管路连接装置、管路系统及工程机械的制作方法

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种管路连接装置、管路系统及工程机械。

背景技术：

随着国家法律法规对振动噪声要求的不断提高，工程机械的减振降噪变得越来越重要，而且工程机械的振动噪声水平已经成为产品竞争力和品牌影响力的重要指标。

在管路的连接过程中，对管路的防振性能要求较高，工程机械工况比较恶劣，管路振动过大常会造成松动或者泄露现象，降低管路本身的寿命。噪声通常是管路产生振动的结果，其通过该系统被放大并作为“空气传播的噪声”发出。振动源可以是气穴现象、流体流量压力脉动、摩擦或内部泵泄漏。

由管路系统产生的噪声对设备操作员而言是令人讨厌的或有潜在危险的，如何有效降低管路系统自身振动，并提高管路系统的降噪效果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

现有工程机械中安装的各种管路中均没有采取相应的减振措施，这样管路系统中存在的薄弱模态不能得到有效抑制，导致管路系统产生振动，这种振动将在较大范围内传递到工程机械的结构上，从而影响工程机械的噪声水平。而且管路内的噪声还会通过管壁向驾驶室环境中辐射，对驾驶员产生较大的影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种管路连接装置、管路系统及工程机械，能够减小管路系统产生的振动。

为实现上述目的，本实用新型第一方面提供了一种管路连接装置，包括连接体和设在所述连接体上的减振部件，所述连接体内设有主通道和一端与所述主通道连通的阻尼通道，所述主通道用于供流体在管路系统的管路段之间流通，所述减振部件设在所述阻尼通道上，用于使流体经过所述主通道时能进出所述阻尼通道，以便与所述减振部件相互作用，从而吸收管路系统产生的振动。

进一步地，所述减振部件包括弹性元件，所述弹性元件能够在流体进入所述阻尼通道时变形以储存能量，并在变形恢复时释放能量以使流体排出所述阻尼通道。

进一步地，所述减振部件还包括外壳和活塞，所述弹性元件为弹簧，所述活塞设在所述外壳内，并将所述外壳分隔为封闭的第一腔体和一端开放的第二腔体，所述弹簧设在所述第一腔体中，所述第二腔体与所述阻尼通道连通。

进一步地，所述连接体上设有阻尼腔体，所述阻尼腔体中填充有颗粒。

进一步地，所述连接体为柱体，所述减振部件和/或所述阻尼腔体设在所述连接体端面或者周向壁面上。

进一步地，所述连接体为圆柱体，所述减振部件和所述阻尼腔体均设在所述连接体的端面上，所述阻尼腔体包括围绕所述主通道圆周方向设置的多个圆弧形腔体，所述减振部件位于相邻所述圆弧形腔体沿弧长方向的端部之间。

进一步地，所述减振部件和所述阻尼腔体均设有两个，两个所述阻尼腔体相对于两个所述减振部件所在的通过连接体轴线的平面对称设置。

进一步地，所述减振部件的固有频率与所述管路系统的振动频率一致。

为实现上述目的，本实用新型第二方面提供了一种管路系统，包括管路段和上述实施例所述的管路连接装置，所述管路段之间通过所述管路连接装置连接。

进一步地，所述管路系统为空调管路、液压管路或气动管路。

为实现上述目的，本实用新型第三方面提供了一种工程机械，包括上述实施例所述的管路系统。

基于上述技术方案，本实用新型实施例的管路连接装置，在连接体内开设与主通道连通的阻尼通道，并在阻尼通道上设置减振部件，能够在主通道内的流体存在压力脉动或冲击时使流体往复进出阻尼通道，利用通道的阻尼作用减小流体冲击对管路系统的影响，缓冲和吸收管路脉动，提高管路系统的平稳性；同时进出阻尼通道的流体还能与减振部件相互作用，减小流体流经主通道时使管路系统产生的振动，从而降低流体在管路系统内流动产生的噪音，并防止管路系统发生松动或泄露，延长管路系统寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型管路连接装置的一个实施例的外形示意图；

图2为本实用新型管路连接装置的一个实施例的结构示意图；

图3为本实用新型管路连接装置的一个实施例的半剖图；

图4为本实用新型管路连接装置中减振部件的一个实施例的结构示意图；

图5为管路连接装置中在阻尼腔体中填充颗粒的示意图。

附图标记说明

1、连接体；2、施力部；3、减振部件；4、阻尼腔体；5、主通道；6、阻尼通道；7、颗粒；11、安装孔；31、活塞；32、弹簧；33、外壳；34、密封件；A、第一腔体；B、第二腔体。

具体实施方式

以下详细说明本实用新型。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本实用新型中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“轴向”、“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

为了削弱工程机械中管路系统产生的振动对车体其它结构尤其是驾驶室的影响，发明人注意到比较有效的措施是从振动源头上对噪声进行抑制，即对管路系统进行减振以减弱管路系统产生的振动通过管壁向驾驶室等其它结构传递。为了尽量减小对现有管路系统的改造，且考虑到在管路系统中各管路段上安装减振装置较为困难，发明人提出了一种带有减振功能的管路连接装置。

如图1至图3所示，在一个示意性的实施例中，本实用新型的管路连接装置设置在管路系统中相邻的管路段之间，包括连接体1和设在连接体1上的减振部件3，连接体1内设有主通道5和一端与主通道5连通的阻尼通道6。其中，主通道5用于供流体在相邻管路段之间流通，主通道5的两端可设置连接接口，例如内螺纹或连接法兰等，以便与管路段进行连接。阻尼通道6的直径小于主通道5，流体经过主通道5时可进出旁支的阻尼通道6，起到节流和阻尼作用。

减振部件3设在阻尼通道6上，流体进出阻尼通道6时可与减振部件3相互作用以吸收管路系统产生的振动。管路系统产生的振动包括流体经过主通道5时由于冲击或压力脉动使管体产生的振动、管壁或管路连接装置受到外力产生的振动等。流体包括气体、液体和气液混合态物质等。

本实用新型该实施例的管路连接装置，通过设置阻尼通道6，能够在主通道5内的流体存在压力脉动或冲击时使流体往复进出阻尼通道6，利用通道的节流和阻尼作用消耗流体的能量，以减小流体冲击对管路系统的影响，缓冲和吸收管路脉动，提高管路系统的平稳性。同时流体在进出阻尼通道6时还能够与减振部件3相互作用，以减小流体流经主通道5时使管路系统产生的振动，从而降低流体在管路系统内流动产生的噪音，并防止管路系统发生松动或泄露，延长管路系统寿命。

在该实施例中，减振部件3包括弹性元件，弹性元件能够在流体从主通道5进入阻尼通道6时变形以储存能量，并在变形恢复时释放能量以使流体从阻尼通道6流出进入主通道5。该减振部件3能够起到两方面的作用：其一是利用阻尼通道6内流体的压力使弹性元件发生变形，以缓冲管路系统产生的振动；其二是起到蓄能器的作用，阻尼通道6内的流体到达减振部件3中时，弹性元件发生变形储存能量，当主通道5内的流体趋于平稳时，弹性元件产生的变形在恢复过程中，可使流体排出阻尼通道6进入主通道5，因此减振部件3中弹性元件的往复运动也能缓冲和吸收管路脉动。

可选地，弹性元件为压簧、扭簧或蝶形弹簧等，根据不同的弹性元件形式，可以设计不同结构的减振部件3，以使阻尼通道6内的流体能够使弹性元件发生变形。

除此之外，减振部件3也可以采用阻尼耗散或摩擦的原理进行减振，例如橡胶弹簧、空气弹簧或者颗粒摩擦的结构等。

图4给出一种采用弹性元件的减振部件3的结构形式，减振部件3还包括外壳33和活塞31，弹性元件为弹簧32，活塞31设在外壳33内，并将外壳33分隔为封闭的第一腔体A和一端开放的第二腔体B，弹簧32设在第一腔体A中，两端分别抵靠在活塞31端部和外壳33的内壁上，在初始状态下，弹簧32在第一腔体A中处于自由状态。参考图4，第二腔体B与阻尼通道6连通。活塞31的外壁和外壳33的内壁之间还可设置密封件34，以阻止流体进入第一腔体A。优选地，外壳33呈一端开设有孔的圆柱体结构。

当主通道5内的流体产生脉动或冲击时，会通过阻尼通道6进入到第二腔体B中，推动活塞31向弹簧32一侧运动，弹簧32被压缩以储存流体的能量。当主通道5内流动的流体趋于平稳时，由于阻尼通道6内的流体作用于活塞31上的力减小，使得弹簧32在压缩状态的基础上伸长以使变形得以恢复，将之前储存的能量释放，使流体排出阻尼通道6，在此过程中弹簧32的往复运动不仅能够起到蓄能器的作用，用于缓冲和吸收管路系统的脉动，还能够对管路系统起到动力减振的作用。

上面实施例中提到的连接体1可以为柱体，优选地设计为圆柱体，连接体1上可设置至少一个减振部件3，设置多个减振部件3能够获得更优的减振效果。

在一种结构形式中，减振部件3设在柱体的周向壁面上，阻尼通道6的轨迹可设计为连通主通道5和第二腔体B的直线段。

在另一种结构形式中，如图1至图3所示，减振部件3设在柱体的端面上。具体地，参考图3和图4，在连接体1的端面上开设安装孔11，减振部件3的外壳33部分装入安装孔11中并进行固定，减振部件3沿连接体1的轴向安装。与减振部件3的设置位置相对应地，阻尼通道6可设计为直角弯折形状，在弯折处可通过圆弧过渡，以减小流体在阻尼通道6内流动时产生的阻力。当然，阻尼通道6也可设计为其它形状，只要能够将主通道5与第二腔体B连通即可。

将减振部件3设在柱体的端面上的结构能够减小管路连接装置在径向上占用的空间，以使管路系统的布局更加紧凑，而且还便于设计较长的阻尼通道6，以更好地缓冲和吸收管路脉动，进一步提高管路系统的平稳性。

优选地，在设计减振部件3时，可使减振部件3的固有频率与管路系统的振动频率保持一致。这是利用了动力吸振器的原理，在主系统上设置辅助系统，当主系统以一定频率激振时，如果设在主系统上的辅助系统的固有频率与激振频率相等，则主系统的振动就会被消除，即利用共振系统吸收物体的振动能量以减小物体的振动。在设计时，可通过改变外壳33的质量以及弹簧32的刚度来调节减振部件3的固有频率。

在上述实施例的基础上，进一步地，连接体1上还设有阻尼腔体4，阻尼腔体4中至少部分填充有颗粒7，例如颗粒7的填充度占据阻尼腔体4体积的三分之一或三分之二等。随着管路系统的振动，颗粒7之间以及颗粒7与阻尼腔体4的壁面之间不断发生碰撞和摩擦，由此产生的摩擦阻尼和动量交换作用可以耗散管路的振动能量，从而进一步对管路系统进行减振降噪。

其中，阻尼腔体4中填充的颗粒7可选择金属颗粒或者耐高温的非金属颗粒，颗粒7可以是不等直径的。优选地，阻尼腔体4的侧壁可采用圆弧过渡，以使颗粒7在阻尼腔体4内的流动性更好，以充分地进行摩擦和碰撞。

连接体1为柱体时，阻尼腔体4可设在连接体1端面或者周向壁面上。如图5所示，阻尼腔体4设在连接体1的端面上，装入颗粒7后，通过形状与阻尼腔体4相适配的盖体将阻尼腔体4封闭。在连接体1端部设置阻尼腔体4能够充分利用阻尼通道6与连接体1一端的壁厚，而且阻尼腔体4不容易与阻尼通道6发生干涉。

在一个优选的实施例中，参考图1和图2，连接体1为圆柱体，减振部件3和阻尼腔体4均设在连接体1的端面上，阻尼腔体4包括围绕主通道5圆周方向设置的多个圆弧形腔体(腰形腔体)，阻尼腔体4的深度方向与连接体1的轴线一致，减振部件3位于相邻圆弧形腔体沿弧长方向的端部之间。这种布置形式能够充分利用连接体1端面的空间，而且在连接体1的整个周向上都能缓冲振动。

在图1所示的管路连接装置中，减振部件3和阻尼腔体4均设有两个，两个减振部件3位于圆弧形腔体沿弧长方向的端部之间，而且两个阻尼腔体4相对于两个减振部件3所在的通过连接体1轴线的平面对称设置。另外，减振部件3之间也可相对于连接体1的轴线对称设置。将减振部件3和/或阻尼腔体4对称设置的优点在于，能够使管路连接装置在减振过程中的受力比较均衡，不容易使管路连接装置由于长期受到不平衡应力而造成管路泄露。

进一步地，在需要将连接体1与管路段连接时，为了便于施加拧紧力，使连接体1与管路段的结合更可靠，如图1和图2所示，在连接体1的侧壁上还设有至少一处施力部2，以便手或工具置于施力部2上施加拧紧力。具体地，施力部2可包括设在连接体1外壁上且沿着连接体1周向相对设置的槽，这两个槽中相对的侧壁可用作工具的夹持面。

其次，本实用新型还提供了一种管路系统，包括管路段和上述各实施例的管路连接装置，相邻管路段之间通过管路连接装置连接。优选地，管路系统为空调管路，内部流通的流体为气态、液态或者气液混合态制冷剂；或者管路系统为液压管路，内部流通的流体为液压油；或者管路系统为气动管路，内部流通的流体为压缩气体。

此种管路系统由于在管路段之间通过本实用新型的管路连接装置进行连接，能够抑制管路系统中存在的薄弱模态，减小流体冲击对管路系统的影响，缓冲和吸收管路脉动，提高管路系统的平稳性；同时还能减小流体流经主通道时使管路系统产生的振动，从而降低流体在管路系统内流动产生的噪音，并防止管路系统发生松动或泄露，延长管路系统寿命。

为实现上述目的，本实用新型第三方面提供了一种工程机械，包括上述实施例所述的管路系统。本实用新型的工程机械由于对管路系统采取了减振措施，因而能够减弱管路系统产生的振动向工程机械的其它结构上传递，从而降低工程机械在工作时产生的噪声，特别是可以减弱管路系统通过空气向驾驶室辐射的噪声，提高驾驶员在操作时的舒适度。

以上对本实用新型所提供的一种管路连接装置、管路系统及工程机械进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。