CN104712610B - 带缓冲装置的高速气缸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带缓冲装置的高速气缸，它包括缸体、活塞组件、活塞杆、后端盖和前端盖；后端盖和前端盖分别设置在缸体的后端和前端，后端盖上开有进气口，前端盖上开有孔；活塞组件设置在缸体内，活塞杆一端与活塞组件连接，另一端从前端盖上的孔中穿出；缸体内还设有缓冲活塞，缓冲活塞设置在活塞组件与前端盖之间，缓冲活塞上开有供活塞杆穿过的孔；缸体上开有排气口，排气口开在缓冲活塞与前端盖之间；缓冲活塞上开有联通缓冲活塞前侧和后侧的通气孔。该气缸带有缓冲装置，可有效避免气缸活塞组件直接碰撞气缸端盖。

Description

带缓冲装置的高速气缸
技术领域
本发明涉及气缸，特别是速度大于3m/s的高速气缸。
背景技术
普通气缸一般由前后端盖、气缸壁、活塞和活塞杆组件组成。通过气缸活塞两侧的压力差产生推力带动活塞杆运动，进而带动与活塞杆接触的物体运动，气缸的推力等于活塞两侧压力差和活塞截面积的乘积，气缸的运动速度与气缸的推力和气缸的行程成正比，由于活塞的冲击力大，一般的气缸最高速度只能为3m/s。
目前，在生产过程中，需要提供速度大于3m/s的高速气缸，如根据民航旅客座椅对试验中假人HIC值测试的要求，需要一种高速气缸将重约6kg的假人头部模块在一定行程内加速至不低于10.4m/s的速度，同时由于该设备自身条件的限制，气缸行程较短（小于1m），若仅仅通过增大活塞两侧压力差来增大气缸速度，试验时高速运动的活塞组件（大于10m/s）将直接碰撞气缸端盖，活塞组件和气缸端盖将发生变形乃至损坏，因此普通气缸无法满足该设备需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种带缓冲装置的高速气缸，该气缸带有缓冲装置，可有效避免气缸活塞组件直接碰撞气缸端盖。
本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：
带缓冲装置的高速气缸，它包括缸体、活塞组件、活塞杆、后端盖和前端盖；后端盖和前端盖分别设置在缸体的后端和前端，后端盖上开有进气口，前端盖上开有孔；活塞组件设置在缸体内，活塞杆一端与活塞组件连接，另一端从前端盖上的孔中穿出；缸体内还设有缓冲活塞，缓冲活塞设置在活塞组件与前端盖之间，缓冲活塞上开有供活塞杆穿过的孔；缸体上开有排气口，排气口开在缓冲活塞与前端盖之间；缓冲活塞上开有联通缓冲活塞前侧和后侧的通气孔。
上述方案中，所述活塞组件与缸体之间设有锁定装置。
上述方案中，所述锁定装置包括销轴、开在缸体上的销轴孔和开在活塞组件上的限位槽。
上述方案中，所述排气口为多个，排气口在缸体上均匀排列一圈。
上述方案中，所述缸体内还设有复位活塞，复位活塞设置在缓冲活塞与前端盖之间，复位活塞上开有供活塞杆穿过的孔，前端盖上还开有复位活塞进气口。
上述方案中，缓冲活塞上开有第二活塞组件复位进气口，缸体开有第一活塞组件复位进气口，第二活塞组件复位进气口的一端设置在缓冲活塞的后侧面上，缓冲活塞处于复位位置上时，第二活塞组件复位进气口的另一端和第一活塞组件复位进气口联通。
上述方案中，所述排气口距前端盖之间的距离大于复位活塞的厚度。
本发明的工作原理为：当压力气体将活塞组件上的活塞杆高速推出时，活塞组件与缓冲活塞之间的气体通过缓冲活塞的通气孔从缸体上的排气口排除；当活塞组件碰到缓冲活塞时，活塞组件堵住缓冲活塞通气孔，活塞组件带着缓冲活塞继续向前冲击，此时，缓冲活塞逐步堵住排气口，排气口逐步变小直至被完全堵住，缓冲活塞与前端盖间的气体压力逐步变大，使活塞组件在气缸有效行程内即可将速度降至低速或静止，避免高速气缸活塞组件直接碰撞气缸端盖的隐患。
本发明优点还在于：
1、所述活塞组件与缸体之间设有锁定装置，在压力气源加大压力时，锁定装置锁定活塞组件与缸体时，提高活塞组件两侧的压力差，实现气缸的大推力和高速度。
2、所述排气口为多个，排气口在缸体上均匀排列一圈，保证缓冲活塞逐步堵住排气口。
3、所述缸体内还设有复位活塞，前端盖上还开有复位活塞进气口，复位时向复位活塞进气口注入压力气体，可推动复位活塞复位。
4、复位活塞复位时，向第一活塞组件复位进气口，可推动活塞组件复位。
5、所述排气口距前端盖之间的距离大于复位活塞的厚度，当复位活塞复位时，向复位活塞进气口注入压力气体从排气口排出，复位活塞复位前行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例结构剖视图。
图2是本发明实施例充气状态示意图。
图3是本发明实施例控制系统示意图。
图4是本发明实施例工作状态示意图。
图5是本发明实施例复位状态示意图。
其中：1.后端盖；2.销轴；3.缸体；4.进气口；5.活塞组件；6.活塞杆；7.第一活塞组件复位进气口；8.缓冲活塞；9.排气口；10.复位活塞进气口；11.前端盖；12.复位活塞；13.第二活塞组件复位进气口；14.通气孔；15.限位槽。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明带缓冲装置的高速气缸实施例，它包括缸体3、活塞组件5、活塞杆6、后端盖1和前端盖11；后端盖和前端盖分别设置在缸体的后端和前端，后端盖上开有进气口4，进气口4与压力气源联通，前端盖上开有孔；活塞组件设置在缸体内，活塞杆一端与活塞组件连接，另一端从前端盖上的孔中穿出，活塞杆6同前端盖11之间使用普通橡胶密封圈密封；缸体内还设有缓冲活塞8，缓冲活塞8设置在活塞组件与前端盖之间，缓冲活塞上开有供活塞杆穿过的孔；缸体上开有排气口9，排气口9开在缓冲活塞8与前端盖11之间；缓冲活塞8上开有联通缓冲活塞8前侧和后侧的通气孔14。
所述活塞组件与缸体之间设有锁定装置，锁定装置包括销轴2、开在缸体上的销轴孔和开在活塞组件上的环形限位槽15。
所述排气口9为多个，排气口在缸体上均匀排列一圈。
所述缸体内还设有复位活塞12，复位活塞设置在缓冲活塞8与前端盖11之间，复位活塞上开有供活塞杆穿过的孔，前端盖上还开有复位活塞进气口10。
缓冲活塞上开有第二活塞组件复位进气口13，缸体开有第一活塞组件复位进气口7，第二活塞组件复位进气口13的一端设置在缓冲活塞的后侧面上，缓冲活塞处于复位位置上时，第二活塞组件复位进气口13的另一端和第一活塞组件复位进气口7联通。
所述排气口9距前端盖之间的距离大于复位活塞12的厚度。
活塞组件5同缸体（气缸壁）之间使用聚四氟乙烯材料密封，缓冲活塞8、复位活塞12同缸体3和活塞杆6之间使用普通橡胶密封圈密封。
本发明实施例的工作原理为：
如图2、3所示，充气过程中通过销轴2将活塞组件5固定在缸体3上，防止活塞因逐渐增大的压力差提前移动，同时也可增强系统的安全性，防止误操作。
如图4所示，图中实线箭头方向为销轴2运动方向，虚线箭头方向为气体运动方向。当锁定销轴2与活塞组件5的限位槽15分离时，活塞组件5在高压气体的作用下快速加速，带动活塞杆6运动，当活塞杆6达到要求时，活塞组件5碰到缓冲活塞8，此时排气间隙很小，活塞组件5在排气阻力的作用下，实现缓冲减速的目的，相应的压力气源供气阀也可在击发动作完时，切断供气，以配合气缸缓冲，增加缓冲的效果。
本发明实施例复位状态见图5所示，图中箭头方向为气体运动方向。首先向复位活塞进气口10充气把复位活塞12移至图示位置将排气口9堵住，再向活塞组件复位进气口7充气将活塞组件5和缓冲活塞8复位至图示位置，锁定销轴2将活塞组件5同气缸壁固定，气缸进入准备工作状态，可再次进行后续试验。
本发明实施例的有益效果是，气缸具有推力大、速度高等特点，能够在短行程内将大质量物体加速至高速度，活塞杆6输出速度可大于10.4m/s，同时避免了气缸活塞组件高速碰撞气缸端盖，该设备安全性高、耐用性好且成本低廉。

Claims (6)

1.带缓冲装置的高速气缸，它包括缸体、活塞组件、活塞杆、后端盖和前端盖；后端盖和前端盖分别设置在缸体的后端和前端，后端盖上开有进气口，前端盖上开有孔；活塞组件设置在缸体内，活塞杆一端与活塞组件连接，另一端从前端盖上的孔中穿出；其特征在于：缸体内还设有缓冲活塞，缓冲活塞设置在活塞组件与前端盖之间，缓冲活塞上开有供活塞杆穿过的孔；缸体上开有排气口，排气口开在缓冲活塞与前端盖之间；缓冲活塞上开有联通缓冲活塞前侧和后侧的通气孔；
所述缸体内还设有复位活塞，复位活塞设置在缓冲活塞与前端盖之间，前端盖上还开有复位活塞进气口；复位活塞上开有供活塞杆穿过的孔。
2.如权利要求1所述的高速气缸，其特征在于：所述活塞组件与缸体之间设有锁定装置。
3.如权利要求2所述的高速气缸，其特征在于：所述锁定装置包括销轴、开在缸体上的销轴孔和开在活塞组件上的限位槽。
4.如权利要求1所述的高速气缸，其特征在于：所述排气口为多个，排气口在缸体上均匀排列一圈。
5.如权利要求1所述的高速气缸，其特征在于：缓冲活塞上开有第二活塞组件复位进气口，缸体开有第一活塞组件复位进气口，第二活塞组件复位进气口的一端设置在缓冲活塞的后侧面上，缓冲活塞处于复位位置上时，第二活塞组件复位进气口的另一端和第一活塞组件复位进气口联通。
6.如权利要求1所述的高速气缸，其特征在于：所述排气口距前端盖之间的距离大于复位活塞的厚度。
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