[發明專利]一種用于沖擊試驗裝置的流體阻尼器

有效

• 申請號: 202110201163.6
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112879479B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 焦素娟;華宏星
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F16F9/19
• 分類號: F16F9/19;F16F9/32;F16F9/346;G01M7/08
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 王一琦

本發明公開了一種用于沖擊試驗裝置的流體阻尼器，其特征在于：包括缸筒、活塞、活塞桿、閥套和調節機構；其中，活塞與活塞桿的底部連接，活塞桿的頂部延伸至缸筒的外部并與沖擊臺連接，活塞安裝在缸筒中，并可沿缸筒的長度方向移動，調節機構與閥套連接，閥套安裝在缸筒的內壁上，并可沿缸筒的軸向移動，在閥套的外壁設有環形凹槽，在環形凹槽上開設若干個徑向孔，徑向孔沿閥套的軸向間隔布置，閥套的內徑比活塞的外徑略大，兩者間形成一個環形間隙；閥套的下端面與活塞的上端面之間形成可調閥口。

技術領域：

本發明涉及一種沖擊試驗的技術領域，尤其涉及一種閥口開度和流體出流面積皆可調的缸閥一體流體阻尼器。

背景技術：

在航空航天、艦船設備、防恐襲擊設備等使用前都需要經過抗沖擊試驗以評估其抗沖擊性能。

一方面隨著安全意識的不斷提高，對設備抗沖擊性能的要求越來越嚴格，部件、整機都需要分別進行沖擊性能考核。

另一方面隨著設備發展的需求，設備的功率越來越大，運行速度越來越高，需要承受的沖擊環境越來越嚴酷。這對沖擊試驗裝置的性能提出了更高的要求。

被動式流體阻尼器因結構簡單、耗散能量大被廣泛采用。對重載設備實施高速沖擊，意味著更高的能量耗散，更高的工作壓力和更大的流量。在抗沖擊試驗中，沖擊的脈寬短，沖擊的波形要求高，并且作為通用設備的沖擊試驗裝置，需要滿足各級質量、各級速度等種類繁多、工況各異的沖擊工況要求。現有控制閥或控制技術的響應時間、控制功率難以滿足使用需求。

特別對于脈寬小于20ms的嚴酷沖擊，現有的控制技術無能為力，因此現有技術的沖擊試驗裝置中廣泛采用被動式流體阻尼器。對于不同被試設備要求有不同的沖擊速度。

又由于流體的局部阻力損失與流體速度的平方成正比，在沖擊末期，由于流體速度急劇降低，流體阻力急劇下降，導致沖擊的波形不能滿足要求。

現有技術中也有采用伺服閥來控制產生的波形，但伺服閥的價格昂貴，市場上現有伺服閥的響應時間、控制流量、工作壓力都有限，不能滿足小于20ms沖擊脈寬的嚴酷沖擊要求。當沖擊脈寬大于20ms，質量大于5噸的重載設備，且超過5m/s沖擊速度時，可采用多個伺服閥并聯，但這種技術方案會帶來了多個伺服閥的同步問題。更重要的，采用伺服閥還存在著控制系統在沖擊工況下的可靠性等問題。

發明內容：

本發明針對現有技術的不足和缺陷，提供一種用于沖擊試驗裝置的缸閥一體流體阻尼器，使沖擊試驗裝置可對重載設備實施高速、嚴酷的沖擊，而且滿足了質量不同、速度不同、脈寬不同等種類繁多、工況各異的沖擊工況要求，同時提高了沖擊時的可靠性。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種用于沖擊試驗裝置的流體阻尼器，其特征在于：包括缸筒、活塞、活塞桿、閥套和調節機構；其中，活塞與活塞桿的底部連接，活塞桿的頂部延伸至缸筒的外部并與沖擊臺連接，活塞安裝在缸筒中，并可沿缸筒的長度方向移動，調節機構與閥套連接，閥套安裝在缸筒的內壁上，并可沿缸筒的長度方向移動，閥套的外壁設有環形凹槽，在閥套的環形凹槽上開設若干個徑向孔，徑向孔沿閥套的軸向間隔布置，閥套的內徑比活塞的外徑略大，兩者間形成一個環形間隙；閥套的下端面與活塞的上端面之間形成可調閥口。

在一個實施例中，所述閥套可在所述調節機構的調節下移動，改變所述可調閥口的開度；所述可調閥口的開度即為沖擊臺的加速行程；當需要較高的沖擊速度時，需要較長的加速行程，可通過所述調節機構調節所述閥套向上移動，使所述可調閥口的開度增大；當需要較低的沖擊速度時，需要較小的加速行程，可通過所述調節機構調節所述閥套向下移動，使所述可調閥口的開度減小。

在一個實施例中，在所述閥套的上、下端面之間通過通道聯通，使得所述閥套上、下端面的流體壓力相等，使得所述調節機構在不調節時受到的流體作用力平衡，調節時僅受到所述閥套移動的摩擦力。