[发明专利]一种高缓冲拟塑性组合弹簧缓冲器

说明书

本发明公开了一种高缓冲拟塑性组合弹簧缓冲器，包括：套筒，所述套筒两端经由封板封闭；隔离阀，所述隔离阀设置在所述套筒内部，所述隔离阀将所述套筒分隔为左右两个腔室；基底板，两个所述基底板分别设置在所述隔离阀两侧；1#弹簧、2#弹簧，所述1#弹簧和所述2#弹簧分别设置在所述套筒的左右两个腔室内；两个连杆，每个所述连杆一端穿过1#弹簧或2#弹簧固定在相应腔室的基底板上，另一端穿过封板与外部待保护装置相连；在初始状态，保持所述1#弹簧自由，移动隔离阀推动基底板移动至预定位置，对所述2#弹簧施加预压缩。本发明所述缓冲器原理清晰、缓冲机制明确、结构设计合理，同时具有启动力连续可调、可重复使用的显著特点。

技术领域

本发明涉及崩塌落石柔性防护技术领域，提供了一种高缓冲拟塑性组合弹簧缓冲器。

背景技术

山地占我国国土面积的2/3，崩塌落石灾害频发，对落石防护需求非常迫切，柔性防护作为一类高效的防治技术，近年来被广泛采用。在柔性防护系统中，耗能器/缓冲器是其核心工作器件，防护系统中的消能/储能部件可耗散落石冲击70％以上能量。耗能器常用类型有减压环，板式耗能器和棒式耗能器，根据作用原理可以分为摩擦型、塑性变形型和混合型耗能器；缓冲器通常为线性拉伸弹簧。

当前在柔性防护系统中，塑性变形型耗能器趋于主流，其通过材料塑性形变来消耗能量。耗能器通常在加工制造完成后其启动力便已确定，不可更改，对于更高启动力、更大耗能需求的防护系统，往往需要多个耗能器的并联才能实现，连接工艺复杂，成本较高。同时，由于基于材料塑性变形，耗能器力学性能具有较大的离散性，且耗能器无法重复使用，不能满足具有自恢复特性的韧性防护系统的需要。而线性拉伸弹簧缓冲器由于刚度恒定，无塑性特征，往往存在线性弹力过高，线性变形量受限，缓冲储能不足的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种高缓冲拟塑性组合弹簧缓冲器，目的在于克服普通弹簧线性弹力过高，线性变形量受限，缓冲储能不足的缺陷，解决弹簧拟塑性缓冲的难题。本申请的提出的技术方案如下：

本发明提供一种高缓冲拟塑性组合弹簧缓冲器，包括：

套筒，所述套筒两端经由封板封闭；

隔离阀，所述隔离阀设置在所述套筒内部，并可在所述套筒内部自由移动，所述隔离阀将所述套筒分隔为左右两个腔室；

基底板，两个所述基底板分别设置在所述隔离阀两侧，所述基底板可与所述隔离阀抵接但相互不固定；

刚度分别为k₁、k₂的1#弹簧(1)、2#弹簧(2)，k₁大于k₂，所述1#弹簧和所述2#弹簧分别设置在所述套筒的左右两个腔室内，所述1#弹簧和所述2#弹簧的两端分别与所在的腔室内的基底板和封板连接；

两个连杆，每个所述连杆一端穿过1#弹簧或2#弹簧固定在相应腔室的基底板上，另一端穿过封板与外部待保护装置相连；

在初始状态，保持所述1#弹簧自由，移动隔离阀推动基底板移动至预定位位置，对所述2#弹簧施加预压缩。

进一步地，所述套筒在所述2#弹簧压缩路径上开有长圆孔并标注刻度，所述隔离阀通过紧固件在长圆孔范围内与套筒相连，并能够固定隔离阀。

进一步地，包括：

工作状态1，连接于外部待保护装置的连杆受拉，并且拉力小于所述2#弹簧预压力，所述1#弹簧产生压缩变形，所述2#弹簧不产生新的压缩变形，此工作状态缓冲器刚度为所述1#弹簧的刚度。

进一步地，还包括：

工作状态2，连接于外部待保护装置的连杆受拉，并且拉力大于所述2#弹簧预压力，所述1#弹簧和所述2#弹簧都进一步压缩变形，所述1#弹簧和所述2#弹簧形成串联弹簧组，此工作状态缓冲器刚度为两个弹簧串联组合的刚度。