RU2340811C1

RU2340811C1 - Hydraulic-and-pneumatic damper with inertialess shock absorber

Info

Publication number: RU2340811C1
Application number: RU2007121275/11A
Authority: RU
Inventors: Петр Янович Крауиньш (RU); Петр Янович Крауиньш; Садык Арифович Смайлов (RU); Садык Арифович Смайлов; Александр Валентинович Иоппа (RU); Александр Валентинович Иоппа; Кирилл Александрович Кувшинов (RU); Кирилл Александрович Кувшинов; Алексей Юрьевич Супрунов (RU); Алексей Юрьевич Супрунов; Валентина Николаевна Дерюшева (RU); Валентина Николаевна Дерюшева
Priority date: 2007-06-06
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2008-12-10

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and is designed to absorb impact and vibration loads applied onto the base. The shock absorber incorporates an intermediate flexible-link weight arranged on the base and communicating with the damper representing a jet element with a cover and casing. The latter is furnished with tangential and axial channels, the latter communicating the aforesaid flexible link while the former communicates with the hydraulic-and-pneumatic accumulator.

EFFECT: higher damping efficiency.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения для гашения ударных и вибрационных нагрузок, воздействующих на основание фундамента.The invention relates to the field of engineering for damping shock and vibration loads acting on the foundation foundation.

Известна гидропневматическая подушка (А.С. СССР №706613, F16F 9/44, Б.И. 1979 г. №48). Устройство содержит корпус, размещенные в нем поршень, скрепленный с последним полый шток с компенсационной полостью, сообщенный с надпоршневой и подпоршневой полостями, и закрепленный на корпусе элемент с каналом, соединяющий надпоршневую и подпоршневую полости. Устройство также снабжено регулируемым предельным клапаном, установленным в канале, и обратным клапаном, установленным в отверстии поршня и соединяющим компенсационную и подпоршневую полости.Known hydropneumatic cushion (AS USSR No. 706613, F16F 9/44, B.I. 1979 No. 48). The device comprises a housing, a piston housed in it, fastened to the latter with a hollow stem with a compensation cavity, in communication with the supra-piston and sub-piston cavities, and an element fixed to the housing with a channel connecting the supra-piston and sub-piston cavities. The device is also equipped with an adjustable limit valve installed in the channel and a non-return valve installed in the piston bore and connecting the compensation and sub-piston cavities.

Основным недостатком является недостаточная эффективность устройства при изменении уровня воздействующей ударной нагрузки.The main disadvantage is the lack of efficiency of the device when changing the level of the impact shock.

Известен амортизатор для защиты от вибраций различных объектов (А.С. СССР №823703, F16F 15/04, 1981 г. Б.И. №15), который содержит промежуточную массу, включающий гидроцилиндр, соединяющие ее с объектом и основанием упругие связи, гаситель колебаний, выполненный в виде поршня с осевыми каналами и помещенными в полость, заполненную рабочей средой и упругий элемент, связывающий промежуточную массу с гасителем колебаний. Промежуточная масса связана со вторым гидроцилиндром и двумя поршнями разных диаметров, помещенных в соответствующих гидроцилиндрах, над и подпоршневые полости которых связаны каналами. При этом поршень большего диаметра связан с объектом и основанием упругими связями, а поршень меньшего диаметра через упругий элемент - с гасителем.Known shock absorber for protection against vibrations of various objects (AS USSR No. 823703, F16F 15/04, 1981 B.I. No. 15), which contains an intermediate mass including a hydraulic cylinder, elastic bonds connecting it to the object and the base, the vibration damper, made in the form of a piston with axial channels and placed in a cavity filled with a working medium and an elastic element connecting the intermediate mass with the vibration damper. The intermediate mass is connected with the second hydraulic cylinder and two pistons of different diameters, placed in the respective hydraulic cylinders, above and the piston cavities of which are connected by channels. In this case, a piston of a larger diameter is connected to the object and base by elastic bonds, and a piston of a smaller diameter through an elastic element is connected with a damper.

Основным недостатком является относительно узкий частотный диапазон гашения колебаний из-за постоянства соотношений диаметров поршней большого и малого гидроцилиндров и одинаковая скорость движения поршня в обоих направлениях.The main disadvantage is the relatively narrow frequency range for damping oscillations due to the constancy of the ratio of the diameters of the pistons of the large and small hydraulic cylinders and the same speed of movement of the piston in both directions.

Близким по технической сущности является гидропневмоавтоматический амортизатор (Патента №2298122 от 30.11.2005), который содержит промежуточную массу с упругой связью, установленную на основании и связанную гидравлически с гасителем колебаний и гидропневмоаккумулятором. Упругая связь выполнена из сдеформированных в радиальном направлении рукавов высокого давления, которые гидравлически связанны с гасителем колебаний, состоящим из параллельно соединенного обратного клапана и регулируемого дросселя, а далее с гидропневмоаккумулятором.Close in technical essence is a hydro-pneumatic and automatic shock absorber (Patent No. 2298122 dated November 30, 2005), which contains an intermediate mass with an elastic coupling, mounted on the base and connected hydraulically to an oscillation damper and a hydro-pneumatic accumulator. The elastic connection is made of radially deformed high-pressure hoses, which are hydraulically connected to an oscillation damper, consisting of a parallel-connected check valve and an adjustable throttle, and then to a hydraulic accumulator.

Основной недостаток - недостаточный частотный диапазон работы из-за подвижных механических элементов, входящих в состав обратного клапана.The main disadvantage is the insufficient frequency range of operation due to the movable mechanical elements that make up the check valve.

Задача изобретения - повышение эффективности гашения ударной нагрузки, передаваемой на основание объекта, за счет повышения частотного диапазона.The objective of the invention is to increase the efficiency of damping shock loads transmitted to the base of the object, by increasing the frequency range.

Поставленная задача достигается тем, что гидропневматический амортизатор содержит промежуточную массу с упругой связью, установленную на основание и связанную гидравлически с гасителем колебаний, выполненным в виде струйного элемента, далее с гидропневмоаккумулятором. Упругая связь выполнена из сдеформированных в радиальном направлении рукавов высокого давления, гидравлически связанных с осевым каналом струйного элемента, который через тангенциальный канал связан с гидропневмоаккумулятором.The problem is achieved in that the hydropneumatic shock absorber contains an intermediate mass with an elastic connection mounted on the base and connected hydraulically to the vibration damper, made in the form of a jet element, then with a hydropneumatic accumulator. The elastic connection is made of radially deformed high-pressure hoses hydraulically connected to the axial channel of the jet element, which is connected through the tangential channel to the hydropneumatic accumulator.

На фиг.1 изображен гидропневматический амортизатор, на фиг.2 - схема работы сдеформированного в радиальном направлении рукава высокого давления, на фиг.3 - схема струйного элемента, на фиг.4 - струйный элемент в разрезе.In Fig.1 shows a hydropneumatic shock absorber, Fig.2 is a diagram of the operation of the high-pressure sleeve deformed in the radial direction, Fig.3 is a diagram of an inkjet element, Fig.4 is a sectional view of an inkjet element.

Гидравлический амортизатор на фиг.1 состоит из промежуточной массы 1, перемещающейся в направляющих 2. Упругая связь 3 установлена между промежуточной массой 1 и основанием 4. Полости упругих связей 3 выполнены из рукавов высокого давления, заполнены жидкостью и трубопроводом 5 соединены с гасителем, состоящим из струйного элемента 6. Гасител соединен с жидкостной полостью гидропневмоаккумулятора 7, а газовая полость камеры - с зарядным клапаном 8 и предохранительным клапаном 9.The hydraulic shock absorber in figure 1 consists of an intermediate mass 1 moving in the guides 2. An elastic connection 3 is established between the intermediate mass 1 and the base 4. The cavities of the elastic connections 3 are made of high pressure hoses, filled with liquid and a pipe 5 connected to a damper consisting of jet element 6. The quencher is connected to the liquid cavity of the hydro-pneumatic accumulator 7, and the gas cavity of the chamber is connected to the charging valve 8 and the safety valve 9.

На фиг.2 представлена схема деформации в радиальном направлении рукава высокого давления 3, имеющим первоначальный внутренний диаметр d, изменяющийся на величину х при действии веса объекта и промежуточной массы 1. При этом в рукавах высокого давления 3 давление жидкости Р₀ соответствует зарядке гидропневмоаккумулятора 7.Figure 2 presents the diagram of the deformation in the radial direction of the high-pressure sleeve 3, having an initial inner diameter d, changing by x when the weight of the object and the intermediate mass 1 are applied. In this case, in the high-pressure hoses 3, the fluid pressure P ₀ corresponds to the charging of the hydraulic accumulator 7.

На фиг.3 и 4 представлен гаситель, состоящий из струйного элемента, включающий крышку 10 и корпус 11, в котором выполнен тангенциальный канал 12 и осевой канал 13.Figures 3 and 4 show a damper consisting of an inkjet element including a cover 10 and a housing 11 in which a tangential channel 12 and an axial channel 13 are made.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед запуском гидропневматического амортизатора в работу гидропневмоаккумулятор 7 через зарядное устройство 8 устанавливает давление Р₀. Это же давление Р₀ будет в сдеформированных рукавах высокого давления, заполненных жидкостью. Рукава высокого давления сдеформируются на величину х, а площадь А, на которую опирается промежуточная масса, будетBefore starting the hydropneumatic shock absorber in operation, the hydropneumatic accumulator 7 through the charger 8 sets the pressure P ₀ . The same pressure P ₀ will be in the deformed high-pressure hoses filled with liquid. The high-pressure hoses are deformed by x, and the area A, on which the intermediate mass rests, will be

,

где L - длина рукавов высокого давления, взаимодействующих с промежуточной массой 1 и основанием 4.where L is the length of the high pressure hoses interacting with the intermediate mass 1 and base 4.

Внешнее усилие F₀, которое воздействует на сдеформированные в радиальном направлении рукава 3 на промежуточную массу 1, будет F₀=P₀А.The external force F ₀ , which acts on the radially deformed sleeve 3 on the intermediate mass 1, will be F ₀ = P ₀ A.

При воздействии F(t) объекта на промежуточную массу 1, последняя перемещается в направляющих 2 и деформирует рукава высокого давления 3 на величину x₁. Площадь A увеличивается до величины A₁. Жидкость из полостей рукавов высокого давления 3 по трубопроводу 5 поступает в осевой канал 13 струйного элемента 6 поступает через тангенциальный канал 12 и гидропневмоаккумулятор 7 без сопротивления, при этом система поддерживает давление Р₀, так как сжимаемость газа во много газ больше сжимаемости жидкости. Перемещение величины x₁ будет увеличиваться до тех пор, пока величина амплитудного значения воздействующего усилия F(t) не станет меньше или равно усилию со стороны рукавов высокого давления, сдеформированных в радиальном направлении Р₀A₁≥F(t).When the object F (t) acts on the intermediate mass 1, the latter moves in the guides 2 and deforms the high-pressure hoses 3 by x ₁ . Area A increases to A ₁ . The fluid from the cavities of the high-pressure hoses 3 passes through a pipeline 5 to the axial channel 13 of the jet element 6 through the tangential channel 12 and the hydro-accumulator 7 without resistance, while the system maintains pressure P ₀ , since the gas compressibility is much greater than the compressibility of the liquid. The movement of the value x ₁ will increase until the magnitude of the amplitude value of the acting force F (t) becomes less than or equal to the force from the side of the high-pressure hoses deformed in the radial direction P ₀ A ₁ ≥F (t).

В дальнейшем сила F(t) снимается, а жидкость из гидропневмоаккумулятора 7 через тангенциальный канал 12 струйного элемента 6 и осевой канал 13 поступает в полость сдеформированных рукавов высокого давления. Энергия воздействия от усилия F(t) гасится на струйном элементе 6 за счет закручивания потока жидкости, тем самым создается сопротивление потока. При последующих воздействиях усилия F(t) процесс повторяется. Клапан 9 предохраняет амортизатор от перегрузок.Subsequently, the force F (t) is removed, and the fluid from the hydropneumatic accumulator 7 through the tangential channel 12 of the jet element 6 and the axial channel 13 enters the cavity of the deformed high-pressure hoses. The impact energy from the force F (t) is extinguished on the jet element 6 due to the twisting of the fluid flow, thereby creating a flow resistance. With subsequent effects of the force F (t), the process repeats. Valve 9 protects the shock absorber from overloads.

Использование струйного элемента исключает промежуточные массы деталей и повышает частотный диапазон гашения воздействующей нагрузки.The use of the inkjet element eliminates the intermediate masses of the parts and increases the frequency range of the damping of the acting load.

Claims

A hydro-pneumatic shock absorber with an inertia-free absorber, comprising an intermediate mass with an elastic coupling, mounted on the base and hydraulically connected to the vibration damper, characterized in that the damper is made in the form of an inkjet element containing a cover, a housing in which the tangential and axial channels are made, and the axial channel associated with an elastic connection, and tangential - with a hydropneumatic accumulator.