气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的工业配件。气弹簧用途非常广泛,气弹簧的工作原理是在密封的压力缸内充入惰性气体或者油气混合物,使腔体内的压力高于大气压的许多倍,利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。可锁定气弹簧的气、油路通过截止阀把有杆腔与无杆腔沟通。当按压小活门按钮时,截止阀开启,活塞杆伸出;松开按钮时,阀门关闭,弹簧将被锁定。在杆腔内加入一定的油液,实现浮动活塞的刚性锁定。

现在市场上的拉伸气弹簧有三种结构:单腔单杆结构、大小杆结构、双腔结构,其中以双腔结构使用最为广泛。其中的双腔结构在回弹时不会带有阻尼缓冲功能,产品在拉伸回位过程中速度较快、冲击力较大,增加用户使用的危险系数。

本文主要提供一种结构简单、缓冲性能优异的低摩擦可锁气弹簧及其工作原理。

低摩擦可锁气弹簧,包括外缸筒、内缸筒、活塞杆、阀杆、内阀座、外阀座。

所述内缸筒滑动设置在所述外缸筒内;所述内缸筒的尾端设置用于封闭所述内缸筒的内缸筒堵头;

所述内缸筒堵头与所述外缸筒的内壁密封配合,以使所述内缸筒堵头与所述外缸筒尾端之间形成储气腔;

所述外阀座与所述内缸筒的前端固定相连,所述外阀座的外壁与所述外缸筒的内壁之间密封配合,以使所述外阀座与所述外缸筒前端之间形成储油腔;

所述内阀座滑动设置在所述内缸筒内,以使所述内阀座将内缸筒内隔离成无杆腔和有杆腔,所述活塞杆的尾端穿过所述外缸筒、外阀座、有杆腔与所述内阀座固定相连;所述内阀座上设置用于连通所述有杆腔与所述无杆腔的第一过油孔,所述内阀座内设置用于控制第一过油孔开闭的截止阀,所述阀杆的尾端穿过所述活塞杆与所述截止阀传动配合,所述有杆腔与所述储油腔之间设置第二过油孔,所述有杆腔、无杆腔内设置油液,所述储气腔内设置惰性气体,使用时所述阀杆驱动截止阀移动使得所述第一过油孔导通,油液经第一过油孔在无杆腔和有杆腔之间输送、经第二过油孔在储油腔和有杆腔之间输送,由第一过油孔形成一次阻尼、第二过油孔形成二次阻尼。

内阀座的中心贯穿设置用于连通无杆腔和有杆腔的内阀座中心孔,所述内阀座中心孔内固定设置截止阀密封圈,所述截止阀的尾部设置与所述截止阀密封圈过盈配合的截止阀密封段,所述截止阀的中部设置与所述截止阀密封圈间隙配合的截止阀过油段,所述截止阀的前部与所述阀杆固定相连,所述第一过油孔沿所述内阀座中心孔的径向贯穿设置,装配时所述截止阀密封圈套接在所述截止阀密封段上,以隔断所述无杆腔和有杆腔,阀杆推动所述截止阀的截止阀密封段脱离所述截止阀密封圈、截止阀密封圈套接在所述截止阀过油段时,有杆腔和无杆腔经第一过油孔导通。

内阀座的外壁沿周向设置内阀座密封圈安装槽,该内阀座密封圈安装槽的截面呈U型,以使内阀座密封圈安装槽的底面呈弧形,所述内阀座密封圈安装槽内设置内阀座密封圈,用于对有杆腔和无杆腔进行密封隔离。

外阀座的外壁沿周向设置外阀座密封圈安装槽,所述外阀座密封圈安装槽内设置与所述外缸筒内壁密封配合的外阀座密封圈,以使所述外阀座、内缸筒堵头、外缸筒、内缸筒之间形成密封腔,所述密封腔内填充惰性气体。

低摩擦可锁气弹簧还包括挡圈,该挡圈的内径小于所述截止阀密封圈的外径且大于所述截止阀密封段的外径,所述内阀座中心孔的尾部还设有挡圈安装槽和截止阀密封圈安装槽,以使所述截止阀密封圈置于所述截止阀密封圈安装槽内后所述挡圈置于所述挡圈安装槽内,对截止阀密封圈进行轴向限位。

截止阀密封段的尾端设置截止阀端盖,所述截止阀端盖的直径大于所述挡圈的内径,以使所述截止阀穿过所述内阀座、伸入所述活塞杆时由截止阀端盖对截止阀进行轴向限位。

阀杆的前端伸出所述活塞杆设置以形成阀杆伸出段,该阀杆伸出段的长度不小于所述截止阀密封段的轴向长度设置,便于将截止阀密封段推离截止阀密封圈。

内阀座的前端设置活塞杆安装槽,所述活塞杆的尾端固定设置在所述活塞杆安装槽内,所述活塞杆的前端伸出所述外缸筒的前端设置,该活塞杆与外缸筒前端内壁之间设置油封,用于密封活塞杆。

上述低摩擦可锁气弹簧的工作方法原理,包括如下步骤:

A、活塞杆的收缩:向后推动阀杆的阀杆伸出段,由阀杆驱动截止阀后移,使得截止阀密封段脱离所述截止阀密封圈、截止阀密封圈套接在所述截止阀过油段上,无杆腔、第一过油孔和有杆腔导通,向后推动活塞杆使得活塞杆驱动所述内阀座挤压无杆腔,无杆腔内的油液经第一过油孔进入有杆腔内,有杆腔内油液的增加使得有杆腔内的油液经第二过油孔进入储油腔,驱动外阀座、内缸筒挤压储气腔,由第一过油孔形成一次阻尼、第二过油孔形成二次阻尼,以使活塞杆平稳的向外缸筒的尾端移动。

B、活塞杆的锁定:向前移动阀杆的阀杆伸出段,由阀杆驱动截止阀前移,使得截止阀过油段脱离所述截止阀密封圈、截止阀密封圈套接在所述截止阀密封段上,以隔断无杆腔、第一过油孔和有杆腔,对活塞杆进行锁定。

C、活塞杆的伸出:向后推动阀杆的阀杆伸出段,由阀杆驱动截止阀后移,使得截止阀密封段脱离所述截止阀密封圈、截止阀密封圈套接在所述截止阀过油段上,无杆腔、第一过油孔和有杆腔导通,向前拉动活塞杆使得活塞杆驱动所述内阀座远离无杆腔,有杆腔内的油液经第一过油孔进入无杆腔内,有杆腔内油液的减少使得储油腔内的油液经第二过油孔回流到有杆腔,活塞杆带动内阀座前伸、外阀座带动内缸筒前伸;活塞杆前伸至所需位置时,重复步骤B,对活塞杆进行锁定。

作用:

(1)此低摩擦可锁气弹簧,相对于现有技术,通过将内缸筒可滑动设置在外缸筒内,在内缸筒的尾端设置外阀座,活塞杆与外阀座固定相连后设置第二过油孔,使得内缸筒的尾部与外缸筒之间形成二次阻尼效果,活塞杆的伸缩更加平稳,摩擦力大为降低;

(2)在活塞杆、外阀座上设置第二过油孔,无需增加其他附件,结构简单,易于实现;

(3)使用时双阻尼效果可确保活塞杆伸缩时运行更加平稳,安全性大幅提升。

图中:

外缸筒1,油封11,外缸筒堵头12,储气腔13,密封腔14,

内缸筒2,内缸筒堵头21,无杆腔22,有杆腔23,

截止阀3,截止阀密封段31,截止阀过油段32,截止阀端盖33,锥形过渡部34,

内阀座4,截止阀密封圈41,内阀座密封圈安装槽42,活塞杆安装槽43,第一过油孔44,挡圈安装槽45,截止阀密封圈安装槽46,内阀座中心孔47,

活塞杆5,

外阀座6,外阀座密封圈61,第二过油孔62,储油腔63,

阀杆7,阀杆伸出段71。

一种低摩擦可锁气弹簧工作原理

具体实施方式:

低摩擦可锁气弹簧包括外缸筒1、内缸筒2、活塞杆5、阀杆7、内阀座4、外阀座6。

外缸筒1的尾端设置用于封闭外缸筒1尾端的外缸筒堵头12,外缸筒堵头12上设置外螺纹,便于安装;

内缸筒2滑动设置在外缸筒1内,内缸筒2的尾端设置用于封闭内缸筒2尾端的内缸筒堵头21,内缸筒堵头21与外缸筒1的内壁密封配合,以使内缸筒堵头21与外缸筒1尾端之间形成储气腔13;

储气腔13内填充惰性气体(例如氮气等),外阀座6与内缸筒2的前端固定相连,外阀座6的外壁沿周向设置外阀座密封圈安装槽,外阀座密封圈安装槽内设置与外缸筒1内壁密封配合的外阀座密封圈61,外缸筒1的前端内设置油封11,以使外阀座6与外缸筒1前端的油封11之间形成储油腔63,外阀座6、内缸筒堵头21、外缸筒1、内缸筒2之间形成密封腔14,储油腔63内填充油液,密封腔14内同样填充惰性气体。

内阀座4滑动设置在内缸筒2内,以使内阀座3将内缸筒2内隔离成无杆腔22和有杆腔23,其中内阀座3与外阀座6之间为有杆腔23,内阀座4与内缸筒堵头21之间为无杆腔22;内阀座2的外壁沿周向设置内阀座密封圈安装槽42,该内阀座密封圈安装槽42的截面呈U型,以使内阀座密封圈安装槽42的底面呈弧形,内阀座密封圈安装槽42内设置内阀座密封圈,用于对有杆腔23和无杆腔22进行密封隔离。

内阀座3的中心贯穿设置用于连通无杆腔22和有杆腔23的内阀座中心孔47,内阀座中心孔47内设置截止阀3和截止阀密封圈41,内阀座中心孔47的一侧设置截止阀密封圈安装槽46和挡圈安装槽45,截止阀密封圈41固定设置在截止阀密封圈安装槽47内,截止阀3的尾部设置与截止阀密封圈41过盈配合的截止阀密封段31,截止阀3的中部设置与截止阀密封圈41间隙配合的截止阀过油段32。

内阀座4的前端设置活塞杆安装槽43,活塞杆5的尾端固定设置在活塞杆安装槽43内,使得活塞杆5的尾端可穿过外缸筒1、外阀座6、有杆腔23与内阀座4固定相连,活塞杆5的前端伸出外缸筒1的前端设置,该活塞杆5与外缸筒1前端内壁之间通过油封11进行密封,储油腔63置于油封11和外阀座6之间;阀杆7的尾端穿过活塞杆与截止阀3传动配合,使得阀杆7可带动截止阀3移动。

挡圈安装槽45内设置挡圈,该挡圈的内径小于截止阀密封圈41的外径且大于截止阀密封段31的外径,以使截止阀密封圈41置于截止阀密封圈安装槽46内后挡圈置于挡圈安装槽45内,由挡圈对截止阀密封圈41进行轴向限位。截止阀密封段31的尾端设置截止阀端盖33,截止阀端盖33的直径大于挡圈的内径,以使截止阀3穿过内阀座4、与活塞杆固定相连时由截止阀端盖33对截止阀3进行轴向限位。

内阀座4上设置用于连通有杆腔23与无杆腔22的第一过油孔44,第一过油孔44沿内阀座中心孔47的径向贯穿设置,有杆腔23与储油腔63之间设置第二过油孔62,第二过油孔62沿外阀座6的轴向设置,

装配时截止阀密封圈41套接在截止阀密封段31上,以隔断无杆腔22和有杆腔23,使用时由阀杆7驱动截止阀3移动使得截止阀3的截止阀密封段31脱离截止阀密封圈41、截止阀密封圈41套接在截止阀过油段32,有杆腔23和无杆腔22经第一过油孔44导通,油液经第一过油孔44在无杆腔22和有杆腔23之间输送、经第二过油孔62在储油腔63和有杆腔23之间输送,由第一过油孔44形成一次阻尼、第二过油孔62形成二次阻尼。

截止阀过油段32与截止阀密封段31的连接处设置锥形过渡部34,使得截止阀过油段32与截止阀密封段31之间呈锥形过渡,便于截止阀3滑动。

阀杆7的前端伸出活塞杆5设置以形成阀杆伸出段71,该阀杆伸出段71的长度与截止阀密封段31的轴向长度相同,便于将截止阀密封段31推离截止阀密封圈41。

活塞杆5的前端设置外螺纹,便于进行装配。

A、活塞杆5的收缩:向后推动阀杆7的阀杆伸出段71,由阀杆7驱动截止阀3后移,使得截止阀密封段31脱离截止阀密封圈41、截止阀密封圈41套接在截止阀过油段32上,无杆腔22、第一过油孔44和有杆腔23导通,向后推动活塞杆5使得活塞杆5驱动内阀座4挤压无杆腔22,无杆腔22内的油液经第一过油孔44进入有杆腔23内,有杆腔23内油液的增加使得有杆腔23内的油液经第二过油孔62进入储油腔63,并驱动外阀座6、内缸筒2挤压储气腔13,由第一过油孔44形成一次阻尼、第二过油孔62形成二次阻尼,以使活塞杆5平稳的向外缸筒1的尾端移动。

B、活塞杆5的锁定:向前移动阀杆7的阀杆伸出段71,由阀杆7驱动截止阀3前移,使得截止阀过油段32脱离截止阀密封圈41、截止阀密封圈41套接在截止阀密封段31上,以隔断无杆腔22、第一过油孔44和有杆腔23,对活塞杆5进行锁定。

C、活塞杆5的伸出:向后推动阀杆7的阀杆伸出段71,由阀杆7驱动截止阀3后移,使得截止阀密封段31脱离截止阀密封圈41、截止阀密封圈41套接在截止阀过油段32上,无杆腔22、第一过油孔44和有杆腔23导通,向前拉动活塞杆5使得活塞杆5驱动内阀座4远离无杆腔22,有杆腔23内的油液经第一过油孔44进入无杆腔22内,有杆腔23内油液的减少使得储油腔63内的油液经第二过油孔62回流到有杆腔23,活塞杆5带动内阀座4前伸、外阀座6带动内缸筒2前伸;活塞杆5前伸至所需位置时,重复步骤B,对活塞杆5进行锁定。