Пневматическая опора Советский патент 1984 года по МПК F16F9/06 

111201

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к амортизации машин, приборов, аппаратов и подземных сооружений, и может быть использовано для защиты вибраций и s ударных воздействий амортизируемых объектов и стабилизации их статического уровня. .

Известна пневматическая опора, содержащая цилиндр, размещенный в 1.0 нем полый поршень, камеру нагнетания, сообщенн то через дроссель с подпоршневой полостью цилиндра: 1J

Недостатком этой опоры является то, что при изменении веса аморти- 15 зируемого объекта изменяется ее статический уровень и требуется постоянная подпитка опоры сжатым газом.

Наиболее близкой к изобретению является пневматическая опора, содержа-20 щая цилиндр, шток с поршнем, размещенным, в цилиндре, клапан.регулятора уровня амортизируемого объекта, периодически перекрывающий канал для сброса давления из подпоршневой по- 25 лости цилиндра, ресивер сжатого газа и соединенный с ним редуктор давления, включающий корпус, размещенные в нем чувствительный элемент и редуцирующий клапан, взаимодействую- зо щий с чувствительным элементом со стороны полости низкого давления редуктора, соединенной с подпоршневой полостью цилиндра 2j.

В указанной опоре клапан регуля- ,. тора уровня амортизируемого объекта соединен с помощью рычага со штоком, присоединяемым к амортизируемому объекту, и работает при постоянном, расходе сжатого газа, что требует Q подпитки опоры от источника сжатого газа компрессора, это усложняе.т конструкцию и уменьшает надежность опоры.

Целью изобретения является упроще- д, ние конструкции и повышение надежности. I

Указанная цель достигается тем, что .3 пневматической опоре, сояер жащей цилиндр, шток с поршнем, разме-50 щенным в цилиндре, клапан регулятора , уровня амортизируемого объекта, периодически перекрывающий канал для сброса давления из подпоршневой полости цилиндра,рессивер сжатого газа 55 и соединенный с ним редуктор давления, включаюп(ий корпус, размещенные в нем чувствительный элемент и реду72

цирующий клапан, взаимодействующий с чувствительным элементом со стороны полости низкого давления редуктора, соединенной с подпоршневой полостью цилиндра, внутренняя поверхность цилиндра выполнена ступенчатой по длине, поршень снабжен кольцевым выступом, чувствительный элемент редуктора давления имеет хвостовик, канат выполнен по оси чувствительного элемента и хвостовика и перекрыт клапаном регулятора, установленным на редуцирующем клапане, а опора снабжена компенсирующей камерой с подпружиненным по оси поршнем, заполненной рабочей жидкостью и сообщенной с полостью редуктора давления, образованной поверхностями чувствительного элемента, хвостовика и корпуса, и ПОЛОСТЬЮ цилиндра образованной поверхностями кольцевого выступа, поршня и внутренней поверхностью цилиндра.

На чертеже представлена схема пневматической опоры.

Пневматическая опора содержит цилиндр 1, поршень 2 со штоком 3, демпферную камеру 4 и подпоршневую полость 5, сообщенное между собой дросселем 6.

Подпоршневая полость 5 через трубопровод 7 с дросселем 8 и редуктор 9 давления соединена с ресивером 10 сжатого газа. Редуктор 9 давления состоит из корпуса 11 с полостями высокого 12 и низкого 13 давления, пружины 1А редуцирующего клапана 15 с толкателем 16, взаимодействующего с седлом 17 и чувствительным элементом. 18 через клапан 19 регулятора уровня. Клапан 19 перекрывает кана:л 20 в чувствительном элементе 18 и хвостовике 21. Полость 22 редуктора 9 давления заполнена рабочей

жидкостью.

. .

На порщне 2 выполнен кольцевой выступ 23, внутренняя поверхность цилиндра 1 выполнена ступенчатой, полость 24 цилиндра заполнена рабочей жидкостью и сообщена трубопроводом

25с компенсирующей камерой 26, содержащей поршень 27 и пружину 28, поджатую гайкой 29. Причем камера

26заполнена рабочей лсидкостью и сообщена трубопроводом 30 с дросселем 31 с полостью 22 редуктора 9 давления.

Опора заполняется рабочей жидостью через запорный элемент 32. Пневматическая опора работает следующим образом. В исходном положении амортизируемый объект (не показан) установлен на шток 3 и удерживается давлением газа в подпоршнёвой полости 5 и жидкости в полости 24. Давление жидкости в полостях 24 и 22 и в камере 26 Обуславливается действием пружины 28 Чувствительный элемент 18 уравновешен силой давления газа снизу и силой давления жидкости со стороны полости 22. Редуцирующий клапан 15 пру киной 14 прижат к седлу 17 и разобщает полость 12 высокого давления (ресивера 10 сжатого газа) от полос ти 13 низкого давления (подпоршнёвой полости 5 цилиндра). Клапан 19 прижа к чувствительному элементу 18 и пере крывает канал 20 сброса давления из подпоршнёвой полости 5. Шток 3 с амортизируемым объектом занимает определенное положение по высоте. При увеличении веса амортизируемого объекта он несколько опускается вниз вытесняя при этом жидкость из полрст 24 в компенсирующую камеру 26. Поршень 27 поднимается вверх, сжимая пружину 28, давление жидкости в полостях 24 и 22 и в камере 26 несколько повьпиается. Под воздействием повышен ного давления жидкости в полости 22 чувствительный элемент 18 несколько опускается вниз, переместив при этом черезклапан 19 и толкатель 16 вниз и редуцирукляйй клапан 15. Между последним и седлом 17 образуе.тся щель, через которую под чувствительный элемент 18 дросселируется газ-. Давле ние в полости-13 низкого давления и в подпоршнёвой полости 5 повышается. Под действием повышающегося давления поршень 2 поднимается вверх, жидкост из компенсирующей камеры 26 перетет кает в полость 24, чувствительный элемент 18 также поднимается вверх, вытесняя жидкость из полости 22 в компенсирующую камеру 26. Редуцирующ клапан 15 под действием пружины 14 поднимается вверх, уменьшая зазор между клапаном 15 и седлом 17. При возврате амортизирующего объекта в нужное положение редуцирующий клапан 15 садится на седло 17, прекратив по дачу газа в подпоршневук) полость 5, При уменьшений веса амортизируемо го объекта поршень 2 со штоком 3 под действием давления газа в подпоршнёвой полости 5 поднимается несколько вверх,при эт-ом жидкость . под действием пружины 28 и поршня 27 перетекает из компенсирзпощей камеры 26 в полость 22. Поршень 27 перемещается вниз, давление в полостях 22 и 24 и в камере 26 несколько понижается, что вызывает перемещение чувствительного элемента 18 вверх и образование зазора между клапаном 19 и чувствительным элементом 18, через который сжатый газ из подпоршнёвой полости 5 сбрасывается через канал 20 в атмосферу. Давление в полости 5 понижается, поршень 2 со штоком 3 и амортизируемым объектом опускается вниз. При этом жидкость из полости 24 перетекает в компенсирующую камеру 26, перемещая вверх поршень 27 и сжимая пружины 28. По мере снижения давления в подпоршнёвой полости 5 (по мере опускания поршня 2) чувствительный элемент 18 под действием силы давления жидкости в полости 22 перемещается вниз, прекратив (при занятии амортизируемым объектом нужного уровня) сброс газа из поДпоршневой полости 5 в атмосферу через канал 20. Изменение положения рбъекта (штока 3) без изменения его веса достигается гайкой 29. Если, например, необходимо увеличить высоту амортизируемого объекта, то гайкой 29 нагружают пружину 28, поршень 27 при этом с большей силой давит на жидкость в полостях 22 и 24 и в камере 26. Под действием более высокого давления жидкость в полости 22 чувствительньн элемент 18 несколько опускается вниз, отрывая клапан 15 от седла 17, через образовавшийся зазор между которыми газ поступает из ресивера 10 В подпоршневую полость 5. Давление в полости 5 повышается, под его воздействием поршень 2 поднимаетг ся вверх, перемещая вверх и амортизируемый объект. По мере повышения давления газа на чувствительный элемент 18 снизу последний поднимается вверх, обуславливая подъем вверх и клапана 15 под действием пружины 14 и посадку его на седло 17 при более высоком положении поршня 2. При необходимости опустить шток 3 расслабляют пружину 28 гайкой 29. При этом давление жидкости в полости 22 несколько снижается, чувствительный элемент 18 поднимается вверх.

I

открыв клапан 19. Часть газа иэ подпоршневой полости 5 сбрасывается по каналу 20 в атмосферу. Давление в полости 5 понижается, поршень 2 с штоком 3 и амортизируемым объектом спускается вниз до т рёбуемого положения, при котором жидкость вытесняется из полости 24 в камеру 26 и в пЬлость 22.

Чувствительный элемент 18 опускается вниз, клапан 19 перекрывает канал 20, прекратив сброс газа из полости 5.

При статических (медленных) нагружениях штока 3 и поршня 18 давление жидкости в полостях 22 и 24 и в камере 26 и газа под чувствительным элементом 18, в полости 5 и камере 4 изменяется одновременно. При динамических нагружениях шТока 3 давление жидкости и газа в указанных полостях, изменяется не одновременно (по-разному, с разной скоростью).

При резких динамических воздействиях на амортизируемый объект

276

шток 3 с поршнем 2 резко перемещается. Если, например, поршень 2 при этом резко опускается вниз, то давление газа в поршневой полости 5 и в компенсирующей камере 26 быстро повьш1ается, при этом благодаря дросселям 8 и 31 давление на полостях 15 и 22 не успевает измениться и клапаны 15 и 19 остаются закрытыми. Так как сопротивление дросселя 6 значительно меньше сопрбтивления 1Дросселя 8, то через иего происходит перетекание газа, приводящее к поглощению энергии колебаний амортизируемого объекта.

Пневматическая опора обеспечивает малый расход газа для поддержания уровня амортизируемого объекта при

изменении его веса, что позволяет

длительно использовать опору в изолированных системах при отсутствии ис.точника сжатого газа-компрессора, упрощает конструкцию и повышает надежность.

28

ч

W

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ОПОРА, содержащая цилиндр, шток с поршнем, размещенным в цилиндре, клапан, регулятора уровняамортизируемого объекта, периодически перекрывающий канал для сброса давления, из подпоршневой полости цилиндра, рессивер сжатого газа и соединенный с ним редуктор давления, включающий корпус, размещенные в нем чувствительный элемент и , редуцируюищй клапан, взаимодействую-; щий с чувствительным элементом со стороны полости низкого давления редуктора, соединенной с подпоршневой полостью цилиндра, отличающаяся тем, что, с целью упрощения ее конструкции и повьшгения на- . дежности, внутренняя пове1)хность цилиндра выполнена ступенчатой/по длине, поршень снабжен кольцевьм выступом, чувствительный элемент редуктора давления имеет хвостовик, канал выполнен по оси чувствитель