ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР Российский патент 2007 года по МПК F16F15/23 

Изобретение относится к области машиностроения для гашения ударных и вибрационных нагрузок, воздействующих на основание фундамента.

Известна гидропневматическая подушка (А.С. СССР №706613, F16F 9/44, БИ №48, 1979 г.). 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.

Основным недостатком является недостаточная эффективность устройства при изменении уровня воздействующей ударной нагрузки.

Близким по технической сущности является амортизатор для защиты от вибраций различных объектов (А.С. СССР №823703, F16F 15/04, БИ №15, 1981 г.), который содержит промежуточную массу, включающий гидроцилиндр, соединяющие ее с объектом и основанием упругие связи, гаситель колебаний, выполненный в виде поршня с осевыми каналами и помещенный 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, помещенными 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.

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.

Задача изобретения - повышение эффективности гашения ударной нагрузки, передаваемой на основание объекта.

Поставленная задача достигается тем, что гидропневматический амортизатор содержит промежуточную массу с упругой связью, установленную на основании и связанную гидравлически с гасителем колебаний и гидропневмоаккумулятором. Причем упругая связь выполнена из сдеформированных в радиальном направлении рукавов высокого давления, которые гидравлически связаны с гасителем колебаний, состоящим из параллельно соединенных обратного клапана и регулируемого дросселя, а далее с гидропневмоаккумулятором.

На фиг.1 изображен гидропневматический амортизатор, а на фиг.2 - схема работы сдеформированного в радиальном направлении рукава высокого давления.

Гидравлический амортизатор (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, включающим параллельно установленные обратный клапан 6 и регулируемый дроссель 7. Гаситель соединен с жидкостной полостью гидропневмоаккумулятора 8, а газовая полость камеры - с зарядным клапаном 9 и предохранительным клапаном 10.

На фиг.2 представлена схема деформации в радиальном направлении рукава высокого давления 3, имеющего 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 P₀ соответствует зарядке гидропневмоаккумулятора 8.

Устройство работает следующим образом.

Перед запуском гидропневматического амортизатора в работу гидропневмоаккумулятор 8 через зарядное устройство 9 устанавливает давление P₀, причем предохранительный клапан настроен на давление Р_к, превышающее давление P₀. Это же давление P₀ будет в сдеформированных рукавах высокого давления, заполненных жидкостью. Рукава высокого давления сдеформируются на величину х, а площадь А, на которую опирается промежуточная масса, будет

где L - длина рукавов высокого давления, взаимодействующая с промежуточной массой 1 и основанием 4.

Усилие F₀, с которым воздействуют сдеформированные в радиальном направлении рукава 3 на промежуточную массу 1, будет F₀=Р₀А.

При воздействии F(t) объекта на промежуточную массу 1 последняя перемещается в направляющих 2 и деформирует рукава высокого давления 3 на величину х₁. Площадь А увеличивается до величины А₁. Жидкость из полостей рукавов высокого давления 3 по трубопроводу 5, обратному клапану 6 и дросселю 7 поступает в гидропневмоаккумулятор 8, при этом система поддерживает давление P₀, так как сжимаемость газа во много раз больше сжимаемости жидкости. Перемещение величины х₁ будет увеличиваться до тех пор, пока величина амплитудного значения воздействующего усилия F(t) будет меньше или равна усилию со стороны рукавов высокого давления, сдеформированных в радиальном направлении P₀A₁≥F(t).

В дальнейшем сила F(t) снимается, а жидкость из гидропневмоаккумулятора 8 через регулируемый дроссель 7 поступает в полость сдеформированных рукавов высокого давления с меньшей скоростью. Энергия воздействия от усилия F(t) гасится на регулируемом дросселе 7. При последующих воздействиях усилия F(t) процесс повторяется. Клапан 10 предохраняет амортизатор от перегрузок.

Регулируемая площадь проходного сечения дросселя 7 и величина давления P₀ в гидропневмоаккумуляторе 8 определяет эффективный диапазон частот работы амортизатора, так как величина Р₀ определяет жесткость упругой связи, а площадь дросселя - темп поглощения энергии амортизатором. Применение рукавов высокого давления в качестве упругой связи с разным внутренним диаметром позволяет использовать амортизатор в широком диапазоне действующих нагрузок.

Изобретение относится к области машиностроения для гашения ударных и вибрационных нагрузок, которые воздействуют на основание фундамента. Гидропневматический амортизатор содержит промежуточную массу с упругой связью, выполненную на рукавах высокого давления, сдеформированных в радиальном направлении. Промежуточная масса установлена на рукавах высокого давления, которые гидравлически связаны с гасителем колебаний. Гаситель колебаний состоит из обратного клапана и регулируемого дросселя, соединенных параллельно, а далее - с гидропневмоаккумулятором. Достигается повышение эффективности демпфирования ударной нагрузки, передаваемой на основание объекта. 2 ил.

Гидропневматический амортизатор, содержащий промежуточную массу с упругой связью, установленной на основании и связанной с гасителем колебаний, отличающийся тем, что упругая связь выполнена из деформированных в радиальном направлении рукавов высокого давления, а гаситель колебаний включает параллельно соединенный обратный клапан с регулируемым дросселем и гидропневмоаккумулятор.