本發(fā)明涉及緩沖裝置技術領域，具體地，涉及一種能在運動方向上有效延長撞擊的相互作用時間，從而起到優(yōu)良緩沖作用的液氣共存的緩沖裝置及緩沖裝置陣列。

背景技術：

隨著科技的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，為人們代步的或減輕勞動強度的如汽車、電梯、物體運送升降機等現(xiàn)代化工具進入人們的日常生活，給人們的日常出行、工作等帶來極大的便利，同時也促進了各行各業(yè)的快速發(fā)展。

然而汽車、電梯等在運行過程中速度較快，慣性較大，且因為有人的主觀因素及機電部件出現(xiàn)故障等原因，經常引發(fā)與別的物體撞擊等事故，而汽車、電梯等本身質量較大，在撞擊過程中引發(fā)的沖擊力巨大，在造成較大經濟損失的同時還可能伴隨著人員的傷亡。

目前，對這種碰撞的安全防范措施的效果不太好，例如目前用在汽車上的緩沖裝置主要是安全氣囊和保險杠，保險杠具有吸收和緩和外界沖擊力、保護車身及乘員安全的功能，安全氣囊是指撞車時在乘員產生二次碰撞前，使氣囊膨脹保護乘員的裝置。但是這兩種裝置具有很大的局限性：

1.保險杠屬于一種硬碰撞裝置，其只是減少車輛(以及其他運動工具，下同，不再贅述)前部給撞壞程度，并沒有給整個撞擊減少撞擊力，即撞擊后，對整個車輛及車輛內部人員的傷害并沒有減少，基本沒有保護作用；保險杠甚至有可能增大對車輛內部人員的傷害程度，保險杠是硬碰撞防護裝置，會減少碰撞過程的時間，形成更強的硬碰撞情況，即保險杠雖然可以給車輛前部完整性起到一定的保護作用，但其實會給車輛上的人員造成更大的傷害。

2.安全氣囊爆炸啟動整個過程具有時間滯后性，往往是人體二次碰撞已經發(fā)生后，安全氣囊爆炸成型的氣體才產生，即往往是“受到傷害后救援才開始”，且氣囊爆炸形成的沖擊力會給人員造成新的傷害。所以，通過保險杠與安全氣囊結合的防撞設備往往難以保護車輛上的人員生命安全，無數(shù)事故都證明了這一點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種能使撞擊壓力均勻分配、延長撞擊相互作用時間、達到優(yōu)良緩沖作用一種更加安全的液氣共存的緩沖裝置。

本發(fā)明同時提供一種由多個液氣共存的緩沖裝置連接而成的緩沖裝置陣列，其具有更大的適應范圍、使用的更加靈活性。

本發(fā)明的技術方案是：一種液氣共存的緩沖裝置，其包括外筒和內筒，外筒內設有用于盛裝緩沖液體和氣體以及安裝內筒的外筒內腔；外筒上位于外筒內腔中安裝有一塊以上的外筒限流板，一塊以上的外筒限流板將外筒內腔分隔成多個緩沖室，在使用時至少有一個緩沖室中充有氣體，外筒限流板上設有液體或/和氣體流通的通道，通過設計或調節(jié)外筒限流板的通道大小可控制緩沖液體或/和氣體從一個緩沖室向另外一個緩沖室流動的速度及流量；內筒的一端活動套裝在外筒的外筒內腔中，內筒可以在外筒的外筒內腔中沿軸向移動。

本發(fā)明進一步的技術方案是：所述的內筒的外周與外筒的外筒內腔之間設有外緩沖空腔，外緩沖空腔中從前至后依次設有外活塞、至少一個限流裝置和密封件，外活塞、限流裝置和密封件將外緩沖空腔分隔成多個緩沖室；外緩沖空腔與至少一個外筒內腔的緩沖室之間設有緩沖液體或/和氣體流動的通道。

本發(fā)明更進一步的技術方案是：所述的密封件包括密封件護板和密封圈，密封件護板固定安裝在內筒后端外側，密封圈套裝在內筒外側且緊靠密封件護板；密封件護板和密封圈的內外徑分別與內筒的外徑和外筒的內徑相適應；外活塞固定安裝在內筒前端部外側且位于外筒內腔中，外活塞外徑與外筒內腔相適應；外活塞上設有通流孔；限流裝置包括限流活門座和限流環(huán)，限流活門座固定安裝在外筒的軸向位置處于外活塞與密封件之間的內壁上，限流活門座上設有用于卡裝限流環(huán)的卡槽，限流環(huán)活動套裝在內筒的外側，限流環(huán)的外沿卡裝在限流活門座的卡槽中。

本發(fā)明再進一步的技術方案是：所述的內筒內設有用于盛裝緩沖的液體的內筒內腔；內筒內腔與外緩沖空腔之間以及與外筒內腔之間分別設有限制液體流通的通道。

本發(fā)明還進一步的技術方案是：所述的內筒內腔與外緩沖空腔之間的限制液體流通的通道為內筒的后端側壁上開有的一個以上的流通孔；內筒內腔中設有一個以上用于限制液體流動的內筒限流板，內筒限流板上設有限制液體流通的通道；內筒限流板上的通道為內筒限流板開有的一個以上的內筒限流板孔；內筒的開口處固定安裝有內活塞，內活塞上設有通道；內活塞上的通道為節(jié)流器，節(jié)流器設有通道孔，其通道孔的過流面的面積可調節(jié)。

本發(fā)明進一步的技術方案是：所述的內筒的外側位于外活塞處設有泄壓槽，泄壓槽的長度與流活門座或限流環(huán)厚度相適應；外筒限流板上的通道為外筒限流板上開有的一個以的外筒限流板孔；外筒上位于內筒安裝入口端的端部且處于內筒的外周處固定安裝有內筒限位板；內筒的外側固定安裝有與內筒限位板相對應的內筒防脫卡；內筒底端連接有撞擊防護板；在內筒的底板的中間位置與撞擊防護板之間還設有加固桿；在外筒上設有充灌活門和級聯(lián)嘴。

本發(fā)明進一步的技術方案是：外筒限流板呈管狀，其一端安裝在外筒的底板上；內活塞安裝在外筒限流板的另一端，內活塞外周與內筒的內壁活動套接，即內活塞活動套裝在內筒的內筒內腔中，內活塞可以在內筒內腔中軸向移動。

本發(fā)明的另一技術方案是：一種液氣共存的緩沖裝置陣列，由兩個以上的液氣共存的緩沖裝置，各緩沖裝置陣列外筒上設有充灌活門和級聯(lián)嘴，各緩沖裝置的外筒的級聯(lián)嘴之間直接相連通或者通過管道相連通。

本發(fā)明進一步的另一技術方案是：兩個以上的緩沖裝置并列布置連接成一整體；其還包括公共底座和公共防撞梁，各緩沖裝置的外筒的底板均連接在公共底座上，各緩沖裝置的外筒的撞擊防護板均連接在公共防撞梁上；公共防撞梁上設有氣囊。

本發(fā)明進一步的另一技術方案是：緩沖裝置陣列兩端的外筒在遠離公共底座的端部對稱設置有兩個滾輪；與滾輪對應的公共底座兩端分別設有鋼繩，鋼繩從安裝底座接出后與外筒外壁連接。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1.外筒上位于外筒內腔中安裝有一塊以上的外筒限流板，一塊以上的外筒限流板將外筒內腔分隔成多個緩沖室，在使用時至少有一個緩沖室中充有氣體，同時可將沖擊動能轉化為液體和氣體的內能，從而減慢內筒與外筒在碰撞時相對移動速度，大大延長了碰撞時間，極大地減少了碰撞威力，可在碰撞時很好地保護車輛等運輸工具上人員與財產的安全。

2.本發(fā)明創(chuàng)造性地設置內筒內腔，利用內筒在受到沖擊壓力時，使內筒內腔的液體通過節(jié)流器(以及限流裝置)限制其流速；進一步使得緩沖過程中可以將撞擊動能快速轉變成內能，有效減少撞擊的破壞力。

3.內筒的外周與外筒的外筒內腔之間設有外緩沖空腔，及通過外活塞、限流裝置和密封件將外緩沖空腔分隔成多個緩沖室；使得在內筒外側又形成了一級緩沖結構，撞擊的破壞性得到進一步控制。

4.液氣共存的緩沖裝置陣列，使得本緩沖裝置得到進一步擴張，增大了應用的范圍，增加了使用的靈活性，進一步給人們提供了使用的方便。

5.各通道孔截面的設計與調節(jié)能更加增加本發(fā)明的應用范圍與靈活性，以及提高碰撞的精確保護。

其他具體有益效果在各實施例中也有詳細說明，不再一一贅述。

本發(fā)明所述液氣共存的緩沖裝置和緩沖裝置陣列在汽車、電梯、物體運送升降機等的碰撞緩沖方面具有很好的應用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實施例1的液氣共存的緩沖裝置的結構示意圖；

圖2為圖1沿h線范圍內的局部放大圖；

圖3為本發(fā)明的實施例1的液氣共存的緩沖裝置的工作原理示意圖；

圖4為本發(fā)明的實施例2的液氣共存的緩沖裝置的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明的實施例2的液氣共存的緩沖裝置的工作原理示意圖；

圖6為本發(fā)明的實施例3的緩沖裝置陣列的結構示意圖；

圖7為本發(fā)明的實施例4的緩沖裝置陣列的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明的詳細結構作進一步描述。

其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實物圖，不能理解為對本專利的限制；為了更好地說明本發(fā)明的實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；對本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。

實施例1

如圖1-2所示，一種液氣共存的緩沖裝置，其包括外筒1和內筒2，外筒1和內筒2均整體呈筒形結構(即具有外壁和底板，其內為有開口的內腔)，外筒1內設有用于盛裝緩沖液體和氣體以及安裝內筒2的外筒內腔11，外筒內腔11分為氣體腔(如圖1所示的e室)和液體腔(d室)；內筒2內設有用于盛裝緩沖的液體的內筒內腔21。

外筒1上位于外筒內腔11中固定安裝有外筒限流板12(可以為一個以上)，外筒限流板12用于控制緩沖液體從液體腔向氣體腔流動的速度；外筒限流板12將外筒內腔11上部(以圖1的方位來說)的部分分隔為d室(即液體腔)和e室(氣體腔)兩個緩沖室，當然，還可以設有多個限流板，以分成多級緩沖室；外筒限流板12上設有液體與氣體流通的通道一，通道一一般設計為外筒限流板12上開有一個以的外筒限流板孔121。外筒限流板12可以是平面板(如圖1所示)，也可以是曲面板(如實施例2的圖4所示)，外筒限流板12上的限流孔121可以減緩(或限制)在碰撞發(fā)生時液體腔中的緩沖液體向氣體腔流動的速度，從而延長碰撞時間，減少碰撞威力(強度)；即外筒限流板12的存在，在碰撞發(fā)生時在外筒內腔11內形成兩級(可以兩級以上)壓強梯度，延緩碰撞力度的傳遞。

內筒2的一端活動套裝在外筒1的外筒內腔11中(套裝在外筒內腔11靠近液體腔的一端，即外筒1的開口一端)，內筒2可以在外筒1的外筒內腔11中沿軸向移動。內筒2的外周與外筒1的內腔之間形成間隙，即內筒2的外周與外筒1的外筒內腔11之間留有外緩沖空腔111，位于內筒2的外周與外筒1之間的外緩沖空腔111中從前至后(以圖1的方位來講是“從上至下”)依次設有外活塞6、至少一個限流裝置和密封件8，外活塞6、限流裝置和密封件8將外緩沖空腔111分隔成b室和c室兩個緩沖室(如圖1所示，如果限流裝置為兩個以上，則c室又被分成多個緩沖室)。

內筒內腔21中還可以設有用于限制液體流動的內筒限流板22，內筒限流板22將內筒內腔21分隔為兩個液體盛裝室(a1、a2)，即分成兩個緩沖室；內筒限流板22上設有限制液體流通的通道二，通道二一般為內筒限流板22開有的一個以上的內筒限流板孔221結構形式，內筒限流板孔221的數(shù)量和口徑可以根據(jù)碰撞需要延長的時間來設計，當然，通道二也可以為管道等其他結構形式。內筒限流板22及通道二的設計，使得在碰撞發(fā)生時在內筒內腔21內形成了兩級壓強梯度，延緩碰撞力度的傳遞。

內筒2的開口處(即安裝在外筒2的最里面的端部處，也即內筒2的前端處)固定安裝有內活塞26，內活塞26上設有節(jié)流器261，即設有一種可調的通道；節(jié)流器261設有通道孔，其通道孔的大小可以調節(jié)，即過流面的面積可調節(jié)，當然，該通道孔也可以是一個簡單的固定大小的孔；節(jié)流器261可達到內筒內腔21與外筒內腔11之間的緩沖液體(還可包括小量氣體)的流通效果，即節(jié)流器261開辟了外筒內腔11與內筒內腔21之間的液體和/或氣體流通的通道三，節(jié)流器261可對用于緩沖的液體或氣體的流量、流速進行調節(jié)與控制，從而控制碰撞延長的時間，使得碰撞的破壞得到有效控制。具體來說，節(jié)流器261是根據(jù)沖擊壓力的實際情況，通過靈活調節(jié)過流面的面積來實現(xiàn)液體在內筒內腔21與外筒內腔11之間流量，以確保達到最好的緩沖效果。

密封件8包括密封件護板81和密封圈82，密封件護板81固定安裝在內筒2后端外側，密封圈82套裝在內筒2外側且緊靠密封件護板81；密封件護板81和密封圈82的內外徑分別與內筒2的外徑和外筒1的內徑相適應。密封件8用于防止緩沖液體外泄。

外活塞6固定安裝在內筒2前端部外側且位于外筒內腔中，外活塞6外徑與外筒內腔21相適應；外活塞6上設有通流孔61，便于液體可從外緩沖空腔111流向外筒內腔11(即從b室流向d室)。外活塞6用于封住外緩沖空腔111，使得外緩沖空腔111相對密閉(即外緩沖空腔111為流通受控的密閉空間)。

限流裝置包括限流活門座41和限流環(huán)42，限流活門座41固定安裝在外筒1的軸向位置處于外活塞6與密封件8之間的內壁上，限流活門座41上設有用于卡裝限流環(huán)42的卡槽，限流環(huán)42活動套裝在內筒2的外側，限流環(huán)42的外沿卡裝在限流活門座41的卡槽中；限流裝置將外緩沖空腔111分割成b室和c室，限流環(huán)42上設有通流缺口421(包括為孔的結構形式)，緩沖液體可在通流缺口421中流通；限流活門座41和限流環(huán)42之間還可以形成一定的溝通b室與c室的間隙，通流缺口421與b室和c室之間的間隙在外緩沖空腔111的b室和c室之間可形成液體和/或氣體流通的通道，對外緩沖空腔111中的液體和/或氣體進行限速及限流，使b室和c室之間形成一級外層緩沖，起到輔助緩沖作用。

內筒2的后端側面開有一個以上的流通孔28，流通孔28用于溝通內筒2的內腔與內筒2外側的緩沖空腔111，主要是溝通a1室與c室，流通孔28孔徑大小可根據(jù)a1室與c室的空間大小以及碰撞需要延長時間來設計，使得在碰撞時，c室內的液體向a1室中流動的速度受到一定的控制。

為使在碰撞初始狀態(tài)(外活塞6緊貼限流活門座41時，附圖沒有示出這一狀態(tài))，緩沖空腔111中的液體有泄壓通道，在內筒2的外側位于外活塞6處設有泄壓槽27(如圖2所示)，泄壓槽27的長度與流活門座41或限流環(huán)42厚度相適應，即泄壓槽27的長度稍大于流活門座41或限流環(huán)42的厚度，這樣在初始狀態(tài)時(外活塞6緊貼限流活門座41時)，b室不存在了，通流孔61被限流活門座41擋死，c室的液體無法向d室泄壓，而泄壓槽27的存在可幫助c室的緩沖液體通過泄壓槽27進入d室，防止碰撞起始狀態(tài)時內筒2“悶死”而不動。

外筒1上位于內筒2安裝入口端的端部且處于內筒2的外周處固定安裝有內筒限位板15，其用于防止安裝好的內筒2從外筒1中脫出，內筒限位板15與外筒1通常采用螺紋連接；內筒2的外側固定安裝有與內筒限位板15相對應的內筒防脫卡25，內筒防脫卡25與內筒2通常采用螺紋連接，內筒限位板15與內筒防脫卡25時候配合可使得內筒2在外筒內腔11的運動得到有效約束，即可對內筒2的行程進行限制。

在外筒1上靠近氣體腔的位置設有充灌活門14，使用時，先通過充灌活門14灌裝用于緩沖的液體，再通過充灌活門14灌裝壓力氣體，壓力氣體可將液體從氣體腔(即e室)壓入液體腔中(即d室)、外緩沖空腔111、內筒2的內筒內腔21中。外筒1上還設有級聯(lián)嘴13，一方面可以通過級聯(lián)嘴13實現(xiàn)液體或氣體的分開充灌和排放，另一方面可以實現(xiàn)多個本緩沖裝置并聯(lián)(如以下實施例2所述的緩沖裝置陣列)。

用于緩沖的液體通常采用具有一定黏度、但又能靈活流通的液體，適中的黏度對液體介質在流動過程中的內能損耗具有一定的輔助作用，優(yōu)選地為礦物油。

內筒2底端連接有撞擊防護板27，撞擊防護板27作為碰撞發(fā)生時最前端的保護板，集中收集碰撞應力；為加強內筒2結構力，在內筒2的底板23的中間位置與撞擊防護板27之間還設有加固桿24，加固桿24通過螺栓固定安裝在內筒2的底板23與撞擊防護板27之間，以增強內筒2的抗撞擊能力。

本發(fā)明的使用方法及工作原理：使用時，先將外筒1的底板(圖1最上方位置)安裝在車輛等可以受理碰撞的物體的上，撞擊防護板27正對權碰撞的方向；然后通過灌活門14或級聯(lián)嘴13向外筒1中灌裝緩沖液體(一般采用機油等粘性油料)，其灌裝緩沖液體讓企業(yè)體積與d、a2、a1、b、c各液體盛裝室讓企業(yè)體積之和基本相當，緩沖液體會先后進入d、a2、a1、b、c各液體盛裝室，然后再通過灌活門14或級聯(lián)嘴13向外筒1中灌裝壓力氣體，e室中的緩沖液體會在壓力氣體讓企業(yè)作用下基本進入d室(全部液體會依次向a2、a1、b、c各液體盛裝室中推進)，這樣保證e室中基本為壓力氣體，其他各液體盛裝室基本為緩沖液體(如圖3所示)；碰撞發(fā)生時，d、a2、a1、b、c客戶的液體在各級減速孔(限流孔，即和限流通道)的作用下，以一定的流量和速度向e室集中流動，隨著緩沖液體的流動，e室中的氣體壓強增大，逐漸轉變成內能，抵消掉碰撞的能量(即減少碰撞應力向車輛或其他物體的傳遞)，同時延緩碰撞應力傳遞時間，從而減少碰撞帶來的破壞效果，保證人身及財產安全。

實施例2

如圖4-5所示，一種液氣共存的緩沖裝置，其包括外筒1和內筒2，外筒1和內筒2均整體呈筒狀結構，外筒1內設有用于盛裝緩沖液體和氣體以及安裝內筒2的外筒內腔11，外筒內腔11分為氣體腔(如圖1所示的e室)和液體腔(d室)；內筒2內設有用于盛裝緩沖的液體的內筒內腔21。

其與實施例1的主要區(qū)別在于：外筒限流板12卷曲呈管形，其一端安裝在外筒1的底板上；內活塞26安裝在外筒限流板12的另一端，內活塞26外周與內筒2的內壁活動套接，即內活塞26活動套裝在內筒2的內筒內腔21中，內活塞26可以在內筒內腔21中軸向移動；其他結構技術特征與實施例1基本相同。

實施例3

如圖6所示，一種液氣共存的緩沖裝置陣列，由兩個(或兩個以上)實施例1(如圖6所示)或實施例2(附圖沒有示出這一組合結構形式)所述的液氣共存的緩沖裝置，兩個或兩個以上的緩沖裝置并列布置連接成一整體，具體地可以是：其還包括公共底座16和公共防撞梁17，各緩沖裝置的外筒1的底板均連接在公共底座16上，各緩沖裝置的外筒1的撞擊防護板28均連接在公共防撞梁17上；公共防撞梁17上設有氣囊18；各緩沖裝置的外筒1的級聯(lián)嘴13之間依次連通，使得在碰撞時壓力均衡，內筒1的收縮能具有一致性。

緩沖裝置陣列兩端的外筒1在遠離公共底座16的端部對稱設置有兩個滾輪19，與滾輪19對應的公共底座16兩端分別設有鋼繩161，鋼繩從安裝底座接出后與外筒1外壁連接，鋼繩161、安裝底座16與外筒1外壁之間形成三角形結構，三角形結構可減小運動物體側向碰撞時的扭轉力，將扭轉力分解到沿鋼繩方向和沿外筒的中心軸線方向，可使運動物體在發(fā)生側面碰撞時，將運動物體導向直線前進的方向，保護內筒內腔液體的正常過流。

為增加鋼繩連接的強度，安裝底座16每端鋼繩161數(shù)量為兩根，且兩根鋼繩的設置具有一定間距。

緩沖裝置陣列在工作時集中了多個液氣共存的緩沖裝置的緩沖效果，且在安裝底座上形成均勻的壓力，最大限度地延長沖擊雙方相互作用的時間，有效緩解沖擊力強度。

實施例4

如圖7所示，一種液氣共存的緩沖裝置陣列，其與實施例3的主要區(qū)別在于：各緩沖裝置分離布置，兩個或兩個以上的液氣共存的緩沖裝置不需固定在同一安裝底座上，可具有各自的安裝底座，同樣，防撞梁、氣囊也各自獨立設置，這樣一來，多個液氣共存的緩沖裝置可分別固定安裝在運動物體的不同位置，實現(xiàn)了緩沖裝置陣列的靈活運用；各緩沖裝置的外筒1的級聯(lián)嘴13之間依次通過管道131連通，達到“遠程”緩沖的一致性。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明的技術方案所作的舉例，而并非是對本發(fā)明實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明權利要求的保護范圍之內。