一种具有多重保护功能的氮气弹簧制造技术

本发明专利技术公开了一种具有多重保护功能的氮气弹簧，包括缸体、衬套、活塞杆、外密封圈、保持圈与内密封圈，所述缸体包括缸体本体，在该缸体本体内侧壁的上部开设有用于对衬套进行固定的限位槽，在所述缸体本体的内壁上还分别开设有形变引导槽与第一形变槽；所述衬套包括衬套本体，在所述衬套本体的外壁上分别开设有密封圈安装槽与第一形变槽；所述活塞杆的底部形成有限位环，在所述活塞杆与限位环之间形成有依次连接的内凹段、锥面段与弧形过渡段。其显著效果是：使用过程中对氮气弹簧提供了多重保护，从而有效避免爆缸现象，同时在氮气弹簧出现损坏时通过密封失效泄气，达到安全防护作用。

A Nitrogen Spring with Multiple Protection Functions

【技术实现步骤摘要】
一种具有多重保护功能的氮气弹簧
本专利技术涉及到氮气弹簧生产
，具体涉及一种具有多重保护功能的氮气弹簧。
技术介绍
在模具工业中，一直大量使用着弹性元件；这些年来，模具技术和模具制造水平有了很大的发展和提高，工业产品对模具的需求量越来越大，模具朝着精密、复杂、高效、长寿命的方向迅速发展。而氮气弹簧能够提供较大的回程力，具有节约模具空间、简化模具设计与制造、降低模具成本、方便模具调整等优点；它可以作为独立部件，安装在模具中使用，也可以设计成一种氮气弹簧系统，作为模具的一部分，参加工作，可以在系统中很方便实现弹压力恒定和延时动作，是一种具有柔性性能的弹性部件，因此被氮气弹簧应用于汽车模具，家电模具、电子模具等领域。氮气弹簧是一种以高压氮气为工作介质的新型弹性组件，在使用过程中有固有高度以及标准的使用行程，当模具在误操作或故障情况下，模具超过氮气弹簧使用行程，而由于氮气弹簧内部充有高压氮气，容易导致氮气弹簧损坏甚至发生爆缸现象，存在很高的安全风险。同时，氮气弹簧在单独使用时，如因外部环境影响导致内部压缩空间不足、内压增加，则存在爆缸风险；当与管路串联使用作为控制单元时，如果动作单元因为模具原因卡死或限位等原因，而控制单元的气缸依旧压缩，那么就会造成设备损坏或模具损坏。另外，氮气弹簧的活塞杆被衬套限位，活塞杆与衬套的接触面受到向下的一个力，在长时间、高频率使用的情况下，接触部位容易出现物理特性疲劳造成断裂，而又由于缸体内部高压气体作用，活塞杆可能会飞出缸体，存在安全隐患。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种具有多重保护功能的氮气弹簧，结合密封原理对氮气弹簧结构进行改进，能够在使用过程中对氮气弹簧提供多重保护，从而有效避免爆缸或活塞杆飞出缸体等现象，同时在氮气弹簧出现损坏时通过密封失效泄气，达到安全防护作用。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种具有多重保护功能的氮气弹簧，其关键在于：包括缸体、固定于缸体内的衬套、限位装设于衬套内的活塞杆，在所述缸体与衬套之间设置有外密封圈，在所述衬套与活塞杆之间设置有保持圈与内密封圈，其特征在于：所述缸体包括缸体本体，在该缸体本体内侧壁的上部开设有用于对衬套进行固定的限位槽，在所述缸体本体的内壁上还分别开设有形变引导槽与第一形变槽，所述形变引导槽与第一形变槽依次设置于所述限位槽的下方；所述衬套包括衬套本体，在所述衬套本体的外壁上分别开设有密封圈安装槽与第二形变槽，且所述密封圈安装槽位于所述第二形变槽的下方，在所述密封圈安装槽与第二形变槽之间形成安全环，该安全环的外径与所述衬套的外径相一致；所述活塞杆的底部形成有限位环，在所述活塞杆与限位环之间形成有依次连接的内凹段、锥面段与弧形过渡段，所述内凹段的下端与所述限位环相连接，所述内凹段于所述锥面段与限位环之间形成凹槽，所述锥面段从下到上直径逐渐减小，且所述锥面段下端的直径大于所述活塞杆，所述弧形过渡段的上端与所述活塞杆的下端相连。进一步的，在所述限位槽内设置有钢丝卡环，所述衬套通过该钢丝卡环限位固定于所述缸体内。进一步的，所述形变引导槽与第一形变槽均为弧形槽。进一步的，所述形变引导槽的宽度小于所述第一形变槽的宽度，所述形变引导槽的深度小于所述第一形变槽的深度。进一步的，所述第二形变槽由直角槽段与弧面槽段构成，所述直角槽段与弧面槽段之间平滑过渡，且所述直角槽段位于所述弧面槽段的下方、靠近所述安全环设置。进一步的，所述直角槽段的宽度大于所述弧面槽段的宽度。进一步的，所述密封圈安装槽的宽度小于所述第二形变槽，所述密封圈安装槽的深度大于所述第二形变槽。进一步的，所述锥面段下端的直径大于所述衬套的上安全口口径。进一步的，所述锥面段下端与上端直径之差为0.5mm。本专利技术的显著效果是：1、通过在缸体内壁上衬套限位槽的下方分别开设了形变引导槽与第一形变槽，当模具发生超行程状况时，缸体受力变形，由于第一形变槽的作用使得缸体在该位置处外凸变形，同时由于形变引导槽的作用，使得两个槽间区域的缸体内部外凸，外密封圈与缸体之间的距离增加，导致密封失效进而对高压氮气进行泄压，缸体内部气压降低直到为零，从而有效避免了爆缸，提高了安全系数；2、通过在衬套上开设第二形变槽并形成安全环，当缸体内压力超过阈值时，使得安全环发生形变，将外密封圈拉裂并进入缸体中部C型槽中，由于接触空间变大，外密封圈变形或撕裂以致外密封圈失去密封效果，缸体内部高压介质得到释放实现泄压，从而避免了爆缸的风险，切断了进一步的破坏，保护了设备；同时还可以便于氮气弹簧的后期维护，当由于超压使得氮气弹簧损坏时，通过更换衬套即可恢复使用；3、通过将活塞杆、限位环之间的连接处设置为内凹段、锥面段与弧形过渡段，并于内凹段处形成凹槽结构，从而利用金属抗剪切力与抗拉伸力的差异将内凹段处作为引导断裂点，当限位环断裂后活塞杆上行，断裂面与内密封圈接触破坏内密封圈密封效果导致密封失效，缸体内部气压泄漏直至气压为零，而由于内凹段上方锥面段的直径大于活塞杆直径且大于衬套上安全口的口径，使得限位环断裂后活塞杆始终被固定在缸体内，起到安全防护作用。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的剖视图；图3是本专利技术所述氮气弹簧的压缩状态图；图4是本专利技术所述氮气弹簧的伸长状态图；图5是本专利技术中缸体的结构示意图；图6是图5的剖视图；图7是本专利技术中衬套的结构示意图；图8是图7的剖视图；图9是所述活塞杆的结构示意图；图10是图9中A的局部放大示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。如图1-图4所示，一种具有多重保护功能的氮气弹簧，包括缸体1、固定于缸体1内的衬套2、限位装设于衬套2内的活塞杆3，在所述缸体1与衬套2之间设置有外密封圈4，在所述活塞杆3与衬套2之间设置有保持圈5与内密封圈6，所述活塞杆3的底部形成有限位环7。如图5与图6所示，所述缸体1包括缸体本体11，在该缸体本体11内侧壁的上部开设有限位槽12，所述衬套2通过钢丝卡环8限位固定于缸体1内，在所述缸体本体11的内壁上还分别开设有形变引导槽13与第一形变槽14，所述形变引导槽13与第一形变槽14依次设置于所述限位槽12的下方，所述形变引导槽13用于在氮气弹簧内部气压安全保护中起到外密封圈4躲避，使得外密封圈4失效从而进行泄压的作用，还用于在缸体1形变中起到引导形变的作用，即使得两个槽间区域的缸体1内部外凸产生更大的形变，从而让内部气体更快的溢出；当模具超行程时，所述缸体本体11于形变引导槽13与第一形变槽14处发生形变进行泄压；在所述缸体本体11的底部安装有与其内腔相连通的充气嘴15。优选的，所述形变引导槽13与第一形变槽14均为弧形槽，所述形变引导槽13的宽度小于所述第一形变槽14的宽度，所述形变引导槽13的深度小于所述第一形变槽14的深度。本实施例中，所述形变引导槽13的宽度为4mm，所述第一形变槽14的宽度为10mm。在具体的实用过程中，通过在缸体1内壁上衬套限位槽12的下方分别开设了形变引导槽13与第一形变槽14，当模具发生超行程状况时，缸体1受力变形，由于第一形变槽14的开设使得缸体变薄，缸体1受压时更容易变形，因此缸体1在第一形变槽14处受力而外凸变形，为了使得第一形变槽1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多重保护功能的氮气弹簧，包括缸体、固定于缸体内的衬套、限位装设于衬套内的活塞杆，在所述缸体与衬套之间设置有外密封圈，在所述衬套与活塞杆之间设置有保持圈与内密封圈，其特征在于：所述缸体包括缸体本体，在该缸体本体内侧壁的上部开设有用于对衬套进行固定的限位槽，在所述缸体本体的内壁上还分别开设有形变引导槽与第一形变槽，所述形变引导槽与第一形变槽依次设置于所述限位槽的下方；所述衬套包括衬套本体，在所述衬套本体的外壁上分别开设有密封圈安装槽与第二形变槽，且所述密封圈安装槽位于所述第二形变槽的下方，在所述密封圈安装槽与第二形变槽之间形成安全环，该安全环的外径与所述衬套的外径相一致；所述活塞杆的底部形成有限位环，在所述活塞杆与限位环之间形成有依次连接的内凹段、锥面段与弧形过渡段，所述内凹段的下端与所述限位环相连接，所述内凹段于所述锥面段与限位环之间形成凹槽，所述锥面段从下到上直径逐渐减小，且所述锥面段下端的直径大于所述活塞杆，所述弧形过渡段的上端与所述活塞杆的下端相连。

【技术特征摘要】
1.一种具有多重保护功能的氮气弹簧，包括缸体、固定于缸体内的衬套、限位装设于衬套内的活塞杆，在所述缸体与衬套之间设置有外密封圈，在所述衬套与活塞杆之间设置有保持圈与内密封圈，其特征在于：所述缸体包括缸体本体，在该缸体本体内侧壁的上部开设有用于对衬套进行固定的限位槽，在所述缸体本体的内壁上还分别开设有形变引导槽与第一形变槽，所述形变引导槽与第一形变槽依次设置于所述限位槽的下方；所述衬套包括衬套本体，在所述衬套本体的外壁上分别开设有密封圈安装槽与第二形变槽，且所述密封圈安装槽位于所述第二形变槽的下方，在所述密封圈安装槽与第二形变槽之间形成安全环，该安全环的外径与所述衬套的外径相一致；所述活塞杆的底部形成有限位环，在所述活塞杆与限位环之间形成有依次连接的内凹段、锥面段与弧形过渡段，所述内凹段的下端与所述限位环相连接，所述内凹段于所述锥面段与限位环之间形成凹槽，所述锥面段从下到上直径逐渐减小，且所述锥面段下端的直径大于所述活塞杆，所述弧形过渡段的上端与所述活塞杆的下端相连。2.根据权利要求1所述的具有多重保护功能的氮气弹簧，其特征在于：在所述限位槽内设置有钢丝卡环，所述衬套...

【专利技术属性】
技术研发人员：成扬，龚仕华，王鑫，戚庆龙，张海铭，
申请(专利权)人：重庆特力普尔机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50