CN204284287U - 一种高效抗冲气液复合缓冲器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效抗冲气液复合缓冲器，包括第一油缸（6）、第二油缸（7），两油缸内充有阻尼液，第一油缸套接在第二油缸的内部，第一油缸的右端设置有第一活塞（13），第二油缸的内部固定连接有一增压杆（8），所述的增压杆（8）的一端穿过第一活塞伸入至第一油缸的内部，在第一活塞上设有溢流通道（15）；所述的第一油缸缸体内设置有第二活塞（3），第二活塞左端的缸体为空气腔室，在空气腔室上设置有出气阀（2）和进气阀（10）。本实用新型安装在外界冲击输入端与被保护设备之间，不仅能够衰减外界较强冲击能量向被保护设备的传递，使被保护设备在设计限值以内的外界冲击作用下免于损坏并能正常工作，还可以控制、调整系统的自振频率，实现保护对象与支撑结构的振动隔离，减小外界振动环境对保护对象的影响。

Description

一种高效抗冲气液复合缓冲器

技术领域

本实用新型涉及抗冲击耗能领域，是一种能够抵抗较高外界冲击的高效抗冲气液复合缓冲器。

背景技术

目前通用的缓冲器为液体粘滞阻尼缓冲器，一般采用单一的液体作为阻尼耗能介质，其针对的外界实际冲击环境主要为天然地震或风振，这两种震(振)动环境的主要特点为：频率较低，主频带一般在30Hz以内，能量最集中的频带一般在10Hz以下；动态位移幅值较大，一般在10cm量级，根据不同的应用场合，大者可达m的量级；加速度幅值较小，一般均小于1g(g为重力加速度)；持时较长，天然地震的持时可达数十秒至十数分钟，而风振的持时甚至可达一天以上，冲击震(振)动过程中一般并无明显占优势的强脉冲，而是较为均匀地分布于整个冲击震(振)动过程中。该种通用缓冲器主要以位移控制为主，加速度和速度控制为次要参量。

对于各类爆炸所致冲击震(振)动环境，其主要特点为：频率较高，主频带一般在300Hz以内，能量最集中的频带一般在20-100Hz之间；动态位移幅值较小，一般在厘米量级，根据不同的应用场合，大者可达10cm；加速度幅值较大，一般均大于5g(g为重力加速度)；持时较短，一般爆炸所致冲击脉冲的持时在数十毫秒至数分钟，冲击震(振)动过程中一般以首次冲击脉冲为主，后续冲击震(振)动过程中的脉冲峰值明显降低。对这种冲击震(振)动环境的控制，主要以加速度控制为主，位移和速度控制为次要参量。所以，通用的液体粘滞阻尼缓冲器在此冲击震(振)动环境中并不能很好地发挥对被保护设备的保护作用。为此，需要解决的技术问题是通过一种新型的缓冲器，衰减较强外界冲击能量向被保护区域传递，使受保护设备在设计限值之内的外界冲击作用下能正常工作。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高效抗冲气液复合缓冲器，主要针对较强的外界冲击，将气体和液体联合使用作为隔冲耗能介质，使控制对象免受外界强冲击环境的危害。

本实用新型的目的可采用如下技术方案来实现：其包括第一油缸、第二油缸，两油缸内充有阻尼液，其特征是：第一油缸套接在第二油缸的内部，第一油缸的右端设置有第一活塞，第二油缸的内部固定连接有一增压杆，所述的增压杆的一端穿过第一活塞伸入至第一油缸的内部，在第一活塞上设有溢流通道；所述的第一油缸缸体内设置有第二活塞，第二活塞左端的缸体为空气腔室，在空气腔室上设置有出气阀和进气阀。

所述第一油缸的左端连接有法兰，连接法兰与被保护设备之间设有橡胶缓冲垫。所述第二油缸的右端连接有球铰万向节。

所述增压杆左端设有限位螺母。在增压杆和第一活塞之间设置有间隙通道。

所述第二活塞的右侧设置有用于限制第二活塞向右侧运动的弹性挡圈。

所述第二油缸缸套的外部左端设有保护铜套及缓冲垫。

本实用新型基于以下原理设计：在外界强瞬态冲击作用下，气体的可压缩性大大高于液体，因此在首次强脉冲冲击作用下，可由气体的高压缩性获得较好的前期增时削峰缓冲效果，达成以加速度控制为主的设计初衷，亦可使经缓冲后的冲击过程比单纯采用液体作为阻尼介质时更为平缓。

本实用新型安装在外界冲击输入端与被保护设备之间，不仅能够衰减外界较强冲击能量向被保护设备的传递，使被保护设备在设计限值以内的外界冲击作用下免于损坏并能正常工作，还可以控制、调整系统的自振频率，实现保护对象与支撑结构的振动隔离，减小外界振动环境对保护对象的影响。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中圆圈所指的局部放大图。

图中：1、橡胶缓冲垫，2、出气阀，3、第二活塞，4、弹性挡圈，5、铜套，6、第一油缸，7、第二油缸，8、增压杆，9、连接法兰，10、进气阀，11、缓冲垫，12、限位螺母，13、第一活塞，14、球铰万向节，15、溢流通道，16-间隙通道。

具体实施方式

下面结合附图，进一步说明本实用新型的具体实施方式。

如附图所示：所述的高效抗冲气液复合缓冲器，其包括第一油缸6、第二油缸7，两油缸内充有阻尼液，第一油缸6套接在第二油缸7的内部，第一油缸6的右端设置有第一活塞13，第二油缸7的内部固定连接有一增压杆8，所述的增压杆8的一端穿过第一活塞13伸入至第一油缸的内部，在第一活塞13上设有溢流通道15，在增压杆8和第一活塞13之间设置有间隙通道16，在增压杆8左端设有限位螺母12。上述结构构成液体阻尼元件。

所述的第一油缸6缸体内设置有第二活塞3，第二活塞3左端的缸体为空气腔室，在空气腔室上设置有出气阀2和进气阀10。上述结构构成气体弹性元件。

所述第二油缸7的右端连接有球铰万向节14。在第一油缸的左端连接有法兰9，连接法兰9与被保护设备之间设有橡胶缓冲垫1。

所述第二活塞3的右侧设置有用于限制第二活塞3向右侧运动的弹性挡圈4。所述第二油缸7缸套的外部左端设有保护铜套5及缓冲垫11。

工作时，本实用新型分别通过连接法兰9和球铰万向节14分别与被保护设备和基础结构相连，第一油缸6和第二油缸7内充有阻尼液；当受到外界冲击时，冲击能量会由球铰万向节14传递给缓冲器，缓冲器中的第二油缸7在冲击作用下会向着第一油缸6运动，第二油缸7内的阻尼液在挤压下会沿着溢流通道15和间隙通道16向第一油缸6内运动，阻尼液在运动的过程中会提供阻尼力消耗一部分能量；增压杆8在第二油缸7的带动下也会挤压第一油缸6内的阻尼液，第一油缸6内的阻尼液也会对增压杆8提供一个阻尼力消耗一部分的冲击能量，此时第一油缸6内的阻尼液在剩余冲击能量的作用下会继续向前挤压气体弹性元件。在第二活塞3沿第一油缸6的缸套内壁向左运动压缩缸内空气，使其压力超过大气压时，出气阀2打开排出气体；当第二活塞3反向运动，使缸内气体压力小于大气压时，进气阀10打开抽入空气，从而维持缸内气体压力在一个大气压左右。气体弹性元件给阻尼液提供一个反向的推力从而使阻尼液向相反的方向运动，阻尼液在通过溢流通道15和间隙通道16进入第二油缸7的过程中会消耗一部分弹性势能，增压杆8在阻尼液的作用下也会向着相反的方向运动，第二油缸7在增压杆8的带动下也会向着相反的方向运动，在增压杆8和第二油缸7的运动过程中也会消耗一部分弹性势能，最终增压杆8和第二油缸7会回复到原位。

本实用新型通过开关进气阀10和出气阀2，使气体弹性元件提供的弹力维持在初始计算的范围内，从而保证被保护设备所受到的作用力维持在可接受的水平上。通过气体弹性元件把冲击能量以弹性势能的形式先保存起来，再按系统本身的特性缓慢释放出来，转换为热能逐渐消耗掉，从而减小外界冲击对被保护对象的破坏作用。

Claims (7)

1.一种高效抗冲气液复合缓冲器，包括第一油缸（6）、第二油缸（7），两油缸内充有阻尼液，其特征是：第一油缸（6）套接在第二油缸（7）的内部，第一油缸（6）的右端设置有第一活塞（13），第二油缸（7）的内部固定连接有增压杆（8），所述的增压杆（8）的一端穿过第一活塞（13）伸入至第一油缸的内部，在第一活塞上设有溢流通道（15）；所述的第一油缸（6）缸体内设置有第二活塞（3），第二活塞（3）左端的缸体为空气腔室，在空气腔室上设置有出气阀（2）和进气阀（10）。

2.根据权利要求1所述的高效抗冲气液复合缓冲器，其特征是：所述第一油缸的左端连接有法兰（9），连接法兰（9）与被保护设备之间设有橡胶缓冲垫（1）。

3.根据权利要求1所述的高效抗冲气液复合缓冲器，其特征是：所述第二油缸（7）的右端连接有球铰万向节（14）。

4.根据权利要求1所述的高效抗冲气液复合缓冲器，其特征是：所述增压杆（8）的左端设有限位螺母（12）。

5.根据权利要求1或4所述的高效抗冲气液复合缓冲器，其特征是：在增压杆（8）和第一活塞（13）之间设置有间隙通道（16）。

6.根据权利要求1或4所述的高效抗冲气液复合缓冲器，其特征是：所述第二活塞（3）的右侧设置有用于限制第二活塞（3）向右侧运动的弹性挡圈（4）。

7.根据权利要求1所述的高效抗冲气液复合缓冲器，其特征是：所述第二油缸（7）缸套的外部左端设有保护铜套（5）及缓冲垫（11）。