ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДЕМПФЕР

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к средствам для гашения колебаний механических систем.
Известен гидродемпфер (Патент на полезную модель №48379), содержащий цилиндрический корпус, снабженный пневмоцилиндрами с плавающими поршнями-разделителями, заполненный рабочей жидкостью, размещенный в нем шток с поршнем, разделяющим корпус на полости, сообщающиеся между собой через дроссельные отверстия цилиндрического корпуса, трубопроводы, обратные клапаны и пакеты шайб с дроссельными отверстиями каждая, причем дополнительные шайбы с дроссельными отверстиями, установлены последовательно с основными на увеличивающихся расстояниях одна от другой и с увеличивающимися диаметрами дроссельных отверстий в направлении потока рабочей жидкости от полостей цилиндрического корпуса.
Недостатками известного гидродемпфера является то, что он работает только в заданном интервале демпфирования (не учитываются различные частоты колебаний и скорости перемещения штока поршня).
Технический результат направлен на повышение плавности амортизации и эффективности работы гидропневматического демпфера.
Технический результат достигается тем, что гидропневматический демпфер, содержащий цилиндрический корпус, снабженный пневмоцилиндрами с плавающими поршнями-разделителями, заполненный рабочей жидкостью, размещенный в нем шток с поршнем, разделяющим корпус на полости, сообщающиеся между собой через дроссельные отверстия цилиндрического корпуса, трубопроводы, обратные клапаны и пакеты шайб с дроссельными отверстиями каждая, причем дополнительные
шайбы с дроссельными отверстиями, установлены последовательно с основными на увеличивающихся расстояниях одна от другой и с увеличивающимися диаметрами дроссельных отверстий в направлении потока рабочей жидкости от полостей цилиндрического корпуса, при этом, гидропневматический демпфер дополнительно снабжен системой контроля демпфирования масс, состоящей из блока управления, компрессора, регулятора давления, датчиков скорости перемещения демпфируемых масс, штуцеров, трубопроводов и электропроводов.
Отличительным признаком от прототипа является то, что гидропневматический демпфер дополнительно снабжен системой контроля демпфирования масс, состоящей из блока управления, компрессора, регулятора давления, датчиков скорости перемещения демпфируемых масс, штуцеров, трубопроводов и электропроводов.
На чертеже показан гидропневматический демпфер (общий вид).
Гидропневматический демпфер состоит из цилиндрического корпуса 1 с пневмоцилиндрами 2, вдоль оси которого могут перемещаться поршень 3 и шток 4, связанный с демпфируемыми массами. Плавающие поршни-разделители 5 перемещаются в пневмоцилиндрах 2, в которые поступает воздух под определенным давлением из системы контроля демпфирования масс через штуцеры 6 в зависимости от скорости перемещения штока 4 поршня 3. Положение демпфируемых масс контролируется системой контроля демпфирования масс, состоящей из блока управления 9, компрессора 7, регулятора давления 8, датчиков скорости перемещения демпфируемых масс 10, трубопроводов 11 и электропроводов 12. Рабочая жидкость из полостей 13 и 14 цилиндрического корпуса 1 перетекает во включенные параллельно пакеты 15 и 16 шайб через дроссельные отверстия 17 по трубопроводам 18. При этом расстояние между основными и дополнительными шайбами 19 и диаметры дроссельных отверстий 20 пакетов 15 и 16 увеличиваются по ходу потока рабочей жидкости. Последовательно с пакетами 15 и 16 шайб установлены обратные клапаны
21 и 22 таким образом, что они пропускают поток жидкости только в сторону увеличения диаметров дросселирующих отверстий.
Гидропневматический демпфер работает следующим образом. При колебаниях демпфирующих масс шток 4 и поршень 3 совершают в цилиндрическом корпусе 1 возвратно-поступательное движение, вытесняя жидкость через дроссельные отверстия 17 по трубопроводам 18 и пакеты 15 и 16 дроссельных шайб 19 из полости 13 в полость 14 и наоборот. Если поршень 3 вытесняет жидкость из полости 14 через дроссельные отверстия 17 по трубопроводам 18 и пакет 16 дроссельных шайб, то обратный клапан 22 будет закрыт, а 21 - открыт. При этом на первой шайбе 19, имеющей самое маленькое дроссельное отверстие 20, будет увеличиваться самый большой перепад давлений, а на последующих шайбах 19 он будет уменьшаться. На каждой шайбе 19 отношение давления на выходе к давлению на входе будет меньше критического, при котором начинается кавитация, поэтому течение жидкости через все шайбы 19 будет безкавитационное. При вытеснении жидкости из полости 13 жидкость будет перетекать в полость 14 через дроссельное отверстие 17 по трубопроводам 18, пакет шайб 15 и обратный клапан 22, в направлении потока рабочей жидкости. Расстояние между шайбами 19 и диаметр дросселирующих отверстий 20 также увеличивается - это исключает кавитацию рабочей жидкости и выделение из нее пузырьков нерастворенного воздуха, что улучшает динамические характеристики гидродемпфера. В зависимости от скорости перемещения штока 4 датчики скорости перемещения демпфируемых масс 10 подают сигнал на блок управления 9, который включает в работу компрессор 7 и регулятор давления 8, которые обеспечивают заполнение пневмоцилиндров 2 воздухом под определенным давлением через штуцеры 6. При плавном перемещении (возвратно-поступательном движении) штока 4, поршень 3 начинает вытеснять через дроссельные отверстия 17 по трубопроводам 18 цилиндрического корпуса 1 рабочую жидкость в один из пакетов шайб 15 или 16. При резком
перемещении штока 4 рабочая жидкость не будет успевать перетекать из одной полости в другую (может произойти удар жидкости - стопорение) через дросселирующие отверстия 20. Тогда, жидкость будет давить на поршень-разделитель 5, который, в свою очередь, воздействует на воздух, подаваемый от компрессора 7 через регулятор давления 8, который, сжимаясь, смягчает (воспринимает) удар жидкости. Далее происходит стабилизация воздушного давления в гидропневматическом демпфере, и все элементы возвращаются в исходное положение.
Таким образом, применение в гидропневматическом демпфере системы контроля демпфирования масс позволит повысить плавность амортизации и эффективность работы гидропневматического демпфера.