ДВУСТОРОННИЙ АМОРТИЗАТОР Российский патент 2002 года по МПК F16F9/20 F16F9/08 

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению в области защиты объектов, машин, приборов, аппаратуры и т. п. , допускающих ограниченный уровень механических нагрузок от действий интенсивных ударно-вибрационных воздействий, возникающих при взрывных и др. работах и сейсмических колебаниях. Главнейшими такими устройствами являются пневмогидравлические амортизаторы.

Известен "Гидравлический поглотитель энергии" (патент Великобритании 2 072 302 А, заявка 8108107 от 16.03.81, кл. F 16 F 9/06), содержащий цилиндр, поршни, рабочие камеры, заполненные жидкостью, вспомогательную камеру с упругими стенками и клапанные устройства.

Недостатком указанного устройства является невозможность его использования для высоких амплитуд в связи с малым ходом штока.

Другим недостатком является то, что место крепления упругого элемента выбрано на штоке, что исключает возможность использования такого способа крепления в двусторонних амортизаторах со штоками, установленными в цилиндре с двух сторон, со свободными концами. Известен "Гидравлический амортизатор двустороннего действия" (авт. св. 727906, заявка 2424093/25-28 от 20.11.76, кл. F 16 F5/00, F 16 F 9/14), содержащий корпус с полостями, заполненными жидкостью, установленные в нем с двух сторон основные штоки, полости которых заполнены сжатым газом и телескопически соединенные между собой, а свободные концы штоков взаимодействуют с противоположно расположенными опорными поверхностями.

По отношению к заявленному данный амортизатор является наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату и принят за прототип.

Недостатком указанного амортизатора является низкая надежность герметизации газа в подвижном телескопическом соединении штоков.

Другим серьезным недостатком амортизатора является отсутствие постоянного неразрывного контакта штоков амортизатора с опорными поверхностями в момент работы амортизатора при амплитудных перемещениях амортизируемого объекта.

Настоящее изобретение устраняет указанные недостатки, повышает энергоемкость, надежность, уменьшает габариты и массу.

Указанный технический результат достигается тем, что двусторонний амортизатор, содержащий корпус с внутренними полостями, заполненными рабочей жидкостью, установленные в нем с двух сторон основные штоки с внутренними полостями, и камеру, заполненную сжатым газом, снабжен дополнительными штоками, выполненными с осевыми отверстиями, в которых смонтированы рабочие клапаны, штоками слежения, опорными узлами, корпус выполнен с внутренними перегородками с осевыми и дроссельными отверстиями, каждый основной шток жестко соединен с дополнительным штоком, свободный конец каждого дополнительного штока продет через осевое отверстие перегородки, во внутренней полости основного штока, сообщенной с внутренней полостью корпуса, установлен шток слежения с возможностью возвратно-поступательного перемещения и непрерывного контактирования с опорной поверхностью через опорный узел, камера, заполненная сжатым газом, размещена в среде рабочей жидкости, между внутренними перегородками и жестко прикреплена к ним, при этом осевые отверстия внутренних перегородок снабжены поршневыми кольцами, которые герметично взаимодействуют с наружной поверхностью дополнительных штоков, камера, заполненная сжатым газом, выполнена в виде автономного жесткого баллона с упругой, выполненной, например, из резины диафрагмой, образующей полость для размещения рабочей жидкости, дополнительный шток выполнен с боковыми отверстиями.

Изложенная сущность приведена на чертеже, где показан общий вид двустороннего амортизатора в разрезе, жестко присоединенного к амортизируемому объекту.

Двусторонний амортизатор содержит корпус 1, установленные в нем с двух сторон основные штоки 2, дополнительные штоки 3, рабочие клапаны 4, штоки слежения 5, камеру 6, заполненную сжатым газом.

Корпус 1 выполнен с внутренними перегородками 7, размещенными между основными штоками 2 и снабженными дроссельными 8 и осевыми 9 отверстиями с поршневыми кольцами 10. Основные штоки 2 выполнены с упорами 11, ограничивающими перемещение основных штоков 2 во внутренней полости корпуса 1.

Дополнительные штоки 3 жестко соединены с основными штоками 2 и выполнены с осевыми 12 и боковыми 13 отверстиями.

Рабочие клапаны 4 монтированы в осевых отверстиях 12 дополнительных штоков 3.

Штоки слежения 5 снабжены опорными узлами 14, установлены во внутренних полостях Г основных штоков 2 с возможностью перемещения.

Опорный узел 14 непрерывно взаимодействует с опорной поверхностью 15. Камера 6, заполненная сжатым газом, выполнена в виде автономного жесткого баллона с упругой, выполненной, например, из резины диафрагмой 16, образующей полость Б для размещения рабочей жидкости. Камера 6 размещена между перегородками 7, где жестко прикреплена к ним от перемещений.

Наружная поверхность 17 дополнительного штока 3 герметично взаимодействует с поршневым кольцом 10.

Все внутренние полости А, Б, В, Г амортизатора, кроме полости камеры 6, заполнены рабочей жидкостью и сообщены между собой.

Двусторонний амортизатор работает следующим образом.

Под действием давления сжатого газа в камере 6 основной шток 2 удерживается от перемещения из полости В корпуса 1 упором 11; шток слежения 5 обжат с упором в основной шток 2 и удерживается от перемещения из полости Г основного штока 2 опорным узлом 14, непрерывно взаимодействующим с опорной поверхностью 15 с каждой из сторон амортизатора, чем обеспечивается стабильное положение амортизируемого объекта.

При сейсмическом или другом механическом воздействии на опорную поверхность 15 с одной из сторон амортизатора происходят перемещение этой опорной поверхности 15 и ее силовое воздействие на опорный узел 14 штока слежения 5 и основного штока 2, который, перемещаясь вовнутрь корпуса 1, вытесняет рабочую жидкость из полости А через дроссельное отверстие 8, а затем и рабочий клапан 4 в полостях Б и В, благодаря чему снижаются перегрузки на амортизируемый объект. Вытесненная из полости А рабочая жидкость в полость В способствует выдвижению штока слежения 5 с другой стороны корпуса 1 амортизатора, благодаря чему обеспечивается неразрывный контакт опорного узла 14 с сопряженной с нею опорной поверхностью 15 с другой стороны амортизатора. Избыточная часть рабочей жидкости, вытесненная из полости А в полость Б, упруго перемещает диафрагму 16, сжимая газ в полости камеры 6, за счет чего в камере 6 амортизатора повышается давление.

При перемещении опорной поверхности 15 с другой стороны амортизатора процесс работы амортизатора проходит аналогично изложенному выше.

Применение предложенного изобретения позволяет без высоких импульсных перегрузок в начале хода штоков амортизатора за счет первоначальной работы дросселя, а затем совместной работы дросселя и рабочего клапана расширить диапазон спектра воспринимаемых им динамических нагрузок, за счет увеличения рабочего хода амортизатора, связанного с размещением штока слежения во внутренней полости основного штока и выравнивания рабочих площадей основного штока и штока слежения, за счет установки связанного с основным штоком дополнительного штока повысить энергоемкость на 15-20%, за счет герметизации сжатого газа в автономном баллоне с упругой диафрагмой повысить надежность и увеличить срок безремонтной эксплуатации амортизатора до 30 и более лет, за счет установки опорного узла на штоке слежения, обеспечивающего непрерывность его контакта с опорной поверхностью, повысить эксплуатационные характеристики амортизатора.

Изобретение относится к амортизаторам со штоком, проходящим через две полости цилиндра. Корпус (1) заполнен жидкостью и имеет внутренние перегородки (7) с осевыми и дроссельными (8) отверстиями. К перегородкам (7) между ними жестко прикреплена камера (6) со сжатым газом. Камера (6) снабжена упругой диафрагмой (16), образующей полость (Б) в осевом направлении. С обоих концов амортизатора имеется шток слежения (5), установленный с возможностью перемещения во внутренней полости (Г) основного штока (2), жестко соединенного с дополнительным штоком (3). Дополнительный шток (3) содержит клапан (4) в осевом канале, боковые отверстия (13) и продет через осевое отверстие перегородки (7). Полость (Г) соединена через боковые отверстия (13) с полостью корпуса (А, В), а через клапан (14) - с полостью (Б). Полости (А, В) соединены между собой каналом дроссельных отверстий (8). Предлагаемое техническое решение направлено на повышение надежности герметизации газа и обеспечение неразрывного контакта штоков с опорными поверхностями (15). 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Двусторонний амортизатор, содержащий корпус с внутренней полостью, заполненный рабочей жидкостью, установленные в нем с двух сторон основные штоки с внутренними полостями, и камеру, заполненную сжатым газом, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными штоками, выполненными с осевыми отверстиями, в которых смонтированы рабочие клапаны, штоками слежения, опорными узлами, корпус выполнен с внутренними перегородками с осевыми и дроссельными отверстиями, каждый основной шток жестко соединен с дополнительным штоком, свободный конец каждого дополнительного штока продет через осевое отверстие перегородки, во внутренней полости основного штока, сообщенной с внутренней полостью корпуса, установлен шток слежения с возможностью возвратно-поступательного перемещения и непрерывного контактирования с опорной поверхностью через опорный узел, камера, заполненная сжатым газом, размещена в среде рабочей жидкости, между внутренними перегородками, жестко прикреплена к ним. 2. Двусторонний амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что осевые отверстия внутренних перегородок снабжены поршневыми кольцами, герметично взаимодействующими с наружной поверхностью дополнительных штоков. 3. Двусторонний амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что камера, заполненная сжатым газом, выполнена в виде автономного жесткого баллона с упругой, выполненной, например, из резины, диафрагмой, образующей полость для размещения рабочей жидкости. 4. Двусторонний амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный шток выполнен с боковыми отверстиями.