Пневмогидравлический амортизатор

 

Изобретение относится к машиностроению и касается создания пневмогидравлических амортизаторов для защиты объектов от интенсивных ударно-вибрационных воздействий. Амортизатор имеет корпус, полый шток с упором, коаксиально установленный в корпусе, полый двухступенчатый плунжер с упором, перегородку с отверстиями и установленные в них демпфирующий и обратный клапаны. Перегородка установлена в полости плунжера с образованием пневматической и гидравлической полостей. В гидравлической полости по оси плунжера на перегородке смонтирован дополнительный шток с осевым отверстием, сообщенным с отверстиями в перегородке. Свободным концом дополнительный шток размещен в полости полого штока, взаимодействуя с установленной в нем уплотнительной буксой, на боковой поверхности полого штока и плунжера выполнены отверстия для сообщения рабочих полостей с демпфирующим и обратным клапанами. На боковой поверхности полого штока и плунжера выполнены дополнительные упоры, предназначенные для взаимодействия с размещенными на штоке и плунжере перекидными клапанами. Перекидные клапаны могут выполняться с внешними или с торцевыми кольцевыми канавками. Во внешние кольцевые канавки могут устанавливаться боковые уплотнительные пакеты, а в торцевых кольцевых канавках могут монтироваться торцевые уплотнительные кольца. Дополнительные упоры могут выполняться с торцевыми кольцевыми уплотнительными выступами. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении энергоемкости амортизатора и в обеспечении режима двусторонней амортизации с демпфированием. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

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

Известно "Устройство амортизации объектов" (а. с. 1104321 А, заявка 3492994/25-28 от 20.09.82, кл. F 16 F 9/10), в корпусе амортизатора которого размещены полости с рабочей жидкостью и сжатым газом, сообщенные между собой демпфирующим и обратными клапанами.

Недостатком указанного устройства являются низкая энергоемкость и большие габариты амортизатора вследствие ограниченной возможности перетока рабочей жидкости через демпфирующий клапан.

Известен "Пневмогидравлический амортизатор", содержащий корпус, полый шток, коаксиально установленный в корпусе, полый двухступенчатый плунжер и установленную в нем перегородку с клапанами (патент РФ 2079748, заявка 94022679/28 от 10.06.94, кл. F 16 F 5/00).

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

Недостатком указанного амортизатора является низкая энергоемкость. Другим недостатком является невозможность его использования для работы в режиме двусторонней амортизации с демпфированием. Все это снижает его эксплуатационные характеристики, в том числе энергоемкость и надежность, а также ограничивает применение.

Настоящее изобретение устраняет указанные недостатки.

Это достигается тем, что в пневмогидравлическом амортизаторе, содержащем корпус, полый шток с упором, коаксиально установленный в корпусе, полый двухступенчатый плунжер с упором, перегородку с отверстиями и установленные в них демпфирующий и обратный клапаны, перегородка установлена в полости плунжера с образованием пневматической и гидравлической полостей, по оси плунжера, на перегородке герметично монтирован дополнительный шток с осевым отверстием, внутренняя полость которого сообщена с отверстиями в перегородке, а свободный его конец размещен в полости полого штока с взаимодействием с буксой, а на боковых поверхностях полого штока и плунжера выполнены дополнительные упоры, взаимодействующие с монтированными на них перекидными клапанами, и отверстия.

При этом перекидные клапаны выполнены в виде колец и снабжены боковыми и торцевыми уплотнениями.

Изложенная сущность приведена на чертеже, на фиг.1 показан общий вид амортизатора, на фиг.2 показан выносной элемент К и на фиг.3 показан выносной элемент Л с указанием положения перекидных клапанов при перемещении штока и плунжера, как указано по стрелке, на фиг.4 показан выносной элемент К и на фиг. 5 показан выносной элемент Л с указанием положения перекидных клапанов при перемещении штока и плунжера, как указано по стрелке.

Амортизатор содержит корпус 1, уплотнительную буксу 2, полый шток 3 с упором 4, коаксиально установленный в корпусе 1 полый двухступенчатый плунжер 5 с упором 6 и перегородкой 7 с отверстиями и установленные в них демпфирующий 8 и обратный 9 клапаны. Перегородка 7 герметично установлена в полости плунжера 5 с образованием пневматической полости А и гидравлических полостей Б, В, Г, Е, Ж. В полости Г к перегородке 7 герметично прикреплен дополнительный шток 10 с осевым отверстием, взаимодействующий с буксой 11, монтированной в полом штоке 3. На боковой поверхности плунжера 5 и полого штока 3 выполнены соответственно отверстия 12 и 13 и дополнительные упоры 14 и 15, взаимодействующие с перекидными клапанами 16 и 17. Для улучшения герметичности перекидных клапанов 16 и 17 с сопрягаемыми поверхностями они снабжены боковыми 18 и торцевыми 19 уплотнениями, взаимодействующими с кольцевыми уплотнительными выступами 20. Перекидные клапаны 16 и 17 выполнены в виде бронзовых колец. Уплотнения дополнительного штока 10 в буксе 11 осуществляются, например, поршневым кольцом.

Под действием давления сжатого газа в полости А в своем первоначальном положении полый шток 3 удерживается от перемещения упором 4, а плунжер 5 - упором 6.

Амортизатор работает следующим образом: при внешнем динамическом воздействии полый шток 3 перемещается в полость Г (см. фиг.4, К), при этом перекидной клапан 17 открыт и находится прижатым к упору 15 и рабочая гидросмесь из полостей Г и Е, ограниченная диаметром Д5, через отверстие 13, осевое отверстие дополнительного штока 10 и демпфирующий клапан 8 поступает в полость Б, вследствие чего осуществляется торможение перемещения полого штока 3.

При выдвижении плунжера 5 (см. фиг.3; Л) перекидной клапан 16 открыт и находится прижатым к упору 6 и рабочая гидросмесь из полости В, ограниченной диаметрами Д2 - Д3, через отверстие 12 и демпфирующий клапан 8 поступает в полость Б. При этом происходит торможение перемещения плунжера 5.

При обратном перемещении полого штока 3 (см. фиг.2; К), т.е. при его выдвижении, перекидной клапан 17 закрыт и находится прижатым к кольцевому уплотнительному выступу 20 и рабочая гидросмесь из полости Г, ограниченной диаметрами Д4 - Д6, через отверстие 13, осевое отверстие дополнительного штока 10 и демпфирующий клапан 8 поступает в полость Б. При этом происходит торможение перемещению полого штока 3. Одновременно под давлением сжатого газа в полости А рабочая гидросмесь через обратный клапан 9 (см. фиг.1) поступает в полости В и Г.

При обратном перемещении плунжера 5 (см. фиг.5; Л), т.е. при его вдвижении во внутреннюю полость корпуса 1, перекидной клапан 16 закрыт и находится прижатым к кольцевому уплотнительному выступу 20 на упоре 14, рабочая гидросмесь из полости Ж, ограниченной диаметрами Д2 - Д1, через отверстие 12 и демпфирующий клапан 8 поступает в полость Б. При этом происходит торможение перемещению плунжера 5. Одновременно из полости Б через обратный клапан 9 рабочая гидросмесь поступает в полости В и Г.

В предложенной конструкции применение, в том числе дополнительного штока 10 с осевым отверстием и герметичных перекидных клапанов 16 и 17, позволило создать в амортизаторе одинаковые двусторонние динамические характеристики по плунжеру 5 и полому штоку 3, что повысило эксплуатационные характеристики амортизатора, в том числе улучшило стабильность его работы, увеличило рабочие хода, так как все четыре рабочие характеристики получаются на одном демпфирующем клапане 8, а заполнение рабочих полостей гидросмесью на обратных ходах штока 3 и плунжера 5 осуществляется также через один обратный клапан 9.

Все это упростило конструкцию амортизатора, повысило его надежность, уменьшило его габариты и увеличило энергоемкость на 40 - 50%.

Формула изобретения

1. Пневмогидравлический амортизатор, содержащий корпус, полый шток с упором, коаксиально установленный в корпусе, полый двухступенчатый плунжер с упором, перегородку с отверстиями и установленные в них демпфирующий и обратный клапаны, перегородка установлена в полости плунжера с образованием пневматической и гидравлической полостей, отличающийся тем, что в гидравлической полости плунжера по его оси на перегородке герметично смонтирован дополнительный шток с осевым отверстием, сообщенным с отверстиями в перегородке, а свободным своим концом размещен в полости полого штока, взаимодействуя с установленной в нем уплотнительной буксой, на боковой поверхности полого штока и плунжера выполнены отверстия, через которые рабочие полости сообщены с демпфирующим и обратным клапанами, и дополнительные упоры для взаимодействия с размещенными на штоке и плунжере перекидными клапанами.

2. Пневмогидравлический амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что перекидные клапаны выполнены с внешними кольцевыми канавками, в которые установлены боковые уплотнительные пакеты.

3. Пневмогидравлический амортизатор по п. 1, отличающийся тем, что перекидные клапаны выполнены с торцевыми кольцевыми канавками, в которые вмонтированы торцевые уплотнительные кольца.

4. Пневмогидравлический амортизатор по п. 3, отличающийся тем, что дополнительные упоры выполнены с торцевыми кольцевыми уплотнительными выступами.

5. Пневмогидравлический амортизатор по п. 4, отличающийся тем, что перекидные клапаны своими торцевыми уплотнительными кольцами взаимодействуют с торцевыми кольцевыми уплотнительными выступами на дополнительных упорах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5