[发明专利]一种复合式液压系统广谱流体压力脉动衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力脉动衰减器，尤其是涉及一种复合式液压系统广谱流体压力脉动衰减器。

背景技术

在液压系统的实际工况中，从液压泵出口输出的压力和流量就并非是绝对稳定的，并且由于液压泵的容积变化、元件缺陷等原因，液压泵出口总会以一定的振荡输出压力流体，液压系统中的压力脉动必然会导致流量脉动。压力脉动和流量脉动耦合作用给液压系统带来了难以避免的危害：耦合脉动会引起一些固有频率与脉动频率相同的元件发生共振，这不仅会对这些元件本身造成疲劳损伤，也会引发系统其他元件的振动；与此同时产生的系统噪音还可能危害到工作人员的身体健康。尤其在需要秘密作业的工况下，系统的减振降噪工作更是重中之重。

在液压管路上安装脉动衰减器可以有效地衰减系统压力脉动，有助于控制系统的振动和噪声、提高工作可靠性、延长元件使用寿命等。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种复合式液压系统广谱流体压力脉动衰减器。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括壳体、前端盖、后端盖、小径内管和大径内管，壳体的两端安装有前端盖和后端盖，壳体内的前端盖和后端盖之间固定安装有小径内管、大径内管和流体衰减组件，大径内管同轴地套在小径内管外，前端盖和后端盖端面中心分别开有流体入口和流体出口，小径内管两端分别与流体入口和流体出口连通；小径内管和大径内管的管壁上均开有阻尼孔。

所述的流体衰减组件包括设置在小径内管两端的圆孔筛头、设置在小径内管内的网罩颗粒组件以及设置在小径内管和大径内管之间的一个弹性弦筒。

所述的小径内管两端经各自的圆孔筛头分别与流体入口和流体出口连接，圆孔筛头为两端之间密布开有平行通孔的圆柱件，平行通孔使得小径内管与流体入口、流体出口之间连通。

所述的弹性弦筒主要由两个环形的压电陶瓷和连接在两个压电陶瓷之间沿环形圆周均布的多根平行的弹性弦构成，相邻弹性弦之间具有间隙，每根弹性弦两端经压电陶瓷分别连接到前端盖、后端盖的中心端面上。多根平行的弹性弦分布形成内圈和外圈，各根弹性弦具有不同直径。

多个网罩颗粒组件沿轴向间隔填塞在小径内管内，所述网罩颗粒组件包括网罩和置于网罩内的固体颗粒。小径内管内固定有多处网罩颗粒组件，其内的固体颗粒可有效、大幅地减小流经的压力流体的脉动振幅。

所述的小径内管和大径内管两端均分别顶接在前端盖和后端盖内端的台阶端面上，并与前端盖和后端盖台阶轴面通过O型圈密封连接。

所述的小径内管和大径内管上均沿轴向间隔均布开有四对阻尼孔，每对阻尼孔沿径向对称布置在内管的两侧。

所述的壳体上下对称的两侧分别开有通气孔和通液孔，通气孔和通液孔上均通过组合垫分别密封安装有通气螺塞、通液螺塞。

本发明具有赫姆霍兹谐振器的经典容腔式结构，两根内管上的阻尼孔同时隔绝出多个共振容腔，增大了相同体积下的减振比；内管上的阻尼孔与外腔一起构成赫姆霍兹谐振器。阻尼孔将脉动流体的部分动能转化为热能，以耗散系统的形式衰减脉动能量。由此形成结构谐振。在液压管路与小径内管连接处分别安装圆孔筛头，将脉动流体中不规则运动、相互混掺、轨迹曲折的流体质点引导成规则运动、不相混掺的流体质点，从而大大降低传递速率，达到控制、稳定流体波动的目的。

小径内管外均布不同直径的弹性弦，一根弦相当于一个质量-弹簧共振子系统，子附加系统在共振时产生的反作用力可衰减圧力流体的脉动。一种直径的弹性弦具有一种固有频率，可以衰减一种谐振频率的脉动；多根不同直径的弹性弦相当于多个质量-弹簧子系统的串联，通过弹性弦的被动振动来实现脉动的衰减。同时在脉动衰减器壳体和弹性弦之间设置压电陶瓷，每根弹性弦都与压电陶瓷相接触，可以根据压力流体的脉动压力值调节压电陶瓷两端的电压值，从而改变弹性弦的振动频率，通过弹性弦的主动振动来实现脉动的衰减。由此形成结构谐振和流体谐振的组合。

由此本发明是一个结构谐振和流体谐振两种谐振式衰减器的组合。

本发明的有益效果是：

本发明能以耗散系统和流体质量-弹簧系统组合的形式有效衰减脉动能量，引导流体流动，大大降低传递速率来稳定控制流体波动，有效且大幅地减小流经的压力流体的脉动振幅，形成了结构谐振和流体谐振两种谐振式衰减器的组合本发明将被动衰减法与主动衰减法相结合，不仅极大地拓宽了脉动衰减的频带宽，还实现了本发明的通用化，可将其应用于多种脉动衰减工况下，实现了衰减效果的广谱化和最大化。

附图说明