[实用新型]一种气体阻尼缓冲的自由活塞

说明书

本实用新型涉及冲击与缓冲技术领域，尤其涉及一种气体阻尼缓冲的自由活塞，该自由活塞包括缓冲腔体、端盖、缓冲活塞和撞击体，其中，缓冲腔体具有缓冲气腔，在缓冲气腔内可充入具有一定压力的缓冲气体，缓冲活塞一端穿过端插入缓冲气腔内，另一端与撞击体连接。该自由活塞在撞击时分两次完成，动能分两次消耗，减少了撞击体单次需要吸收能量，大大延长了碰撞时间，有利于减少撞击产生的冲击载荷，从而降低冲击载荷峰值，另外在撞击时，缓冲活塞和撞击体先停止运动，由于缓冲气腔内具有缓冲气体，能够大幅延长了缓冲腔体减速停止时间，避免缓冲腔体与缓冲活塞的直接撞击，且由于缓冲气腔内的压力是逐渐升高，更利于撞击体从第一次的撞击中恢复。

技术领域

本实用新型涉及风洞技术领域，尤其涉及一种气体阻尼缓冲的自由活塞。

背景技术

在活塞驱动激波风洞、炮风洞等带有活塞驱动器的脉冲式风洞运行过程中，自由活塞被活塞驱动器发射后一般经过加速、急剧减速、停止、再加速，最后以一定速度撞击在活塞驱动器底部停止。因此，活塞驱动器运行往往追求所谓的“调谐”运行，来减少自由活塞碰撞时的速度、降低高速碰撞损坏活塞驱动器结构等风险；同时还必须设计自由活塞缓冲装置缓冲碰撞产生的冲击力。

目前，常用的缓冲方式主要有两种：一是直接在自由活塞头部安装耐冲击的缓冲材料，由缓冲材料吸收碰撞时的能量，但此方式一般只适用于碰撞速度较小的工况；二是在活塞驱动器底部设置弹性元件、阻尼吸能材料等装置，由这些装置吸收碰撞，但此方式会削弱活塞驱动器的驱动能力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够解决上述问题，并能够有效减少撞击产生的冲击载荷的气体阻尼缓冲的自由活塞。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种气体阻尼缓冲的自由活塞，包括：

缓冲腔体，具有缓冲气腔，所述缓冲腔体上还设有分别与所述缓冲气腔连通的进气阀和卸荷阀；

端盖，所述端盖设置在所述缓冲腔体的端部，且在所述端盖的轴向上设有与所述缓冲气腔连通的活塞孔；

缓冲活塞，所述缓冲活塞的一端位于所述缓冲气腔内，该端与所述缓冲气腔的壁之间设有第一密封圈，所述缓冲活塞的另一端穿过所述活塞孔后伸出所述缓冲气腔，所述缓冲活塞伸出所述缓冲腔体的一端为安装端；

撞击体，所述撞击体安装在所述缓冲活塞的安装端。

优选地，所述缓冲气腔的底部设有用于防止所述缓冲活塞与所述缓冲腔体直接碰撞的阻尼橡胶。

根据一个优选地实施方式，在所述缓冲活塞伸入所述缓冲气腔内的一端的周向上设有第一导向带，所述缓冲活塞通过所述第一导向带与所述缓冲腔体的内侧壁接触；

在所述活塞孔的内壁的周向上设有第二导向带，所述缓冲活塞通过所述第二导向带与所述活塞孔的内壁接触。

优选地，所述安装端的直径与所述缓冲腔体的直径相同；

在所述缓冲腔体的外侧设有第一支撑环，所述缓冲腔体通过所述第一支撑环与活塞驱动器的腔体内壁接触；

所述安装端的外侧设有第二支撑环，所述缓冲活塞通过所述第二支撑环与所述活塞驱动器的腔体内壁接触。

根据一个优选地实施方式，所述缓冲腔体远离所述端盖的一端的外侧壁具有沿所述缓冲腔体的轴向设置的两层阶梯结构，所述两层阶梯结构分别为第一阶梯和第二阶梯，其中：

所述第一阶梯延伸至所述缓冲腔体远离所述端盖的一端的端面，且所述第一阶梯的高度低于所述第二阶梯，所述第一支撑环设置在所述第二阶梯处，在第一阶梯处设置挡板，所述挡板的一端通过螺钉固定在所述第二阶梯，另一端紧贴所述第一支撑环，在所述缓冲腔体的轴向上夹紧所述第一支撑环；