RU2399806C2

RU2399806C2 - Pneumatic spring with liquid packing of piston

Info

Publication number: RU2399806C2
Application number: RU2008127619/11A
Authority: RU
Inventors: Рустам Нуриманович Хамитов (RU); Рустам Нуриманович Хамитов; Геннадий Сергеевич Аверьянов (RU); Геннадий Сергеевич Аверьянов
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2010-09-20
Also published as: RU2008127619A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: pneumatic spring consists of tank (1), and of rod (4) with piston (6) and packing element (5) of rod (4) installed therein. Piston (6) forms above-piston (8) and sub-piston (9) cavities in the working cavity of tank (1). Piston (6) has a set of circular grooves (15) on side surface. Packing rings (18) are positioned in one grooves (15), while other grooves are filled with liquid packing. Cylinder cartridge (10) and sleeve (11) with through orifices (12) on side surface are installed inside recess (7). Chamber for liquid (13) communicates with grooves (15) on side surface of piston (6) by means of channels (14). Fixture element (16) with the central orifice fixes elastic cylinder cartridge (10) and sleeve (11) in recess (7). Additional valve (17) on piston (6) from the side of rod (4) charges chamber (13) with liquid.

EFFECT: raised efficiency of damping oscillations and reliability of pneumatic spring operation under continuous high loads.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям однотрубных телескопических газожидкостных пневмопружин.The invention relates to mechanical engineering, in particular to the designs of single-tube telescopic gas-liquid pneumatic springs.

Известна пневматическая рессора (патент СССР №366626, М.кл. F16F 9/02, B60G 11/26), содержащая цилиндр с уплотнением на конце, расположенный в цилиндре поршень и поршневой шток.Known pneumatic spring (USSR patent No. 366626, Mcl F16F 9/02, B60G 11/26), containing a cylinder with a seal at the end, located in the cylinder piston and piston rod.

К основным недостаткам устройства относится то, что при длительных высоких нагрузках при повышенных давлениях масса газа проникает из надпоршневого пространства в подпоршневое пространство, при этом снижается ход пневматической рессоры, т.е. эффективность и надежность работы устройства резко снижается.The main disadvantages of the device include the fact that during prolonged high loads at elevated pressures, the mass of gas penetrates from the over-piston space into the under-piston space, while the stroke of the air spring decreases, i.e. the efficiency and reliability of the device is sharply reduced.

Известна также пневмопружина (а.с. СССР №1698525, М.кл. F16F 9/02), содержащая резервуар, расположенный в нем поршень, поршневой шток и уплотнительные элементы штока.Also known is a pneumatic spring (USSR AS No. 1698525, Mcl F16F 9/02) containing a reservoir, a piston located therein, a piston rod, and rod sealing elements.

К основным недостаткам устройства относится то, что поршень не имеет уплотняющих элементов, поэтому при длительных высоких нагрузках при повышенных давлениях масса газа проникает из надпоршневой полости в подпоршневую полость. Вследствие этого происходит постоянное аккумулирование энергии сжатого газа в подпоршневой полости, что приводит к уменьшению динамического хода пневмопружины, т.е. снижается эффективность гашения колебаний и надежность работы пневмопружины.The main disadvantages of the device include the fact that the piston does not have sealing elements, therefore, under prolonged high loads at elevated pressures, the mass of gas penetrates from the supra-piston cavity into the sub-piston cavity. As a result of this, there is a constant accumulation of energy of compressed gas in the piston cavity, which leads to a decrease in the dynamic stroke of the air spring, i.e. the damping efficiency and the reliability of the air spring are reduced.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности гашения колебаний и надежности работы пневмопружины при длительных высоких нагрузках.The objective of the invention is to increase the efficiency of damping oscillations and the reliability of the pneumatic spring with prolonged high loads.

Поставленная задача достигается тем, что в пневмопружине с жидкостным уплотнением поршня, содержащей резервуар, размещенные в нем шток с поршнем, образующим в рабочей полости резервуара надпоршневую и подпоршневую полости, уплотнительный элемент штока, согласно изобретению поршень имеет на боковой поверхности набор кольцевых канавок, в одних канавках размещены уплотнительные кольца, в других - жидкостное уплотнение поршня, выемку в своей центральной части, в которой размещены камера для жидкости, сообщающаяся каналами с кольцевыми канавками с жидкостным уплотнением поршня, эластичный цилиндрический стакан, контактирующий с одной стороны с камерой для жидкости, с другой стороны - с газовой средой надпоршневой полости пневмопружины, втулку, фиксирующую эластичный цилиндрический стакан внутри выемки и имеющую на боковой поверхности набор сквозных отверстий, элемент крепления с центральным отверстием, а также дополнительный клапан со стороны штока для зарядки камеры для жидкости.The problem is achieved in that in a pneumatic spring with a liquid piston seal containing a reservoir, a piston rod disposed therein forming a supra-piston and sub-piston cavity in the reservoir working cavity, the stem sealing element, according to the invention, the piston has a set of annular grooves on the side surface, in one O-rings are located in the grooves, in others - a piston liquid seal, a recess in its central part, in which a liquid chamber is located, communicating with the annular channels Avkami with a liquid piston seal, an elastic cylindrical cup in contact with the fluid chamber on the one hand, and on the other hand with the gaseous medium of the piston cavity of the pneumatic spring, a sleeve fixing the elastic cylindrical cup inside the recess and having a set of through holes on the side surface, an attachment element with the central hole, as well as an additional valve on the side of the rod to charge the fluid chamber.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена предложенная пневмопружина с жидкостным уплотнением поршня.The invention is illustrated in the drawing, which presents the proposed pneumatic spring with a liquid piston seal.

Пневмопружина с жидкостным уплотнением поршня содержит резервуар 1, имеющий верхнюю крышку 2 и нижнюю крышку 3, служащую направляющей для штока 4, в которой помещен уплотняющий элемент 5 штока 4. Поршень 6 имеет выемку 7 в своей центральной части и образует в резервуаре 1 надпоршневую полость 8 и подпоршневую полость 9. Внутри выемки 7 расположены эластичный цилиндрический стакан 10, втулка 11, имеющая на боковой поверхности сквозные отверстия 12, камера 13 для жидкости, сообщающаяся с помощью каналов 14 с канавками 15 с жидкостным уплотнением поршня 6, расположенными на боковой поверхности поршня 6, элемент крепления 16 с центральным отверстием, фиксирующим эластичный цилиндрический стакан 10 и втулку 11 в выемке 7. Поршень 6 также со стороны штока 4 имеет дополнительный клапан 17 для зарядки рабочей жидкостью камеры 13 для жидкости, а на своей боковой поверхности набор кольцевых канавок с уплотняющими кольцами 18. На верхней крышке 2 расположен клапан 19 для зарядки газом под давлением пневмопружины. Для крепления пневмопружины с подрессоренной и неподрессоренной массами конкретного механизма верхняя крышка 2 и шток 4 имеют проушины.A pneumatic spring with a liquid piston seal comprises a reservoir 1 having a top cover 2 and a bottom cover 3 serving as a guide for the rod 4, in which the sealing element 5 of the rod 4 is placed. The piston 6 has a recess 7 in its central part and forms a piston cavity 8 in the tank 1 and a piston cavity 9. Inside the recess 7 there is an elastic cylindrical cup 10, a sleeve 11 having through holes 12 on the side surface, a fluid chamber 13 communicating via channels 14 with grooves 15 with a liquid piston seal 6, located on the side surface of the piston 6, the mounting element 16 with a Central hole fixing the elastic cylindrical cup 10 and the sleeve 11 in the recess 7. The piston 6 also from the side of the rod 4 has an additional valve 17 for charging the working fluid 13 of the fluid chamber, and on its side the surface is a set of annular grooves with sealing rings 18. On the top cover 2 there is a valve 19 for charging gas under pressure of a pneumatic spring. For mounting air springs with sprung and unsprung masses of a particular mechanism, the top cover 2 and the stem 4 have eyes.

Пневмопружина с жидкостным уплотнением поршня работает следующим образом.A pneumatic spring with a liquid piston seal operates as follows.

После ее сборки и заправки камеры 13 рабочей жидкостью и резервуара 1 газом под давлением шток 4 под действием давления сжатого газа на поршень 6 выталкивается с определенным усилием наружу через направляющую нижнюю крышку 3, чем обеспечивается функционирование в конкретном механизме. При повышенных давлениях газа в надпоршневой полости 8 и выемке 7 газ проникает через сквозные отверстия 12 втулки 11 и усиливает давление на стенки эластичного цилиндрического стакана 10. За счет этого повышается давление жидкости в камере 13, каналах 14, повышается давление жидкостного уплотнения поршня в канавках 15, что препятствует проникновению газа под высоким давлением из надпоршневой полости 8 в подпоршневую полость 9 и сохраняет первоначальную массу газа в полости 8. Чем выше давление в надпоршневой полости 8, тем выше давление жидкостного уплотнения поршня в каналах 15.After assembling it and filling the chamber 13 with the working fluid and the reservoir 1 with gas under pressure, the rod 4 is pushed out with a certain force outward through the guide lower cover 3 under the action of the compressed gas pressure, which ensures functioning in a particular mechanism. At increased gas pressures in the supra-piston cavity 8 and the recess 7, gas penetrates through the through holes 12 of the sleeve 11 and increases the pressure on the walls of the elastic cylindrical cup 10. Due to this, the pressure of the liquid in the chamber 13, channels 14 increases, the pressure of the liquid piston seal in the grooves 15 increases , which prevents the penetration of gas under high pressure from the supra-piston cavity 8 into the sub-piston cavity 9 and preserves the initial gas mass in the cavity 8. The higher the pressure in the supra-piston cavity 8, the higher the liquid pressure th piston seal in the channels 15.

Таким образом, при высоких нагрузках на жидкостные уплотняющие элементы поршня действуют повышенные силы, препятствующие проникновению газа высокого давления из надпоршневой полости в подпоршневую полость, причем значение этих сил зависит от величины давления газа в надпоршневой полости. Это ведет к повышению эффективности гашения колебаний и надежности работы пневмопружины при длительных высоких нагрузках.Thus, at high loads, increased forces act on the liquid piston sealing elements, which prevent the penetration of high pressure gas from the supra-piston cavity into the sub-piston cavity, and the value of these forces depends on the gas pressure in the supra-piston cavity. This leads to increased damping and reliability of the pneumatic spring at long high loads.

Claims

A pneumatic spring containing a reservoir, a rod located in it with a piston forming in the working cavity of the reservoir a piston and a piston cavity, a stem sealing element, characterized in that the piston has a set of annular grooves on one side, sealing rings are located in some grooves, and liquid rings in others a piston seal, a recess in its central part, in which a liquid chamber is located, communicating with channels with annular grooves with a liquid piston seal, an elastic cylindrical cup, on the one hand, connecting with the fluid chamber, on the other hand, with the gas medium of the piston cavity of the pneumatic spring, a sleeve fixing the elastic cylindrical cup inside the recess and having a set of through holes on the side surface, a fastening element with a central hole, and an additional valve on the stem side to charge the camera for fluid.