Изобретение относится к области машиностроения, в частности может быть использовано в буферах на железнодорожном транспорте.The invention relates to the field of engineering, in particular, can be used in buffers in railway transport.
Известен поглощающий аппарат (Патент РФ №2078706, опубл. 10.05.97), содержащий двухполостной цилиндр, шток с поршнем и уплотнения. При работе устройства импульсы давления рабочей среды, возникающие в полостях цилиндра, воздействуют непосредственно на подвижные уплотнения штока, что приводит к их ускоренному износу и снижению надежности и ресурса устройства.Known absorbing apparatus (RF Patent No. 2078706, publ. 10.05.97) containing a two-cavity cylinder, a rod with a piston and seals. During operation of the device, pressure pulses of the working medium arising in the cavities of the cylinder act directly on the movable stem seals, which leads to their accelerated wear and reduced reliability and service life of the device.
Наиболее близким по технической сущности является эластомерный амортизатор (Патент РФ №2150620, опубл. 10.06.2000), содержащий полый корпус, заполненный эластомером, шток с поршнем и подвижное уплотнение. При работе устройства импульсы давления эластомера, возникающие в полости корпуса при сжатии амортизатора, воздействуют непосредственно на подвижное уплотнение штока, что приводит к его ускоренному износу и снижению надежности и ресурса амортизатора.The closest in technical essence is an elastomeric shock absorber (RF Patent No. 2150620, publ. 10.06.2000), containing a hollow body filled with elastomer, a rod with a piston and a movable seal. During operation of the device, the pressure pulses of the elastomer arising in the cavity of the housing during compression of the shock absorber act directly on the movable stem seal, which leads to its accelerated wear and a decrease in the reliability and life of the shock absorber.
Заявленное изобретение направлено на повышение надежности и увеличение ресурса амортизатора за счет уменьшения давления рабочей среды (эластомера), воздействующего непосредственно на подвижное уплотнение штока.The claimed invention is aimed at improving reliability and increasing the life of the shock absorber by reducing the pressure of the working medium (elastomer) acting directly on the movable stem seal.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в амортизатор, содержащий полый корпус, шток, установленный с возможностью осевого перемещения, и подвижное уплотнение штока, введена перегородка с отверстием для штока, отделяющая от полости корпуса буферную камеру, расположенную между подвижным уплотнением и полостью корпуса, причем отверстие в перегородке и соответствующая часть штока выполнены ступенчатыми таким образом, что уступы перегородки и штока образуют компрессионную камеру, а в штоке выполнен канал, сообщающий буферную камеру, компрессионную камеру и полость корпуса и снабженный на участке между компрессионной камерой и полостью корпуса клапаном, пропускающим эластомер только в полость корпуса. Кроме того, в буферной камере установлен высокосжимаемый упругий элемент, например кольцо из газонаполненного эластичного материала.The solution to this problem is achieved by the fact that in the shock absorber containing a hollow body, a rod mounted with axial movement, and a movable stem seal, a baffle with a hole for the stem is introduced to separate the buffer chamber located between the movable seal and the body cavity from the body cavity, and the hole in the septum and the corresponding part of the rod are made stepwise so that the ledges of the septum and the rod form a compression chamber, and a channel is made in the rod that communicates the buffer chamber py compression chamber and the body cavity and provided at a site between the compression chamber and the cavity of the valve body only in transmissive elastomer body cavity. In addition, a highly compressible elastic element, for example a ring of gas-filled elastic material, is installed in the buffer chamber.
Амортизатор показан на чертеже, где 1 - корпус с крышками, 2 - шток, 3 - подвижное уплотнение штока, 4 - клапан, 5 - буферная камера, 6 - компрессионная камера, 7 - полость корпуса, 8 - канал, 9 - упругий элемент. Верхняя часть чертежа соответствует свободному состоянию амортизатора, нижняя - моменту размыкания компрессионной камеры 6. Состояние клапана 4 показано для прямого хода штока 2, т.е. закрытое.The shock absorber is shown in the drawing, where 1 is the body with covers, 2 is the stem, 3 is the movable stem seal, 4 is the valve, 5 is the buffer chamber, 6 is the compression chamber, 7 is the body cavity, 8 is the channel, 9 is the elastic element. The upper part of the drawing corresponds to the free state of the shock absorber, the lower - to the moment of opening of the compression chamber 6. The state of the valve 4 is shown for the direct stroke of the rod 2, i.e. closed.
Шток 2 установлен в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения. В передней крышке корпуса 1 установлено подвижное уплотнение 3. В передней крышке корпуса 1 вблизи уплотнения 3 выполнена буферная камера 5, расположенная между уплотнением 3 и полостью 7 корпуса 1. Ступенчатое отверстие в перегородке, отделяющей буферную камеру 5 от полости 7 корпуса 1, и соответствующая часть штока 2 образуют компрессионную камеру 6. Канал 8 соединяет буферную камеру 5, компрессионную камеру 6 и полость 7 корпуса 1. Клапан 4 установлен в канале 8 на участке между компрессионной камерой 6 и полостью 7 корпуса 1. В буферной камере 5 установлен высокосжимаемый упругий элемент 9 - кольцо из газонаполненного эластичного материала.The rod 2 is installed in the housing 1 with the possibility of axial movement. In the front cover of the housing 1, a movable seal 3 is installed. In the front cover of the housing 1 near the seal 3 there is a buffer chamber 5 located between the seal 3 and the cavity 7 of the housing 1. A stepped hole in the partition separating the buffer chamber 5 from the cavity 7 of the housing 1, and the corresponding part of the rod 2 form the compression chamber 6. Channel 8 connects the buffer chamber 5, the compression chamber 6 and the cavity 7 of the housing 1. The valve 4 is installed in the channel 8 in the area between the compression chamber 6 and the cavity 7 of the housing 1. In the buffer chamber 5 The highly compressible elastic element 9, a ring of gas-filled elastic material, has been updated.
При работе амортизатора шток 2 перемещается, сжимая эластомер в полости 7 корпуса 1. В начале прямого хода штока 2 объем компрессионной камеры 6 увеличивается, а поскольку она сообщается с буферной камерой 5, происходит перераспределение эластомера, и давление, воздействующее на подвижное уплотнение 3, уменьшается. Соотношение объемов буферной камеры 5, компрессионной камеры 6 и упругого элемента 9 выбрано таким образом, что в момент перекрытия канала 8 давление в буферной камере 5 уменьшается до величины, немного превышающей атмосферное давление для предотвращения подсоса воздуха в амортизатор. После размыкания компрессионной камеры 6 начинается перетекание эластомера из полости 7 корпуса 1, максимальное давление в которой может достигать нескольких сотен МПа, через кольцевой зазор между перегородкой корпуса 1 и штоком 2 в буферную камеру 5.During the operation of the shock absorber, the rod 2 moves, compressing the elastomer in the cavity 7 of the housing 1. At the beginning of the forward stroke of the rod 2, the volume of the compression chamber 6 increases, and since it communicates with the buffer chamber 5, the elastomer is redistributed, and the pressure acting on the movable seal 3 decreases . The ratio of the volumes of the buffer chamber 5, the compression chamber 6 and the elastic element 9 is selected so that at the time of blocking of the channel 8, the pressure in the buffer chamber 5 decreases to a value slightly higher than atmospheric pressure to prevent air leakage into the shock absorber. After the compression chamber 6 is opened, the elastomer flows from the cavity 7 of the housing 1, the maximum pressure in which can reach several hundred MPa, through the annular gap between the partition of the housing 1 and the rod 2 into the buffer chamber 5.
Учитывая малую толщину зазора, высокую вязкость эластомера и высокую сжимаемость упругого элемента 9, во время двойного хода штока 2 давление в буферной камере 5 сохраняется низким, т.е. во время движения штока 2 условия работы подвижного уплотнения 3 легкие и его износ мал.Given the small thickness of the gap, the high viscosity of the elastomer and the high compressibility of the elastic element 9, during the double stroke of the rod 2, the pressure in the buffer chamber 5 remains low, i.e. during the movement of the rod 2, the operating conditions of the movable seal 3 are light and its wear is small.
В конце обратного хода штока 2 уступы отверстия в перегородке и штока 2 вновь образуют компрессионную камеру 6 и эластомер в ней сжимается. Избыток эластомера выходит в полость 7 корпуса 1, давление в которой в конце обратного хода штока 2 близко к зарядному, и в буферную камеру 5. Давления во всех полостях амортизатора выравниваются и в конце обратного хода штока 2 достигают зарядного давления.At the end of the reverse stroke of the rod 2, the ledges of the hole in the partition and the rod 2 again form a compression chamber 6 and the elastomer is compressed in it. The excess elastomer enters the cavity 7 of the housing 1, the pressure at which at the end of the reverse stroke of the rod 2 is close to the charging chamber, and to the buffer chamber 5. The pressures in all cavities of the shock absorber are equalized and reach the charging pressure at the end of the reverse stroke of the rod 2.
В предлагаемом амортизаторе уплотнение 3 штока 2 защищено от воздействия импульсов давления, возникающих в полости 7 корпуса 1 при ударах. Давление, действующее на подвижное уплотнение 3, существенно ниже зарядного во время почти всего цикла работы, за исключением начала прямого и конца обратного хода штока 2, когда давление эластомера в буферной камере 5 близко к зарядному давлению, что по сравнению с аналогами существенно повышает надежность амортизатора и увеличивает ресурс его работы.In the proposed shock absorber, the seal 3 of the rod 2 is protected from pressure pulses arising in the cavity 7 of the housing 1 during impacts. The pressure acting on the movable seal 3 is significantly lower than the charge during almost the entire cycle of operation, with the exception of the beginning of the forward and the end of the reverse stroke of the rod 2, when the pressure of the elastomer in the buffer chamber 5 is close to the charging pressure, which compared with analogues significantly increases the reliability of the shock absorber and increases the resource of his work.