CN112290727A - 一种基于非牛顿流体的防坠石电机 - Google Patents
一种基于非牛顿流体的防坠石电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112290727A CN112290727A CN202011129563.2A CN202011129563A CN112290727A CN 112290727 A CN112290727 A CN 112290727A CN 202011129563 A CN202011129563 A CN 202011129563A CN 112290727 A CN112290727 A CN 112290727A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- elastic
- air
- air bag
- motor cover
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004575 stone Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005303 weighing Methods 0.000 title description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 26
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 2
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000501478 Plecoptera <stoneflies, order> Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000002633 protecting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/24—Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
- H02N2/186—Vibration harvesters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于非牛顿流体的防坠石电机，涉及电机技术领域，包括电机本体和电机罩，所述电机本体内置于电机罩内，所述电机罩外表面上半部分固定连接有弹性气囊，所述弹性气囊内顶部和底部之间固定连接有多个弹簧管，多个所述弹簧管远离电机罩一端均连通有连通管网，所述连通管网内嵌于弹性气囊远离电机罩一侧侧壁内，本发明在遭遇坠石时，弹性气囊内的连通管网由于内部填充有非牛顿流体表现出较强的抗剪切力，使弹性气囊内大于岩石冲击区域的多个弹簧管均受到冲击力，从而增大受力面积并减小局部冲击强度；接着在弹簧管的弹力作用下，以及其内部的非牛顿流体抗冲击作用下，形成缓冲效果避免坠石直接冲击电机罩。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种基于非牛顿流体的防坠石电机。
背景技术
在一些矿井和矿洞场合进行机械工作时，矿井和矿洞内壁上的岩石在受到机械运动产生的振动时，部分不稳定的岩石会崩落坠向机械，其中驱动机械运动的电机作为机械的动力源，在受到岩石坠落冲击若发生损坏则会导致整个机械无法运作。此时传统铁壳式电机防护罩应对坠石时，容易被坠石冲击形成凹坑，削弱电机罩的防护能力，一般需要加厚电机罩的厚度和强度，以避免被坠石损伤，但厚度和强度较高的电机罩在抵抗坠石时，坠石容易从电机罩上向周围弹飞，对其周围机械部件造成损伤，坠石击打电机罩后部分冲击能量仍会以振动的形式向电机罩内电机本体内传递，影响电机本体的正常工作。
发明内容
本发明提出的一种基于非牛顿流体的防坠石电机，目的是为了解决传统技术中坠石容易从厚度和强度较大的电机罩上向周围弹飞，对其周围机械部件造成损伤且部分冲击能量仍会以振动的形式影响电机罩内电机本体内正常工作的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于非牛顿流体的防坠石电机，包括电机本体和电机罩，所述电机本体内置于电机罩内，所述电机罩外表面上半部分固定连接有弹性气囊，所述弹性气囊内顶部和底部之间固定连接有多个弹簧管，多个所述弹簧管远离电机罩一端均连通有连通管网，所述连通管网内嵌于弹性气囊远离电机罩一侧侧壁内，所述连通管网与多个弹簧管内均填充有非牛顿流体；
所述弹性气囊底部两端均连通有气室，两个所述气室均开设在电机罩内，所述气室内密封滑动连接有密封活塞，所述密封活塞远离弹性气囊一侧固定连接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧远离密封活塞一端固定连接在气室底部上且与气室底部之间安装有压电片，两个所述气室底部均连通有防护气囊，所述气室远离电机本体一侧底部安装有进气阀且底部安装有出气阀，其中进气阀由外界向气室内单向导通，出气阀由气室向防护气囊单向导通，所述防护气囊内嵌于电机罩内下半部分，所述防护气囊底部安装有泄压阀且顶部安装有电磁阀，所述泄压阀两端连通防护气囊与外界，所述电磁阀两端连通防护气囊与弹性气囊，所述电磁阀与压电片电性连接。
优选地，所述弹性气囊呈半环形且半环曲率与电机罩外周侧曲率一致，所述弹性气囊远离电机罩一侧固定连接有橡胶垫，所述弹性气囊和连通管网均具有弹性。
优选地，多个所述弹簧管呈等圆心角均匀间隔分布在弹性气囊内，且均连通在连通管网的纵横交点上。
优选地，所述压电片接收缓冲弹簧的压力，并在稳定压力减小到下限阈值后导通电磁阀，在稳定压力增加到上限阈值后关闭电磁阀，所述泄压阀的开启气压阈值大于弹性气囊的设定气压，其中弹性气囊处于设定气压时其内气体通过密封活塞对缓冲弹簧的压力为压电片的上限阈值压力。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1、本发明在工作时，若遭遇坠石，岩石首先冲击弹性气囊，此时弹性气囊内的连通管网由于内部填充有非牛顿流体，在遭遇冲击时，表现出较强的抗剪切力，使弹性气囊内大于岩石冲击区域的多个弹簧管均受到冲击力，从而增大受力面积并减小局部冲击强度；接着在弹簧管的弹力作用下，以及其内部的非牛顿流体抗冲击阻力作用下，形成缓冲效果避免坠石直接冲击电机罩。
2、本发明在弹簧管压缩后恢复时，非牛顿流体对弹簧管的弹性恢复同样形成阻力，从而使坠落到弹性气囊上的岩石在脱离弹性气囊时速度较低仅能沿其表面滑落，避免其向外弹飞对其他机械部件造成损伤；在岩石坠落冲击弹性气囊以及滑落过程中，非牛顿流体将受到的冲击动能部分转化为自身剪切应变产生的内能进行消耗，从而减小其对电机罩内电机本体的冲击以对电机本体形成保护。
3、本发明在受到坠石冲击时，弹性气囊在对岩石缓冲的同时被岩石压缩，其内部气压增高，推动气室内的密封活塞克服缓冲弹簧的弹力向气室底部滑动，挤压气室底部空间，使其内部气体通过出气阀进入防护气囊内，对防护气囊形成充气效果，从而使防护气囊逐渐饱满对电机罩形成支撑防护效果，避免坠落到电机周侧的岩石弹起后对电机周侧造成击打损伤。
4、本发明在弹性气囊长期工作后，其内部气体向外逸散气压逐渐降低，此时缓冲弹簧的弹力也随之降低，直至压电片受到缓冲弹簧的稳定压力减小到下限阈值后启动防护气囊与弹性气囊之间的电磁阀，由于防护气囊的泄压阀的开启气压阈值大于弹性气囊的设定气压，从而在电磁阀导通后防护气囊向弹性气囊内补气，直至弹性气囊内气压恢复到设定气压，此时压电片受到的稳定压力增加到上限阈值并关闭电磁阀，实现对弹性气囊内气压的稳定保持，维持其对坠石冲击的防护能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A-A部分截面示意图；
图3为图2中A部分放大示意图；
图4为图2中B部分放大示意图；
图5为本发明的弹性气囊与防护气囊侧视部分展开示意图；
图6为本发明受坠石冲击状态示意图。
图中：1电机本体、2电机罩、3弹性气囊、31橡胶垫、4连通管网、5弹簧管、6气室、61进气阀、62出气阀、7密封活塞、8缓冲弹簧、81压电片、9防护气囊、91泄压阀、92电磁阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-6，一种基于非牛顿流体的防坠石电机，包括电机本体1和电机罩2，电机本体1内置于电机罩2内，电机罩2对电机本体1形成防护效果。
电机罩2外表面上半部分固定连接有弹性气囊3，弹性气囊3呈半环形且半环曲率与电机罩2外周侧曲率一致，弹性气囊3远离电机罩2一侧固定连接有橡胶垫31，橡胶垫31对弹性气囊3形成防护避免其被岩石棱角划伤，弹性气囊3具有弹性且内部填充有气体，对坠石形成缓冲。
弹性气囊3内顶部和底部之间固定连接有多个弹簧管5，多个弹簧管5远离电机罩2一端均连通有连通管网4，连通管网4内嵌于弹性气囊3远离电机罩2一侧侧壁内，连通管网4具有弹性，在受到坠石冲击后可以自行恢复。
连通管网4与多个弹簧管5内均填充有非牛顿流体，非牛顿流体在受到瞬间冲击力时表现出类似固体的性质，从而对坠石形成更强的缓冲效果，同时阻碍以减小弹簧管5弹性恢复时坠石获得的动能，避免坠石向周侧弹飞。
多个弹簧管5呈等圆心角均匀间隔分布在弹性气囊3内，提高弹性气囊3缓冲能力的均匀性，多个弹簧管5均连通在连通管网4的纵横交点上，利于弹簧管5和连通管网4内非牛顿流体的交换。
弹性气囊3底部两端均连通有气室6，两个气室6均开设在电机罩2内，气室6内密封滑动连接有密封活塞7，密封活塞7远离弹性气囊3一侧固定连接有缓冲弹簧8，缓冲弹簧8远离密封活塞7一端固定连接在气室6底部上且与气室6底部之间安装有压电片82，缓冲弹簧8对弹性气囊3内气体的涌动形成缓冲。
两个气室6底部均连通有防护气囊9，气室6远离电机本体1一侧底部安装有进气阀61且底部安装有出气阀62，其中进气阀61由外界向气室6内单向导通，出气阀62由气室6向防护气囊9单向导通，在密封活塞7随缓冲弹簧8收缩和恢复而移动时，通过出气阀62向防护气囊9内充气，通过进气阀61向气室6内补气。
防护气囊9内嵌于电机罩2内下半部分，在其内部气体充盈后对电机罩2形成支撑防护效果。
防护气囊9底部安装有泄压阀91且顶部安装有电磁阀92，泄压阀91两端连通防护气囊9与外界，电磁阀92两端连通防护气囊9与弹性气囊3，电磁阀92与压电片82电性连接，压电片81接收缓冲弹簧8的压力，并在稳定压力减小到下限阈值后导通电磁阀92，在稳定压力增加到上限阈值后关闭电磁阀92，泄压阀91的开启气压阈值大于弹性气囊3的设定气压，其中弹性气囊3处于设定气压时其内气体通过密封活塞7对缓冲弹簧8的压力为压电片81的上限阈值压力，利于电磁阀92导通后防护气囊9向弹性气囊3内补气。
现对本发明的原理做如下描述：
本装置在遭遇坠石时，岩石首先冲击电机本体1外电机罩2上半部分的弹性气囊3，此时弹性气囊3外侧壁内的连通管网4由于内部填充有非牛顿流体，在遭遇冲击时，表现出较强的抗剪切力，使弹性气囊3内大于岩石冲击区域的多个弹簧管5均受到冲击力，从而增大受力面积并减小局部冲击强度；接着在弹簧管5的弹力作用下，以及其内部的非牛顿流体抗冲击作用下，形成缓冲效果避免坠石直接冲击电机罩2；
在弹簧管5压缩后恢复时，非牛顿流体对弹簧管5的弹性恢复同样形成阻力，从而使坠落到弹性气囊3上的岩石在脱离弹性气囊3时，从弹簧管5上获得的动能较低，仅能沿弹性气囊3表面滑落，避免其向外弹飞对其他机械部件造成损伤；在岩石坠落冲击弹性气囊3以及沿弹性气囊3表面滑落过程中，非牛顿流体将受到的冲击动能部分转化为自身剪切应变产生的内能进行消耗，从而减小坠石对电机罩2内电机本体1的冲击以对电机本体1形成保护；
在受到坠石冲击时，弹性气囊3在对岩石缓冲的同时被岩石压缩，其内部气压增高，推动电机罩2内与之连通的气室6内的密封活塞7，密封活塞7克服缓冲弹簧8的弹力向气室6底部密封滑动，并挤压气室6底部空间，使其内部气体通过出气阀62进入电机罩2内的防护气囊9内，对防护气囊9形成充气效果，从而使防护气囊9逐渐饱满对电机罩2形成支撑防护效果，避免坠落到电机周侧的岩石弹起后对电机周侧造成击打损伤；
在弹性气囊3长期工作后，其内部气体向外逸散气内部压逐渐降低，此时缓冲弹簧8的弹力也随之降低，直至缓冲弹簧8与气室6之间的压电片81受到缓冲弹簧8的稳定压力减小到下限阈值后，启动防护气囊9与弹性气囊3之间的电磁阀92，由于防护气囊9的泄压阀91的开启气压阈值大于弹性气囊3的设定气压，从而在电磁阀92导通后防护气囊9向弹性气囊3内补气，直至弹性气囊3内气压恢复到设定气压，此时压电片81受到的稳定压力增加到上限阈值并关闭电磁阀92，实现对弹性气囊3内气压的稳定保持，维持其对坠石冲击的防护能力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于非牛顿流体的防坠石电机，包括电机本体(1)和电机罩(2)，所述电机本体(1)内置于电机罩(2)内，其特征在于，所述电机罩(2)外表面上半部分固定连接有弹性气囊(3)，所述弹性气囊(3)内顶部和底部之间固定连接有多个弹簧管(5)，多个所述弹簧管(5)远离电机罩(2)一端均连通有连通管网(4)，所述连通管网(4)内嵌于弹性气囊(3)远离电机罩(2)一侧侧壁内，所述连通管网(4)与多个弹簧管(5)内均填充有非牛顿流体；
所述弹性气囊(3)底部两端均连通有气室(6)，两个所述气室(6)均开设在电机罩(2)内，所述气室(6)内密封滑动连接有密封活塞(7)，所述密封活塞(7)远离弹性气囊(3)一侧固定连接有缓冲弹簧(8)，所述缓冲弹簧(8)远离密封活塞(7)一端固定连接在气室(6)底部上且与气室(6)底部之间安装有压电片(81)，两个所述气室(6)底部均连通有防护气囊(9)，所述气室(6)远离电机本体(1)一侧底部安装有进气阀(61)且底部安装有出气阀(62)，其中进气阀(61)由外界向气室(6)内单向导通，出气阀(62)由气室(6)向防护气囊(9)单向导通，所述防护气囊(9)内嵌于电机罩(2)内下半部分，所述防护气囊(9)底部安装有泄压阀(91)且顶部安装有电磁阀(92)，所述泄压阀(91)两端连通防护气囊(9)与外界，所述电磁阀(92)两端连通防护气囊(9)与弹性气囊(3)，所述电磁阀(92)与压电片(82)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于非牛顿流体的防坠石电机，其特征在于，所述弹性气囊(3)呈半环形且半环曲率与电机罩(2)外周侧曲率一致，所述弹性气囊(3)远离电机罩(2)一侧固定连接有橡胶垫(31)，所述弹性气囊(3)和连通管网(4)均具有弹性。
3.根据权利要求1所述的一种基于非牛顿流体的防坠石电机，其特征在于，多个所述弹簧管(5)呈等圆心角均匀间隔分布在弹性气囊(3)内，且均连通在连通管网(4)的纵横交点上。
4.根据权利要求1所述的一种基于非牛顿流体的防坠石电机，其特征在于，所述压电片(81)接收缓冲弹簧(8)的压力，并在稳定压力减小到下限阈值后导通电磁阀(92)，在稳定压力增加到上限阈值后关闭电磁阀(92)，所述泄压阀(91)的开启气压阈值大于弹性气囊(3)的设定气压，其中弹性气囊(3)处于设定气压时其内气体通过密封活塞(7)对缓冲弹簧(8)的压力为压电片(81)的上限阈值压力。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011129563.2A CN112290727A (zh) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | 一种基于非牛顿流体的防坠石电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011129563.2A CN112290727A (zh) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | 一种基于非牛顿流体的防坠石电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112290727A true CN112290727A (zh) | 2021-01-29 |
Family
ID=74424464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011129563.2A Withdrawn CN112290727A (zh) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | 一种基于非牛顿流体的防坠石电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112290727A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113581374A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-02 | 张军城 | 一种用于防护监测设备的浮标 |
| CN113830985A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-24 | 邵阳千两新型环保建材有限公司 | 一种防开裂的玻璃钢化粪池 |
-
2020
- 2020-10-21 CN CN202011129563.2A patent/CN112290727A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113581374A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-02 | 张军城 | 一种用于防护监测设备的浮标 |
| CN113830985A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-24 | 邵阳千两新型环保建材有限公司 | 一种防开裂的玻璃钢化粪池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112290727A (zh) | 一种基于非牛顿流体的防坠石电机 | |
| KR101775328B1 (ko) | 진공분위기의 타격공간이 구비된 브레이커 | |
| US11485306B2 (en) | Rescue device for adjusting direction of automobile falling into water through buoyancy | |
| KR20190008517A (ko) | 왕복 운동 임팩트 해머 | |
| CN110440089A (zh) | 一种水锤消除装置 | |
| US8118255B1 (en) | Vehicle energy absorption | |
| CN106245973A (zh) | 预制基座式通信杆塔 | |
| CN209833986U (zh) | 一种无人机机翼防碰撞机构 | |
| CN112290716A (zh) | 一种具有高防护性的防坠石电机 | |
| CN216081192U (zh) | 一种用于工程支撑梁拆除爆破飞石防护装置 | |
| CN213117271U (zh) | 一种液压冲击锤用与桩帽连接的缓冲装置 | |
| CN109026137A (zh) | 一种煤矿井道底部防护缓冲设备及方法 | |
| CN103538543A (zh) | 防撞装置及具有该防撞装置的运输装置 | |
| CN103708016B (zh) | 一种切换设备连接方式的抗冲击装置 | |
| CA1037081A (en) | Semi-pneumatic energy absorbing bumper system for motor vehicles | |
| CN112332582B (zh) | 一种基于磁流变液的防坠石电机 | |
| CN209294551U (zh) | 一种储气罐释压阀保护装置 | |
| CN2591328Y (zh) | 摩托车充气气囊减震器 | |
| CN216397459U (zh) | 一种吸盘及作业设备 | |
| RU93698U1 (ru) | Ударная установка | |
| CN220666126U (zh) | 一种蓄能型桥梁防撞结构及装置 | |
| CN112779859B (zh) | 一种基于桥墩独立保护性能的防护系统 | |
| CN210591750U (zh) | 一种汽车保险杠支架 | |
| CN221195869U (zh) | 一种自适应缓冲气囊排气装置 | |
| CN203892524U (zh) | 耐冲击转角箱 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210129 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |