一种活塞式分子弹簧隔振器

本发明涉及一种活塞式分子弹簧隔振器，属于减振装置技术领域。

背景技术：

分子弹簧隔振技术是利用水和多孔疏水材料组成分子弹簧混合介质，对分子弹簧混合介质施加压力时，水分子会进入多孔疏水材料的疏水纳米微孔，当压力卸载时，水分子则从微孔中逸出，实现能量储存和释放，从而消除振动。

现有技术中已经具有一些利用分子弹簧隔振技术所设计的隔振器。这些隔振器大多采用橡胶囊结构或者金属活塞杆组合橡胶囊/橡胶膜的结构。

由于隔振器均为高呈压设备（约为20mpa到30mpa）,橡胶的强度不足以长期维持高压，因此寿命极短。

而金属活塞杆与橡胶囊/橡胶膜的组合结构具有活塞杆与橡胶之间的摩擦过大，从而造成分子弹簧隔振器动刚度过大，影响隔振系统的固有频率，进而影响隔振器的隔振性能的问题。

技术实现要素：

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种活塞式分子弹簧隔振器。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种活塞式分子弹簧隔振器，包括：底座、腔体盖、活塞杆、密封座和限位座；所述底座和腔体盖固定连接形成腔体；所述密封座位于所述腔体的顶部，与所述腔体盖固定连接；所述限位座位于所述腔体盖的顶部，与所述腔体盖固定连接；所述活塞杆自上至下穿过所述限位座与所述密封座；所述活塞杆的底端位于所述腔体内，顶端自所述限位座顶部露出，所述活塞杆与所述密封座活动密封；所述腔体内填充水和分子弹簧材料。

上述方案进一步的改进在于：所述底座具有开孔，所述开孔上装有堵头。

上述方案进一步的改进在于：所述活塞杆与所述密封座通过若干泛塞封进行密封。

上述方案进一步的改进在于：所述底座和腔体盖通过o型圈密封。

上述方案进一步的改进在于：所述密封座和腔体盖通过o型圈密封。

上述方案进一步的改进在于：所述分子弹簧材料是疏水沸石、疏水硅胶、疏水金属有机骨架材料中的一种或若干种颗粒混合物。

上述方案进一步的改进在于：所述分子弹簧材料的孔是孔径小于2nm的微孔、或者是2到50nm的中孔或介孔、或者是孔径大于50nm的大孔。

上述方案进一步的改进在于：所述水中能够添加无机盐或表面活性剂或两者的混合物。

上述方案进一步的改进在于：工作压强为10mpa~200mpa之间。

本发明提供的活塞式分子弹簧隔振器，采用活塞的伸缩结构传递振动，从而避免传统橡胶的强度差的问题，也不存在金属与橡胶的摩擦，保障隔振器内部高承压，具有大阻尼、低刚度、高承载三个标志性特点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明一个优选的实施例结构示意图。

图2是相同载荷下分子弹簧隔振器和线性隔振器静平衡位置示意图。

图3是分子弹簧隔振器与线性系统力传递率曲线对比。

图4是分子弹簧隔振器与线性系统位移传递率曲线对比。

具体实施方式

实施例

本实施例的活塞式分子弹簧隔振器，如图1所示，包括：底座3、腔体盖4、活塞杆11、密封座6和限位座9；底座3和腔体盖4通过螺栓2固定连接形成腔体；密封座6位于腔体的顶部，通过螺栓7与腔体盖4固定连接；限位座9位于腔体盖4的顶部，通过螺栓10与腔体盖4固定连接；活塞杆11自上至下穿过限位座9与密封座6；活塞杆11的底端位于腔体内，顶端自限位座9顶部露出，活塞杆11与密封座6活动密封；腔体内填充水和分子弹簧材料。底座3具有开孔，开孔上装有堵头1。

活塞杆11与密封座6通过两个泛塞封12进行密封。底座3和腔体盖4通过o型圈5密封。密封座6和腔体盖4通过o型圈8密封。

分子弹簧材料是疏水沸石、疏水硅胶、疏水金属有机骨架材料中的一种或若干种颗粒混合物。分子弹簧材料的孔径是小于2nm的微孔、或者是2到50nm的中孔或介孔、或者是孔径大于50nm的大孔。根据所需的承压选择不同的孔径的材料，工作压强为10mpa~200mpa之间。

水中添加表面活性剂可降低工作压强用于降低承载能力；水中添加无机盐和表面活性剂会降低水的冰点，用于温度低于零摄氏度的环境下用。

水中添加无机盐可提高工作压强用于提高承载能力；水中添加表面活性剂可降低工作压强用于降低承载能力；水中添加无机盐和表面活性剂会降低水的冰点，用于温度低于零摄氏度的环境下用。

底座3和腔体盖4承担受力，起强度作用；腔体起变形作用，通过活塞杆11的运动，带动腔体的体积变化，从而压缩和释放水和分子弹簧材料，从而起到隔振缓冲的作用。

由于本实施例中不使用柔性材料作为形变结构，因此可以避免比如橡胶材料的囊体等柔性材料本身的缺陷。

在隔振领域，人们希望弹性元件尽可能的软，以降低系统固有频率以获得更宽的隔振频带和更低的振动传递率，然而在工程中，过软的弹簧势必带来过大的静态位移同时需要足够大的安装空间，因此实际的隔振往往是承载能力需求和隔振性能的折中。得益于独特的分段刚度特性，分子弹簧隔振器具有高静低动的刚度特性，因此可兼顾高承载能力和低工作刚度。

图2对比了分子弹簧隔振器和传统线性隔振缓冲器在相同载荷下的静平衡位置，为方便对比，分子弹簧隔振器采用了等效线性化刚度。和线性隔振器相比，分子弹簧隔振器具有明显优势。在静平衡状态时，若要和分子弹簧隔振器有相同的静位移，线性隔振器的刚度远大于分子弹簧隔振器工作段刚度，并导致隔振频率范围缩小；若要获得和分子弹簧隔振器相同的隔振效果，线性隔振器的静平衡处的静位移将远大于分子弹簧隔振器的静位移，导致安装空间要求大幅度增加。图2仅仅以730kg负载为例进行的说明，如果负载达到数吨乃至数十吨，差别将更加显著。

如图3，分子弹簧隔振器与线性系统力传递率曲线对比；如图4，分子弹簧隔振器与线性系统位移传递率曲线对比。

本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

技术特征：

1.一种活塞式分子弹簧隔振器，其特征在于，包括：底座、腔体盖、活塞杆、密封座和限位座；所述底座和腔体盖固定连接形成腔体；所述密封座位于所述腔体的顶部，与所述腔体盖固定连接；所述限位座位于所述腔体盖的顶部，与所述腔体盖固定连接；所述活塞杆自上至下穿过所述限位座与所述密封座；所述活塞杆的底端位于所述腔体内，顶端自所述限位座顶部露出，所述活塞杆与所述密封座活动密封；所述腔体内填充水和分子弹簧材料。

2.根据权利要求1所述的活塞式分子弹簧隔振器，其特征在于：所述底座具有开孔，所述开孔上装有堵头。

3.根据权利要求1所述的活塞式分子弹簧隔振器，其特征在于：所述活塞杆与所述密封座通过若干泛塞封进行密封。

4.根据权利要求1所述的活塞式分子弹簧隔振器，其特征在于：所述底座和腔体盖通过o型圈密封。

5.根据权利要求1所述的活塞式分子弹簧隔振器，其特征在于：所述密封座和腔体盖通过o型圈密封。

6.根据权利要求1所述的活塞式分子弹簧隔振器，其特征在于：所述分子弹簧材料是疏水沸石、疏水硅胶、疏水金属有机骨架材料中的一种或若干种颗粒混合物。

7.根据权利要求1所述的活塞式分子弹簧隔振器，其特征在于：所述分子弹簧材料的孔是孔径小于2nm的微孔、或者是2到50nm的中孔或介孔、或者是孔径大于50nm的大孔。

8.根据权利要求1所述的活塞式分子弹簧隔振器，其特征在于：水中添加有无机盐或表面活性剂或两者的混合物。

9.根据权利要求1所述的活塞式分子弹簧隔振器，其特征在于：工作压强为10mpa~200mpa之间。

技术总结
本发明涉及一种活塞式分子弹簧隔振器，包括：底座、腔体盖、活塞杆、密封座和限位座。本发明提供的活塞式分子弹簧隔振器，采用活塞的伸缩结构传递振动，从而避免传统橡胶的强度差的问题，也不存在金属与橡胶的摩擦，保障隔振器内部高承压，具有大阻尼、低刚度、高承载三个标志性特点。

技术研发人员：缪旭弘;王雪仁;唐宇航;周涛;管峰;苏常伟;金阳;刘瑞杰;李欣;滕汉东;庄飚
受保护的技术使用者：中国人民解放军92578部队;南京航空航天大学
技术研发日：2021.01.22
技术公布日：2021.06.15