[发明专利]气液耦合式冲击隔离装置

说明书

技术领域

本发明涉及船舶动力设备的冲击隔离领域，具体地指一种气液耦合式冲击隔离装置。

背景技术

随着现代军事技术的发展，武器爆炸所形成的冲击当量、冲击持续时间明显增加，对军船设备的威胁更加严重。在此背景下，现代军船的抗冲击技术要求不断提高，更加严酷的使用环境对抗冲击装置正在提出更高的要求。

传统的冲击隔离设计是将瞬态的、强烈的冲击波的急剧能量先以位能的形式最大限度的存储于冲击隔离器中，使隔离器产生很大的变形，然后，按照隔离系统本身的特性以缓和的形式，按系统的固有振动周期，将隔离器中的能量缓慢释放出来，作用于机械设备，以达到缓解冲击的作用。然而，这种方法虽然可以减小被隔离设备的绝对加速度响应幅值，但加速度的减小往往是以设备产生较大的相对位移为代价的，设备相对位移过大有可能造成设备附属连接管系和缆线的损坏，导致设备不能正常工作，因此必须采用限位器对相对位移进行限制。在一些强烈的冲击作用场合（水下非接触爆炸产生的冲击波），设备能够承受的加速度和位移都很低，采用一般的弹性元件和限位器均不能满足要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种结构简单、抗冲击能力强的气液耦合式冲击隔离装置，本装置能够快速耗散冲击能量，使其能大幅度减少传递到隔离设备的冲击能量，提升设备的抗冲击能力。

为实现上述目的，本发明所设计的一种气液耦合式冲击隔离装置，包括气动气缸与液压油缸，其特殊之处在于，所述气动气缸与液压油缸同轴排列，所述气动气缸缸体的腔室与液压油缸缸体的腔室通过活塞通道相连通，所述气动气缸的气压活塞杆从气动气缸缸体的底部伸出与活塞通道密封滑动配合，所述气动气缸缸体顶部与被隔离设备连接；所述液压油缸的液压活塞杆从液压油缸的缸体底部伸出与船体基础连接；在所述液压油缸的液压活塞轴向上开有卸油通孔，所述卸油通孔内设有卸油电磁阀；所述气动气缸缸体腔室顶部分别设置有压力传感器和与大气连通的排气孔，所述排气孔内设有排气电磁阀；所述排气电磁阀和卸油电磁阀均由控制电路控制开和关。

进一步地，所述气压活塞杆与活塞通道之间通过副活塞密封滑动配合，所述副活塞同轴固定在气压活塞杆的外部。气压活塞杆的口径小于副活塞的口径，使副活塞在活塞通道内密封地、顺畅地滑动。

更进一步地，所述活塞通道上部侧壁设有与大气相通的通气孔。通气孔防止气压活塞压缩气体时使活塞通道和液压油缸产生真空现象。

更进一步地，所述活塞通道内壁为圆弧面，与气动气缸缸体的腔室同轴。活塞通道与气动气缸、液压油缸同轴设置，方便气压活塞在活塞通道内自由滑动。

更进一步地，所述气动气缸缸体腔室的顶部由上缸盖密封，所述上缸盖与被隔离设备螺纹连接。上缸盖起到密封气动气缸和与被隔离设备连接的作用。

更进一步地，所述液压油缸底部由下缸盖密封，所述下缸盖中央开设导向孔，所述液压活塞通过导向孔伸出。下缸盖起到密封液压油缸和缸体连接的作用。

更进一步地，所述液压活塞杆的底部设有能与船体基础螺纹连接的基础连接孔。

更进一步地，所述控制电路接收安装在船体基础上的加速度传感器传输的加速度值，并根据加速度值控制所述排气电磁阀和卸油电磁阀。控制电路根据船体加速度值判断船体是否处于冲击状态，控制是否开启排气电磁阀和卸油电磁阀。

本发明由于采用气动气缸与液压油缸相连的结构，通过位移放大原理使得在液压活塞与缸体的相对位移较小时，气压活塞产生较大位移，对气缸内的气体压缩做功并快速释放气体，从而耗散冲击能量，尤其采用设置副活塞连接气动气缸与液压油缸，使气动气缸与液压油缸的连接更紧凑、连动更迅速，使作用到设备的冲击载荷的部分能量迅速转化为气体内能并排放到大气中被耗散掉，从而达到提升设备抗冲击能力的目的。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：（1）正常状态下不影响系统原来的隔振性能；（2）在冲击载荷作用下，气液耦合式冲击隔离装置能够快速耗散传递到系统的冲击能量，提升系统的抗冲击能力，满足军船设计中不断提高的抗冲击要求。

附图说明

图1为本发明气液耦合式冲击隔离装置的轴向剖面图

图2为图1中气缸活塞的立体结构示意图

图3为图1中液压活塞的立体结构示意图

图4为本发明气液耦合式冲击隔离装置的安装结构示意图