Противоударное устройство
Изобретение относится к области машиностроения. Противоударное устройство содержит блок (1) цилиндров, поршень (2), две торцевые крышки (3), шток (4) поршня, соединительный цилиндр (5) и два соединительных элемента (6). Соединительный цилиндр (5) соединен с одним концом блока (1) цилиндров. Торцевые крышки (3) расположены на обоих концах блока (1) цилиндров. Соединительные элементы (6) расположены на одном конце штока (4) на расстоянии от соединительного цилиндра (5) и на одном конце соединительного цилиндра (5) на расстоянии от блока (1) цилиндров. Поршень (2) снабжен запорным (7) и демпфирующим (8) клапанами, которые расположены напротив друг друга на двух сторонах штока (4). Когда запорный клапан (7) находится в открытом состоянии, демпфирующий клапан (8) находится в закрытом состоянии. Когда запорный клапан (7) находится в закрытом состоянии, демпфирующий клапан (8) находится в открытом состоянии. Запорный клапан (7) находится в открытом состоянии при низкой скоростной нагрузке и в закрытом состоянии сразу после достижения критической скорости. Демпфирующий клапан (8) находится в закрытом состоянии при низкой скоростной нагрузке и в открытом состоянии при высокой скоростной нагрузке. Достигается эффективное сокращение фиксирующего смещения, улучшение чувствительности без влияния на демпфирующие характеристики устройства. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.
Перекрестная ссылка на родственную заявку
Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании заявки на патент Китая: CN 201710990434.4, озаглавленной «Противоударное устройство» и поданной 23 октября 2017 г., полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится к области противоударной технологии для мостов, в частности к противоударному устройству.
Уровень техники
Традиционный скоростной блокиратор может обеспечить только передачу нагрузки, но не рассеивание энергии. Следовательно, он может быть пригоден только для температурной деформации и усадки/ползучести бетона, а также низкоскоростной ударной нагрузки, такой как ведущий тормоз. Тем не менее, блокиратор скорости нельзя использовать для поглощения ударов при сильных землетрясениях.
Вязкий демпфер отлично рассеивает энергию. Однако его можно ограниченно использовать при движениях с высокой скоростью и большим смещением, например, вызванных сильным ветром и сейсмическими нагрузками. Для движений на малых скоростях и с небольшим смещением, например, вызванных слабым ветром или движущими нагрузками, выходная сила вязкого демпфера мала, поэтому вязкий демпфер не может хорошо работать с точки зрения потребления энергии.
В предшествующем уровне техники противоударное устройство, которое имеет функции запирания и демпфирования энергии, имеет чрезмерно большое смещение запирания, тем самым вызывая пониженную чувствительность устройства. Кроме того, на функцию демпфирования противоударного устройства легко влиять, так что характеристика демпфирования является недостаточной.
Раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение направлено на преодоление вышеупомянутых недостатков, существующих в предшествующем уровне техники, и, таким образом, предлагает противоударное устройство, имеющее функции как блокировки, так и демпфирования энергии, которое может эффективно сократить смещение блокировки, чтобы улучшить чувствительность, но не повлиять на характеристики демпфирования, устройства.
Для решения вышеуказанных технических проблем в настоящем изобретении предлагается противоударное устройство, включающее в себя блок цилиндров, поршень, торцевые крышки, шток поршня, соединительный цилиндр и соединительные компоненты. Блок цилиндров расположен вокруг внешней окружности поршня, который, в свою очередь, расположен вокруг внешней окружности штока поршня. Цилиндр соединения соединен с одним концом блока цилиндров. Две торцевые крышки соответственно расположены на обоих концах блока цилиндров. Два соединительных элемента соответственно расположены на одном конце штока поршня вдали от соединительного цилиндра и на одном конце соединительного цилиндра от блока цилиндров. Шток поршня и поршень выполнены с возможностью перемещения вперед и назад по внутренней стенке блока цилиндров. Поршень снабжен запорным клапаном и демпфирующим клапаном, которые расположены напротив друг друга на двух сторонах штока поршня. Запорный клапан и демпфирующий клапан имеют такую конфигурацию, что, когда запорный клапан находится в состоянии открытия, демпфирующий клапан находится в закрытом состоянии, тогда как когда запорный клапан находится в закрытом состоянии, демпфирующий клапан находится в состоянии открытия.
Противоударное устройство в соответствии с настоящим изобретением имеет функции запирания и демпфирования энергии посредством особого сочетания демпфирующего клапана с запорным клапаном. Запорный клапан открывается с низкой скоростью, чтобы обеспечить свободное движение устройства, и закрывается сразу после достижения скорости блокировки. Таким образом, это может эффективно сократить смещение блокировки и улучшить чувствительность устройства. Когда скорость блокировки превышена, фиксирующий клапан всегда закрыт, гарантируя, что жидкость не будет проходить через удлиненное фиксирующее отверстие, чтобы повлиять на демпфирующую производительность устройства. Клапан демпфирования закрыт при низкой скорости и низком давлении, что не влияет на эффективность блокировки устройства. Когда демпфирующий клапан открывается при высокой скорости и высоком давлении, жидкость будет проходить через демпфирующее отверстие, которое точно разработано, для создания определенных характеристик демпфирования. Следовательно, проблемы, заключающиеся в том, что чувствительность устройства снижается из-за чрезмерного смещения блокировки текущего противоударного устройства, имеющего функции блокировки и демпфирования энергии в предшествующем уровне техники, и что функция демпфирования противоударного устройства является легко влияет, чтобы вызвать демпфирование недостаточно, может быть преодолено.
Соответственно, когда противоударное устройство используется на мостах с непрерывной балкой, оно может заменить традиционный блокиратор скорости для решения проблем, существующих в традиционном блокираторе скорости, что обеспечит бесконечно увеличенную выходную силу при большой нагрузке при землетрясении, что приведет к разрушение всей конструкции или самого шкафчика скорости. Когда противоударное устройство используется на плавающих или полуплавающих системных мостах, таких как вантовые мосты или подвесные мосты и т.д., Оно может заменить традиционный вязкий демпфер, чтобы решить проблемы, существующие в традиционном вязком демпфере, который, почти не будет оказывать сопротивления при нагрузке на низкой скорости (такой как создаваемая тормозом и слабым ветром), так что мосты будут подвержены усталостному повреждению из-за высокой частоты и низкой амплитуды вибрации в течение длительного времени.
Вышеуказанное техническое решение может быть дополнительно модифицировано следующим образом.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, в противоударном устройстве в соответствии с настоящим изобретением, фиксирующий клапан содержит корпус клапана, запорный элемент клапана, запорный первый упругий элемент, и первый ограничивающий элемент. Корпус запорного клапана перудсмотрен с запорным отверстием, проходящими вдоль его осевого направление, и элемент запорного клапана снабжен первым отверстием направления потока во взаимодействии с запорным отверстием. Элемент запорного клапана, первый упругий элемент, и первый ограничительный элемент соответственно расположены на двух сторонах запорного отверстия, в котором элемент запорного клапана, расположен на конце корпуса запорного клапана, примыкающего к запорному отверстию, первый упругий элемент расположен между элементом запорного клапана и внутренней стенкой корпуса клапана запорного клапана, и первый ограничительный элемент упирается в один конец элемента запорного клапана на расстоянии от запорного отверстия. Первый упругий элемент предварительно сжат с количеством, выбранным так, что элемент запорного клапана имеет возможность открыть запорное отверстие. Элемент запорного клапана также выполнен с возможностью закрыть запорное отверстие.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения, запорный клапан содержит корпус клапана, элемент запорного клапана, первый упругий элемент, и первый ограничивающий элемент. Корпус запорного клапана предусмотрен на одном его конце с запорным отверстием, проходящими вдоль его осевого направления, и элемент запорного клапана снабжен первым отверстием направления потока во взаимодействии с запорным отверстием. Первый ограничительный элемент расположен на конце крпуса запорного клапана на расстоянии от запорного отверстия. Запорный элемент клапана расположен на конце корпуса запорного клапана, примыкающего к запорному отверстию. Первый упругий элемент расположен между элементом запорного клапана и внутренней стенкой корпуса запорного клапана. Первый ограничительный элемент упирается в один конец элемента запорного клапана на расстоянии от запорного отверстия. Первый упругий элемент предварительно сжат с количеством, выбранным так, что элемент запорного клапана имеет возможность открыть запорное отверстие, также, элемент запорного клапана выполнен с возможностью закрыть запорное отверстие. Запорный клапан симметрично расположен на поршне в его осевом направлении.
В другом предпочтительном варианте осуществления внешняя периферия корпуса запорного клапана снабжена первым уплотнительным элементом. Первый уплотнительный элемент, расположенный на внешней периферии корпуса запорного клапана может дополнительно предотвратить жидкость от протекания ее под давлением, через зазор, образованный между корпусом клапана и запорным поршнем, чтобы влиять на производительность блокировки.
В частности, в предпочтительном варианте осуществления демпфирующий клапан включает в себя корпус демпфирующего клапана, элемент демпфирующего клапана, заглушку, второй упругий элемент, регулировочный элемент и второй ограничительный элемент. Заглушка снабжена, по меньшей мере, одним демпфирующим отверстием, а элемент демпфирующего клапана и второй ограничительный элемент снабжены множеством вторых направляющих потока отверстий, сообщающихся с демпфирующим отверстием. Регулировочный элемент и второй ограничивающий элемент соответственно расположены на обоих концах корпуса демпфирующего клапана съемным образом, а заглушка расположена в регулирующем элементе. Элемент демпфирующего клапана расположен в корпусе демпфирующего клапана на его конце рядом со вторым ограничительным элементом, а второй упругий элемент расположен между регулировочным элементом и элементом демпфирующего клапана. Второй упругий элемент предварительно сжимается с таким количеством, чтобы элемент демпфирующего клапана мог закрывать вторые отверстия для направления потока, также, элемент демпфирующего клапана выполнен с возможностью открывать вторые отверстия для направления потока. Демпфирующий клапан расположен на поршне симметрично в осевом направлении.
Демпфирующий клапан в соответствии с настоящим изобретением снабжен демпфирующим отверстием такого типа, где используются заглушки, которое может быть сформировано посредством простого процесса. Таким образом, могут быть быстро сформированы отверстия специальной формы, и различные маленькие отверстия могут быть легко введены в действие посредством замены другой заглушки. Поэтому такой демпфирующий клапан может широко использоваться в инженерных целях.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления внешняя периферия корпуса демпфирующего клапана снабжена вторым уплотнительным элементом. Второй уплотнительный элемент, расположенный на внешней окружности корпуса демпфирующего клапана, может дополнительно предотвращать протекание жидкости под давлением через зазор, образованный между корпусом демпфирующего клапана и поршнем, что влияет на демпфирующие характеристики.
В частности, в предпочтительном варианте осуществления демпфирующее отверстие выполнено в виде удлиненного прямого отверстия, которое имеет конструкцию, которая проста и удобна в изготовлении, а также имеет хорошие демпфирующие характеристики.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления внешняя периферия каждой торцевой крышки снабжена третьим уплотнительным элементом. Уплотнительный элемент, расположенный между торцевой крышкой и блоком цилиндров, может дополнительно гарантировать, что жидкость будет полностью протекать через намеченный проточный канал, так что на характеристики запирания или демпфирования не будет влиять наличие других проточных каналов.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления внешняя периферия поршня снабжена четвертым уплотнительным элементом. Уплотнительный элемент, расположенный между поршнем и блоком цилиндров, может дополнительно гарантировать, что жидкость будет полностью проходить через намеченный проточный канал, так что на характеристики запирания или демпфирования не будет влиять наличие других проточных каналов.
В частности, в предпочтительном варианте осуществления соединительный компонент выполнен в виде сережки. Соединительный компонент, имеющий конструкцию сережки, может обеспечить простое, быстрое и надежное соединение всего противоударного устройства с внешней структурой.
По сравнению с предшествующим уровнем техники настоящее изобретение имеет технические преимущества, заключающиеся в эффективном сокращении фиксирующего смещения, улучшая тем самым чувствительность, не влияя на демпфирующие характеристики устройства.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение будет подробно описано со ссылкой на варианты осуществления и прилагаемые чертежи. На чертежах:
На фиг. 1 схематично показана общая конструкция противоударного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 схематически показана структура запорного клапана в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 схематично показана конструкция демпфирующего клапана в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4а-4е схематично показана конструкция демпфирующего отверстия в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения соответственно.
На чертежах один и тот же компонент обозначен одинаковой ссылкой. Чертежи не построены на основе реальных масштабов.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение будет дополнительно описано ниже в сочетании с прилагаемыми чертежами и конкретными вариантами осуществления. Однако последующее описание не предназначено для ограничения объема настоящего изобретения.
На фиг. 1 схематично показана общая конструкция противоударного устройства 10 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1, противоударное устройство 10 согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя блок 1 цилиндров, поршень 2, две торцевые крышки 3, шток поршня 4, соединительный цилиндр 5 и два соединительных компонента 6. Блок 1 цилиндров расположен вокруг внешней окружности поршня 2, который, в свою очередь, расположен вокруг внешней окружности штока поршня 4. Соединительный цилиндр 5 соединен с одним концом блока 1 цилиндров. Две торцевые крышки 3 расположены на обоих концах блока 1 цилиндров, и два соединительных компонента 6 соответственно расположены на одном конце штока поршня 4 от соединительного цилиндра 5 и на одном конце соединительного цилиндра 5 от блока цилиндров 1. Шток поршня 4 и поршень 2 могут перемещаться взад и вперед вдоль внутренней стенки блока 1 цилиндров.
Поршень 2 снабжен запорным клапаном 7 и демпфирующим клапаном 8, которые расположены напротив друг друга на двух сторонах штока поршня 4. Запорный клапан 7 и демпфирующий клапан 8 выполнены с возможностью того, что когда запорный клапан 7 находится в открытом состоянии, демпфирующий клапан 8 находится в закрытом состоянии, и, когда запорный клапан 7 находится в закрытом состоянии, демпфирующий клапан 8 находится в открытом состоянии.
Противоударное устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения имеет функции запирания и демпфирования энергии посредством особого сочетания демпфирующего клапана с запорным клапаном. Запорный клапан открывается с низкой скоростью, чтобы обеспечить свободное движение устройства, и закрывается сразу после достижения скорости запирания. Таким образом, это может эффективно сократить смещение запирания и улучшить чувствительность устройства. Когда скорость запирания превышена, фиксирующий клапан всегда закрыт, гарантируя, что жидкость не будет проходить через удлиненное фиксирующее отверстие, чтобы повлиять на демпфирующую производительность устройства. Клапан демпфирования закрыт при низкой скорости и низком давлении, что не влияет на эффективность запирания устройства. Когда демпфирующий клапан открывается при высокой скорости и высоком давлении, жидкость будет проходить через демпфирующее отверстие, которое точно разработано для создания определенных характеристик демпфирования. Следовательно, проблемы, заключающиеся в том, что чувствительность устройства снижается из-за чрезмерного смещения запирания текущего противоударного устройства, имеющего функции запирания и демпфирования энергии в предшествующем уровне техники, и что на функцию демпфирования противоударного устройства легко воздействовать, чтобы привести к тому, что недостаточная эффективность демпфирования может быть преодолена.
Соответственно, когда противоударное устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения используется на мостах с непрерывной балкой, оно может заменить традиционную скоростную блокировку для решения проблем, существующих в традиционной скоростной блокировке, которая обеспечит бесконечно увеличенную выходную силу при сильном землетрясении, приводящем к разрушению всей конструкции или самой блокировки скорости. Когда противоударное устройство в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения используется на плавающих или полуплавающих системных мостах, таких как вантовые мосты или подвесные мосты и т.д., оно может заменить традиционный демпфер вязкости для решения существующих проблем в традиционном демпфере, вязкости, который почти не будет оказывать сопротивления при нагрузке на низкой скорости (такой как создаваемый тормозом и слабым ветром), так что мосты будут подвержены усталостному повреждению из-за высокой частоты и низкой амплитуды вибрации в течение долгого времени.
Как показано на фиг. 1, в предпочтительном варианте осуществления внешняя периферия каждой торцевой крышки 3 снабжена третьим уплотнительным элементом 31, а внешняя периферия поршня 2 снабжена четвертым уплотнительным элементом 21. Уплотнительные элементы расположены между торцевой крышкой и блоком цилиндров, а также между поршнем и блоком цилиндров, что может дополнительно гарантировать, что жидкость будет полностью протекать через намеченный проточный канал, так что на характеристики запирания или демпфирования не будет влиять наличие других проточных каналов.
В частности, как показано на фиг. 1, в предпочтительном варианте осуществления каждый соединительный компонент 6 выполнен в виде сережки. Соединительный компонент, имеющий конструкцию сережки, может обеспечить простое, быстрое и надежное соединение всего противоударного устройства с внешней структурой.
В противоударном устройстве 10 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения уплотнительный элемент расположен между поршнем 2 и блоком 1 цилиндров, таким образом разделяя внутреннюю камеру блока цилиндров на две подкамеры. Элемент сережки, расположенный на конце штока поршня, и элемент, расположенный на конце соединительного цилиндра, соответственно соединены с верхней и нижней частями внешней конструкции. Когда внешняя конструкция подвергается ударной нагрузке, верхняя и нижняя части внешней конструкции смещаются относительно друг друга. Поэтому поршневой шток 4 и поршень 2 приводятся в действие элементом сережки, расположенным на конце поршневого штока 4, для линейного возвратно-поступательного перемещения внутри цилиндра 1, и жидкость проходит назад и вперед между упомянутыми двумя подкамерами через демпфилирующий клапан 8 и фиксирующий клапан 7, которые оба расположены на поршне 2. Таким образом, специфическое поле потока будет генерироваться во время потока для управления открытием и закрытием запорного клапана 7 и демпфирующего клапана 8, тем самым достигая функцию запирания или демпфирования энергии на определенной скорости.
Запорный клапан 7 может быть двусторонним клапаном, который может действовать точно так же в двух направлениях, так что для одного поршня 2 должен быть предусмотрен только один запорный клапан 7. Демпфирующий клапан 8 может быть односторонним клапаном, который может действовать только в одном направлении, так что по меньшей мере два демпфирующих клапана 8 должны быть предусмотрены для одного поршня 2.
На фиг. 2 схематически показана конструкция запорного клапана 7 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 2, запорный клапан 7 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, предпочтительно, включает в себя корпус 71 запорного клапана, элемент 72 запорного клапана, первый упругий элемент 73 и первый ограничительный элемент 74. Корпус 71 запорного клапана снабжен в нем запорным отверстием 75, проходящим в его осевом направлении, а элемент 72 запорного клапана снабжен множеством первых направляющих потока отверстий 76, которые могут сообщаться с запорным отверстием 75. Элемент 72 запорного клапана, первый упругий элемент 73 и первый ограничительный элемент 74 расположены симметрично с обеих сторон запорного отверстия 75 соответственно. Кроме того, элемент 72 запорного клапана расположен на одном конце корпуса 71 запорного клапана, примыкающего к запорному отверстию 75, первый упругий элемент 73 расположен между элементом 72 запорного клапана и внутренней стенкой корпуса 71 запорного клапана, и первый ограничительный элемент 74 упирается в один конец элемента 72 запорного клапана вдали от запорного отверстия 75.
Первый упругий элемент 73 предварительно сжат, количество предварительного сжатия, выбрано таким образом, что элемент запорного клапана 72 может открыть запорное отверстие 75, таким образом, применяя силу упругости к элементу 72 запорного клапана. Кроме того, элемент 72 запорного клапана также выполнен с возможностью закрытия запорного отверстия 75. Первый ограничительный элемент 74 может расположить элемент 72 запорного клапана, так что чтобы обеспечить зазор, образованный между элементом 72 запорного клапана и запорным отверстием 75. Далее, как показано на фиг. 2, в предпочтительном варианте осуществления, наружная периферия корпуса 71 запорного клапана снабжена первым уплотнительным элементом 77. Первый уплотнительный элемент, расположенный на внешней периферии корпуса запорного клапана может дополнительно предотвратить жидкость из протекающего под давлением, через зазор, образованный между корпусом клапана и запорным поршнем, чтобы влиять на производительность запирания.
В другом варианте осуществления (не показанном), запорный клапан содержит корпус клапана, запорный элемент клапана, запорный первый упругий элемент, и первый ограничивающий элемент. Один конец корпуса запорного клапана снабжен запорным отверстием, проходящим вдоль его осевого направления. Элемент запорного клапана снабжен первым отверстием направляющим поток, который может быть в связи с запорным отверстием. Первый ограничительный элемент расположен на конце корпуса запорного клапана вдали от запорного отверстия, элемент запорного клапана расположен на одном конце корпуса запорного клапана, примыкающего к фиксирующему отверстию, и первый упругий элемент расположен между элементом запорного клапана и внутренней стенкой корпуса запорного клапана. Первый ограничительный элемент упирается одним концом в элемент запорного клапана вдали от запорного отверстия. Первый упругий элемент предварительно сжат, количество предварительного сжатия, выбрано таким образом, что элемент запорного клапана может открыть запорное отверстие. Кроме того, элемент запорного клапана также выполнен с возможностью закрытия запорного отверстия. Запорный клапан симметрично расположен на поршне в осевом направлении.
Как показано на фиг. 2, первый упругий элемент 73 выполнен в виде пружины, а первый ограничительный элемент 74 выполнен в виде стопорного кольца. Количество предварительно сжатия первого упругого элемента 73, диаметра и длины фиксирующего отверстия 75, и величина зазора, образованного между элементом 72 запорного клапана и запорного отверстия 75, все точно рассчитаны таким образом, чтобы гарантировать, что потеря давления, создаваемого потоком жидкости, когда она проходит через зазор, образованный между элементом 72 запорного клапана и запорным отверстием 75 и через фиксирующее отверстие 75 в состоянии покоя или при медленной скорости меньше упругой силы, создаваемой первым упругим элементом 73. В этом случае, элемент 72 запорного клапана находится в своем крайнем положении, и запорное отверстие 75 находится в состоянии открытия, так что жидкость может свободно проходить через фиксирующее отверстие 75. Поскольку скорость потока жидкости увеличивается, перепад давления на элементе 72 запорного клапана постепенно увеличивается. Когда скорость потока достигает определенной величины, то есть скорость запора, разность давлений между двумя концами элемента 72 запорного клапана создает давление, которое больше, чем упругая сила, создаваемая первым упругим элементом 73. В этом случае, элемент 72 запорного клапана перемещается в направлении запорного отверстия 75, пока мяч конца элемента 72 запорного клапана полностью блокирует запорное отверстие 75, так что жидкость более не может протекать. Таким образом устройство заблокировано.
Запорный клапан 7 в варианте осуществления настоящего изобретения может находиться в состоянии открытия на низкой скорости, таким образом гарантируя, что устройство может свободно перемещаться. Запорный клапан 7 может находиться в закрытом состоянии сразу после достижения скорости запирания, что эффективно сокращает смещение запирания и повышает чувствительность устройства. Когда скорость запирания превышена, фиксирующий клапан всегда закрыт, гарантируя, что жидкость не может проходить через удлиненное фиксирующее отверстие, чтобы повлиять на демпфирующую производительность устройства.
На фиг. 3 схематично показана конструкция демпфирующего клапана 8 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 3, демпфирующий клапан 8 согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя корпус 81 демпфирующего клапана, элемент 82 демпфирующего клапана, заглушку 83, второй упругий элемент 84, регулировочный элемент 85 и второй ограничивающий элемент 86. Заглушка 83 снабжена, по меньшей мере, одним демпфирующим отверстием 87. Элемент 82 демпфирующего клапана и второй ограничительный элемент 86 снабжены множеством вторых отверстий 88 для направления потока, которые могут сообщаться с демпфирующим отверстием 87. Регулировочный элемент 85 и второй ограничительный элемент 86 соответственно расположены на обоих концах корпуса 81 демпфирующего клапана разъемным образом, таким как винтовое соединение. Заглушка 83 расположена в регулирующем элементе 85. Элемент 82 демпфирующего клапана расположен в корпусе 81 демпфирующего клапана на его конце, смежном со вторым ограничительным элементом 86, и второй упругий элемент 84 расположен между регулирующим элементом 85 и элементом 82 демпфирующего клапана. Второй упругий элемент 84 предварительно сжат, причем величина предварительного сжатия выбрана таким образом, что элемент 82 демпфирующего клапана может закрывать вторые отверстия 88 для направления потока. Кроме того, элемент 82 демпфирующего клапана также выполнен с возможностью закрытия вторых направляющих отверстий 88.
В частности, второй упругий элемент 84 оказывает упругую силу на демпфирующий элемент 82 клапана посредством деформации сжатия, так что шаровой конец демпфирующего элемента 82 клапана плотно прижимается к внутренней стенке вторых отверстий 88 для направления потока, обеспечивая таким образом, что демпфирующий клапан 8 находится в закрытом состоянии. Когда скорость потока достигает определенного значения, так что запорный клапан 7 закрывается, каждая из двух подкамер становится полностью закрытым пространством. Когда внешняя нагрузка продолжает прикладываться, давление в одной из двух подкамер принудительно повышается, так что жидкость в ней сжимается, вызывая постоянное повышение давления. Когда давление превышает силу упругости второго упругого элемента 84, элемент 82 демпфирующего клапана отталкивается, так что текучая среда может проходить через вторые отверстия 88 для направления потока и, наконец, вытекать из демпфирующего отверстия 87. Вторые отверстия 88 для направления потока, это - тонкие, относительно большие тонкостенные отверстия и, поэтому оказывают незначительное влияние на жидкость. Диаметр, длина, число, форма распределения или тому подобное отверстия 87 рассчитываются и определяются для достижения конкретных характеристик демпфирования.
Демпфирующий клапан в соответствии с настоящим изобретением снабжен демпфирующим отверстием плунжерного типа, которое может быть сформировано посредством простого процесса. Таким образом, могут быть быстро сформированы отверстия специальной формы, и различные маленькие отверстия могут быть легко введены в действие посредством замены другой заглушки. Поэтому такой демпфирующий клапан может широко использоваться в инженерных целях.
Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления, как показано на фиг. 3, внешняя периферия корпуса 81 демпфирующего клапана снабжена вторым уплотнительным элементом 89. Второй уплотнительный элемент, расположенный на внешней окружности корпуса демпфирующего клапана, может дополнительно предотвращать попадание жидкости, под давлением через зазор, образованный между корпусом демпфирующего клапана и поршнем, чтобы влиять на характеристики демпфирования.
На фиг. 4а, 4б, 4в, 4г, 4д и 4е схематично показаны конструкции демпфирующих отверстий согласно настоящему изобретению, соответственно. В частности, как показано на фиг. 3 и 4а, в предпочтительном варианте осуществления демпфирующее отверстие 87 выполнено в виде удлиненного прямого отверстия, которое имеет конструкцию, которая проста и удобна в изготовлении, а также имеет хорошие характеристики демпфирования. Как показано на фиг. 4б-4е, демпфирующее отверстие 87 в соответствии с настоящим изобретением может быть альтернативно выполнено в виде конического отверстия, крестообразного отверстия, волнистого отверстия или тому подобное. Второй упругий элемент 84 выполнен в виде пружины, в то время как второй ограничительный элемент 86 выполнен в виде блока остановки. Демпфирующий клапан 8 в варианте осуществления настоящего изобретения находится в закрытом состоянии при низкой скорости и низком давлении и, таким образом, не влияет на эффективность блокировки устройства. Когда он открывается при высокой скорости и высоком давлении, жидкость будет проходить через точно спроектированное демпфирующее отверстие, создавая тем самым конкретные демпфирующие характеристики.
В противоударном устройстве в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения соотношение между фактической выходной силой F и скоростью V перемещения является следующим. Когда противоударное устройство имеет скорость V, меньшую или равную 0,01 мм/с, фактическая выходная сила F антисейсмического устройства меньше или равна 0,1 от максимальной демпфирующей силы Fmax. Когда противоударное устройство имеет скорость V, достигающую скорости запирания, фактическая выходная сила F противоударного устройства равна назначенной блокирующей силе Fd. Когда противоударное устройство имеет скорость V, превышающую скорость запирания, фактическая выходная сила F противоударного устройства равна произведению коэффициента демпфирования С и альфа-мощности скорости V, то есть F=CVα, где α - индекс скорости.
Согласно вышеприведенному варианту осуществления можно видеть, что противоударное устройство в соответствии с настоящим изобретением может эффективно сокращать смещение запирания, тем самым улучшая чувствительность, не влияя на демпфирующие характеристики устройства.
Хотя настоящее изобретение было подробно описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, при условии, что оно не выходит за рамки настоящего изобретения, в настоящее изобретение могут быть внесены различные улучшения, и эквиваленты могут быть использованы для замены деталей в настоящем изобретении. В частности, пока не существует структурного конфликта, различные технические признаки, упомянутые в каждом варианте осуществления, могут комбинироваться любым произвольным образом. Настоящее изобретение не ограничивается конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в данном документе, но содержит все технические решения, попадающие в объем формулы изобретения.
1. Противоударное устройство, включающее блок (1) цилиндров, поршень (2), две торцевые крышки, шток (4) поршня, соединительный цилиндр (5) и два соединительных элемента,
в котором блок (1) цилиндров расположен вокруг внешней окружности поршня (2), который, в свою очередь, расположен вокруг внешней окружности штока (4) поршня, а соединительный цилиндр (5) соединен с одним концом блока (1) цилиндров,
указанные две торцевые крышки соответственно расположены на обоих концах блока (1) цилиндров, и указанные два соединительных компонента расположены соответственно на одном конце штока (4) поршня на расстоянии от соединительного цилиндра (5) и на одном конце соединительного цилиндра (5) на расстоянии от блока (1) цилиндров, шток (4) поршня и поршень (2) выполнены с возможностью перемещения вперед и назад по внутренней стенке блока (1) цилиндров, и
поршень (2) снабжен запорным клапаном (7) и демпфирующим клапаном (8), которые расположены напротив друг друга на двух сторонах штока (4) поршня, при этом запорный клапан (7) и демпфирующий клапан (8) выполнены с возможностью того, что, когда запорный клапан (7) находится в открытом состоянии, демпфирующий клапан (8) находится в закрытом состоянии, тогда как когда запорный клапан (7) находится в закрытом состоянии, демпфирующий клапан (8) находится в открытом состоянии,
причем запорный клапан (7) находится в открытом состоянии при низкой скоростной нагрузке и в закрытом состоянии сразу после достижения критической скорости, а демпфирующий клапан (8) находится в закрытом состоянии при низкой скоростной нагрузке и в открытом состоянии при высокой скоростной нагрузке.
2. Противоударное устройство по п. 1, в котором запорный клапан (7) содержит корпус (71) запорного клапана, элемент (72) запорного клапана, первый упругий элемент (73) и первый ограничительный элемент (74),
корпус (71) запорного клапана предусмотрен с запорным отверстием (75), проходящим вдоль его осевого направления, и элемент (72) запорного клапана снабжен первым отверстием (76) для направления потока, сообщающимся с запорным отверстием (75),
элемент (72) запорного клапана, первый упругий элемент (73) и первый ограничительный элемент (74) соответственно расположены на двух сторонах запорного отверстия (75), в котором элемент (72) запорного клапана расположен на конце корпуса (71) запорного клапана, примыкающего к запорному отверстию (75), первый упругий элемент (73) расположен между элементом (72) запорного клапана и внутренней стенкой корпуса (71) запорного клапана, и первый ограничительный элемент (74) упирается в один конец элемента (72) запорного клапана на расстоянии от запорного отверстия (75), и
первый упругий элемент (73) предварительно сжат с количеством, выбранным так, что элемент (72) запорного клапана имеет возможность открыть запорное отверстие (75), также, элемент (72) запорного клапана выполнен с возможностью закрыть запорное отверстие (75).
3. Противоударное устройство по п. 1, в котором запорный клапан содержит корпус (71) запорного клапана, элемент (72) запорного клапана, первый упругий элемент (73) и первый ограничительный элемент (74),
корпус (71) запорного клапана предусмотрен на одном его конце с запорным отверстием (75), проходящим вдоль его осевого направления, и элемент (72) запорного клапана снабжен первым отверстием для направления потока, сообщающимся с запорным отверстием (75),
первый ограничительный элемент (74) расположен на конце корпуса (71) запорного клапана на расстоянии от запорного отверстия (75), элемент (72) запорного клапана расположен на одном конце корпуса (71) запорного клапана, примыкающего к запорному отверстию (75), и первый упругий элемент (73) расположен между элементом (72) запорного клапана и внутренней стенкой корпуса (71) запорного клапана, первый ограничительный элемент (74) упирается в один конец элемента (72) запорного клапана на расстоянии от запорного отверстия (75),
первый упругий элемент (73) предварительно сжат с количеством, выбранным так, что элемент (72) запорного клапана имеет возможность открыть запорное отверстие (75), элемент (72) запорного клапана также выполнен с возможностью закрытия запорного отверстия (75), а запорный клапан симметрично расположен на поршне (2) в его осевом направлении.
4. Противоударное устройство по п. 2 или 3, в котором наружная периферия корпуса (71) запорного клапана снабжена первым уплотнительным элементом.
5. Противоударное устройство по любому из пп. 1-4, в котором демпфирующий клапан (8) включает в себя корпус (81) демпфирующего клапана, элемент (82) демпфирующего клапана, заглушку (83), второй упругий элемент (84), регулировочный элемент (85) и второй ограничительный элемент (86),
заглушка (83) снабжена по меньшей мере одним демпфирующим отверстием (87), а элемент (82) демпфирующего клапана и второй ограничительный элемент (86) снабжены множеством вторых отверстий (88) для направления потока, сообщающихся с демпфирующим отверстием (87),
регулировочный элемент (85) и второй ограничительный элемент (86) соответственно расположены на обоих концах корпуса (81) демпфирующего клапана съемным образом, а заглушка (83) расположена в регулировочном элементе (85), элемент (82) демпфирующего клапана расположен в корпусе (81) демпфирующего клапана на его конце рядом со вторым ограничительным элементом (86), и второй упругий элемент (84) расположен между регулировочным элементом (85) и элементом (82) демпфирующего клапана,
второй упругий элемент (84) предварительно сжат с таким количеством, чтобы элемент (82) демпфирующего клапана мог закрывать вторые отверстия для направления потока, также, элемент (82) демпфирующего клапана выполнен с возможностью открывать вторые отверстия для направления потока, и
демпфирующий клапан (8) расположен на поршне (2) симметрично в осевом направлении.
6. Противоударное устройство по п. 5, в котором внешняя периферия корпуса (81) демпфирующего клапана снабжена вторым уплотнительным элементом.
7. Противоударное устройство по п. 5 или 6, в котором демпфирующее отверстие (87) выполнено в виде удлиненного прямого отверстия.
8. Противоударное устройство по любому из пп. 1-7, в котором внешняя периферия каждой торцевой крышки снабжена третьим уплотнительным элементом.
9. Противоударное устройство по любому из пп. 1-8, в котором внешняя периферия поршня (2) снабжена четвертым уплотнительным элементом.
10. Противоударное устройство по любому из пп. 1-9, в котором соединительный компонент выполнен в виде сережки.
