CN104976178A - 一种新型调节气缸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型调节气缸，包括空心缸体(2)，其特征在于，所述缸体(2)内壁上设置一具有中心孔(4)的第一凸台(6)，所述第一凸台(6)将所述缸体(2)的内腔分割成第一腔室(8)和第二腔室(10)，并通过所述中心孔(4)连通，所述第一腔室(8)内设有与之滑动配合的活塞(12)以及固定在所述活塞(12)上的活塞杆(14)，所述第二腔室(10)内设有阀芯(16)、排气孔(18)和环形挡圈(20)。本发明中空心缸体(2)设有两个腔室，将气缸的运动分成两部分且两部分间相对独立，这种方式一能缩短气缸的行程，第二个能够实现快速排气，大大提高了气缸的提升高度和提升频率。

Description

一种新型调节气缸
技术领域
本发明涉及一种新型调节气缸。
背景技术
碰撞测试机器是用于试验室模拟产品在实际使用中，承受冲击破坏的能力，以此来评定产品对冲击环境的适应性，然后通过试验数据优化产品结构强度，正确评定产品的抗冲击能力，可有效地提高产品使用的可靠性。
现有技术中的碰撞测试机器通常都是采用凸轮等机械机构实现升降，这种方式相对而言能量小，提升的高度小，提升的频率也较小。
当然，现有技术中，也有采用气缸作为升降机构的，但是受限于气缸的行程，其效果也不甚理想。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高气缸行程气缸。
为解决上述问题，本发明提供了一种新型调节气缸，包括空心缸体，其特征在于，所述缸体内壁上设置一具有中心孔的第一凸台，所述第一凸台将所述缸体的内腔分割成第一腔室和第二腔室，并通过所述中心孔连通，所述第一腔室内设有与之滑动配合的活塞以及固定在所述活塞上的活塞杆，所述第二腔室包括：
-阀芯，其与所述第二腔室的外壁滑动配合，所述阀芯上连接有驱动其沿所述第二腔室的轴向做直线运动的动力装置，所述阀芯还包括设置在所述第一凸台近端的第一端部，所述第一端部设有第一出气孔，该第一出气孔与设置在所述阀芯上的第一进气孔通过第一进气通道连通，该第一进气通道上还连接有第一进气装置；
-排气孔，其为通孔，且设置在所述第二腔室的外壁上；
-环形挡圈，设置在所述阀芯的第一端部上，所述环形挡圈其外径大于所述中心孔的内径，其轴向尺寸大于所述排气孔到所述第一凸台近端的最大距离。
作为本发明的进一步改进，所述阀芯的另一端设有第二端部，所述第二腔室在其与所述第二端部相对的端壁上设置有第二进气通道，所述动力装置包括与所述第二进气通道连通的第二进气装置。
作为本发明的进一步改进，所述第一进气通道包括沿着所述阀芯轴向设置的柱状空心管道，以及设置在所述阀芯周向侧壁上且与其轴线同心的环槽，所述环槽上设有与所述空心管道连通的第一通孔，所述第二腔室的侧壁上设有第二进气孔，所述第二进气孔为通孔且当所述环形挡圈与所述第一凸台面接触时，所述第二进气孔与所述环槽连通。
作为本发明的进一步改进，所述第一腔室内设有贴合在所述第一凸台端面上的环形缓冲圈，所述缓冲圈上设有第二通孔。
作为本发明的进一步改进，所述缸体位于所述第一腔室一侧的端部侧壁上设有第一泄压孔，所述第一泄压孔与所述第一腔室连通。
作为本发明的进一步改进，所述阀芯为阶梯轴状结构，其第一端部至第二端部设有轴径递减的第一轴体、第二轴体以及第三轴体，所述第二腔室的内壁上设有其内孔分别与所述第二轴体和第三轴体的轴径相等的第二凸台和第三凸台，所述第一轴体到所述第二凸台的最大距离m等于所述环形挡圈到所述第一凸台的最大距离n。
作为本发明的进一步改进，所述第三凸台与所述第二轴体相对的两端面间通过复位弹簧连接。
作为本发明的进一步改进，所述第二凸台和第三凸台的侧壁均设有为通孔的第二泄压孔。
作为本发明的进一步改进，所述第二进气通道与所述第二进气装置之间设有二位三通换向阀，排气管道以及所述第二进气装置分别接通在所述换向阀的两个腔室内，所述第二进气管道可分别与上述两个腔室连通。
作为本发明的进一步改进，所述活塞杆为轴状结构，其包括轴身以及设置在所述轴身端部的轴颈，所述活塞设有能穿过所述轴颈且内径小于所述轴身的内孔，所述轴颈的自由端上设有外螺纹，其通过一与之螺纹连接的螺母将所述活塞固定在其中。
本发明的有益效果在于：
(1)空心缸体设有两个腔室，将气缸的运动分成两部分且两部分间相对独立，这种方式一能缩短气缸的行程，第二个能够实现快速排气，大大提高了气缸的提升高度和提升频率；
(2)设置第二进气装置，通过第二进气管道，为缸体内的活塞运动提供动力；
(3)设置环槽，并且在环槽的周向设置有与空心管道连通的第一通孔，因为在阀芯升降的过程中，阀芯的周向自由度未得到限制，因此其不免会产生一定的转动，如果与第二进气孔仅仅是通过孔对孔的方式联接，会发生无法对准的情况，导致空心管道无法进气，而采用上述结构，能够有效的防止这种情况的发生；·
(4)设置缓冲圈，可以减少冲击瞬间，活塞对第一凸台的冲击力；
(5)设置第一泄压孔，保持第一腔室与外界连通，防止两者间形成压差，影响活塞的运动；
(6)阀芯采用阶梯轴结构，一是能够减小各点累计摩擦的面积，二便于在其孔壁上设置泄压孔泄压，另外，因为设置有台阶面，能够在第二进气装置做功时，起到很好的密封性；
(7)设置复位弹簧，在排气时，能够给阀芯一个复位的力，有利于排气的顺利进行；
(8)设置第二泄压孔，保持第二腔室与外界连通，防止两者间形成压差，影响阀芯的运动；
(9)设置两位三通换向阀，当需要阀芯向活塞侧运动时，第二进气装置与第二进气通道接通，第二进气装置做功，将阀芯顶住所述第一凸台，当系统需要泄压时，将排气管道与第二进气管道连通，系统将空心缸体内的部分多余气体通过排气管道排除，有助于高速排气；
(10)采用该结构，通过螺纹连接的方式将活塞固定在活塞杆上，连接牢固，另外将轴身和轴颈设置成阶梯状结构，能够起到很好的限位作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A的局部放大图；
图3为图1中B的局部放大图。
其中：2-空心缸体；4-中心孔；6-第一凸台；8-第一腔室；10-第二腔室；12-活塞；14-活塞杆；16-阀芯；17-第一出气孔；18-排气孔；19-第一进气孔；20-环形挡圈；21-第一进气通道；22-第二进气通道；23-空心管道；24-环槽；26-第二进气孔；28-缓冲圈；29-第一泄压孔；30-第一轴体；32-第二轴体；34-第三轴体；36-第二凸台；.38-第三凸台；40-复位弹簧；42-第二泄压孔；44-轴身；46-轴颈；48-螺母；m-第一轴体到第二凸台的最大距离；n-环形挡圈到第一凸台的最大距离。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
如图1-3所示，本发明包括空心缸体2，所述缸体内壁上设置一具有中心孔4的第一凸台6，所述第一凸台6将所述缸体的内腔分割成第一腔室8和第二腔室10，并通过所述中心孔4连通，所述第一腔室8内设有与之滑动配合的活塞12以及固定在所述活塞12上的活塞杆14，所述第二腔室10包括：
-阀芯16，其与所述第二腔室10的外壁滑动配合，所述阀芯16上连接有驱动其沿所述第二腔室10的轴向做直线运动的动力装置，所述阀芯16还包括设置在所述第一凸台6近端的第一端部，所述第一端部设有第一出气孔17，该第一出气孔17与设置在所述阀芯16上的第一进气孔19通过第一进气通道21连通，该第一进气通道21上还连接有第一进气装置；
-排气孔18，其为通孔，且设置在所述第二腔室10的外壁上；
-环形挡圈20，设置在所述阀芯16的第一端部上，所述环形挡圈20其外径大于所述中心孔4的内径，其轴向尺寸大于所述排气孔18到所述第一凸台6近端的最大距离。
空心缸体2设有两个腔室，将气缸的运动分成两部分且两部分间相对独立，这种方式一能缩短气缸的行程，第二个能够实现快速排气，大大提高了气缸的提升高度和提升频率；
作为本发明的进一步改进，所述阀芯16的另一端设有第二端部，所述第二腔室10在其与所述第二端部相对的端壁上设置有第二进气通道22，所述动力装置包括与所述第二进气通道22连通的第二进气装置。
设置第二进气装置，通过第二进气管道，为缸体内的活塞12运动提供动力。
作为本发明的进一步改进，所述第一进气通道21包括沿着所述阀芯16轴向设置的柱状空心管道23，以及设置在所述阀芯16周向侧壁上且与其轴线同心的环槽24，所述环槽24上设有与所述空心管道23连通的第一通孔，所述第二腔室10的侧壁上设有第二进气孔26，所述第二进气孔26为通孔且当所述环形挡圈20与所述第一凸台6面接触时，所述第二进气孔26与所述环槽24连通。
设置环槽24，并且在环槽24的周向设置有与空心管道23连通的第一通孔，因为在阀芯16升降的过程中，阀芯16的周向自由度未得到限制，因此其不免会产生一定的转动，如果与第二进气孔26仅仅是通过孔对孔的方式联接，会发生无法对准的情况，导致空心管道23无法进气，而采用上述结构，能够有效的防止这种情况的发生。
作为本发明的进一步改进，所述第一腔室8内设有贴合在所述第一凸台6端面上的环形缓冲圈28，所述缓冲圈28上设有第二通孔。
设置缓冲圈28，可以减少冲击瞬间，活塞12对第一凸台6的冲击力。
作为本发明的进一步改进，所述缸体位于所述第一腔室8一侧的端部侧壁上设有第一泄压孔29，所述第一泄压孔29与所述第一腔室8连通。
设置第一泄压孔29，保持第一腔室8与外界连通，防止两者间形成压差，影响活塞12的运动。
作为本发明的进一步改进，所述阀芯16为阶梯轴状结构，其第一端部至第二端部设有轴径递减的第一轴体30、第二轴体32以及第三轴体34，所述第二腔室10的内壁上设有其内孔分别与所述第二轴体32和第三轴体34的轴径相等的第二凸台36和第三凸台38，所述第一轴体30到所述第二凸台36的最大距离m等于所述环形挡圈20到所述第一凸台6的最大距离n。
阀芯16采用阶梯轴结构，一是能够减小各点累计摩擦的面积，二便于在其孔壁上设置泄压孔泄压，另外，因为设置有台阶面，能够在第二进气装置做功时，起到很好的密封性。
作为本发明的进一步改进，所述第三凸台38与所述第二轴体32相对的两端面间通过复位弹簧40连接。
设置复位弹簧40，在排气时，能够给阀芯16一个复位的力，有利于排气的顺利进行。
作为本发明的进一步改进，所述第二凸台36和第三凸台38的侧壁均设有为通孔的第二泄压孔42。
设置第二泄压孔42，保持第二腔室10与外界连通，防止两者间形成压差，影响阀芯16的运动。
作为本发明的进一步改进，所述第二进气通道22与所述第二进气装置之间设有二位三通换向阀，排气管道以及所述第二进气装置分别接通在所述换向阀的两个腔室内，所述第二进气管道可分别与上述两个腔室连通。
设置两位三通换向阀，当需要阀芯16向活塞12侧运动时，第二进气装置与第二进气通道22接通，第二进气装置做功，将阀芯16顶住所述第一凸台6，当系统需要泄压时，将排气管道与第二进气管道连通，系统将空心缸体2内的部分多余气体通过排气管道排除，有助于高速排气。
作为本发明的进一步改进，所述活塞杆14为轴状结构，其包括轴身44以及设置在所述轴身44端部的轴颈46，所述活塞12设有能穿过所述轴颈46且内径小于所述轴身44的内孔，所述轴颈46的自由端上设有外螺纹，其通过一与之螺纹连接的螺母48将所述活塞12固定在其中。
采用该结构，通过螺纹连接的方式将活塞12固定在活塞杆14上，连接牢固，另外将轴身44和轴颈46设置成阶梯状结构，能够起到很好的限位作用。
本发明使用的具体原理如下：
一、进气时。
(1)调节二位三通换向阀，使得第二进气装置与第二进气管道连通，第二进气装置做功，通过气压将阀芯16顶向活塞12一侧，至环形挡圈20抵靠在第一凸台6的端面上，此后，第二进气装置保压或者持续供压，并保持在一个合理的范围内；
(2)此时，第二通孔与环槽24以及空心管道23连通，第一进气装置做功，气体通过上述连通的孔、槽和通道进入第二腔室10内，该气压小于第二进气装置提供的压力，因此将会推动活塞12做功，活塞12带动活塞杆14向上运动，完成上升的动作。
二、排气时。
(1)第一进气装置停止做功；
(2)将排气管道与第二进气管道连通；
(3)活塞12、活塞杆14以及设置在活塞杆14上的重物在重力下向下运动，压缩活塞12下方的气体，从而带动阀芯16向下运动，至排气孔18打开，大部分多余的气体通过排气孔18排出，另一部分气体通过上述与第二进气管连通的排气管体排除，以次实现快速排气。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种新型调节气缸，包括空心缸体(2)，其特征在于，所述缸体(2)内壁上设置一具有中心孔(4)的第一凸台(6)，所述第一凸台(6)将所述缸体(2)的内腔分割成第一腔室(8)和第二腔室(10)，并通过所述中心孔(4)连通，所述第一腔室(8)内设有与之滑动配合的活塞(12)以及固定在所述活塞(12)上的活塞杆(14)，所述第二腔室(10)包括：
-阀芯(16)，其与所述第二腔室(10)的外壁滑动配合，所述阀芯(16)上连接有驱动其沿所述第二腔室(10)的轴向做直线运动的动力装置，所述阀芯(16)还包括设置在所述第一凸台(6)近端的第一端部，所述第一端部设有第一出气孔(17)，该第一出气孔(17)与设置在所述阀芯(16)上的第一进气孔(19)通过第一进气通道(21)连通，该第一进气通道(21)上还连接有第一进气装置；
-排气孔(18)，其为通孔，且设置在所述第二腔室(10)的外壁上；
-环形挡圈(20)，设置在所述阀芯(16)的第一端部上，所述环形挡圈(20)其外径大于所述中心孔(4)的内径，其轴向尺寸大于所述排气孔(18)到所述第一凸台(6)近端的最大距离。
2.根据权利要求1所述一种新型调节气缸，其特征在于，所述阀芯(16)的另一端设有第二端部，所述第二腔室(10)在其与所述第二端部相对的端壁上设置有第二进气通道(22)，所述动力装置包括与所述第二进气通道(22)连通的第二进气装置。
3.根据权利要求2所述的一种新型调节气缸，其特征在于，所述第一进气通道(21)包括沿着所述阀芯(16)轴向设置的柱状空心管道(23)，以及设置在所述阀芯(16)周向侧壁上且与其轴线同心的环槽(24)，所述环槽(24)上设有与所述空心管道(23)连通的第一通孔，所述第二腔室(10)的侧壁上设有第二进气孔(26)，所述第二进气孔(26)为通孔且当所述环形挡圈(20)与所述第一凸台(6)面接触时，所述第二进气孔(26)与所述环槽(24)连通。
4.根据权利要求3所述的一种新型调节气缸，其特征在于，所述第一腔室(8)内设有贴合在所述第一凸台(6)端面上的环形缓冲圈(28)，所述缓冲圈(28)上设有第二通孔。
5.根据据权利要求4所述的一种新型调节气缸，其特征在于，所述缸体(2)位于所述第一腔室(8)一侧的端部侧壁上设有第一泄压孔(29)，所述第一泄压孔(29)与所述第一腔室(8)连通。
6.根据权利要求5所述的一种新型调节气缸，其特征在于，所述阀芯(16)为阶梯轴状结构，其第一端部至第二端部设有轴径递减的第一轴体(30)、第二轴体(32)以及第三轴体(34)，所述第二腔室(10)的内壁上设有其内孔分别与所述第二轴体(32)和第三轴体(34)的轴径相等的第二凸台(36)和第三凸台(38)。
7.根据权利要求6所述的一种新型调节气缸，其特征在于，所述第三凸台(38)与所述第二轴体(32)相对的两端面间通过复位弹簧(40)连接。
8.根据权利要求7所述的一种新型调节气缸，其特征在于，所述第二凸台(36)和第三凸台(38)的侧壁均设有为通孔的第二泄压孔(42)。
9.根据权利要求8所述的一种新型调节气缸，其特征在于，所述第二进气通道(22)与所述第二进气装置之间设有二位三通换向阀，排气管道以及所述第二进气装置分别接通在所述换向阀的两个腔室内，所述第二进气管道(22)可分别与上述两个腔室连通。
10.根据权利要求9所述的一种新型调节气缸，其特征在于，所述活塞杆(14)为轴状结构，其(14)包括轴身(44)以及设置在所述轴身(44)端部的轴颈(46)，所述活塞(12)设有能穿过所述轴颈(46)且内径小于所述轴身(44)的内孔，所述轴颈(46)的自由端上设有外螺纹，其通过一与之螺纹连接的螺母(48)将所述活塞(12)固定在其中。
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