舰用气囊隔振器.pdf

舰用气囊隔振器，自上而下包括顶板、底座和中间气囊，顶板、底座和中间气囊密封配合进成封闭空间，进气管穿过底座伸入到封闭空间内，其特征在于在所述的中间气囊的腰部位置设有环绕中间气囊的约束带，所述的约束带置于所述的中间气囊囊体的内部并向所述的封闭空间的外侧突出，在所述的底座上装有缓冲垫，所述的缓冲垫置于所述的封闭空间的内部，所述的缓冲垫到所述的顶板的水平距离和垂直距离分别为L1和L2,L1和L2取值范围均为1mm～20mm。本发明的气囊隔振器结构简单重量轻，自振频率低，载承能力高。

权利要求书
1.  舰用气囊隔振器，自上而下包括顶板（1）、底座（2）和中间气囊（3），顶板（1）、底座（2）和中间气囊（3）密封配合进成封闭空间（5），进气管（4）穿过底座（2）伸入到封闭空间（5）内，其特征在于在所述的中间气囊（3）的腰部位置设有环绕中间气囊（3）的约束带（6），所述的约束带（6）置于所述的中间气囊（3）囊体的内部并向所述的封闭空间（5）的外侧突出，在所述的底座（2）上装有缓冲垫（7），所述的缓冲垫（7）置于所述的封闭空间（5）的内部，所述的缓冲垫（7）到所述的顶板（1）的水平距离和垂直距离分别为L1和L2,L1和L2取值范围均为1mm～20mm。

2.  根据权利要求1所述的舰用气囊隔振器，其特征在于所述的中间气囊（3）的上开口部（31）套箍在所述的顶板（1）上，所述的中间气囊（3）的下开口部（32）套箍在所述的底座（2）上，所述的上开口部（31）的囊体内部和下开口部（32）的囊体内部均设有紧固套环（33），所述的紧固套环（33）将所述的上开口部（31）和下开口部（32）分别紧固在所述的顶板（1）和底座（2）上。

3.  根据权利要求2所述的舰用气囊隔振器，其特征在于所述的上开口部（31）套箍在所述的顶板（1）的锥形体一（11）上，所述的下开口部（32）套箍在所述的底座（2）的锥形体二（21）上，所述的锥形体一（11）的底部设有倒角凸缘一（111），所述的倒角凸缘一（111）突出所述的上开口部（31）的下边缘，所述的锥形体二（21）的顶部设有倒角凸缘二（211），所述的倒角凸缘二（211）突出所述的下开口部（32）的上边缘。

4.  根据权利要求3所述的舰用气囊隔振器，其特征在于所述的封闭空间（5）的容积为5L～25L。

5.  根据权利要求4所述的舰用气囊隔振器，其特征在于所述的中间气囊（3）的囊体从内到外分为内胶层（3.1）、中间帘布层（3.2）和外胶层（3.3），所述的约束带（6）置于中间帘布层（3.2）的外侧。

6.  根据权利要求5所述的舰用气囊隔振器，其特征在于所述的约束带（6）置于所述的外胶层（3.3）中，所述的约束带（6）的横载面为矩形。

7.  根据权利要求6所述的舰用气囊隔振器，其特征在于所述的约束带（6）采用单根高强度钢线、高强度碳纤维帘线或芳纶帘线缠绕而成。

8.  根据权利要求7所述的舰用气囊隔振器，其特征在于所述的中间帘布层（3.2）采用普通尼龙或聚脂帘布。

9.  根据权利要求8所述的舰用气囊隔振器，其特征在于所述的聚脂帘布采用规格为1400dtex/2、1870 dtex/2或930 dtex/2的帘线制成。

10.  根据权利要求9所述的舰用气囊隔振器，其特征在于所述的缓冲垫（7）的材质为超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、高弹聚胺脂或橡胶金属硫化体。

说明书舰用气囊隔振器
技术领域
本发明涉及隔振器技术领域，特别涉及一种应用于舰艇设备减振降噪的低频气囊隔振器。
背景技术
气囊隔振器又称为空气弹簧，与金属弹簧隔振器、橡胶金属隔振器相比，气囊隔振器是以压缩气体作为工作介质，具有高柔性，自振频率低，高度可控，标准负载大等优点，目前广泛应用于铁道车辆、汽车等空气悬挂系统上。降低噪声是提高舰艇行动隐蔽性的重要手段，气囊隔振器具有很低的固有频率和优良的隔振性能能显著降低船舶的结构噪声。 因此采用气囊隔振器降低舰艇在隐蔽工况航行时的机械噪声是国内外舰艇降嗓提高航行隐蔽性的发展方向。目前舰艇上使用的气囊隔振器的自振频率在2.5Hz-5.0Hz之间，要进一步提高舰艇航行的隐蔽性就必须进一步降低气囊隔振器的自振频率。舰艇舱内空间狭小重量限制严格，要把气囊隔振器用于舰艇系统中必须减小尺寸、降低重量，提高内压及载荷能力。目前的气囊隔振器中存在结构尺寸大，结构复杂，重量大，不利于舰艇舱内狭小空间的布置和使用。
中国专利公开号为CN101021240A，名称为高压大载荷空气弹簧的发明专利，公开了一种空气弹簧由橡胶囊体、盖板、碟形法兰、密封圈、囊内填充物组成其中蝶形法兰可调整固有频率和提高空气弹簧变形情况时的承载，盖板上装有的填充物在橡胶囊体内起六向自限位和调整固定频率的作用。其结构复杂零部件较多，碟形法兰与气囊的连接增大了空气弹簧的自身重量，而盖板上装有的填充物占据了橡胶囊体与盖板组所的封闭空间的一部分容积，使封闭空间的容积减小，封闭空间容积的减小将影响空气弹簧固有频率降低和载荷能力的提升。
发明内容
本发明提供一种结构简单重量轻，自振频率低，载承能力高的舰用气囊隔振器。
为达到以上目的，本发明的技术方案是：舰用气囊隔振器，自上而下包括顶板、底座和中间气囊，顶板、底座和中间气囊密封配合进成封闭空间，进气管穿过底座伸入到封闭空间内，其特征在于在所述的中间气囊的腰部位置设有环绕中间气囊的约束带，所述的约束带置于所述的中间气囊囊体的内部并向所述的封闭空间的外侧突出，在所述的底座上装有缓冲垫，所述的缓冲垫置于所述的封闭空间的内部，所述的缓冲垫到所述的顶板的水平距离和垂直距离分别为L1和L2,L1和L2取值范围均为1mm～20mm。
    进一步的，所述的中间气囊的上开口部套箍在所述的顶板上，所述的中间气囊的下开口部套箍在所述的底座上，所述的上开口部的囊体内部和下开口部的囊体内部均设有紧固套环，所述的紧固套环将所述的上开口部和下开口部分别紧固在所述的顶板和底座上。
    进一步的，所述的上开口部套箍在所述的顶板的锥形体一上，所述的下开口部套箍在所述的底座的锥形体二上，所述的锥形体一的底部设有倒角凸缘一，所述的倒角凸缘一突出所述的上开口部的下边缘，所述的锥形体二的顶部设有倒角凸缘二，所述的倒角凸缘二突出所述的下开口部的上边缘。
    进一步的，所述的封闭空间的容积为5L～25L。
    进一步的，所述的中间气囊的囊体从内到外分为内胶层、中间帘布层和外胶层，所述的约束带置于中间帘布层的外侧。
    进一步的，所述的约束带置于所述的外胶层中，所述的约束带的横载面为矩形。
    进一步的，所述的约束带采用单根高强度钢线、高强度碳纤维帘线或芳纶帘线缠绕而成。
    进一步的，所述的中间帘布层采用普通尼龙或聚脂帘布。
    进一步的，所述的聚脂帘布采用规格为1400dtex/2、1870 dtex/2或930 dtex/2的帘线制成。
    进一步的，所述的缓冲垫的材质为超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、高弹聚胺脂或橡胶金属硫化体。
本发明的有益效果是：本发明由顶板、底座和中间气囊组成的气囊隔振器，顶板、底座和中间气囊密封配合组成封闭空间，缓冲垫设置在封闭空间内部用于限制中间气囊水平变形位移和垂直变形位移，气囊隔振器的零部件少，结构简单，重量小，封闭空间内所装的零部件少，封闭空间内被占用的空间少，能用于盛装压缩气体的空间大，在气囊隔振器外形尺寸较小的条件下达到了封闭空间容积的最大化，使气囊隔振器的刚度减小，获得更低的自振频率。在中间气囊的腰部设置约束带，封闭空间内压增大时限制中间气囊的外部尺寸的增大，当压缩气体逐渐充入封闭空间时，封闭空间的内压逐渐增大 ，中间气囊的横向尺寸受到约束部的限制变化较小，符合舰艇舱空间狭小没有多余空间用作气囊膨胀时的预留空间的结构要求，而中间气囊在内压增大时横向尺寸变化小，也同时有利于封闭空间内压的增大，使气囊隔振器获得更大的载承能力，在封闭空间受到载荷变形的过程中，缓冲垫限制了封闭空间的水平变形移位量和垂直变形位移量，使气囊隔振器的受载过程中，顶板和底座之间通过缓冲垫柔性接触，减少了顶板和底座之间发生刚性碰撞的几率，进提高了气囊隔振器的抗冲击性能。

附图说明
    图1为本发明的剖视图。
    图2为中间气囊的上开口部和下开口部分别套箍在顶板和底板上的结构示意图。
    图3为中间气囊囊体的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做详细说明。
    如图1至图3所示，舰用气囊隔振器，自上而下包括顶板1、底座2和中间气囊3，顶板1、底座2和中间气囊3密封配合进成封闭空间5，进气管4穿过底座2伸入到封闭空间5内，所述的中间气囊3的腰部位置设有环绕中间气囊3的约束带6，所述的约束带6置于所述的中间气囊3囊体的内部并向所述的封闭空间5的外侧突出，使其不占用封闭空间5的内部空间，保证封闭空间5容积的最大化，在所述的底座2上装有缓冲垫7，所述的缓冲垫7置于所述的封闭空间5的内部，所述的缓冲垫7到所述的顶板1的水平距离和垂直距离分别为L1和L2,L1和L2取值范围均为1mm～20mm。用缓冲垫7限制封闭空间5水平变形位位移量和垂直变形位移量，顶板1和底座2通过缓冲垫7在封闭空间5受载变形中柔性接触，上开口部31套箍在所述的顶板1的锥形体一11上，所述的下开口部32套箍在所述的底座2的锥形体二21上，所述的锥形体一11的底部设有倒角凸缘一111，所述的倒角凸缘一111突出所述的上开口部31的下边缘，所述的锥形体二21的顶部设有倒角凸缘二211，所述的倒角凸缘二211突出所述的下开口部32的上边缘，所述的上开口部31的囊体内部和下开口部32的囊体内部均设有紧固套环33，所述的紧固套环33将所述的上开口部31和下开口部32分别紧固在锥形体一11和锥形体二21上。所述的封闭空间5的容积为5L～25L。 设置倒角凸缘一111防止上开口部31脱离顶板1，设置倒角凸缘二211防止下开口部32脱离盖座2。
    所述的中间气囊3的囊体从内到外分为内胶层3.1、中间帘布层3.2和外胶层3.3，所述的约束带6置于外胶层3.3中，所述的约束带6的横载面为矩形。约束带6的横载面矩形的面积是根据气囊隔振器的承载能力和耐压能力来确定的。
    所述的约束带6采用单根高强度钢线、高强度碳纤维帘线或芳纶帘线缠绕而成。
    所述的中间帘布层3.2采用普通尼龙或聚脂帘布。聚脂帘布可选用规格为1400dtex/2、1870 dtex/2或930 dtex/2的帘线制成。
所述的缓冲垫7的材质为超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、高弹聚胺脂或橡胶金属硫化体。
下面为本发明的具体实施示例：
如图1所示，气囊隔振器的外直径D=500mm，高度H =240mm，中间气囊3的囊体厚度为10mm，中间气囊2的囊体的中间帘布层3.2采用规格为1400dtex/2的尼龙帘布，封闭空间5的容积为10L,约束带6采用单根高强度钢线缠绕而成，约束带6的横截面形状为矩形，约束带6宽度和高度排列方式为：7×18，缓冲垫7材质为超高分子量聚乙烯，缓冲垫7到顶板1的水平距离L1为10mm、缓冲垫7到顶板1的垂直距离L2为15mm，上盖板和底座均采用钢制体。
经测得上述气囊隔振器的重量为127kg，其重量仅为现有技术中尺寸相近的同类空气弹簧重量的三分之一。
经试验测试，在上述气囊隔振器充气内压为0.8MPa～3.0MPa时，气囊隔振器承载能能力为100kN～400kN。
经试验测得，在气囊隔振器的工作载荷为300KN,充气内压为2.3MPa下，气囊隔振器的自振频率为1.97Hz。
经耐压试验测得，当上述气囊隔振器的充气内压达到7.5MPa气囊隔振器未出现泄漏或破坏现象。
经密封试验测得，当上述气囊隔振器的充气内压在3MPa下保压72h后，气压降为0.0046MPa。
以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。