ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР Российский патент 2003 года по МПК F16F9/02 

Изобретение относится к устройствам, предназначенных для гашения скорости и остановки подвижных объектов или частей механизмов, а именно к пневматическим амортизаторам, и может быть использовано, в частности, для амортизации ударных нагрузок автоматически закрывающихся дверей в жилых, производственных и общественных зданиях.

Известен пневматический амортизатор, предназначенный для торможения и остановки быстро закрывающихся дверей [1], содержащий цилиндрический корпус с дроссельным отверстием в дне. В корпусе размещен подпружиненный полый плунжер с oтверстиями в стенке, в котором, в свою oчередь, размещено блокирующее устройство, состоящее из вспомогательного поршня и тормоза с радиально направленными выступами. Вспомогательный поршень имеет конический выступ, взаимодействующий с ответным углублением в тормозе. При сжатии воздуха плунжером под действием внешней ударной нагрузки выступы тормоза через отверстия в стенке плунжера давят на стенку корпуса, создавая силу трения, препятствующую обратному движению плунжера до тех пор, пока сжатый воздух не выйдет через дроссельное отверстие. После того как давление воздуха упадет, уменьшится сила трения тормозных выступов о стенку корпуса и плунжер под действием пружины вернется в исходное положение.

Недостатками данного амортизатора являются: ограниченный ресурс безотказной работы из-за интенсивного стирания выступов тормоза и из-за потери со временем его упругих свойств; низкое быстродействие амортизатора во время движения плунжера в исходное положение.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является пневматический буфер [2] , содержащий цилиндрический корпус с дном на одном его торце и крышкой - на другом. В корпусе размещен поршень с полым штоком, в стенке которого в месте соединения с поршнем сделано радиальное сквозное отверстие. В штоке под поршнем установлен запорный клапан, выполненный в виде плунжера с кольцевой проточкой. Полость корпуса разделена поршнем на бесштоковую и штоковую полости. Амортизатор содержит также обратный клапан и пружину сжатия. Бесштоковая полость соединена через дроссель с источником сжатого воздуха. При воздействии на шток ударной нагрузки поршень сжимает воздух в бесштоковой полости и гасит скорость движущегося объекта. Непосредственно перед остановкой открывается запорный клапан, в результате чего уравнивается давление воздуха в полостях и объект останавливается без отскока.

Данный пневматический буфер имеет следующие недостатки: для работы буфера необходим источник сжатого воздуха и магистраль с дросселем для его подвода, что существенно сужает область его применения; при изменении кинетической энергии соударения обязательно требуется перенастройка буфера.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение области применения пневматического буфера при использовании его в качестве амортизатора ударной нагрузки и улучшение его эксплутационных характеристик путем конструктивных изменений, исключающих необходимость в перенастройке при изменении в широком диапазоне кинетической энергии движущегося объекта.

Решение поставленной задачи достигается тем, что: в плунжере сделано сквозное осевое отверстие, в котором размещен открывающийся в сторону внутриштоковой полости обратный клапан, а кольцевая проточка в плунжере выполнена по длине достаточной для соединения бесштоковой и штоковой полостей между собой при выдвинутом плунжере из полости штока; на внутреннем конце штока в его стенке сделаны перепускные отверстия и закреплены ограничивающие ход плунжера два штифта; на поршне со стороны штоковой полости установлен двуплечий рычаг, взаимодействующий одним своим концом с крышкой корпуса, а другим через радиальное отверстие в штоке - с торцевой стенкой кольцевой проточки плунжера; в крышке корпуса сделало как минимум одно сквозное отверстие, в котором установлен воздушный фильтр; пружина сжатия установлена в бесштоковой полости с возможностью взаимодействия с поршнем. Дно корпуса амортизатора выполнено в виде стакана с фланцем по краю, которым оно герметично соединено с торцом корпуса с образованием кольцевого кармана для размещения в нем пружины сжатия.

На чертеже представлен общий вид пневматического амортизатора в исходном положении (крепление амортизатора не показано).

Амортизатор содержит цилиндрический корпус 1 с дном 2 и крышкой 3, поршень 4 с полым штоком 5 и уплотнительным кольцом 6, бесштоковую 7 и штоковую 8 полости, радиальное отверстие 9 в стенке полого штока 5, размещенный во внутриштоковой полости 10 плунжер 11 с кольцевой проточкой 12, осевое отверстие 13 в плунжере, подпружиненный пружиной 14 обратный клапан 15, пружину сжатия 16, закрепленный на поршне 4 посредством оси 17 двуплечий рычаг 18, ограничивающие ход плунжера штифты 19 и 20, перепускные отверста 21 и 22 и воздушный фильтр 23. Для смягчения удара подвижного объекта 24 о шток в последнем закреплен наконечник 25, сделанный из упругого эластичного материала, например резины. С целью расширения диапазона ударных нагрузок на амортизатор с одновременным уменьшением его отдачи (отскока) дно 2 корпуса выполнено в виде стакана с фланцем 26 с образованием кольцевого кармана 27 по длине, достаточной для размещения в нем полностью сжатой пружины 16.

Амортизатор работает следующим образом. Под действием ударной нагрузки поршень 4 со штоком 5 движется влево, сжимая воздух в бесштоковой полости и всасывая атмосферный воздух через фильтр 23. Одновременно сжатый воздух из бесштоковой полости через открывающийся обратный клапан 15 заполняет внутриштоковую полость 10. После остановки поршня и изменения направления его движения на обратное закрывается обратный клапан 15 и давление в полости 7 быстро уменьшается за счет увеличения ее объема, в то время как давление во внутриштоковой полости 10 уменьшается незначительно. Возникающий на плунжере перепад давления смещает его влево относительно штока. После соединения полости проточки 12 с полостью 7 через отверстия 21 и 22 сжатый воздух из этой полости через проточку и отверстие 9 устремляется в штоковую полость. При этом перепад давления на плунжере лавинообразно увеличивается и плунжер быстро смещается в левое крайнее положение, после чего давление воздуха во всех полостях падает практически до атмосферного. В результате поршень и объект амортизации останавливаются. При последующем отводе объекта 24 вправо поршень под действием пружины 16 также движется вправо до упора. При этом в результате взаимодействия верхнего конца рычага 18 с крышкой 3, рычаг поворачивается против часовой стрелки и своим нижним концом сдвигает плунжер 11 в исходное положение. Наличие фильтра воздуха 23 практически исключает засорение зазора между плунжером и штоком пылью и тем самым повышает надежность амортизатора в целом. Благодаря наличию в корпусе кольцевого кармана 27 существенно уменьшается объем бесштоковой полости 7 в момент остановки поршня при его движении влево и, следовательно, увеличивается скорость падения давления воздуха в этой полости при последующем сдвиге поршня вправо и уменьшается отдача (отскок).

Применение предлагаемого технического решения делает пневматический амортизатор автономным, независимым от наличия источника сжатого газа (воздуха) и более надежным, позволяя расширить область применения амортизатора Кроме того, отпадает необходимость в перенастройке амортизатора при изменении кинетической энергии объекта (например, в случае применения предлагаемого амортизатора для гашения скорости и остановки автоматически закрывающихся дверей).

Источники информации
1. Патент Германии 3922932, кл. Е 05 F 5/02, 5/10, публ. 1991.

2. Авторское свидетельство СССР 442327, кл. F 16 F 9/02, публ. 1983.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для гашения скорости и остановки подвижных объектов. Пневматический амортизатор содержит цилиндрический корпус с дном и крышкой и размещенный в корпусе подпружиненный поршень с полым штоком. В штоке под пружиной установлен плунжер с кольцевой проточкой и сквозным осевым отверстием, в котором размещен обратный клапан. На поршне со стороны штоковой полости установлен двуплечий рычаг, взаимодействующий одним концом с крышкой корпуса, а другим через отверстие в стенке штока - с плунжером. В крышке корпуса сделано отверстие, в котором установлен воздушный фильтр, а дно корпуса выполнено в виде стакана с фланцем по краю, образующие вместе с корпусом кольцевой карман для пружины. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик амортизатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пневматический амортизатор, содержащий цилиндрический корпус с дном на одном его торце и крышкой на другом, размещенный в корпусе поршень с полым штоком, в стенке которого в месте соединения с поршнем сделано радиальное сквозное отверстие, разделенные поршнем бесштоковую и штоковую полости, установленный в штоке под поршнем и используемый в качестве запорного клапана плунжер с кольцевой проточкой, обратный клапан и пружину сжатия, отличающийся тем, что в плунжере сделано сквозное осевое отверстие, в котором размещен открывающийся в сторону внутриштоковой полости обратный клапан, кольцевая проточка в плунжере выполнена по длине, достаточной для соединения бесштоковой и штоковой полостей между собой, при выдвинутом плунжере из полости штока, в стенке штока закреплены выступающие в проточку плунжера и внутриштоковую полость и ограничивающие ход плунжера два штифта, внутренний конец штока выполнен выступающим из поршня и в его стенке сделаны вновь введенные сквозные перепускные отверстия, на поршне со стороны штоковой полости установлен двуплечий рычаг, взаимодействующий одним своим концом с крышкой корпуса, а другим через радиальное отверстие в штоке - с торцевой стенкой кольцевой проточки плунжера, в крышке корпуса сделано как минимум одно сквозное отверстие, в котором установлен воздушный фильтр, а пружина сжатия установлена в бесштоковой полости с возможностью взаимодействия с поршнем. 2. Пневматический амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что дно корпуса выполнено в виде стакана с фланцем по краю, которым дно герметично соединено с торцом корпуса с образованием кольцевого кармана для размещения в нем пружины сжатия.