以及边角缓冲机构安装在凹槽内，这样的结构设计，可以保证中间缓冲单元、边角缓冲机构被限定在凹槽内，受载时不会脱出，可靠性更高。

通常，基座包括基础板7以及基础板两侧的侧板8，基础板与侧板相接处设有边角缓冲机构9，所述底板两端分别对应边角缓冲机构设有斜檐10，在斜檐末端设有与相应侧的侧板平行的连接板11，所述侧板与对应的连接板间通过第一连接组件12固定；所述底板与基础板间通过第二连接组件13固定；

所述第一连接组件包括第一连接螺杆14，在侧板上沿垂直于基础板的方向开设有长孔，所述第一连接螺杆经长孔伸入侧板内的一端旋拧于连接板，且在所述第一连接螺杆处于连接板与侧板之间的部分旋拧有第一定位螺母15。第一定位螺母一般贴近相应侧的侧板内侧表面，螺母与侧板间留有1-5mm左右间隙即可，在缓冲本体受压缩时，仅允许第一连接螺栓随连接板顺长孔移动，即起到缓冲作用，又在一定程度上限制了缓冲本体的不可控窜动。

所述第二连接组件包括螺纹连接在基础板上的第二连接螺杆16，该第二连接螺杆前端穿过底板。在缓冲本体受压缩时，允许缓冲本体向基础板侧形变或移动。需要说明的是，第一连接螺杆以及第二连接螺杆可以根据实际需要，设计为一排或者是设计为多排的若干个。

作为举例，上述初级缓冲单元包括承载板18、以及安装在缓冲本体上的多个缓冲缸19，缓冲缸可以采用市售的缓冲气缸。

具体的，所述缓冲缸的缸筒固定在缓冲本体上，伸出杆端固定于承载板，所述承载板平行于基础板。另外，可在上述缓冲本体上设有承载基板20，各所述缓冲缸的缸筒均固定在承载基板上。在安装使用时，承载板可作为相应侧的安装固定座，而基座上的基础板可作为另一侧结构的安装固定座，即，承载板、基础板分别固定到需要进行防护的两侧结构件(设施)上。

作为举例，本装置应用于顶推船和驳船之间时，可以将承载板、基础板分别固定在顶推船以及驳船对应的位置上。本申请中主要以应用于顶推船与驳船之间的环境下进行说明，其它应用环境下使用方式及缓冲作用的原理类同。

船舶在港口靠岸时，常用的防撞设施仅仅是废旧的轮胎，同时，由于船舶停靠时碰撞点不同，所产生的缓冲作用也不相同，为了达到较好的缓冲效果，通常需要大面积布置多层轮胎。因此，其防撞性能受场地限制，占用空间较大，并且长期使用后，缓冲效果会下降，并且没有过载防护的能力。在此，作为另一个举例，本装置可应用于港口船只停靠时的防撞设施，在使用时，只需将基础板固定在港口岸边的基础结构上，承载板一侧朝向来船方向即可。当然，此应用环境下，承载板可以设计的尺寸更大一些，以便于船只停泊靠岸时更容易碰触到承载板，发挥缓冲装置的功能。

当然，本装置的应用并不局限于上述案例，还可以用于其它场合和环境，应用范围值得推广，使用效果好。

初级缓冲单元所受负载会施加给承载基板上，对缓冲本体整体进行压缩，缓冲性能好，稳定性高，也能避免缓冲本体局部受载过大而过早损坏或失效。

需要指出的是，缓冲本体通常应用橡胶材料即可，可采用硫化工艺制作。当缓冲本体受载后，缓冲腔受到压缩而减小，腔体内的气体受压缩后压力增加，会施加给缓冲本体反向作用力，避免顶推船与驳船相互碰撞(即避免两侧结构产生碰撞)。

为了进一步提高本缓冲装置的可靠性和稳定性，在一个可选的实施例中，第一连接螺杆伸入缓冲本体的一端具有侧边针刺突出结构21，缓冲本体内部对应侧边针刺突出结构的针尖部分设有容纳腔，可以防止常态使用时侧边针刺突出结构刺破缓冲本体的主体部分，保证缓冲本体在常规使用时的可靠性。

同时，第二连接螺杆伸入缓冲本体的一端具有底边针刺突出结构22，缓冲本体内部对应底边针刺突出结构的针尖部分设有容纳腔，在未受载以及常规受载情况下，针尖部分不会碰触到容纳腔靠近缓冲腔一侧的侧壁，也就不会损坏缓冲腔(缓冲本体主体部分的)结构。这样的设计形式，可以防止常态使用时底边针刺突出结构刺破缓冲本体的主体部分，保证缓冲本体在常规使用时的可靠性。

需要指出的是，第一连接螺杆以及第二连接螺杆均为中空结构，当连接螺杆前端的针刺突出结构伸入缓冲腔时，缓冲腔内气体(在缓冲本体受压状态下)可经连接螺杆中空结构排出。

一旦冲击力较大且载荷不平衡时，无论哪一侧缓冲本体形变量超过限值，则该侧的侧边针刺突出结构的针尖部分会刺入缓冲腔，将该侧缓冲腔气体从该侧排出，这样的设计思路，突破了常规的思维习惯，虽然牺牲缓冲腔的缓冲能力，但重要的是，在缓冲腔扩缩后，缓冲本体相当于一个整体结构，并且，缓冲本体向中部(缓冲腔所处部分)收缩，有效提高缓冲本体的整体结构“刚性”，这样可避免顶推船倾斜角度过大，以致产生更多不稳定因素，同时，使缓冲本体直接对底板施压，进而充分发挥下一层缓冲部件(边角缓冲机构)的缓冲性能。极大的避免了缓冲本体受载不均衡(且超出缓冲能力极限)时发生偏斜的可能，保证了最不利情形下也能可靠的、稳定的将冲击载荷传递至底板上，最大限度保障缓冲装置整体受载的平衡性，以达到始终能充分发挥缓冲性能的设计初衷。

顶推船与驳船间冲击力较大时，边角缓冲机构会有效“承托”住底板，在边角缓冲机构受压缩形变的过程中，施加给中间缓冲单元反作用力，此时，初级缓冲单元、中间缓冲单元以及边角缓冲机构共同发挥缓冲作用，达到极佳的缓冲效果，避免顶推船与驳船碰撞带来的不良后果。需要说明的是，本发明创造提供的缓冲装置，不仅可适用于顶推船与驳船间，也可以应用在其它设备或设施中，所具备的分层分级缓冲性能，可以有效削弱冲击力，降低碰撞带来的损失。

在一个可选的实施例中，为了防止冲击力过大，超过初级缓冲单元以及中间缓冲单元中缓冲本体的缓冲能力，可以在基础板内侧安装气囊组件，缓冲本体受压形变达到极限位置时，会触碰到气囊组件中的传感器，进而触发气囊弹出。在气囊弹出的瞬间，会给底板以及基础板两侧施加较大的作用力，以最大限度削减碰撞冲击力，因此，能最大限度保障顶推船与驳船安全，避免碰撞带来的损失。

上述气囊组件的设计，也采取了逆向思维的设计形式，并非一贯沿用吸能缓冲来降低损失的设计思路，而是利用向两侧同时产生膨胀作用的气囊组件，达到主动向两侧增加冲击力的方式，降低两侧设施碰撞产生的危害，需要说明的是，这样的设计方案，主要应用于船舶等领域，由于至少一侧设施是在水面(海面)上，摩擦力小，受到气囊组件反向作用力后，两侧设施有相互“脱开”的趋势，而不会直接碰撞。另需说明的是，气囊组件可以采用目前汽车领域应用的安全气囊装置。在具体实施时，当在缓冲装置承载面较大的应用工况下，可以在底板与基础板的间隙内，布置多个气囊组件，无论缓冲本体哪一位置产生不可控形变，均能触发相应位置气囊，利用气囊碰撞瞬间所形成的冲击力，削弱两侧船只碰撞作用力，最为不利的工况情形下，能尽量避免产生损失或是将损失降至最低。

在一个可选的实施例中，如图6所示，上述缓冲腔可以由多个主腔体组成，具体的，缓冲腔包括布置在缓冲本体内不同位置的若干主腔体23，各主腔体间通过连接孔道24相互连通。为保证受压后各主腔体间能够相互贯通，同时，各个主腔体还具有一定的独立性，上述连接孔道直径通常为3-10mm。

通常，边角缓冲机构包括缓冲块25，该缓冲块的侧边平面26贴靠在侧板内侧、底边平面27贴靠在基础板内侧，且缓冲块朝向缓冲本体一侧设有斜面部28，在斜面部表面固定有面板29，该面板包括与斜檐配合的斜面结构。需要指出的是，缓冲块优选采用硬度大于缓冲本体硬度的材料，当然，也可以选用橡胶材料。由于缓冲块硬度大于缓冲本体，因此，缓冲本体与缓冲块受载时所产生的形变可具有一定“先后”顺序，缓冲本体会先于缓冲块发生形变(也可以说成，受载瞬间的同一时间段内，缓冲本体形变要大于缓冲块形变)，分层次进行缓冲，性能更佳，效果更好。

在一个可选的实施例中，上述面板的斜面结构两侧分别设有连接结构30，在连接结构上分别安装有侧板连接机构和基础板连接机构。具体的，连接结构可以为与斜面结构一体的板状结构，需要说明的是，连接结构不应与侧板/基础板相抵，应留出大致为缓冲块厚度1/3左右的空间，保证缓冲块压缩形变发挥缓冲性能。

通常，上述侧板连接机构包括固定在侧板上的横向连接杆31，所述基础板连接机构包括固定在基础板上的纵向连接杆17。横向连接杆与纵向连接杆相互交错布置，无干涉。

由于缓冲块内布置有横向连接杆与纵向连接杆，保证缓冲块在横向以及纵向具有较好的刚度，而不至于直接溃缩产生不可控的变形。需要指出的是，横向连接杆以及纵向连接杆的螺帽部分不突出斜面结构，因此，不会干扰斜檐与斜面结构配合。

本发明创造结构设计合理，各结构部件间布局紧凑，初级缓冲单元受压产生缓冲作用力，并压缩中间缓冲单元中的缓冲本体形变，抵抗冲击力，当冲击力较大时，边角缓冲机构对中间缓冲单元形成有效支撑的同时，还施加给缓冲本体反作用力，缓冲性能有保障，初级缓冲单元、中间缓冲单元以及边角缓冲机构既能够分层次形成缓冲，又能够相互结合而形成极佳的缓冲能力，保障两侧船只安全，避免碰撞带来的危害。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高稳定性的缓冲装置，其特征在于：包括基座、安装在基座上的中间缓冲单元以及安装在中间缓冲单元上的初级缓冲单元；

所述中间缓冲单元包括缓冲本体，在缓冲本体异于初级缓冲单元的一侧设有底板；所述缓冲本体中部设有缓冲腔；

所述基座包括基础板以及基础板两侧的侧板，基础板与侧板相接处设有边角缓冲机构，底板与基础板间留有间隙；

所述底板两端分别对应边角缓冲机构设有斜檐，在斜檐末端设有与相应侧的侧板平行的连接板，所述侧板与对应的连接板间通过第一连接组件固定；所述底板与基础板间通过第二连接组件固定；

所述第一连接组件包括第一连接螺杆，在侧板上沿垂直于基础板的方向开设有长孔，所述第一连接螺杆经长孔伸入侧板内的一端旋拧于连接板，且在所述第一连接螺杆处于连接板与侧板之间的部分旋拧有第一定位螺母；

所述第二连接组件包括螺纹连接在基础板上的第二连接螺杆，该第二连接螺杆穿过底板上的过孔的一端，旋拧有第二定位螺母。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定性的缓冲装置，其特征在于：所述初级缓冲单元包括承载板、以及安装在缓冲本体上的多个缓冲缸，所述缓冲缸的缸筒固定在缓冲本体上，伸出杆端固定于承载板，所述承载板平行于基础板。

3.根据权利要求2所述的一种高稳定性的缓冲装置，其特征在于：所述缓冲本体上设有承载基板，各所述缓冲缸的缸筒均固定在承载基板上。

4.根据权利要求1所述的一种高稳定性的缓冲装置，其特征在于：所述第一连接螺杆伸入缓冲本体的一端具有侧边针刺突出结构。

5.根据权利要求1所述的一种高稳定性的缓冲装置，其特征在于：所述第二连接螺杆伸入缓冲本体的一端具有底边针刺突出结构。

6.根据权利要求1所述的一种高稳定性的缓冲装置，其特征在于：所述缓冲腔包括布置在缓冲本体内不同位置的若干主腔体，各主腔体间通过连接孔道相互连通。

7.根据权利要求6所述的一种高稳定性的缓冲装置，其特征在于：所述连接孔道直径为3-10mm。

8.根据权利要求1所述的一种高稳定性的缓冲装置，其特征在于：所述边角缓冲机构包括缓冲块，该缓冲块的侧边平面贴靠在侧板内侧、底边平面贴靠在基础板内侧，且缓冲块朝向缓冲本体一侧设有斜面部，斜面部表面固定有面板，该面板包括与斜檐配合的斜面结构。

9.根据权利要求8所述的一种高稳定性的缓冲装置，其特征在于：所述面板的斜面结构两侧分别设有连接结构，在连接结构上分别安装有侧板连接机构和基础板连接机构。

10.根据权利要求9所述的一种高稳定性的缓冲装置，其特征在于：所述侧板连接机构包括固定在侧板上的横向连接杆，所述基础板连接机构包括固定在基础板上的纵向连接杆。

Images