RU220539U1 - Гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к узлам и деталям машин, обеспечивающим их нормальную эксплуатацию, а именно к средствам для гашения колебаний в подвесных устройствах транспортных средств, в частности к демпферам, использующим жидкость или газ как поглощающую среду для амортизации и выполненным с клапанными конструктивными элементами, а также с магнитными уловителями-активаторами для предотвращения пенообразования и поддержания или регулировки необходимых демпферных характеристик текучей среды, с поршнем, движущимся возвратно-поступательно в камере и работающим с дросселированием, и может быть использована в транспортном машиностроении для эластичных подвесок с гидравлическими демпферами. Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение несущей способности, стабильности, надёжности и ресурса работы демпферов по снижению пенообразования и влияния содержания элементов или продуктов абразивного изнашивания от составляющих пар трения скольжения элементов демпферов в их рабочей амортизаторной жидкости в зависимости от условий их эксплуатации. Указанный технический результат достигается за счет того, что гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем содержит резервуар, внутри которого расположены рабочий цилиндр, направляющая штока, шток, подвижно закреплённый через сквозное осевое отверстие направляющей штока, и поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, закрепленный на конце штока, гайку резервуара с крышкой кожуха в верхней части резервуара и клапан сжатия в нижней части резервуара, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую часть и поршневую часть, причём упомянутый резервуар выполнен в виде цилиндра с образованием во внутренней своей части посредством внешней части внутреннего соосно расположенного упомянутого рабочего цилиндра цилиндрической рекуперативной полости, в которой к упомянутой внешней части рабочего цилиндра с погружением в рабочую амортизаторную жидкость закреплён, по меньшей мере, один магнитный активатор-уловитель.

Description

Полезная модель относится к узлам и деталям машин, обеспечивающим их нормальную эксплуатацию, а именно к средствам для гашения колебаний в подвесных устройствах транспортных средств, в частности к демпферам, использующим жидкость или газ как поглощающую среду для амортизации и выполненным с клапанными конструктивными элементами, а также с магнитными уловителями-активаторами для предотвращения пенообразования и поддержания или регулировки необходимых демпферных характеристик текучей среды, с поршнем, движущимся возвратно-поступательно в камере и работающим с дросселированием, и может быть использована в транспортном машиностроении для эластичных подвесок с гидравлическими демпферами.

Из существующего уровня техники известен гидравлический демпфер (Патент RU 2577442 C1, 20.03.2016, F16F9/16, F16F9/34), содержащий корпус, в котором коаксиально установлен с образованием рекуперативной полости цилиндр, с размещенным в нем поршневым узлом, разделяющим полость цилиндра на поршневую и штоковую и имеющим как минимум один сквозной дроссельный канал, сообщающий поршневую и штоковую полости, разгрузочный клапан как хода сжатия, так и хода растяжения, выполненный в виде одного пружинного диска, шток, направляющую с узлом уплотнения штока, закрывающую сверху цилиндр, и клапанный блок, установленный с противоположной стороны цилиндра и содержащий обратный и предохранительный клапаны и как минимум один дроссельный канал, сообщающий поршневую и рекуперативную полости, причём, в поршневом узле параллельно сквозному дроссельному каналу, сообщающему поршневую и штоковую полости, расположен еще как минимум один дополнительный дроссельный канал, сообщающий поршневую и штоковую полости, перекрываемый со стороны штоковой полости обратным клапаном, причем отношение суммарной площади проходного сечения сквозных и дополнительных дроссельных каналов, сообщающих поршневую и штоковую полости, к площади проходного сечения дроссельных каналов, расположенных в клапанном блоке и сообщающих поршневую и рекуперативную полости, не меньше отношения площади штоковой полости к площади штока.

Из уровня техники также известен гидравлический демпфер виляния тележки транспортного средства (Патент RU 126073 U1, 20.03.2013, F16F9/16, F16F9/54), который содержит корпус и коаксиально размещенный в корпусе цилиндр с днищем, имеющим дроссель, впускной и разгрузочный клапаны, в цилиндре установлен с возможностью перемещения шток с поршнем, имеющим дроссели, надпоршневой и подпоршневой клапаны, компенсационную полость между корпусом и цилиндром, причем надпоршневая и подпоршневая полости цилиндра заполнены рабочей жидкостью полностью, а компенсационная полость заполнена рабочей жидкостью частично, цилиндр сверху закрыт направляющей втулкой, при этом шток пропущен через центральное отверстие в направляющей втулке, вся цилиндропоршневая группа деталей зафиксирована в корпусе гайкой, на конце штока и корпуса имеются проушины, в которых размещены упругий элемент крепления в виде резиновой втулки и вставленный в нее средней цилиндрической частью жесткий элемент крепления в виде металлической цапфы, причём, средняя цилиндрическая часть каждой металлической цапфы с одной стороны имеет опорную тарель, на которую оперта резиновая втулка с этой стороны, а каждая проушина с другой стороны имеет кольцевой выступ, которым проушина оперта на резиновую втулку.

Наиболее близким техническим решением является гидравлический демпфер (Патент RU 23415 U1, 20.06.2002, B60G13/08), содержащий корпус в виде резервуара, к которому приварен нижний узел крепления, а внутри расположен цилиндр с напрессованным на него впускным клапаном и надетой сверху направляющей, внутри которой расположен шток, к которому на верхнем конце приварена шайба и верхний узел крепления, а на нижнем конце штока закреплен поршень с дроссельным узлом и предохранительными клапанами, причём, каждый узел крепления содержит проушину, во внутреннее отверстие которой впрессована упругая втулка, надетая на цилиндрическую втулку, внутреннее отверстие проушины выполнено в виде двух совмещенных вершинами симметричных усеченных конусов, причем радиальное сечение упругой втулки по наружному контуру до запрессовки в проушину с каждой из внешних верхней или нижней сторон выполнено в виде двух симметричных выпуклостей и впадины между ними, а по внутреннему контуру и с боковых сторон – в виде двух взаимоперпендикулярных пар параллельных линий.

Также наиболее близким техническим решением является гидравлический гаситель колебаний транспортных средств (Патент RU 126071 U1, 20.03.2013, F16F9/16, F16F9/40), содержащий корпус и коаксиально размещенный в корпусе цилиндр с днищем, имеющим дроссель, впускной и разгрузочный клапаны, в цилиндре установлен с возможностью перемещения шток с поршнем, имеющим дроссели, надпоршневой и подпоршневой клапаны и разделяющим цилиндр на надпоршневую и подпоршневую полости, а наружная поверхность цилиндра образует с внутренней поверхностью корпуса компенсационную полость, при этом надпоршневая и подпоршневая полости цилиндра заполнены рабочей жидкостью, компенсационная полость между цилиндром и корпусом заполнена рабочей жидкостью частично и содержит антипенное устройство, цилиндр сверху закрыт направляющей втулкой, при этом шток пропущен через центральное отверстие в направляющей втулке, вся цилиндропоршневая группа деталей зафиксирована в корпусе кольцевой гайкой и герметизирована резиновым чехлом, причём, антипенное устройство выполнено в виде мелкоячеистой объемной сетки, например, металлической.

Основным недостатком вышеописанных технических решений является невозможность обеспечения долговременной гибкой симметричной характеристики по усилиям сопротивления, максимально обеспечивающих оптимальное демпфирование при различных скоростях перемещения поршня, а также низкая несущая способность, стабильность, надёжность и ресурс работы демпферов, вследствие возникновения возможных отклонений упомянутой характеристики из-за пенообразования и появления элементов или продуктов абразивного изнашивания от составляющих пар трения скольжения элементов демпферов в их рабочей амортизаторной жидкости.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение несущей способности, стабильности, надежности и ресурса работы демпферов по снижению пенообразования и влияния содержания элементов или продуктов абразивного изнашивания от составляющих пар трения скольжения элементов демпферов в их рабочей амортизаторной жидкости в зависимости от условий их эксплуатации.

Указанный технический результат достигается за счет того, что гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем содержит резервуар, внутри которого расположены рабочий цилиндр, направляющая штока, шток, подвижно закреплённый через сквозное осевое отверстие направляющей штока, и поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, закрепленный на конце штока, гайку резервуара с крышкой кожуха в верхней части резервуара и клапан сжатия в нижней части резервуара, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую часть и поршневую часть.

Причём упомянутый резервуар выполнен в виде цилиндра с образованием во внутренней своей части посредством внешней части внутреннего соосно расположенного упомянутого рабочего цилиндра цилиндрической рекуперативной полости, в которой к упомянутой внешней части рабочего цилиндра с погружением в рабочую амортизаторную жидкость закреплён, по меньшей мере, один магнитный активатор-уловитель.

В частности, упомянутый магнитный активатор-уловитель может быть расположен в нижней части упомянутой цилиндрической рекуперативной полости.

При этом упомянутый магнитный активатор-уловитель может быть выполнен в виде, по меньшей мере, одного высокоэнергетического магнита или, по меньшей мере, одной группы высокоэнергетических магнитов.

Кроме этого, в каждой из упомянутых групп высокоэнергетических магнитов, содержащих, по меньшей мере, два упомянутых магнита, упомянутые магниты могут быть расположены последовательно одноимёнными полюсами друг к другу сопредельных, смежных или соседних упомянутых магнитов.

Причём расстояние между упомянутыми сопредельными, смежными или соседними магнитами может быть равным от 0,05 мм до 5 мм, а сами упомянутые высокоэнергетические магниты упомянутой группы выполнены с возможностью изменения расстояния меду ними для регулировки изменения градиента магнитного поля в зависимости от условий эксплуатации устройства.

При этом упомянутые высокоэнергетические магниты могут быть выполнены ферритовыми или ферромагнитными, или неодимовыми, или самариевыми, или из сплава альнико или ЮНДК, или из сплава ални, или из сплава железо-кобальт-хром, или из сплавов драгметаллов.

Кроме этого, упомянутые высокоэнергетические магниты могут быть выполнены в форме прямоугольного параллелепипеда или куба.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлен частный случай исполнения заявляемого гидравлического демпфера с магнитным активатором-уловителем: на фигуре 1 представлен общий вид гидравлического демпфера с магнитным активатором-уловителем, выполненным в виде одного высокоэнергетического магнита, в разрезе; на фигуре 2 – общий вид гидравлического демпфера с магнитным активатором-уловителем, выполненным в виде группы высокоэнергетических магнитов, в разрезе; на фигуре 3 – аксонометрическая проекция высокоэнергетического магнита; на фигуре 4 – схематическое полюсное расположение высокоэнергетических магнитов в группе, где:

1 – резервуар;

2 – рабочий цилиндр;

3 – направляющая штока;

4 – шток;

5 – поршень;

6 – клапан отбоя поршня;

7 – перепускной клапан поршня;

8 – гайка резервуара;

9 – крышка кожуха резервуара;

10 – клапан сжатия;

11 – штоковая часть;

12 – поршневая часть;

13 – цилиндрическая рекуперативная полость;

14 – рабочая амортизаторная жидкость;

15 – магнитный активатор-уловитель;

16 – высокоэнергетический магнит;

17 – группа высокоэнергетических магнитов.

Частный случай реализации гидравлического демпфера с магнитным активатором-уловителем может быть выполнен следующим образом: гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем содержит резервуар 1, внутри которого расположены рабочий цилиндр 2, направляющая 3 штока 4, шток 4, подвижно закреплённый через сквозное осевое отверстие направляющей 3 штока 4, и поршень 5 с клапаном 6 отбоя и перепускным клапаном 7, закрепленный на конце штока 4, гайку 8 резервуара 1 с крышкой кожуха 9 в верхней части резервуара 1 и клапан 10 сжатия в нижней части резервуара 1, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра 2 разделена поршнем 5 на штоковую часть 11 и поршневую часть 10.

Причём упомянутый резервуар 1 выполнен в виде цилиндра с образованием во внутренней своей части посредством внешней части внутреннего соосно расположенного упомянутого рабочего цилиндра цилиндрической рекуперативной полости 13, в которой к упомянутой внешней части рабочего цилиндра 2 с погружением в рабочую амортизаторную жидкость 14 закреплён, по меньшей мере, один магнитный активатор-уловитель 15.

Упомянутый магнитный активатор-уловитель 15 может быть расположен в нижней части упомянутой цилиндрической рекуперативной полости 13.

При этом упомянутый магнитный активатор-уловитель 15 может быть выполнен в виде, по меньшей мере, одного высокоэнергетического магнита 16 или, по меньшей мере, одной группы 17 высокоэнергетических магнитов 16.

Кроме этого, в каждой из упомянутых групп 17 высокоэнергетических магнитов 16, содержащих, по меньшей мере, два упомянутых магнита 16, упомянутые магниты 16 могут быть расположены последовательно одноимёнными полюсами друг к другу сопредельных, смежных или соседних упомянутых магнитов 16.

Причём, расстояние между упомянутыми сопредельными, смежными или соседними магнитами 16 может быть равным от 0,05 мм до 5 мм, а сами упомянутые высокоэнергетические магниты 16 упомянутой группы 17 выполнены с возможностью изменения расстояния меду ними для регулировки изменения градиента магнитного поля в зависимости от условий эксплуатации устройства.

При этом упомянутые высокоэнергетические магниты 16 могут быть выполнены ферритовыми, или ферромагнитными, или неодимовыми, или самариевыми, или из сплава альнико или ЮНДК, или из сплава ални, или из сплава железо-кобальт-хром, или из сплавов драгметаллов.

Кроме этого, упомянутые высокоэнергетические магниты 16 могут быть выполнены в форме прямоугольного параллелепипеда или куба.

Гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем собирают следующим образом: в начале, осуществляют крепёж магнитного активатора-уловителя 15, выполненного в виде, по меньшей мере, одного высокоэнергетического магнита 16 или, по меньшей мере, одной группы 17 высокоэнергетических магнитов 16, к упомянутой внешней части рабочего цилиндра 2 с учётом погружения его в рабочую амортизаторную жидкость 14, таким образом, что упомянутый магнитный активатор-уловитель 15 может быть расположен в нижней части упомянутой цилиндрической рекуперативной полости 13. После этого, производят сборку рабочего цилиндра 2 с направляющей 3 штока 4, штоком 4, клапаном 6 отбоя, поршнем 5, перепускным клапаном 7 и клапаном 10 сжатия. Затем, рабочий цилиндр 2 в сборе помещают в резервуар 1, таким образом, чтобы внутренняя полость рабочего цилиндра 2 была разделена поршнем 5 на штоковую часть 11 и поршневую часть 12. Затем фиксируют положение рабочего цилиндра 2 внутри резервуара 1 при помощи направляющей штока 3 и закрывают верхнюю часть резервуара 1 гайкой 8 с крышкой кожуха 9.

Гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем работает следующим образом: шток 4 вместе с поршнем 5 во время работы гидравлического демпфера совершают возвратно-поступательные движения в рабочем цилиндре 2. При перемещении штока 4 с поршнем 5 при ходе сжатия рабочая амортизаторная жидкость 14 под давлением поршня 5 через перепускные отверстия (на фигурах не показаны) перетекает из поршневой части 12 в штоковую часть 11 рабочего цилиндра 2. Часть объема в рабочем цилиндре 2 при ходе сжатия занимает шток 4, и избыток рабочей амортизаторной жидкости 14 из поршневой части 12 через каналы (на фигурах не показаны) в клапане 10 сжатия перетекает в полость между резервуаром 1 и рабочим цилиндром 2, создавая усилие сжатия. При перемещении штока 4 с поршнем 5 при ходе отбоя в штоковой части 11 создается давление, а в поршневой части 12 – разряжение, таким образом, что рабочая амортизаторная жидкость 14 через отверстия в поршне 5 перетекает из штоковой части 11 в поршневую часть 12 рабочего цилиндра 2, создавая усилие сопротивления отбоя. При ходе отбоя шток 4 перестает занимать часть объема в рабочем цилиндре 2. Компенсация изменения объема рабочей амортизаторной жидкости 14 в рабочем цилиндре 2 происходит за счет перетекания рабочей амортизаторной жидкости 14 через каналы клапана 10 сжатия из полости между резервуаром 1 и рабочим цилиндром 2 в поршневую часть 12 рабочего цилиндра 2. Причём, упомянутый магнитный активатор-уловитель 15 при работе устройства выполняет двойную функцию: с одной стороны осуществляет высокоэнергетическое омагничивание рабочей амортизаторной жидкости 14, снижая в ней пенообразование, а с другой – намагничивает и собирает на себя следы износа в виде мельчайших частиц металлической пыли, снижая влияние содержания элементов или продуктов абразивного изнашивания от составляющих пар трения скольжения элементов демпфера в его рабочей амортизаторной жидкости 14.

Указанный технический результат достигается за счет того, что магнитный активатор-уловитель конструктивно выполнен в виде высокоэнергетического магнита или группы высокоэнергетических магнитов и расположен в рекуперативной полости, с одной стороны, происходит омагничивание рабочей амортизаторной жидкости воздействующим на неё магнитным полем, которое обусловливает увеличение дипольного момента молекул составных её веществ под действием сил магнитного поля, снижая в ней пенообразование. При этом упомянутые молекулы будут ориентироваться вдоль линий магнитного поля, что приводит к изменению вязкости и текучести упомянутой жидкости. Данный эффект многократно интенсифицируется в варианте исполнения активатора-уловителя с группой высокоэнергетических магнитов, расположенных в группе последовательно одноимёнными полюсами друг к другу сопредельных, смежных или соседних упомянутых магнитов. Вследствие того, что градиент магнитного поля двух магнитов, расположенных одноименными полюсами друг к другу, определяет, как быстро изменяется интенсивность магнитного поля в пространстве при изменении расстояния между этими магнитами. В зависимости от расстояния между магнитами градиент магнитного поля может изменяться – при минимальном расстоянии между упомянутыми смежно-расположенными магнитами градиент магнитного поля будет максимальным, следовательно, интенсивность магнитного поля будет увеличиваться, тем самым, изменяя расстояние между упомянутыми сопредельными, смежными или соседними магнитами, можно подбирать оптимальные значения градиента магнитного поля в зависимости от условий эксплуатации устройства.

С другой стороны, будет происходить эффективное налипание следов износа в виде мельчайших частиц металлической пыли непосредственно на сам активатор-уловитель, что в полной мере обеспечивает снижение влияния содержания элементов или продуктов абразивного изнашивания от составляющих пар трения скольжения элементов демпферов в их рабочей амортизаторной жидкости, тем самым, повышая их несущую способность, стабильность, надёжность и ресурс работы.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели такому условию патентоспособности, как «новизна».

Claims (7)

1. Гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем, содержащий резервуар, внутри которого расположены рабочий цилиндр, направляющая штока, шток, подвижно закреплённый через сквозное осевое отверстие направляющей штока, и поршень с клапаном отбоя и перепускным клапаном, закрепленный на конце штока, гайку резервуара с крышкой кожуха в верхней части резервуара и клапан сжатия в нижней части резервуара, при этом внутренняя полость рабочего цилиндра разделена поршнем на штоковую часть и поршневую часть, отличающийся тем, что упомянутый резервуар выполнен в виде цилиндра с образованием во внутренней своей части посредством внешней части внутреннего соосно расположенного упомянутого рабочего цилиндра цилиндрической рекуперативной полости, в которой к упомянутой внешней части рабочего цилиндра с погружением в рабочую амортизаторную жидкость закреплён, по меньшей мере, один магнитный активатор-уловитель.

2. Гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем по п.1, отличающийся тем, что упомянутый магнитный активатор-уловитель расположен в нижней части упомянутой цилиндрической рекуперативной полости.

3. Гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем по пп.1, 2, отличающийся тем, что упомянутый магнитный активатор-уловитель выполнен в виде, по меньшей мере, одного высокоэнергетического магнита или, по меньшей мере, одной группы высокоэнергетических магнитов.

4. Гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем по п.3, отличающийся тем, что в каждой из упомянутых групп высокоэнергетических магнитов, содержащих, по меньшей мере, два упомянутых магнита, упомянутые магниты расположены последовательно одноимёнными полюсами друг к другу сопредельных, смежных или соседних упомянутых магнитов.

5. Гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем по п.4, отличающийся тем, что расстояние между упомянутыми сопредельными, смежными или соседними магнитами равно от 0,05 мм до 5 мм, а сами упомянутые высокоэнергетические магниты упомянутой группы выполнены с возможностью изменения расстояния меду ними для регулировки изменения градиента магнитного поля в зависимости от условий эксплуатации устройства.

6. Гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем по пп.3-5, отличающийся тем, что упомянутые высокоэнергетические магниты выполнены ферритовыми, или ферромагнитными, или неодимовыми, или самариевыми, или из сплава альнико или ЮНДК, или из сплава ални, или из сплава железо-кобальт-хром, или из сплавов драгметаллов.

7. Гидравлический демпфер с магнитным активатором-уловителем по пп.3-6, отличающийся тем, что упомянутые высокоэнергетические магниты выполнены в форме прямоугольного параллелепипеда или куба.