[發明專利]氣液耦合式沖擊隔離裝置

有效

• 申請號: 201310750517.8
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103727162A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 張春輝;趙建華;汪玉;杜儉業;王俊炎;孫宇鵬;張瑞波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: F16F9/06
• 分類號: F16F9/06;F16F9/32;F16F9/36
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

技術領域

本發明涉及船舶動力設備的沖擊隔離領域，具體地指一種氣液耦合式沖擊隔離裝置。

背景技術

隨著現代軍事技術的發展，武器爆炸所形成的沖擊當量、沖擊持續時間明顯增加，對軍船設備的威脅更加嚴重。在此背景下，現代軍船的抗沖擊技術要求不斷提高，更加嚴酷的使用環境對抗沖擊裝置正在提出更高的要求。

傳統的沖擊隔離設計是將瞬態的、強烈的沖擊波的急劇能量先以位能的形式最大限度的存儲于沖擊隔離器中，使隔離器產生很大的變形，然后，按照隔離系統本身的特性以緩和的形式，按系統的固有振動周期，將隔離器中的能量緩慢釋放出來，作用于機械設備，以達到緩解沖擊的作用。然而，這種方法雖然可以減小被隔離設備的絕對加速度響應幅值，但加速度的減小往往是以設備產生較大的相對位移為代價的，設備相對位移過大有可能造成設備附屬連接管系和纜線的損壞，導致設備不能正常工作，因此必須采用限位器對相對位移進行限制。在一些強烈的沖擊作用場合（水下非接觸爆炸產生的沖擊波），設備能夠承受的加速度和位移都很低，采用一般的彈性元件和限位器均不能滿足要求。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述背景技術存在的不足，提出一種結構簡單、抗沖擊能力強的氣液耦合式沖擊隔離裝置，本裝置能夠快速耗散沖擊能量，使其能大幅度減少傳遞到隔離設備的沖擊能量，提升設備的抗沖擊能力。

為實現上述目的，本發明所設計的一種氣液耦合式沖擊隔離裝置，包括氣動氣缸與液壓油缸，其特殊之處在于，所述氣動氣缸與液壓油缸同軸排列，所述氣動氣缸缸體的腔室與液壓油缸缸體的腔室通過活塞通道相連通，所述氣動氣缸的氣壓活塞桿從氣動氣缸缸體的底部伸出與活塞通道密封滑動配合，所述氣動氣缸缸體頂部與被隔離設備連接；所述液壓油缸的液壓活塞桿從液壓油缸的缸體底部伸出與船體基礎連接；在所述液壓油缸的液壓活塞軸向上開有卸油通孔，所述卸油通孔內設有卸油電磁閥；所述氣動氣缸缸體腔室頂部分別設置有壓力傳感器和與大氣連通的排氣孔，所述排氣孔內設有排氣電磁閥；所述排氣電磁閥和卸油電磁閥均由控制電路控制開和關。

進一步地，所述氣壓活塞桿與活塞通道之間通過副活塞密封滑動配合，所述副活塞同軸固定在氣壓活塞桿的外部。氣壓活塞桿的口徑小于副活塞的口徑，使副活塞在活塞通道內密封地、順暢地滑動。

更進一步地，所述活塞通道上部側壁設有與大氣相通的通氣孔。通氣孔防止氣壓活塞壓縮氣體時使活塞通道和液壓油缸產生真空現象。

更進一步地，所述活塞通道內壁為圓弧面，與氣動氣缸缸體的腔室同軸。活塞通道與氣動氣缸、液壓油缸同軸設置，方便氣壓活塞在活塞通道內自由滑動。

更進一步地，所述氣動氣缸缸體腔室的頂部由上缸蓋密封，所述上缸蓋與被隔離設備螺紋連接。上缸蓋起到密封氣動氣缸和與被隔離設備連接的作用。

更進一步地，所述液壓油缸底部由下缸蓋密封，所述下缸蓋中央開設導向孔，所述液壓活塞通過導向孔伸出。下缸蓋起到密封液壓油缸和缸體連接的作用。

更進一步地，所述液壓活塞桿的底部設有能與船體基礎螺紋連接的基礎連接孔。

更進一步地，所述控制電路接收安裝在船體基礎上的加速度傳感器傳輸的加速度值，并根據加速度值控制所述排氣電磁閥和卸油電磁閥。控制電路根據船體加速度值判斷船體是否處于沖擊狀態，控制是否開啟排氣電磁閥和卸油電磁閥。

本發明由于采用氣動氣缸與液壓油缸相連的結構，通過位移放大原理使得在液壓活塞與缸體的相對位移較小時，氣壓活塞產生較大位移，對氣缸內的氣體壓縮做功并快速釋放氣體，從而耗散沖擊能量，尤其采用設置副活塞連接氣動氣缸與液壓油缸，使氣動氣缸與液壓油缸的連接更緊湊、連動更迅速，使作用到設備的沖擊載荷的部分能量迅速轉化為氣體內能并排放到大氣中被耗散掉，從而達到提升設備抗沖擊能力的目的。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：（1）正常狀態下不影響系統原來的隔振性能；（2）在沖擊載荷作用下，氣液耦合式沖擊隔離裝置能夠快速耗散傳遞到系統的沖擊能量，提升系統的抗沖擊能力，滿足軍船設計中不斷提高的抗沖擊要求。

附圖說明

圖1為本發明氣液耦合式沖擊隔離裝置的軸向剖面圖

圖2為圖1中氣缸活塞的立體結構示意圖

圖3為圖1中液壓活塞的立體結構示意圖

圖4為本發明氣液耦合式沖擊隔離裝置的安裝結構示意圖