[发明专利]囊式分子弹簧隔振缓冲器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高静低动刚度特性的新型隔振缓冲器，尤其涉及一种囊式分子弹簧隔振缓冲器。

背景技术

被动隔振技术因结构简单、易于实现、工作可靠和价格低廉等优势而应用广泛，被动隔振技术现已取得丰富的研究成果，如金属弹簧隔振器、橡胶隔振器、金属橡胶隔振器、钢丝绳隔振器和空气弹簧隔振器等。然而，在工程应用中，这些隔振器仍存在着诸如大静变形、易老化、承载能力不足、性能不稳定、气体容易泄漏等问题。为了满足不同工况的隔振需求，新型隔振器的研制始终是振动工程领域的研究热点之一。

分子弹簧隔振技术是一种基于全新机理的被动隔振技术。水和多孔疏水材料组成分子弹簧混合介质，当压缩分子弹簧介质至一定压强时，水分子会进入沸石颗粒的疏水纳米微孔，当卸载时，水分子自动从微孔中逸出，在这个过程机械能和表面能相互转化，实现能量储存和释放。由于沸石材料的疏水性，在低压时水分子无法进入微孔，当压强达到某一临界值时，水分子克服毛细管力，开始大量侵入微孔，当沸石的所有微孔饱和后，继续加压将不再有水分子进入微孔；卸载过程即为这一过程的逆过程。因此以分子弹簧混合介质为工作介质的隔振缓冲器将表现出“高-低-高”的分段刚度特性。加载合适的负载后，该隔振缓冲器将表现出高静低动的刚度特性，特别适用于重型设备的低频隔振。由于部分多孔疏水材料组成的分子弹簧介质在加载卸载过程存在迟滞现象，即在加载卸载周期内会消耗一定的能量，因此该隔振缓冲器同时兼具一定的缓冲性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封简单，具有高静低动刚度特性且兼顾侧向刚度的新型隔振缓冲器，该隔振缓冲器具有体积小、重量轻、维护简单、环境适应性强等特点，并且可以根据需求方便的调节隔振性能。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的囊式分子弹簧隔振缓冲器，包括上端板，囊体，下端板；所述的上端板与下端板之间布置囊体，囊体内填充分子弹簧混合介质；所述的弹簧混合介质由水和含有纳米级孔隙多孔疏水颗粒混合而成；囊体根据上端板与下端板之间的间距变化而变化。

本发明所述的囊式分子弹簧隔振缓冲器，还包括：限位轴套，导向轴；所述的导向轴布置在上端板与下端板之间；导向轴布置在限位轴套内，导向轴的端部沿径向方向延伸出突起结构。本发明所述的囊式分子弹簧隔振缓冲器，所述的导向轴的顶端部沿径向方向延伸出突起结构；限位轴套的顶端沿径向方向延伸出突起结构。

本发明所述的囊式分子弹簧隔振缓冲器，所述的限位轴套下部为圆盘结构，圆盘结构上设有缓冲橡胶；缓冲橡胶上端设有压板，缓冲橡胶与压板硫化相互固定。

本发明所述的囊式分子弹簧隔振缓冲器，所述的上端板与下端板的边缘处分别布置紧固法兰，紧固法兰通过紧固螺钉固定；所述的囊体通过紧固法兰扣紧在上端板与下端板之间。

本发明所述的囊式分子弹簧隔振缓冲器，所述的下端板内布置单向阀，单向阀与囊体相连通；通过单向阀对囊式容器内加压，用于调节囊式分子弹簧隔振缓冲器的承载能力。

本发明所述的囊式分子弹簧隔振缓冲器，所述的弹簧混合介质由水和含有纳米级孔隙多孔疏水颗粒混合而成。

本发明所述的囊式分子弹簧隔振缓冲器，所述的多孔疏水颗粒为疏水沸石、疏水硅胶、疏水金属有机骨架材料或其混合物；多孔疏水颗粒所含孔为孔径小于2nm的微孔、孔径为2~50nm的中孔或介孔或孔径大于50nm的大孔。

本发明所述的囊式分子弹簧隔振缓冲器，所述的水中添加无机盐可提高隔振缓冲器工作压强用于提高承载能力；水中添加表面活性剂可降低隔振缓冲器的工作压强用于降低承载能力；水中添加无机盐和表面活性剂会降低水的冰点，用于温度低于零摄氏度的环境下使用。

本发明所述的囊式分子弹簧隔振缓冲器，工作压强为10Mpa~200Mpa之间。

有益效果

本发明提供了一种囊式分子弹簧隔振缓冲器，其具有高承载能力，低固有频率的特点，广泛适用于工程领域的设备，特别是重型机械设备的隔振要求；由于本发明所选用多孔疏水具有高孔隙率，因此极小量的分子弹簧混合介质即可满足隔振需求的变形量，因此该隔振缓冲器体积很小；由于分子弹簧混合介质工作压强很高（10Mpa~200Mpa），因此该隔振缓冲器具有极强承载能力；由于囊式分子弹簧隔振缓冲器具有“高-低-高”的分段刚度特性，因此在大振幅时具有自限位功能。

导向轴和限位轴套及缓冲橡胶的结构设计使囊式分子弹簧隔振缓冲器在极限情况下对设备具有保护功能，缓冲橡胶同时使囊式分子弹簧隔振缓冲器兼具侧向刚度。