CN112303172A - 液体-机械隔离器 - Google Patents

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CN112303172A CN202010446713.6A CN202010446713A CN112303172A CN 112303172 A CN112303172 A CN 112303172A CN 202010446713 A CN202010446713 A CN 202010446713A CN 112303172 A CN112303172 A CN 112303172A
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Abstract

本公开涉及液体‑机械隔离器，并公开了冲击和振动隔离器以及其用于将负载与振动和冲击隔离，其中隔离器包括流体弹簧组件和机械弹簧组件，其中流体弹簧组件和机械弹簧组件串联布置。机械弹簧组件包括第一弹簧和第二弹簧，该第一弹簧和第二弹簧被布置成使得机械弹簧组件的压缩同时直接压缩第一弹簧，并且经由中间致动器间接压缩第二弹簧，使得第一弹簧和第二弹簧平行压缩。

Description

液体-机械隔离器
技术领域
本公开涉及用于将系统与冲击和振动隔离的隔离器设备和方法。更具体地，本公开涉及包括液体弹簧组件和机械弹簧组件两者的隔离器设备。
背景技术
振动隔离可用于将目标系统与环境隔离，以消除地震振动、交通振动甚至由脚步声引起的振动的影响。另选地，振动隔离可用于使目标系统的环境与由目标系统产生的振动和噪声隔离。与振动相反，冲击通常被认为是一种瞬态现象，代表一种剧烈的运动或脉冲。冲击隔离通常用于保护系统免受源自环境的冲击。
尽管存在各种各样的隔离系统，但许多隔离系统均包含简单的垫板或支座，这些垫板或支座结合了弹性体或其他可减弱或阻尼振动的物质，适用于隔离工作台甚至小型发动机。在需要更大的隔离系统的情况下，隔离系统可包括更大、更复杂的机械隔离器，包括弹簧支座、气动支座、悬挂支座和/或线缆(钢丝绳)隔离器。
在需要更强健的冲击隔离的情况下，可通过增加螺旋弹簧的尺寸来增强装有金属螺旋弹簧的隔离器。不幸的是，一些系统的物理约束会对系统可容纳的冲击隔离器的尺寸造成限制。我们需要的是能够在维持较小占地面积的同时增强隔离能力的振动和冲击隔离器。
发明内容
本公开提供了用于将负载与冲击和振动隔离的冲击和振动隔离器。
本公开可提供包括流体弹簧组件和机械弹簧组件的冲击和振动隔离器，其中流体弹簧组件和机械弹簧组件串联布置。机械弹簧组件包括第一弹簧和第二弹簧，该第一弹簧和第二弹簧被布置成使得施加到机械弹簧组件的压力同时直接压缩第一弹簧并经由中间致动器间接压缩第二弹簧，使得第一弹簧和第二弹簧平行压缩。
本公开可提供减震器，其中减震器包括圆柱形壳体；流体弹簧组件，其设置在圆柱形壳体的第一端处，流体弹簧组件包括充有流体的孔和可滑动地安装在孔内的活塞；以及机械弹簧组件，其设置在圆柱形壳体的第二端处并与流体弹簧组件串联。机械弹簧组件包括顺序且对准地布置在所述圆柱形壳体内的第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧，其被配置成使得由流体弹簧组件施加到机械弹簧组件的压缩力致使第一螺旋弹簧直接作用在第一螺旋弹簧上，以将第一螺旋弹簧压靠在固定到圆柱形壳体的轴承座上，并且流体弹簧组件同时经由中间致动器间接作用在第二螺旋弹簧上，该中间致动器将第二螺旋弹簧压靠在圆柱形壳体的第二端上，因此压缩力平行施加到第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧。
本公开可提供一种将负载与振动和冲击隔离的方法，包括将一个或多个隔离器联接到负载，以及将一个或多个隔离器联接到负载环境，使得负载的重量由一个或多个隔离器支撑。每个隔离器包括流体弹簧组件和机械弹簧组件，流体弹簧组件设置在隔离器的第一端处，并且包括充有流体的孔和可滑动地安装在孔内的活塞，使得从环境传递到隔离器的冲击串联作用在流体弹簧组件和机械弹簧组件上。机械弹簧组件包括第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧，该第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧被布置成使得流体弹簧组件抵靠机械弹簧组件的平移直接压缩流体弹簧组件和轴承座之间的第一螺旋弹簧，同时间接压缩中间致动器和隔离器的第二端之间的第二螺旋弹簧。结果，流体弹簧组件与机械弹簧组件串联压缩，并且第一螺旋弹簧与第二螺旋弹簧平行压缩。
所公开的隔离器和方法的所公开的特征、功能和优点可在本公开的各个实施例中独立地实现，或者可在其他实施例中进行组合，其更多细节可参考以下描述和附图来看到。
附图说明
图1描绘了根据本公开的冲击和振动隔离器的说明性示例。
图2是图1的冲击和振动隔离器的剖视图。
图3半示意性地描绘了根据本公开使用冲击和振动隔离器将示例性负载与冲击和振动隔离。
图4是根据本公开的用于隔离器的流体弹簧组件的剖视图。
图5是根据本公开的用于隔离器的机械弹簧组件在压缩之前的剖视图。
图6是图5的机械弹簧组件在压缩期间的剖视图。
图7提供了描绘根据本公开的将负载与振动和冲击隔离的说明性方法的流程图。
图8半示意性地描绘了根据本公开使用冲击和振动隔离器将示例性负载与冲击和振动隔离。
定义
除非另外指出，否则以下定义适用于本文。
“基本上”意指主要符合由该术语所修饰的特定尺寸、范围、形状、概念或其他方面，使得特征或部件不必完全符合，只要它适合于其预期的目的或功能即可。例如，“基本上圆柱形”的对象意指该对象类似于圆柱体，但可能与真实圆柱体有一个或多个偏差。
“包含(Comprising)”、“包括(including)”和“具有”(及其变形)可互换使用，以意指包括但不必限于此，并且是开放式术语，并不旨在排除附加的未引用元件或方法步骤。
诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语用于按照它们在特定上下文中被引入的顺序来区分或标识组的各种成员等，并且不旨在示出序列或数字限制，或者是组成员的固定标识符。
“联接”意指这样的关系，即一方的性能影响另一方的性能，可包括永久地或可释放地连接，无论是直接连接还是通过中间部件间接连接，并且不必限于(一种或多种)物理连接。
“压缩力”意指由本发明的隔离器吸收的力。压缩力包括但不限于振动脉冲、地震脉冲、冲击波等，并且此类压缩力可为周期性的或非周期性的。
具体实施方式
冲击和振动隔离器、冲击隔离器及其使用方法的各个方面和示例在下面描述并在相关附图中示出。除非另有说明，否则所公开的设备和/或其各种部件可以但不要求含有本文描述、说明和/或并入的结构、部件、功能和/或变型中的一个或多个。此外，除非明确地排除，否则结合本教导而在本文中描述、说明和/或并入的过程步骤、结构、部件、功能和/或变型可被包括在其他类似的装置和方法中，包括在所公开的实施例之间可互换。以下对各种示例的描述本质上仅仅是说明性的，并且绝不旨在限制本公开、其应用或用途。另外，由以下描述的示例和实施例提供的优点本质上是说明性的，并且并非所有示例和实施例均必须提供相同的优点或相同程度的优点。
图1和图2描绘了示例性的冲击和振动隔离器5。隔离器5包括隔离器壳体10，其至少部分地包围设置在隔离器壳体10的第一端14处的流体弹簧组件12，以及设置在隔离器壳体10的第二端18处的机械弹簧组件16。流体弹簧组件12和机械弹簧组件16被布置成使得两个弹簧组件在壳体10内串联。也就是说，流体弹簧组件12和机械弹簧组件16端对端布置，使得施加到隔离器5的压缩力施加到每个弹簧组件，而压缩力的大小不变。
如图3中示意性所示，隔离器5通常被配置成使得隔离器5的第一端14可联接到负载20，其中负载通常包括目标系统。隔离器5的第二端18通常被配置成联接到负载20的环境22。可从冲击和振动隔离中受益的目标系统包括车辆悬架系统和灵敏仪器。整个建筑物或其他设施可采用冲击和振动隔离来提供地震隔离和/或保护。存在用于冲击和振动隔离的各种军事和/或航空航天应用，包括车辆悬架系统，但也包括武器模块或系统。负载20可包括但不限于且以任何组合方式的一种或多种车辆、建筑物、仪器或武器系统。
在使用期间，一个或多个隔离器5可设置在负载20和负载环境22之间，使得负载20被隔离或保护免受来自负载环境的冲击和振动，否则这些冲击和振动会影响甚至损坏负载20。通过在负载20和负载环境22之间设置一个或多个隔离器5，源自负载环境22的振动和冲击被一个或多个隔离器吸收和/或阻尼，从而使负载20不会受到振动或冲击，或者至少受到衰减的(阻尼的)振动或冲击。
传入的冲击或振动表现为施加在隔离器5上的压缩力24。即使压缩力24可起源于负载20的外部，但从负载环境22的参照系来看，压缩力24仍被认为是对应于负载20相对于周围负载环境22的移动。从隔离器5的角度来看，从隔离器5的角度看，压缩力24由负载20在隔离器5的第一端14处施加，其中负载20联接到隔离器5。
隔离器5被配置成阻尼或吸收负载20相对于负载环境22的相对运动。隔离器5可被配置成使其具有纵向轴线26。通常，隔离器壳体10的第一端14和第二端18沿纵向轴线26设置，并且位于纵向轴线26的端部处。在使用期间，隔离器5可被定向成使得纵向轴线26与压缩向量28基本上对准，该压缩向量28被定义成沿着负载20向隔离器5施加的压缩力的向量。隔离器5的纵向轴线26可但不要求与压缩向量28基本上重合。
流体弹簧组件12包括适当的基于液压的缓冲器或阻尼器30，如图4的横截面所示。通常，流体弹簧组件12包括缓冲器或阻尼器，该缓冲器或阻尼器响应于由于运动部件和粘性流体之间的粘性摩擦而施加的压缩力而抵抗移动。
流体弹簧组件12的阻尼器30可包括充有流体的孔32和可滑动地设置在充有流体的孔32中的活塞34。经由活塞轴35施加到流体弹簧组件12的压缩力沿活塞平移轴线36推动活塞34远离第一端14(即向内)，并且活塞34的运动被填充孔32的粘性流体38阻止。如图4所示，活塞轴35被配置成当压缩力从隔离器5的第二端18施加到阻尼器30时向内推动活塞34。通常，当要从第二端18施加压缩力时，负载20经由沿隔离器5的长度延伸的连接件联接到流体弹簧组件12。另选地活塞轴35可联接到朝向隔离器5的第一端14向外延伸的活塞34，并且可从第一端14向流体弹簧组件12施加压缩力。
活塞34可将孔32分成第一流体填充隔室40和第二流体填充隔室42，其中阻尼器30被配置成使得当压缩力沿活塞平移轴线36向内推动活塞34时，活塞的移动压缩填充第二隔室42的粘性流体38，从而阻尼(抵抗)活塞34的移动。
另选地或附加地，活塞34可并入一个或多个孔口44，该孔口被配置成使得活塞34的向内移动迫使粘性流体38从第二隔室42通过孔口44进入第一隔室40，从而阻尼活塞34的移动。
流体弹簧组件12的粘性流体38可根据粘度和稳定性进行选择，并且可包括一种或多种天然油、矿物油和/或硅油。流体38可任选地包括旨在赋予流体38所需性能的一种或多种添加剂。可添加一种或多种添加剂以赋予流体38耐火性、增加流体的工作温度范围、降低流体的工作温度范围、抗腐蚀、抗氧化以及其他性能。
在不脱离所公开的隔离器的精神和范围的情况下，除了本文所公开的活塞和充有流体的孔之外，各种替代的缓冲器设计和液压弹簧设计也可在流体弹簧组件12中使用。
机械弹簧组件16，当被认为是单个弹簧时，与流体弹簧组件12串联联接。也就是说，当压缩力施加到流体弹簧组件12时，压缩力也施加到机械弹簧组件16。然而，机械弹簧组件16又包括两个或更多个机械弹簧，并且在机械弹簧组件16上施加压缩力致使多个机械弹簧中的每一个被平行压缩。
为了说明隔离器5的这种配置的有利性质，我们首先可考虑液体-机械隔离器具有弹簧常数为kf的流体弹簧组件、弹簧常数为k1的第一机械弹簧和弹簧常数为k2的第二机械弹簧，其中隔离器被配置成使得流体弹簧组件和机械弹簧组件串联布置，并且第一机械弹簧与第二机械弹簧串联布置。由于所有三个弹簧元件串联设置，因此可使用以下公式计算整个隔离器的弹簧常数ki：
Figure BDA0002506167220000061
为了说明的目的，我们可将流体弹簧组件的弹簧常数和机械弹簧中的每一个机械弹簧的弹簧常数设定为相等，每个弹簧的弹簧常数为k。求解有效的隔离器弹簧常数ki会得出以下结果：
Figure BDA0002506167220000062
相反，根据本公开的液体-机械隔离器将包括机械弹簧组件，其中第一机械弹簧和第二机械弹簧在功能上平行布置，同时机械弹簧组件作为整体与流体弹簧组件串联布置，如上所述。在本公开的液体-机械隔离器的情况下，整个隔离器ki的弹簧常数可使用以下公式计算：
Figure BDA0002506167220000063
同样，设定kf＝k1＝k2＝k，求解ki得出结果：
Figure BDA0002506167220000064
因此，通过将两个机械弹簧并联而不是串联放置，可使所得隔离器的有效弹簧常数加倍，而不会增加隔离器本身的占地面积。因此，本公开的隔离器可为重要的和/或脆弱的负载提供增加的冲击隔离能力，而不需要较大的隔离器占地面积。
如图5和图6的说明性示例所示，机械弹簧组件16可包括第一机械弹簧50和第二机械弹簧52。第一弹簧50和第二弹簧52在功能上且有效地平行布置，因为向机械弹簧组件16施加压缩力可直接压缩第一弹簧50，并且经由中间致动器54间接地同时压缩第二弹簧52。
第一弹簧50和第二弹簧52中的每一个可为机械弹簧。可被配置用于机械弹簧组件16中的任何机械弹簧是适于本公开目的的弹簧，并且第一弹簧50和第二弹簧52不需要相同或甚至相同类型的机械弹簧。通常，弹簧50和弹簧52中的每一个均是压缩弹簧，诸如螺旋形的螺旋弹簧。
在第一弹簧50和第二弹簧52是压缩螺旋弹簧的情况下，第一弹簧50和第二弹簧52中的每一个限定各自的纵向轴线。第一弹簧50和第二弹簧52可被布置成使得第一弹簧50的第一纵向轴线56与第二弹簧52的第二纵向轴线58对准，并且第一纵向轴线56和第二纵向轴线58中的每一个类似地与活塞平移轴线36对准。隔离器5可被配置成使得第一纵向轴线56、第二纵向轴线58和活塞平移轴线36中的每一个均与其他轴线重合。通常，第一纵向轴线56、第二纵向轴线58和活塞平移轴线36中的每一个彼此重合，并且与隔离器5的压缩向量28重合。
第一弹簧50和第二弹簧52可各自表现出指示弹簧刚度的弹簧常数。第一弹簧50的第一弹簧常数和第二弹簧52的第二弹簧常数可以但不要求基本上相等。由于第一弹簧50和第二弹簧52具有不同的弹簧常数的能力，隔离器5提供了通过用具有不同强度的弹簧替换第一弹簧50和第二弹簧52中的一个或多个来提供调节和微调隔离器5的容量和/或响应曲线的有用能力。
第一弹簧50被配置成被在流体弹簧组件12和固定到隔离器壳体10上的固定轴承座60之间压缩。轴承座60可被牢固地固定到隔离器壳体10，使得轴承座60不会在第一机械弹簧50施加的力的作用下移动。例如，轴承座60可在一个或多个连接点62处联接到隔离器壳体10。
同时，当第一弹簧50被直接压缩时，由机械弹簧组件16施加的共享压缩力经由中间致动器54被间接施加到第二弹簧52，该中间致动器54将第二弹簧52压靠在隔离器壳体10的第二端18处的内表面64上。
能够有效地将流体弹簧组件12的压缩力传递到第二弹簧52的中间致动器54的任何配置均是合适的中间致动器。如图5和图6所示，中间隔离器54可包括可滑动地设置在隔离器壳体10内的致动器圆柱体66。致动器圆柱体66的侧壁68在壳体10内围绕第一弹簧50的至少一部分，并且中间致动器54可被配置成使得致动器侧壁68可在隔离器壳体10内可滑动地平移经过轴承座60，从而能够压缩第二弹簧52，如图6所示。
作为一个示例，如图5和图6所示，致动器圆柱体66可在第一致动器端部70与流体弹簧组件12的内表面72接触，并且在第二致动器端部70与第二弹簧52的内表面72接触。致动器圆柱体66的致动器侧壁68可另外限定一个或多个纵向槽74，该纵向槽对应于轴承座60的连接点62并且成形为容纳该连接点62。这样，致动器圆柱体66可平移经过第一弹簧50，其中轴承座连接点62沿纵向槽74滑动。
中间致动器54的这种配置允许流体弹簧组件12沿压缩向量28平移，以将中间致动器54推靠在第二弹簧52上，并且因此同时压缩第一弹簧50和第二弹簧52。
当第一弹簧50和第二弹簧52在功能上并联连接时，由流体弹簧组件12施加到机械弹簧组件16的压缩力在第一弹簧50和第二弹簧52之间共享。也就是说，施加到机械弹簧组件16的总力是施加到第一弹簧50和第二弹簧52中的每一个的压缩力的总和。第一弹簧50和第二弹簧52可以任何合适的配置设置，只要第一弹簧50和第二弹簧52在功能上平行联接。
尽管隔离器5的机械弹簧组件16被描述为包括两个机械弹簧，但机械弹簧组件16可包括附加的机械弹簧，每个机械弹簧由于每个弹簧具有中间致动器而在功能上平行布置，每个弹簧在其中间致动器和中间轴承座或隔离器壳体的端部表面之间被压缩，并且每个中间致动器包括适当配置的槽或其他孔口使得中间致动器可同时被流体弹簧组件12推动，并且同时可在隔离器5中平移，而不会干扰中间轴承座或任何其他中间致动器。
优选地，隔离器5可被用在任何传入的冲击或振动均不会超过隔离器的压缩能力的环境中。然而，有利的是，配置隔离器5，使得在隔离器5压缩期间，在达到机械弹簧组件的压缩极限之前，达到流体弹簧组件12的压缩极限。也就是说，配置隔离器5使得机械弹簧组件16显示出比流体弹簧组件12更大的能力是有利的。换句话说，可选择第一弹簧50和第二弹簧52，使得如果且当由于与活塞34的机械相互作用或由于达到孔32的第二隔室42中的粘性流体38的压缩极限而达到流体弹簧组件12的压缩能力时，机械弹簧组件仍将保持附加的压缩能力。
应用领域
当前公开的液体-机械隔离器在将负载或目标系统与冲击和振动隔离时特别有用。多种系统可受益于冲击和振动的隔离，并且如本文中所使用，负载20可以包括一个或多个装置、器具、仪器、武器系统或以任何组合方式且没有限制的其他设备。
图7的流程图80提供了描述使负载与振动和冲击隔离的方法的流程图，其中该方法包括在流程图80的步骤82将一个或多个隔离器联接到负载，以及在流程图80的步骤84将一个或多个隔离器联接到负载环境，使得负载的重量由一个或多个隔离器支撑。
在使用期间，负载20通常直接或间接联接到隔离器5的第一端14，而第二端18直接或间接联接到隔离器5的环境22，其中隔离器5可被配置成阻尼或吸收负载20相对于负载环境22的相对运动。
在示例性安装中，并且如图3示意性所示，每个隔离器5可定向成使得隔离器5的纵向轴线26基本上竖直，第一端14在最上面且第二端18在最下面。在这种配置中，每个隔离器5的表面流体弹簧组件12定向在第一端14处，并且将一个或多个隔离器5联接到负载20可包括将负载20搁置在流体弹簧组件12上。这样，一个或多个隔离器5可基本上类似于汽车上的减震器起作用。
在替代且示例性安装中，如图8示意性所示，每个隔离器5可定向成使得隔离器5的纵向轴线26基本上竖直，但在该安装中，第二端18设置在最上面且第一端14设置在最下面。在这种配置中，每个隔离器5的流体弹簧组件12定向在隔离器5的下端处，并且将一个或多个隔离器5联接到负载20可包括将加载线缆76联接到每个流体弹簧组件，在每个隔离器5内且通过每个隔离器5沿其纵向轴线26向上延伸每个加载线缆76，并且在相关联的滑轮78上延伸。然后，每个加载线缆均可联接到悬挂负载20。这样，负载20相对于负载环境22的相对运动被施加成加载线缆76经由流体弹簧组件12向上施加到隔离器5的压缩力。
示例、部件和替代方案
以下编号的段落描述了所公开的冲击和振动隔离器的选定方面，以及使负载与振动和冲击隔离的方法。这些部分中的示例旨在说明，并且不应解释为限制本公开的整个范围。每个部分可包括一个或多个不同的实施例或示例，和/或上下文或相关的信息、功能和/或结构。
A1.一种冲击和振动隔离器，包括流体弹簧组件和机械弹簧组件，其中流体弹簧组件和机械弹簧组件串联布置，并且机械弹簧组件包括第一弹簧和第二弹簧，该第一弹簧和第二弹簧布置成使得施加到机械弹簧组件的压缩力同时直接压缩第一弹簧，并且经由中间致动器间接压缩第二弹簧，使得第一弹簧和第二弹簧平行压缩。
A2.根据段落A1所述的隔离器，其中第一弹簧的弹簧常数和第二弹簧的弹簧常数基本上相等。
A3.根据段落A1所述的隔离器，其中机械弹簧组件的第一弹簧和第二弹簧中的每一个均是具有纵向轴线的压缩螺旋弹簧，并且第一弹簧和第二弹簧被布置成使得第一弹簧和第二弹簧的纵向轴线重合。
A4.根据段落A1所述的隔离器，其中流体弹簧组件包括充有流体的孔和可滑动地安装在孔内的活塞，使得活塞将所述孔划分成第一隔室和第二隔室，使得流体弹簧组件的压缩在孔内移动活塞并压缩孔的第二隔室中的流体。
A5.根据段落A4所述的隔离器，其中施加到隔离器的压缩力沿单个压缩向量施加；第一弹簧和第二弹簧中的每一个是压缩螺旋弹簧。隔离器被配置成使得流体弹簧组件的活塞以及第一弹簧和第二弹簧中的每一个的线圈与单个压缩向量对准。
A6.根据段落A4所述的隔离器，其中隔离器被配置成使得在隔离器的压缩期间，在达到机械弹簧组件的压缩极限之前，达到流体弹簧组件的压缩极限。
A7.根据段落A1所述的隔离器，其中隔离器具有纵向轴线，并且所述隔离器被定向成使得纵向轴线基本上竖直，流体弹簧组件设置在隔离器的下端处，并且施加到隔离器的压缩力被向上施加到流体弹簧组件。
A8.根据段落A7所述的隔离器，其中压缩力通过联接到所述流体弹簧组件的加载线缆向上施加到流体弹簧组件，其中加载线缆沿隔离器的纵向轴线在隔离器内延伸并穿过隔离器。
A9.根据段落A1所述的隔离器，还包括隔离器壳体，其中流体弹簧组件被配置成将第一弹簧直接压靠在固定到隔离器壳体的轴承座上。
A10.根据段落A9所述的隔离器，其中流体弹簧组件被配置成通过将中间致动器推靠在第二弹簧上以将第二弹簧压靠在隔离器壳体的内表面上而间接压缩第二弹簧。
A11.根据段落A10所述的隔离器，其中中间致动器包括圆柱体，该圆柱体可滑动地设置在隔离器内，围绕第一弹簧的至少一部分，并且被配置成可滑动地平移经过轴承座，以便压缩第二弹簧。
A12.根据段落A11所述的隔离器，其中轴承座在一个或多个点处联接到隔离器壳体，并且中间致动器圆柱体沿圆柱体的长度限定一个或多个槽，以容纳附接轴承座的点，使得圆柱体可滑动地平移经过轴承座。
B1.一种减震器，包括圆柱形壳体；流体弹簧组件，其设置在圆柱形壳体的第一端处，流体弹簧组件包括充有流体的孔和可滑动地安装在孔内的活塞；以及机械弹簧组件，其设置在圆柱形壳体的第二端处并与流体弹簧组件串联，其中机械弹簧组件包括顺序且对准地布置在所述圆柱形壳体内的第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧，其被配置成使得由流体弹簧组件施加到机械弹簧组件的压缩力致使第一螺旋弹簧直接作用在第一螺旋弹簧上，以将第一螺旋弹簧压靠在固定到圆柱形壳体的轴承座上，并且流体弹簧组件同时经由中间致动器间接作用在第二螺旋弹簧上，该中间致动器将第二螺旋弹簧压靠在圆柱形壳体的第二端上，因此压缩力平行施加到第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧。
B2.根据段落B1所述的减震器，其中轴承座联接到圆柱形壳体，并且中间致动器包括同心地安装在圆柱形壳体内的滑动圆柱体，该滑动圆柱体被配置成沿轴承座可滑动地平移以压缩第二螺旋弹簧。
B3.根据段落B1所述的减震器，其中减震器被配置成竖直悬挂，使得圆柱形壳体的第一端设置在减震器的最下端处，还包括在减震器的最下端处联接到流体弹簧组件并且向上延伸穿过减震器的加载线缆。
B4.根据段B3所述的减震器，其中加载缆线沿第一螺旋弹簧、第二螺旋弹簧、中间致动器和圆柱形壳体的纵向轴线延伸。
C1.一种将负载与振动和冲击隔离的方法，包括将一个或多个隔离器联接到负载，以及将一个或多个隔离器联接到负载环境，使得负载的重量由一个或多个隔离器支撑，其中每个隔离器包括流体弹簧组件和机械弹簧组件，流体弹簧组件设置在隔离器的第一端处并且包括充有流体的孔和可滑动地安装在孔内的活塞，使得从环境传递到隔离器的冲击串联作用在流体弹簧组件和机械弹簧组件上，其中机械弹簧组件包括第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧，该第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧被布置成使得流体弹簧组件相对于机械弹簧组件的平移将直接压缩流体弹簧组件和轴承座之间的第一螺旋弹簧，同时间接压缩中间致动器和隔离器的第二端之间的第二螺旋弹簧，使得当流体弹簧组件与机械弹簧组件串联压缩时，第一螺旋弹簧与第二螺旋弹簧平行压缩。
C2.根据段落C1所述的方法，其中将一个或多个隔离器联接到负载环境包括将一个或多个隔离器附接到固体表面，使得流体弹簧组件设置在机械弹簧组件下方；以及将一个或多个隔离器联接到负载包括从一个或多个加载线缆悬挂负载，每个加载线缆向上延伸并越过相应的滑轮构件，然后向下延伸穿过每个隔离器的中心并附接到该隔离器的流体弹簧组件。
C3.根据段落C1所述的方法，其中将一个或多个隔离器联接到负载环境包括将每个隔离器基本上竖直地布置在固体表面上，使得每个隔离器的流体弹簧组件在最上面，并且将一个或多个隔离器联接到负载包括将负载搁置在一个或多个流体弹簧组件上。
C4.根据段落C1所述的方法，其中将一个或多个隔离器联接到负载包括将一个或多个隔离器联接到包括一个或多个车辆、建筑物、仪器和武器系统的目标系统。
优点、特征、益处
本文所述的冲击和振动隔离器及其使用方法的不同实施例和示例提供了优于结合了先前隔离器设计的那些的几个优点。
如上所述，通过平行布置机械弹簧组件的两个机械弹簧，而不是将它们串联放置，可在不增加隔离器自身占地面积的情况下显著增加所得隔离器的弹簧常数。因此，本公开的隔离器不仅可提供增强的冲击和振动隔离以保护敏感或关键系统，而且可在不需要较大隔离器的情况下增强对此类系统的保护，这在重新安装或翻新现有系统时尤其有利，因为在现有系统中空间可能非常宝贵。
结论
以上阐述的公开内容可包括具有独立效用的多个不同的示例。尽管已以其优选形式(一种或多种)公开了它们中的每一个，但是本文所公开和说明的其特定实施例不应被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。就本公开中使用的章节标题而言，此类标题仅用于组织目的。本公开的主题包括本文公开的各种元件、特征、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。随附权利要求特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。在要求本申请或相关申请的优先权的申请中，可要求保护特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合。此类权利要求，无论是在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同或不同，也被认为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种冲击和振动隔离器(5)，包括：
流体弹簧组件(12)；和
机械弹簧组件(16)；
其中所述流体弹簧组件(12)和所述机械弹簧组件(16)串联布置；以及
所述机械弹簧组件(16)包括第一弹簧(50)和第二弹簧(52)，所述第一弹簧和所述第二弹簧被布置成使得施加到所述机械弹簧组件的压缩力同时直接压缩所述第一弹簧(50)并经由中间致动器(54)间接压缩所述第二弹簧(52)，使得所述第一弹簧和所述第二弹簧平行压缩。
2.根据权利要求1所述的隔离器，其中所述第一弹簧(50)的弹簧常数和所述第二弹簧(52)的弹簧常数基本上相等。
3.根据权利要求1所述的隔离器，其中所述机械弹簧组件(16)的所述第一弹簧(50)和所述第二弹簧(52)中的每一个均是具有纵向轴线的压缩螺旋弹簧，并且所述第一弹簧和所述第二弹簧被布置成使得所述第一弹簧和所述第二弹簧的所述纵向轴线(56、58)重合。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的隔离器，其中所述流体弹簧组件(12)包括充有流体的孔(32)和可滑动地安装在所述孔内的活塞(34)，使得所述活塞将所述孔划分成第一隔室(40)和第二隔室(42)，使得所述流体弹簧组件的压缩使所述活塞在所述孔内移动，并且压缩所述孔的所述第二隔室中的所述流体。
5.根据权利要求4所述的隔离器，其中施加到所述隔离器的所述压缩力沿单个压缩向量(28)施加；所述第一弹簧(50)和所述第二弹簧(52)中的每一个均是压缩螺旋弹簧；并且所述隔离器被配置成使得所述流体弹簧组件(12)的所述活塞(34)以及所述第一弹簧和所述第二弹簧中的每一个的所述线圈与所述单个压缩向量(28)对准。
6.根据权利要求4所述的隔离器，其中所述隔离器被配置成使得在所述隔离器的压缩期间，在达到所述机械弹簧组件(16)的压缩极限之前，达到所述流体弹簧组件(12)的压缩极限。
7.根据权利要求1所述的隔离器，其中所述隔离器具有纵向轴线(26)，并且所述隔离器被定向成使得所述纵向轴线基本上竖直，所述流体弹簧组件(12)设置在所述隔离器的下端，并且施加到所述隔离器的所述压缩力向上施加到所述流体弹簧组件。
8.根据权利要求7所述的隔离器，其中所述压缩力通过联接到所述流体弹簧组件的加载线缆(76)向上施加到所述流体弹簧组件(12)，其中所述加载线缆沿所述隔离器的纵向轴线(26)在所述隔离器(5)内延伸并穿过所述隔离器(5)。
9.根据权利要求1所述的隔离器，还包括隔离器壳体(10)，其中所述流体弹簧组件(12)被配置成直接压缩所述第一弹簧(50)抵靠固定到所述隔离器壳体的轴承座(60)。
10.根据权利要求9所述的隔离器，其中所述流体弹簧组件(12)被配置成通过将中间致动器(54)推靠在所述第二弹簧(52)上以将所述第二弹簧压靠在所述隔离器壳体(10)的内表面(64)上而间接压缩所述第二弹簧(52)。
11.根据权利要求9或10所述的隔离器，其中所述中间致动器(54)包括圆柱体(66)，所述圆柱体：
可滑动地设置在所述隔离器内；
围绕所述第一弹簧(50)的至少一部分；以及
被配置成可滑动地平移经过所述轴承座(60)，以便压缩所述第二弹簧(52)。
12.根据权利要求11所述的隔离器，其中所述轴承座(60)在一个或多个点(62)处联接到所述隔离器壳体(10)，并且所述中间致动器圆柱体(66)沿所述圆柱体的长度限定一个或多个槽(74)，以容纳附接所述轴承座的所述点，使得所述圆柱体可滑动地平移经过所述轴承座。
13.一种减震器(5)，包括：
圆柱形壳体(10)；
流体弹簧组件(12)，其设置在所述圆柱形壳体的第一端(14)处，所述流体弹簧组件包括充有流体的孔(32)和可滑动地安装在所述孔内的活塞(34)；以及
机械弹簧组件(16)，其设置在所述圆柱形壳体的第二端(18)处并与所述流体弹簧组件(12)串联；
其中所述机械弹簧组件(16)包括顺序且对准地布置在所述圆柱形壳体内的第一螺旋弹簧(50)和第二螺旋弹簧(52)，其被配置成使得由所述流体弹簧组件施加到所述机械弹簧组件的所述压缩力致使所述第一螺旋弹簧直接作用在所述第一螺旋弹簧上，以将所述第一螺旋弹簧压靠在固定到所述圆柱形壳体的轴承座(60)上，并且所述流体弹簧组件同时经由中间致动器(54)间接作用在所述第二螺旋弹簧上，所述中间致动器将所述第二螺旋弹簧压靠在所述圆柱形壳体的所述第二端(64)上，因此所述压缩力平行施加到所述第一螺旋弹簧(50)和所述第二螺旋弹簧(52)。
14.根据权利要求13所述的减震器，其中所述轴承座(60)联接到所述圆柱形壳体(10)，并且所述中间致动器(54)包括同心地安装在所述圆柱形壳体内的滑动圆柱体(66)，所述滑动圆柱体被配置成沿所述轴承座(60)可滑动地平移以压缩所述第二螺旋弹簧(52)。
15.一种将负载与振动和冲击隔离的方法，包括：
将一个或多个隔离器(5)联接(82)到所述负载(20)；以及
将所述一个或多个隔离器(5)联接(84)到负载环境(22)，使得所述负载的重量由所述一个或多个隔离器支撑；
其中每个隔离器包括流体弹簧组件(12)和机械弹簧组件(16)；
所述流体弹簧组件设置在所述隔离器(5)的第一端(14)处，并且包括充有流体的孔(32)和可滑动地安装在所述孔中的活塞(34)，使得从所述负载环境(22)传递到所述隔离器的冲击串联作用在所述流体弹簧组件(12)和所述机械弹簧组件(16)；
其中所述机械弹簧组件(16)包括第一螺旋弹簧(50)和第二螺旋弹簧(52)，所述第一螺旋弹簧和所述第二螺旋弹簧被布置成使得所述流体弹簧组件(12)相对于所述机械弹簧组件(16)的平移将直接压缩所述流体弹簧组件和轴承座(60)之间的所述第一螺旋弹簧(50)，同时间接压缩中间致动器(54)和所述隔离器的第二端(64)之间的所述第二螺旋弹簧(52)；
使得当所述流体弹簧组件(12)与所述机械弹簧组件(16)串联压缩时，所述第一螺旋弹簧(50)与所述第二螺旋弹簧(52)平行压缩。
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