Промышленные газовые пружины помогают в борьбе с COVID-19

Газовые пружины, также называемые газовыми амортизаторами, пружинами растяжения, газонапорными пружинами, в зависимости от установки и контекста, представляют собой цилиндры со сжатым воздухом или маслом, которые устанавливаются в движущихся конструкциях для демпфирования сил и возврата кинематических связей и более сложных узлов в исходное положение. Газовые пружины работают через поршень на конце штока, выступающего из стального корпуса цилиндра; обычно сжатый газ (часто азот) внутри цилиндра воздействует на этот поршень, чтобы снова принять и сохранить заданное положение. Азот здесь распространен, потому что он инертен и негорюч. В таких конструкциях масло или смазка между поршнем и другими контактирующими частями сводят к минимуму трение.

На самом деле небольшое количество масла в этих газовых пружинах служит еще одной функции — дополнительно демпфировать и плавно замедлять газовые пружины при полном растяжении или сжатии. Некоторые установки даже включают мелкое отверстие в поршне для демпфирования, которое все же медленнее, чем в других конструкциях; такие пружины с медленным демпфированием распространены на защитных воротах и ​​дверях.

Это газовая пружина тягового типа от ACE Controls.

Напротив, газовые пружины с увеличенным радиусом действия обычно используют телескопические механизмы, соединяющие несколько цилиндров на одном штоке; затем меньший цилиндр выходит из большего цилиндра. Рассмотрим одно особенно длинноходное применение: пассивные компенсаторы вертикальной качки — системы на кораблях или морских буровых установках, которые уменьшают воздействие волн на инженерные сооружения — используют газовые пружины с ходом до многих метров.

Другие применения газовых пружин включают в себя медицинские кровати и подъемники; промышленное оборудование, такое как станочные прессы; внедорожное и автомобильное оборудование для люков, капотов и крышек; оргтехника и мебель; и общие стойки и приложения поддержки. Быстродействующие газовые пружины находят применение в вооружении и аэрокосмической технике. Конкретные варианты включают газовые пружины со стандартными цилиндрами или цилиндрами фиксированной высоты; шпиндельные конструкции; и тросовый, возвратный, регулируемый с автоматическим возвратом, невращающийся, ступенчатый и многорежимный цилиндры.

Независимо от итерации, усилие растяжения газовой пружины — значение, которое обычно находится в диапазоне от 1 до 5000 Н — зависит от поперечного сечения штока поршня, умноженного на давление наполнения. Производители обычно выражают силу растяжения двумя значениями — для выдвижения штока и втягивания штока — при нормальной температуре окружающей среды и при направленном вниз штоке поршня. (Обратите внимание, что типичные диапазоны являются только наиболее распространенными; в некоторых применениях газовых пружин в тяжелой промышленности используются газовые пружины, создающие несколько сотен тысяч ньютонов.) Другие определения газовых пружин включают две силы втягивания — при выдвижении штока и втягивании штока — и общая сила трения. Эти значения зависят от объема газа и демпфирующего масла газовой пружины. Различные отверстия сопла и количество масла позволяют контролировать скорость выталкивания и вдавливания.

Рассмотрим один пример применения газовых пружин: поскольку Ухань, Китай, стал первым мегаполисом, который столкнулся с COVID-19, кризисные менеджеры полагались на мобильные рентгеновские аппараты, чтобы быстро предоставить врачам интенсивной терапии изображения легких пациентов. Эти машины были поставлены компанией Beijing Wandong Medical Technology Co., занимающейся производством оборудования для получения медицинских изображений.

Это мобильный рентгеновский аппарат Wandong.

Мобильный рентгеновский аппарат оснащен лучевой консолью, регулируемой в соответствии с анатомией пациента. Рука, в свою очередь, использует газовую пружину, чтобы удерживать свое положение, не падая на лаборантов или пациентов.

Когда разразился COVID-19, компании Beijing Wandong внезапно понадобилось большое количество пружин, чтобы выполнить срочный заказ рентгеновских аппаратов… поэтому они обратились к ACE Controls.

Мобильный рентгеновский аппарат весит 66,1 фунта, включая 22-фунтовую балку. Таким образом, в дополнение к общему весу инженеры ACE Controls должны были учитывать начальную точку (0°) и угол раскрытия (130°) при выборе конкретной газовой пружины.

В конечном итоге команда инженеров выбрала газовые пружины тягового типа GZ-28-450 — часть семейства промышленных газовых пружин производителя компонентов. Газовые пружины ГЗ-28-450 имеют ход 1,10 дюйма. Внешний диаметр, максимальное усилие до 2700 фунтов при длине хода 17,72 дюйма, что делает их подходящими для мобильных рентгеновских установок.

Газовая пружина тягового типа GS-28-450 от ACE Controls обеспечивала тяговое усилие в 270 фунтов и низкую скорость продвижения, чтобы удерживать мобильный рентгеновский луч в нужном положении и поддерживать движение подъема и опускания.

Газовые пружины надежно удерживают луч в нужном положении и помогают специалистам по визуализации поднимать и опускать рычаг… в отличие от газовых пружин нажимного типа. В частности, давление газа в цилиндре втягивает шток поршня и поддерживает ручное усилие, необходимое для контролируемого движения при перемещении руки. Независимо от длины хода, тяговое усилие GZ-28-450 регулируется благодаря встроенному предохранительному клапану.

В конечном счете, промышленные газовые пружины ACE Controls повышают безопасность и удобство использования мобильных рентгеновских аппаратов Wandong.