CN204284299U - 一种高效抗冲弹液复合缓冲器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效抗冲弹液复合缓冲器，包括上顶板和下底板，上顶板顶部设置安装螺栓，所述的上顶板通过弹簧与下底板相连，上顶板与下底板之间设有油缸，油缸与下底板相连，所述上顶板底部设置一活塞杆，活塞杆下端与第一活塞相连，第一活塞滑动连接在油缸的内部；所述的活塞杆为空心管，油缸内的下底板上设有导向杆，导向杆穿过第一活塞，导向杆上端设置第二活塞，并通过第二活塞滑动连接在活塞杆内。本实用新型安装在外界冲击输入端与被保护设备之间，不仅能够衰减输入的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，还可为保护对象提供静态支撑，控制、调整系统的自振频率，实现保护对象与支撑结构之间的振动隔离，减小外界振动环境对保护对象的影响。

Description

一种高效抗冲弹液复合缓冲器

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弹液复合缓冲器。

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的弹液复合缓冲器，其是将液体阻尼器和线性弹簧联合使用作为隔冲耗能介质，用于针对较强的外界冲击，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：其包括上顶板和下底板，上顶板顶部设置安装螺栓， 所述的上顶板通过弹簧与下底板相连，上顶板与下底板之间设有油缸，油缸与下底板相连，所述上顶板底部设置一活塞杆，活塞杆下端与第一活塞相连，第一活塞滑动连接在油缸的内部；所述的活塞杆为空心管，油缸内的下底板上设有导向杆，导向杆穿过第一活塞，导向杆上端设置第二活塞，并通过第二活塞滑动连接在活塞杆内。

    所述的油缸分为内外两层，内层油缸是由弧形内壁油缸和直线形内壁油缸上下连接所组成，第一活塞滑动连接在弧形内壁油缸的内部，内层油缸的侧面和顶端都开设有泄流孔。

    所述的上顶板上部设置有上部橡胶垫，下底板底部设置有底部橡胶垫，安装螺栓穿过上部橡胶垫与上顶板相连。

    本实用新型基于以下原理设计：在静态荷载下，弹簧可提供静态支撑力，在外界强瞬态冲击作用下，弹簧可将外界强冲击动能转化为弹性势能，随后该势能按照隔冲系统自身的动态特性缓慢释放；液体阻尼器则可提供一定的动态阻尼力，并由其固有的液体阻尼耗能特性将动态冲击动能转化为热能耗散掉。

本实用新型安装在外界冲击输入端与被保护设备之间，不仅能够衰减输入的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，还可为保护对象提供静态支撑，控制、调整系统的自振频率，实现保护对象与支撑结构之间的振动隔离，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的俯视图。

图中：1、上顶板，2、下底板，3、弹簧，4、油缸，5、活塞杆，6、第一活塞， 7、导向杆，8、第二活塞，9、阻尼液， 10、上部橡胶垫， 11、底部橡胶垫， 12、安装螺栓， 13、泄流孔。

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。

如图1、图2所示为本实用新型提供的一种高效抗冲弹液复合缓冲器，其包括上顶板1和下底板2，所述的上顶板1通过弹簧3与下底板2相连，上顶板1与下底板2之间还设有油缸4，油缸4与下底板2相连，上顶板1通过活塞杆5与第一活塞6相连，第一活塞6滑动连接在油缸4的内部，所述的活塞杆5为空心管，油缸4内的下底板2上设有导向杆7，导向杆7穿过第一活塞6并通过第二活塞8滑动连接在活塞杆5内；上顶板1和下底板2的外侧分别连接有上部橡胶垫10和底部橡胶垫11，上部橡胶垫10和底部橡胶垫11可缓解设备自身工作时所产生的振动对缓冲器的影响；安装螺栓12穿过上部橡胶垫10与上顶板1相连，工作时通过安装螺栓12对缓冲器和设备进行固定。

    本实用新型的工作过程如下：当设备受到外界瞬态冲击时，与设备相连的缓冲器的上顶板1和下底板2之间会产生相对位移，使弹簧3压缩，在整个冲击过程中弹簧3一直处于被压缩状态，通过对弹簧3进行压缩来储存部分冲击能量；在压缩的初始阶段第一活塞6处于最高位置，在冲击过程中，第一活塞6向下底板2运动，在第一活塞6从最高位置向下底板2运动的过程中，缓冲器会产生阻尼力来消耗冲击能量，此时的阻尼力由两部分组成，其中一部分是由第一活塞6与油缸4间隙的相对运动所产生的液态阻尼力，另一部分是由导向杆7和第二活塞8与活塞杆5间隙的相对运动所产生的阻尼力；之后弹簧3会释放压缩势能，最终使被保护设备速度归零，缓冲器恢复到初始状态。

油缸4内部充满阻尼液9，油缸4分为内外两层，内层油缸是由弧形内壁油缸和直线形内壁油缸上下连接所组成，第一活塞6滑动连接在弧形内壁油缸的内部，内层油缸的侧面和顶端都开设有泄流孔13。所述的弧形内壁油缸的内径是从上到下先增大、后减小的。在冲击从开始到结束的过程中，第一活塞6的速度由0变为最大、最后又变为0；本实用新型设计中的油缸4与第一活塞6之间的间隙采用变间隙设计，在冲击的开始阶段第一活塞6与油缸4之间的间隙最小，在第一活塞6的速度不断增大的过程中间隙也不断增大，当第一活塞6的速度达到最大时，第一活塞6与油缸4之间的间隙也达到最大，当第一活塞6的速度减小时，第一活塞6与油缸4之间的间隙也不断减小。本设计通过变间隙的设计来确保阻尼力的恒定，从而防止设备由于受到的阻尼力变化过大而造成自身结构的损坏；且当第一活塞6向下底板2运动的过程中，第一活塞6会挤压油缸4内的阻尼液9，阻尼液9在压力的作用下会通过泄流孔13从油缸4的内部运动到第一活塞6的上部；当冲击结束后第一活塞6回复到原位的过程中，油缸内层的液压力将小于外层的液压力，此时阻尼液9在压力差的作用下又会从泄流孔13流回到原位。本实用新型中油缸中的阻尼液在上述动态流动过程中可耗散相当部分的冲击能量。

Claims (3)

1.一种高效抗冲弹液复合缓冲器，包括上顶板（1）和下底板（2），上顶板（1）顶部设置安装螺栓（12），其特征是： 所述的上顶板（1）通过弹簧（3）与下底板（2）相连，上顶板（1）与下底板（2）之间设有油缸（4），油缸（4）与下底板（2）相连，所述上顶板（1）底部设置一活塞杆（5），活塞杆（5）下端与第一活塞（6）相连，第一活塞（6）滑动连接在油缸（4）的内部；所述的活塞杆（5）为空心管，油缸（4）内的下底板（2）上设有导向杆（7），导向杆（7）穿过第一活塞（6），导向杆（7）上端设置第二活塞（8），并通过第二活塞（8）滑动连接在活塞杆（5）内。

2.根据权利要求1所述的高效抗冲弹液复合缓冲器，其特征是： 所述的油缸（4）分为内外两层，内层油缸是由弧形内壁油缸和直线形内壁油缸上下连接所组成，第一活塞（6）滑动连接在弧形内壁油缸的内部，内层油缸的侧面和顶端都开设有泄流孔（13）。

3.根据权利要求1所述的高效抗冲弹液复合缓冲器，其特征是：所述的上顶板（1）上部设置有上部橡胶垫（10），下底板（2）底部设置有底部橡胶垫（11），安装螺栓（12）穿过上部橡胶垫（10）与上顶板（1）相连。