專利名稱：高壓流體填充結(jié)構(gòu)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種，機(jī)械、結(jié)構(gòu)材料，能承受高壓，高強(qiáng)度沖擊，抗形變。
背景技術(shù)：
液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件，是液壓泵的組成部分。往復(fù)液壓泵由于工業(yè)要求往往需要液壓缸體能承受巨大壓力才能保持正常工作。其應(yīng)用如石油、化工、化肥工業(yè)、混凝土泵。當(dāng)今的耐高壓液壓缸體制作都是采用優(yōu)質(zhì)鋼材、高強(qiáng)度合金等，不過(guò)在耐高壓，抗形變能力上都不及本發(fā)明。飛機(jī)骨架，機(jī)翼構(gòu)架，船舶構(gòu)架、建筑構(gòu)架、起重機(jī)臂架、泵車臂架、汽車防撞梁等方面的承載力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)抗形變能力、抗壓性、抗沖擊、抗振性都不及本發(fā)明，本發(fā)明還可以應(yīng)用于浮島、浮動(dòng)碼頭、 跨海浮橋、懸浮隧道，海中浮城。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了提高機(jī)械的抗壓性、耐高壓度，材料結(jié)構(gòu)的承載力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)抗形變能力、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗振抗沖擊性等。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在雙層泵壁之間加注高壓氣體，注入后在泵體內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，可注入氮?dú)?、氦氣等?；蛟诓牧辖Y(jié)構(gòu)中加注高壓氣體或液體，注入后在結(jié)構(gòu)內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，可注入氮?dú)?、氦氣，水等。其材料結(jié)構(gòu)可為任意形狀。其材料可以為，碳纖維、強(qiáng)化塑料、強(qiáng)化合成材料、合金等。本發(fā)明的有益效果是，減小了泵體內(nèi)外壓力差。提高了材料結(jié)構(gòu)的承載力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)抗形變能力、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗振抗沖擊性等。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。 圖1是高壓氣體填充泵壁的正視縱剖面構(gòu)造圖。
圖2是高壓氣體填充結(jié)構(gòu)臂架的正視縱剖面構(gòu)造圖。 圖3是高壓氣體填充結(jié)構(gòu)臂架的側(cè)視縱剖面構(gòu)造圖。 圖4是高壓流體填充結(jié)構(gòu)材料的縱剖面構(gòu)造圖。圖中1.外壁，2.高壓填充流體，3.活塞桿，4.缸壁，5.活塞，6.料缸，7.液壓缸， 8.流體運(yùn)輸管道在圖1中，機(jī)械在工作中液壓缸7里的機(jī)油產(chǎn)生壓力通過(guò)活塞5將力傳遞給料缸6 里的流體材料，液壓缸7和料缸6同時(shí)產(chǎn)生壓力。在工業(yè)要求中往往需要液壓缸7產(chǎn)生巨大壓強(qiáng)，同時(shí)料缸6也會(huì)產(chǎn)生巨大壓強(qiáng)。不過(guò)必須得讓缸壁4能承受巨大壓強(qiáng)而不產(chǎn)生劇烈形變或變形，因?yàn)閯×倚巫兓蜃冃螘?huì)使得活塞5周邊產(chǎn)生壓力泄露，使料缸6里的材料泄入液壓缸7，并使泵不能夠正常工作。泵的效率取決于液壓缸7內(nèi)的壓強(qiáng)等，通過(guò)提高液壓缸7內(nèi)的壓強(qiáng)，和增長(zhǎng)液壓缸7和料缸6的長(zhǎng)度，使活塞5往復(fù)路程增長(zhǎng)，可以大大提高運(yùn)料效率。在完成指定工作量時(shí)，活塞5往復(fù)路程增長(zhǎng)，可以減少活塞5往復(fù)的次數(shù)，可提高運(yùn)料效率，原理是，增加了物體移動(dòng)的平均速率，因?yàn)楹愣ǖ囊粋€(gè)力可使一個(gè)物體達(dá)到一個(gè)極限速度，當(dāng)它等于摩擦力時(shí)。物體沿直線運(yùn)動(dòng)方向不變，移動(dòng)的路程越長(zhǎng)，所處在極限速度的時(shí)間就越長(zhǎng)，反之則越短。例如一個(gè)人在路面上在一百米的距離內(nèi)來(lái)回開(kāi)一輛小汽車，假設(shè)不把調(diào)轉(zhuǎn)方向的時(shí)間算在內(nèi)，和他在兩百米甚至三百米距離內(nèi)來(lái)回開(kāi)一輛小汽車，都完成兩千米的路程，兩者誰(shuí)將用的時(shí)間短呢？當(dāng)然是后者。同時(shí)可以減少泵的各種閥門、同步系統(tǒng)運(yùn)作的次數(shù)，啟動(dòng)的頻率，節(jié)省能源，降低對(duì)設(shè)備的損耗頻率，降低對(duì)同步系統(tǒng)的配置要求。也可按比例增大泵的大小。使得泵運(yùn)料效率增大。使得泵可支持泵車更長(zhǎng)臂架的作業(yè)。提高液壓缸7內(nèi)的壓強(qiáng)，增長(zhǎng)液壓缸7和料缸6的長(zhǎng)度和按比例增大泵的大小，將使得缸壁4長(zhǎng)度增加，這都容易使缸壁4向外形變或變形，導(dǎo)致活塞5周邊泄壓，而有了外壁1和高壓填充流體2組成的結(jié)構(gòu)，在工作中使缸壁4內(nèi)外壓力差減小或消除，使得缸壁4 不易向外形變或變形，使得泵體保持正常工作?？煽刂聘邏禾畛淞黧w2的溫度，升溫或降溫，來(lái)調(diào)節(jié)其壓強(qiáng)，起到平衡壓差的作用。如果把圖1看做是發(fā)動(dòng)機(jī)，其原理也適用。圖2，為本發(fā)明的泵車臂架及流體運(yùn)輸管道8剖視圖，其整體結(jié)構(gòu)為三菱柱，側(cè)面為平面或曲面或波浪面。圖3是其剖視圖，一個(gè)倒三角形，底邊倒上，為波浪線，其余兩邊為直線或曲線，剖視面平行于底面。從外到內(nèi)依次是，外壁1，高壓填充流體2，流體運(yùn)輸管道 8。其結(jié)構(gòu)中注入高壓填充流體2，氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，通常注入氮?dú)?、氦氣等?？墒沟闷湓诖筘?fù)重條件下不易發(fā)生彎折或變形使其臂架可做的更長(zhǎng)，使用壽命更長(zhǎng)。其原理是， 一瓶可樂(lè)，搖二十下，用力彎折，很難將其彎折。擰開(kāi)瓶蓋，倒掉可樂(lè)，則很容易將其彎折和將其變形了。其外壁1通常為優(yōu)質(zhì)鋼材、高強(qiáng)度合金、碳纖維材料等。本發(fā)明其整體結(jié)構(gòu)為三菱柱實(shí)為首創(chuàng)，其結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定結(jié)實(shí)，其中一側(cè)面為波浪面，這樣的波浪面比起平面抗拉性要強(qiáng)很多。其波浪面朝上，起抗拉作用，原理是，用力掰一根香腸，其上表面總是先開(kāi)始斷裂，掰一個(gè)封閉充滿氣體的易拉罐，其上表面總是先斷裂。泵車臂架，也總是上表面先開(kāi)始出現(xiàn)裂縫。其流體運(yùn)輸管道8置于高壓填充流體2中，這樣可使得流體運(yùn)輸管道8不容易發(fā)生進(jìn)裂，因?yàn)楸密囋诠ぷ髦校黧w運(yùn)輸管道8輸送著高壓流體，如混凝土，如果壓力太大， 流體運(yùn)輸管道8管壁會(huì)因?yàn)楦邏憾l(fā)生進(jìn)裂，本發(fā)明這種結(jié)構(gòu)可以減小內(nèi)外壓力差，所以流體運(yùn)輸管道8更能承受高壓。而且由于高壓填充流體2的存在可以起到減震作用，使臂架減小泵車工作時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)而受到的損傷。圖4，其結(jié)構(gòu)由外壁1和高壓填充流體2構(gòu)成，其整體結(jié)構(gòu)可做成任意形狀，如三菱柱、圓柱、正方體、球體、三菱錐等等。其表面可為平面、曲面、波浪面等。其材料可以為， 碳纖維、強(qiáng)化塑料、強(qiáng)化合成材料、合金等。飛機(jī)骨架，機(jī)翼構(gòu)架，船舶構(gòu)架、建筑構(gòu)架、起重機(jī)臂架、汽車防撞梁、橋梁架構(gòu)等都可用到。還可應(yīng)用于浮島、浮動(dòng)碼頭、跨海浮橋、懸浮隧道，海中浮城。其結(jié)構(gòu)可為三菱柱，側(cè)面為平面或曲面或波浪面，剖視圖為，一個(gè)三角形，邊為直線或曲線或波浪線，剖視面平行于底面，在其結(jié)構(gòu)中加注高壓氣體，注入后在結(jié)構(gòu)內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，注入氮?dú)?、氦氣等?；蛞后w，水等。這種結(jié)構(gòu)，極其抗拉和抗壓，而且非常穩(wěn)固，質(zhì)輕。其原理是，一瓶可樂(lè)，搖二十下，用力彎折，很難將其彎折。擰開(kāi)瓶蓋，倒掉可樂(lè)，則很容易將其彎折和將其變形了。其結(jié)構(gòu)可為圓柱，側(cè)面為曲面或波浪面，剖視圖為，一個(gè)圓形或花邊圓形，其邊展開(kāi)后，為一條直線或波浪線，剖視面平行于底面，在其結(jié)構(gòu)中加注高壓氣體，注入后在結(jié)構(gòu)內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，注入氮?dú)?、氦氣?；蛞后w，水等。用于承重。其結(jié)構(gòu)可為球體，圓柱體等，用于軸承滾子，可以增加滾子耐壓強(qiáng)度，和形態(tài)穩(wěn)定性，滾子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度及平穩(wěn)性，及使用壽命，還可以吸收一定的振動(dòng)波。原理，如車輪為實(shí)心的話，其耐壓強(qiáng)度，及形態(tài)穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)動(dòng)速度及平穩(wěn)性減震性，及使用壽命都將下降。這種滾子可應(yīng)用于飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸承等。結(jié)構(gòu)為對(duì)稱拱形三菱柱，側(cè)面邊為拱形，側(cè)面為平面或曲面或波浪面，截面為，一個(gè)三角形，邊為直線或曲線或波浪線，截面垂直于拱形拋物線的切線，在其結(jié)構(gòu)中加注高壓氣體，注入后在結(jié)構(gòu)內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，通常注入氮?dú)狻⒑??；蛞后w，水等。用于汽車防撞梁，當(dāng)防撞梁被撞時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氣態(tài)變化，起到緩沖作用，而且結(jié)構(gòu)抗撞擊性非常強(qiáng)。其結(jié)構(gòu)可為長(zhǎng)方體，側(cè)面為平面或曲面或波浪面，剖視圖為，一個(gè)長(zhǎng)方形，邊為直線或曲線或波浪線，剖視面平行于底面，在其結(jié)構(gòu)中加注高壓氣體，注入后在結(jié)構(gòu)內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，注入氮?dú)?、氦氣等?；蛞后w，水等。高壓氣體填充結(jié)構(gòu)浮力艙，船舶主體兩側(cè)及底部可整體建成高壓氣體填充結(jié)構(gòu)， 分成多個(gè)艙室，這種結(jié)構(gòu)支撐抗壓效果非常好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)、建造簡(jiǎn)便，提升載重。其高壓填充氣體壓強(qiáng)大于最大吃水深度壓強(qiáng)，起到抗壓抗變形作用，并且遭到撞擊，或被魚(yú)雷擊中后，不會(huì)沉沒(méi)，或沉沒(méi)速度降低。起浮力作用的艦體高壓氣體填充結(jié)構(gòu)浮力艙未遭到攻擊破壞的話船體不會(huì)沉沒(méi)，如果遭到攻擊破壞，由于高壓填充氣體壓強(qiáng)大于最大吃水深度壓強(qiáng)，海水不會(huì)進(jìn)入船體，則不會(huì)沉沒(méi)。原理是，往注滿水的U形管一端吹氣，這端液面會(huì)下降，后用舌頭把管口堵住，會(huì)發(fā)現(xiàn)其液面將不會(huì)上升。輪船骨架也可做成高壓氣體填充結(jié)構(gòu)，支撐抗壓能力結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都非常好。用高壓填充氣體結(jié)構(gòu)構(gòu)造而成的載具、橋梁、建筑等，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、抗壓抗形變能力強(qiáng)、耐沖擊、抗振動(dòng)波、質(zhì)輕等特點(diǎn)，可以使其建造得更大，更高，更安全?？捎脡毫鞲衅?，超聲波探測(cè)器等，檢查其氣密情況。高壓氣體填充結(jié)構(gòu)浮島，它是由高壓填充氣體結(jié)構(gòu)材料做成，由三菱柱連接成的平面一層一層鋪成(層數(shù)不限)，其材料可以為碳纖維、強(qiáng)化塑料、強(qiáng)化合成材料、合金等。 由上往下，所注入的氣體壓強(qiáng)逐層增大，其都比所處水深壓強(qiáng)大。其浮島，浮力大，承載力高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。也可做成漂浮城市，可以懸浮在海面以下，不受臺(tái)風(fēng)、海嘯等侵襲，也可上升到海面。也可做成浮動(dòng)碼頭、懸浮隧道、跨海浮橋等?？梢园褢腋∷淼雷龀扇庵?，因?yàn)楸容^穩(wěn)固，三菱柱的三條邊，與高強(qiáng)度巨型鋼索連接(如懸索橋懸索)。在海底建造錨錠，用錨索連接錨錠和三菱柱隧道，使其更穩(wěn)固。隧道的浮力將大于其自重加載具重量。浮橋連接在兩條平行巨型鋼索上，浮橋有一段在海面以下，在其一端，上面通航道。用錨索將浮橋和隧道、錨錠連接固定，路面鋪鋼筋混凝土。懸浮城市，懸浮大廈一部分在海面以下，一部分在海面以上，海面以上可以做很高，海面以下可以做很深。浮城街道廣場(chǎng)由高壓填充氣體結(jié)構(gòu)材料做成，上面鋪鋼筋混凝土。
權(quán)利要求
1.高壓氣體填充泵壁，液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件，是液壓泵的組成部分，其特征是在雙層泵壁之間加注高壓氣體，注入后在泵體內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，控制高壓填充氣體的壓強(qiáng)，注入氮?dú)饣蚝猓刂聘邏禾畛錃怏w的溫度，升溫或降溫。
2.高壓氣體填充結(jié)構(gòu)臂架，泵車臂架，其特征是結(jié)構(gòu)從外到內(nèi)依次是，外壁，高壓填充氣體，流體運(yùn)輸管道，其結(jié)構(gòu)中注入高壓填充氣體，氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，注入氮?dú)饣蚝狻?br> 3.高壓流體填充結(jié)構(gòu)材料，飛機(jī)骨架，機(jī)翼構(gòu)架，船舶構(gòu)架、建筑構(gòu)架、橋梁構(gòu)架、起重機(jī)臂架、泵車臂架、汽車防撞梁，浮島、浮動(dòng)碼頭、跨海浮橋、懸浮隧道、海中浮城，其特征是: 在材料結(jié)構(gòu)中加注高壓氣體，或液體，注入后在結(jié)構(gòu)內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，用壓力傳感器，超聲波探測(cè)器，檢查其氣密情況。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓流體填充結(jié)構(gòu)材料，其特征是結(jié)構(gòu)為三菱柱，側(cè)面為平面或曲面或波浪面，剖視圖為，一個(gè)三角形，邊為直線或曲線或波浪線，剖視面平行于底面， 或剖視圖為一個(gè)倒三角形，剖視面平行于底面，或結(jié)構(gòu)為圓柱，兩個(gè)底面為半球形，側(cè)面為曲面或波浪面，剖視圖為，一個(gè)圓形或花邊圓形，其邊展開(kāi)后，為一條直線或波浪線，剖視面平行于底面，結(jié)構(gòu)為球體、三菱錐體；長(zhǎng)方體，側(cè)面為平面或曲面或波浪面，剖視圖為，一個(gè)長(zhǎng)方形，邊為直線或曲線或波浪線，剖視面平行于底面，在其結(jié)構(gòu)中加注高壓氣體，注入后在結(jié)構(gòu)內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，注入氮?dú)饣蚝?，或水?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓流體填充結(jié)構(gòu)材料，其特征是結(jié)構(gòu)為對(duì)稱拱形三菱柱，側(cè)面邊為拱形，側(cè)面為平面或曲面或波浪面，截面為，一個(gè)三角形，邊為直線或曲線或波浪線，截面垂直于拱形拋物線的切線，在其結(jié)構(gòu)中加注高壓氣體，注入后在結(jié)構(gòu)內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，注入氮?dú)饣蚝?，或水?br> 6.其根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓流體填充結(jié)構(gòu)材料，在其結(jié)構(gòu)中加注高壓氣體，注入后在結(jié)構(gòu)內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，注入氮?dú)?、氦氣，或水?br> 7.高壓氣體填充結(jié)構(gòu)跨海浮橋隧道組合，其特征是浮橋由高壓填充氣體結(jié)構(gòu)材料做成，由三菱柱連接成的平面一層一層鋪成，其材料為碳纖維、強(qiáng)化塑料、強(qiáng)化合成材料、合金，由上往下，所注入的氣體壓強(qiáng)逐層增大，其都比所處水深壓強(qiáng)大，把懸浮隧道做成三菱柱，三菱柱的三條邊，與高強(qiáng)度巨型鋼索連接，在海底建造錨錠，用錨索連接錨錠和三菱柱隧道，隧道的浮力大于其自重加載具重量，浮橋連接在兩條平行巨型鋼索上，浮橋有一段在海面以下，在其一端，上面通航道，用錨索將浮橋和隧道和錨錠連接固定，其路面鋪鋼筋混凝土。
8.海中浮城，其特征是可以懸浮在海面以下，也可上升到海面，懸浮大廈構(gòu)架由高壓填充氣體結(jié)構(gòu)材料做成，大廈一部分在海面以下，一部分在海面以上，海面以上可以做很高，海面以下可以做很深，浮城街道廣場(chǎng)支撐結(jié)構(gòu)由高壓填充氣體結(jié)構(gòu)材料做成，上面鋪鋼筋混凝土。
9.高壓氣體填充結(jié)構(gòu)浮力艙，輪船，其特征是船舶主體兩側(cè)及底部可整體建成高壓氣體填充結(jié)構(gòu)，分成多個(gè)密封艙室，其高壓填充氣體壓強(qiáng)大于最大吃水深度壓強(qiáng)。
全文摘要
一種機(jī)械、結(jié)構(gòu)材料，能承受高壓，高強(qiáng)度沖擊，抗形變。其名稱是高壓流體填充結(jié)構(gòu)材料。本發(fā)明是為了提高機(jī)械的抗壓性、耐高壓度，材料結(jié)構(gòu)的承載力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)抗形變能力、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗振抗沖擊性等。它是在雙層泵壁之間加注高壓氣體，注入后在泵體內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，可注入氮?dú)狻⒑獾??；蛟诓牧辖Y(jié)構(gòu)中加注高壓氣體或液體，注入后在結(jié)構(gòu)內(nèi)氣體呈氣態(tài)、液態(tài)，或固態(tài)，可注入氮?dú)?、氦氣，水等。其材料結(jié)構(gòu)可為任意形狀。其材料可以為，碳纖維、強(qiáng)化塑料、強(qiáng)化合成材料、合金等?？蓱?yīng)用于，泵體，發(fā)動(dòng)機(jī)，飛機(jī)骨架，機(jī)翼構(gòu)架，船舶構(gòu)架、建筑構(gòu)架、橋梁構(gòu)架、起重機(jī)臂架、泵車臂架、汽車防撞梁，還可以應(yīng)用于浮島、浮動(dòng)碼頭、跨海浮橋、懸浮隧道，海中浮城。
文檔編號(hào)B63B35/44GK102444574SQ20111037020
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月19日
發(fā)明者秦雨雨 申請(qǐng)人:秦雨雨