适用于宽温度范围的气液耦合消振器的制作方法

本公开涉及流体机械装置消振技术领域，尤其涉及一种适用于宽温度范围的气液耦合消振器。

背景技术：

目前，液压系统等流体传输系统大多采用泵作为能源，其自身的结构和工作原理必然会产生流体脉动。由于泵内部和管路系统中不可避免的存在液阻，液阻又会引起流体脉动并引起压力脉动，压力脉动可以对管道系统和元部件产生疲劳破坏，因此对于设备的性能和可靠性都会带来不利的影响。

现有的一些流体消振元件，如：蓄能器等，同样利用了气体的弹性进行消振，虽然具有一定的效果，但由于气体状态受温度变化的影响较大，所以并不适合宽温度范围的应用场合。

技术实现要素：

为了解决至少一个上述技术问题，本公开提供一种适用于宽温度范围的气液耦合消振器，能够在较宽的温度范围内实现流体脉动的削弱。

根据本公开的一个方面，气液耦合消振器包括：

壳体；以及

隔囊，配置在壳体内部，通过隔囊连接块与壳体连接；

壳体与隔囊之间具有第一空腔，第一空腔具有通孔；

隔囊与隔囊连接块形成第二空腔，第二空腔具有通气孔。

根据本公开的至少一个实施方式，第二空腔的体积能够随压力变化。

根据本公开的至少一个实施方式，隔囊由弹性材料制成。

根据本公开的至少一个实施方式，通过调节第二空腔的可变体积大小来匹配气液耦合消振器的有效工作温度范围。

根据本公开的至少一个实施方式，气液耦合消振器的有效工作温度范围与第二空腔的可变体积大小成正比关系。

根据本公开的至少一个实施方式，通过增大第二空腔的可变体积来拓宽气液耦合消振器的有效工作温度范围。

根据本公开的至少一个实施方式，气液耦合消振器的工作温度与第二空腔的体积的关系用下式1表示：

其中，tc表示工作温度，vc表示第二空腔的工作体积，pc表示第二空腔内的压力；v0表示在气液耦合消振器工作前，第二空腔的初始体积，p0表示第二空腔内的初始压力，t0表示初始温度。

根据本公开的至少一个实施方式，

流体通过通孔进入第一空腔；

气体通过通气孔进入第二空腔。

根据本公开的至少一个实施方式，

当第二空腔内的气压小于第一空腔内的流体压力时，第二空腔的体积缩小；

当第二空腔内的气压大于第一空腔内的流体压力时，第二空腔的体积变大。

根据本公开的至少一个实施方式，第二空腔的可变体积通过下式2计算：

δv＝vmax-vmin式2

其中，δv表示第二空腔的可变体积，vmax表示第二空腔的最大体积，vmin表示第二空腔的最小体积。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的至少一个实施方式的适用于宽温度范围的气液耦合消振器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

本公开的适用于宽温度范围的气液耦合消振器，可用于在宽温度范围内削弱或消除流体传输系统内的流量或压力脉动，从而有利于系统及其元部件性能的维护。

在本公开的一个可选实施方式中，如图1所示，适用于宽温度范围的气液耦合消振器包括：壳体；壳体内的第一空腔，第一空腔底部开设有通孔，可以使主管道内的流体进入第一空腔内；壳体内的隔囊及其连接块，隔囊通过隔囊连接块与壳体连接，隔囊连接块和壳体可通过螺纹等方式连接；以及隔囊连接块和隔囊构成的第二空腔，第二空腔顶部开设有通气孔，气体可以经过通气孔进入第二空腔内。通过堵头等结构封住通气孔可以使得气体封在第二空腔内。

在本公开的一个可选实施方式中，第二空腔的体积能够随压力变化，其主要通过隔囊的形状变化来实现。

优选的，隔囊由弹性材料制成，例如橡胶材料，隔囊通过收缩或膨胀来实现内部容积的变化，即第二空腔体积的变化。

在本公开的一个可选实施方式中，隔囊外侧与壳体内侧之间具有空隙。具体的，隔囊下部与壳体内侧之间具有空隙。该空隙可以为隔囊形状变化提供空间。第一空腔的形状与该空隙有关，例如该空隙的形状为上窄下宽。

在本公开的一个可选实施方式中，适用于宽温度范围的气液耦合消振器的工作原理在于，隔囊可以在壳体的第一空腔内的流体压力和隔囊第二空腔内的气压的压差作用下产生形变，具体的，当第二空腔的气压小于第一空腔内的流体压力，则隔囊收缩；反之，当第二空腔内的气压大于第一空腔内的流体压力，则隔囊膨胀；通过隔囊的膨胀、收缩，即通过第二空腔的工作体积的变化来吸收流量脉动，对脉动的削弱或消除，最终使得液压能源系统内的油液流量保持平稳。

在本公开的一个可选实施方式中，气液耦合消振器的有效工作温度范围与第二空腔的可变体积大小成正比关系。

第二空腔的可变体积与气液耦合消振器的有效工作温度范围的关系，可以通过以下的推导过程进行说明：

设vmax为第二空腔的最大体积，此时隔囊完全膨胀充满整个壳体内部空间。vmin为第二空腔的最小体积，此时隔囊被完全压缩；vc为第二空腔实际工作时的体积。

在消振器工作前，在初始温度t0下，在第二空腔内充入气体直至压力达到p0，此时第二空腔的体积显然为vmax。假设消振器在整个工作期间气体体积的变化很快，可认为是绝热过程，因此根据理想气体状态方程可得下式3：

p0v0＝nrt0式3

其中，v0表示第二空腔初始体积，v0＝vmax，n表示气体的物质的量，r表示比例常数。

当消振器接入液压系统开始工作，隔囊受到流体压力而压缩，第二空腔的体积和压力分别变为vc和pc。若此时环境温度变化为tc，则上述气体方程可变化为下式4：

pcvc＝nrtc式4

综合式3和式4可得工作温度tc与工作体积vc的关系式，如下式1所示：

由式1可知，工作温度tc与工作体积vc成正比，即：工作体积vc变化范围越大，则工作温度tc的范围越大。

工作体积vc的变化范围即第二空腔的可变体积δv，用下式2表示：

δv＝vmax-vmin式2

因此，气液耦合消振器的有效工作温度范围由δv决定，δv越大，则工作温度范围越宽。

在本公开的一个可选实施方式中，可以通过调节第二空腔的可变体积δv的大小来匹配气液耦合消振器的有效工作温度范围。而第二空腔的可变体积的大小取决于壳体的大小，隔囊的大小、材质，以及第二空腔与第一空腔的压差等。通过配置δv更大的气液耦合消振器，来适应更宽的温度范围的液压能源系统。

在本公开的一个可选实施方式中，可以通过增大第二空腔的可变体积来拓宽气液耦合消振器的有效工作温度范围。

综上所述，本公开的适用于宽温度范围的气液耦合消振器具有结构紧凑、安装方便、消振能力强的特点，隔囊的容积可以随压力变化，使其容腔在充入高压气体后，抵消流体的压力脉动，从而在宽温度范围内可以对流体传输系统内的流量或压力脉动起到很好的削减效果。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。