[实用新型]一种弹簧式胶体阻尼器

说明书

技术领域

本实用新型涉及阻尼器技术，具体涉及一种弹簧式胶体阻尼器。

背景技术

粘滞阻尼器具有结构紧凑、使用寿命长、阻尼特性好等优点，被广泛应用于工程领域的减振降噪。如图1所示，典型的粘滞阻尼器包括缸体1、活塞2、密封件3、活塞杆4、缸盖5、阻尼孔6和工作液7。其工作原理是，振动或冲击载荷通过活塞杆作用于工作液在无杆腔产生压力，工作液在压力作用下从阻尼孔流向有杆腔时形成阻尼力，从而实现减振目的。但是此过程在液体内部及“液—固”界面产生摩擦并转化为热能，使工作介质温度升高，粘度降低，其它物化性能及密封性能也降低，阻尼特性下降，导致粘滞阻尼器的工作性能降低甚至失效。

针对上述技术问题，欧洲专利申请公布号EP 2623817A1，公布日2013年08月07日，发明创造的名称为胶体阻尼器（COLLOIDAL DAMPER），公开了一种胶体阻尼器，采用传统的液压缸-活塞结构，工作原理图如图2所示，缸体1与活塞4构成一个密封容积，内含液压油6和可变形的隔膜腔3，隔膜腔内密封工作液5与疏液性纳米多孔体2组成的胶体溶液，活塞受振动或冲击载荷F作用时，液压油将压力传递给隔膜腔，隔膜腔内的工作液在压力作用下，克服表面张力及多孔体孔隙内的气体压力，进入多孔体的孔隙内，在此压缩过程中，“气-液-固”边界的界面功消耗掉外部的振动能量，在几乎不发热的情况下耗散大量的机械能，被誉为“能量黑洞”，其吸能效率是粘滞阻尼器的近2倍。

微尺度下工作液通过纳米多孔体孔隙所需的压力遵循杨-拉普拉斯公式P_σ=-4σcosθ/λ，式中σ为工作液的表面张力，θ为固体的表观接触角，疏液表面时θ>90°，λ为纳米级孔隙直径。图3所示为某种疏水多孔硅胶胶体阻尼器有效工作时形成的滞回曲线（参考美国专利COLLOIDAL DAMPER（US 9127741 B2）图6A），其门槛工作压力大于20MPa。

实际工程实践中阻尼器常需承受不同大小的振动或冲击载荷，因此上述胶体阻尼器存在以下两个不足：不能满足小载荷的减振要求；缸体内产生高压时对密封胶体溶液的隔膜材料性能要求高，隔膜腔密封性价比低。

发明内容

为了解决上述两个技术问题，本实用新型设计出一种弹簧式胶体阻尼器，包括缸体、拉环缸底组件、外壳、拉环封头、衬套组件、活塞组件、活塞杆、阻尼弹簧、疏液性多孔基体和工作液。所述拉环缸底组件与缸体下端密封固定连接，所述衬套组件与缸体上端固定连接，所述活塞组件与活塞杆下端固定连接，所述拉环封头分别间隔与活塞杆上端、外壳上端和阻尼弹簧上端固定连接，所述活塞杆依次穿过衬套组件和阻尼弹簧，所述疏液性多孔基体密封在拉环缸底组件内，所述工作液密封在缸体内。

优选地，所述的拉环缸底组件由缸底封头、拉环、滤网和高压密封圈组成，所述缸底封头内开有一锥形盲孔、外圆柱面开有周向凹槽内置所述高压密封圈、底部与所述拉环固定连接，所述滤网封闭连接锥形盲孔的开口端。

优选地，所述的拉环封头由封头和拉环组成，两者固定连接。

优选地，所述的衬套组件由衬套、防尘圈、导向带组成，所述防尘圈和导向带分别放置在衬套内孔开设的周向凹槽内。

优选地，所述的活塞组件由活塞、高压密封圈和导向环组成，所述高压密封圈和导向环分别放置在活塞外圆柱面开设的周向凹槽内。

优选地，所述的疏液性多孔基体为纳米级通道的多孔材料，所述的工作液与疏液性多孔基体表面互不浸润。

附图说明

图1是粘滞阻尼器工作原理图；

图2是胶体阻尼器工作原理图；

图3是某种疏水多孔硅胶胶体阻尼器有效工作时的滞回曲线图；

图4是本实用新型弹簧式胶体阻尼器的结构示意图；

图5是本实用新型弹簧式胶体阻尼器的拉环缸底组件结构示意图；

图6是本实用新型弹簧式胶体阻尼器的拉环封头结构示意图；

图7是本实用新型弹簧式胶体阻尼器的衬套组件结构示意图；

图8是本实用新型弹簧式胶体阻尼器的活塞组件结构示意图；

图9是本实用新型弹簧式胶体阻尼器的外观图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例及附图对本实用新型的结构原理作进一步的详细描述。