[发明专利]一种可调频率的流量脉动衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及流量脉动衰减器，特别是涉及了一种可调频率的流量脉动衰减器，属于流体传动与控制技术领域。

背景技术

流体机械系统一般都会存在流量脉动和压力脉动，例如液压系统的泵源引起管路的流量脉动，阀门开闭的水锤现象等。这些流量和压力脉动不仅会影响系统正常工作，还会降低系统的性能。如果脉动诱发大的管路振动，会降低管路和液压部件的寿命，严重时甚至造成管壁的破裂、管路支撑结构的破坏，支撑刚度下降，使管路系统失效、液压油流失，从而导致严重的灾难性事故。因此，采取消振措施抑制流量脉动和压力脉动非常重要的。

抑制脉动一般有两个方面，一是减轻振动源的脉动，二是调整管路系统。振动源一般为回转往复机构，流量脉动是其固有特性。以液压泵为例，可以通过优化配流盘的三角槽和阻尼孔、预压缩行程等衰减泵源的流量脉动。针对管路系统，可以通过优化管路布局，改变管道长度，加装脉动衰减器来实现脉动的抑制。在泵源出口和系统负载之间的管路上增加脉动衰减装置，可以消除因为流量脉动与在下游负载作用产生的压力脉动所引起的管路和液压元件的振动噪声。

脉动衰减器形式多样，主要分为被动式和主动式两类，例如蓄能器、干涉型滤波器、谐振型滤波器、在线噪声抑制器等。蓄能器不仅体积大重量高，工作频带还很低。大部分脉动衰减器都为干涉型或谐振型的被动式衰减器，但是它们的衰减频带固定且频宽都比较窄。而随着节能减排政策的推广，变频调速等技术在泵源上已经广泛应用，泵的转速不再固定，液压系统的脉动频率也就不再固定，传统被动式衰减器的工作频带固定且频宽都比较窄，难以应用于脉动频率变化的流体系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的衰减频率固定的脉动衰减器不能有效衰减频率变化的流量脉动的问题，特提供了一种可调频率的流量脉动衰减器，可以手动调节脉动衰减器的衰减频率接近系统真实脉动频率，使脉动衰减效果在较宽的频带内都能最大化。

本发明采用的技术方案如下：

包括壳体与安装在壳体内的脉动敏感机构、弹簧质量振动机构、质量调节机构和稳压机构，弹簧质量振动机构安装在壳体和脉动敏感机构之间，脉动敏感机构包含有稳压套筒，质量调节机构连接到弹簧质量振动机构调节其弹簧力，质量调节机构和脉动敏感机构上设有用于稳定内腔油压的稳压机构。

所述脉动敏感机构将脉动的流量信号转化为所述弹簧质量振动机构两端的脉动的压力差信号，这种脉动的压力差信号引起弹簧质量振动机构的振动响应，并且被弹簧质量振动机构吸收或释放而衰减。

所述质量调节机构使所述弹簧质量振动机构的质量根据需要改变，从而改变弹簧质量振动机构的衰减频率。

每次调定所述质量调节机构后，再调节所述稳压机构使所述弹簧质量振动机构的液体质量部分的压力与系统压力平衡，使弹簧质量振动机构的质量等于调定值。

所述的脉动敏感机构包括从前端到后端同轴依次套在稳压套筒内的前套筒、阻尼板、后套筒，阻尼板上设有阻尼孔，后端盖、前端盖分别螺纹套接在壳体内的前、后端，稳压套筒前端套在前端盖内，并通过前端盖前部螺纹连接的进口接头轴向固定，稳压套筒后端顶在后端盖的内端面上，前套筒、后套筒、进口接头、后端盖和前端盖的中心孔以及阻尼孔均同轴贯通；前套筒侧壁设有前油口，稳压套筒侧壁设有与前油口相通的第一油口，后套筒侧壁设有后油口，稳压套筒侧壁设有与后油口相通的第二油口；稳压套筒外侧壁与壳体内壁之间设有弹簧质量振动机构。

所述的弹簧质量振动机构包括前弹簧、前活塞、中弹簧、后活塞和后弹簧；前活塞前端面经前弹簧连接到前端盖内端面，前活塞后端面经中弹簧连接到后活塞前端面，后活塞后端面经后弹簧与所述质量调节机构的垫片连接，后活塞呈环形板结构，前活塞为前端具有环形板的套筒结构，后活塞密封套在前活塞套筒外壁与壳体内壁之间，使得后活塞与前活塞之间形成空间可变的中腔。

质量不变的前活塞、后活塞、中弹簧和中腔中的液体构成弹簧质量振动机构的质量块，当所述中腔中的液体压力与流经衰减器的系统压力相等时，通过所述质量调节机构调定所述后弹簧的预紧力，使得前弹簧和中弹簧、后弹簧三者力与液体压力平衡。

中弹簧的压缩量由其刚度和这个预紧力决定，从而中腔的体积由这个预紧力决定，从而中腔液体的质量由这个预紧力决定，从而弹簧质量振动机构的整体质量由这个预紧力决定。