CN105134859B - 一种失压保护型氮气弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种失压保护型氮气弹簧，包括缸体、固定套与柱塞，所述的柱塞套设在固定套内，所述的固定套设置在缸体的上端开口处，所述的柱塞与固定套之间设有导向环，对柱塞的上下运动起导向作用，所述的缸体的下端设置有向缸体内部充入氮气的充气阀，所述的固定套外侧沿周向开设有泄压槽，该泄压槽与缸体内壁之间形成空隙，泄压槽处壁板在承受压力大于设定值时自动变形裂开，释放缸体内氮气，实现泄压保护。与现有技术相比，本发明结构设置简单、安全性高。

Description

一种失压保护型氮气弹簧

技术领域

本发明涉及一种氮气弹簧，尤其是涉及一种失压保护型氮气弹簧。

背景技术

现在氮气弹簧在使用过程中存在一定的安全隐患，因为氮气弹簧缸体内充入了高压氮气，氮气弹簧在被压下过程中，缸体内的氮气压力不断增加，当氮气弹簧没有固定好，在下压过程中发生倾斜或滑倒时，由于突然失去了外在的压力，缸体内的高压氮气会产生很强的反作用力使柱塞快速往上运动，柱塞冲击固定套底端时，由于力量过大，会使柱塞断裂飞出，导致柱塞上方的模具损坏或人员受伤。

中国专利CN 201434036Y公布了一种冲压模用氮气弹簧，相比于常规氮气弹簧，其设置有多个柱塞来分担承受的压力。

中国专利CN 204153041U公布了一种过行程保护型氮气弹簧，包括活塞杆，套筒，挡块，缸筒，所述缸筒与套筒固定连接，所述挡块对称设于活塞杆下部两侧，该活塞杆通过挡块与套筒连接，所述缸筒底部设有一冲头和与所述冲头相应对的排气通道。该实用新型提供了一种过行程保护型氮气弹簧，其在冲头下方设置L形排气通道，当冲头被迫下压冲孔后，L形排气通道与缸筒内部连通，氮气外泄，实现主动泄压，但是该氮气弹簧存在的问题是：1、其仅能适用于活塞杆上方承受压力过大时下压行程保护的情况，而对于活塞杆上方突然失去压力到时活塞杆迅速上冲并与套筒冲击时活塞杆断裂飞出，导致模具损坏或人员受伤的情况并没有保护；2、其泄压装置开设在缸筒下方，泄压时缸筒损坏，并且可能会被挤压变形，导致套筒与活塞杆均不能再次利用，因此其损坏成本较高，经济实用性较差。

中国专利CN 203223511U公布了一种锥形面式氮气弹簧过载安全保护结构，是以活塞密封套封装在缸体的上端，活塞穿过活塞密封套伸出缸体；活塞与活塞密封套之间设置有密封圈，密封圈卡嵌在活塞密封套上端的凹槽内；活塞密封套内侧的中间凹槽内卡嵌有骨架油封，其特征是：设置活塞的上段外圆周面为锥形面，设置锥形面的高度为：在活塞向下运动到活塞的顶部端面距缸体的顶部端面5厘米位置处时，锥形面的锥底面与骨架油封的下端面处在同一平面上。该弹簧结构同样对于活塞杆上方突然失去压力到时活塞杆迅速上冲并与套筒冲击时活塞杆断裂飞出，导致模具损坏或人员受伤的情况并没有保护。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构设置简单、安全性高的失压保护型氮气弹簧。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种失压保护型氮气弹簧，包括缸体、固定套与柱塞，所述的柱塞套设在固定套内，所述的固定套设置在缸体的上端开口处，所述的柱塞与固定套之间设有导向环，对柱塞的上下运动起导向作用，所述的缸体的下端设置有向缸体内部充入氮气的充气阀，所述的固定套外侧沿周向开设有泄压槽，该泄压槽与缸体内壁之间形成空隙，泄压槽处壁板在承受压力大于设定值时自动变形裂开，释放缸体内氮气，实现泄压保护。

所述的泄压槽为V型槽，其开口朝向缸体内壁，所述的泄压槽最深处距离固定套内壁的壁板厚度为0.3-0.5mm，其具体厚度由不同的氮气弹簧型号决定，该厚度可以承受一定的冲击力，且该冲击力不足以使柱塞断裂，但是当瞬间受到柱塞由下而上的冲击力达到或超过设定值时，泄压槽变形裂开，释放缸体内氮气，实现泄压保护。当固定套底端受到冲击力时，泄压槽处由于可承受压力较小会开裂，使缸体内的氮气顺着开裂处泄出，从而使缸体内的氮气压力快速减小到零。

所述的泄压槽的长度为泄压槽所处高度的固定套外表面周长的1/3。

所述的固定套外侧中部设有外型腔，所述的固定套外侧底部设有外密封槽，所述的泄压槽开设在外型腔表面，所述的外密封槽内设置有实现缸体与固定套密封的密封圈。

所述的固定套内侧上端开设有内密封槽，该内密封槽内设置有实现柱塞与固定套密封的密封圈，此处的密封圈还具有保护柱塞表面，隔离外面的灰尘等作用。所述的固定套内侧下端形成底部凸台，在内密封槽与底部凸台之间形成内型腔，所述的导向环设置在内型腔内，同时在内型腔中还设有实现柱塞与固定套密封的密封圈。

所述的缸体顶部的内壁上开设有用于放置卡簧的卡簧槽，卡簧将固定套紧紧地固定在缸体内，不会由于缸体内的高压而移动。

所述的柱塞的底端沿径向设置防止柱塞冲出缸体外部的限位凸台，柱塞在运动过程中，柱塞底部的限位凸台接触到底部凸台时停止。

所述的缸体底端横向开设有与缸体内部连通的通孔，在通孔里面装有充气阀，在通孔外面安装有安全螺堵，通过充气阀与安全螺堵可对氮气弹簧进行充气和放气操作。

上述各密封圈的作用是防止缸体内氮气泄露，导向环可对柱塞起导向作用，使柱塞顺着导向环方向上下运动。

本发明的氮气弹簧组装过程为：固定套上装好密封圈，将柱塞放入固定套中，柱塞和固定套一起放入缸体中，卡簧放入缸体上的卡簧槽中。卡簧可将固定套紧紧地固定在缸体内，不会由于缸体内的高压而移动。

本发明的失压保护型氮气弹簧工作原理为：

缸体内充入高压氮气，柱塞受到外压时向下运动，运动过程中压缩缸体内的氮气，当柱塞运动到杆体的底部时，高压氮气产生反作用力使柱塞向上运动；正常工作时，柱塞不断的受到上方外压向下的压力以及缸内高压氮气向上的压力，从而不断的做上下运动，当氮气弹簧被压到最低时，这时缸体内的压力最大，产生的反作用力也最大，在反作用力下，柱塞上的模具被顶起，起到一定的缓冲作用；从而有利于模具冲压的稳定运行。当柱塞运行到缸体的底部时，假如由于氮气弹簧没固定好或产生松动，导致氮气弹簧发生倾斜或滑倒，这时柱塞上方会突然失去压力，柱塞会突然向上快速运动，当柱塞底端的限位凸台碰到固定套底端的底部凸台时，泄压槽处壁板受到超过所能承受压力，会发生变形裂开，缸体内的高压氮气会沿着泄压槽处裂缝放出，缸体内氮气的压力快速减弱到零，柱塞没有作用力时停止运动，从而有效地避免柱塞断裂飞出，避免柱塞或柱塞上的模具损坏，同时避免人员受伤，起到安全防护作用。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

1、在固定套上开设有泄压槽，当氮气弹簧在突然失压状态下，防止柱塞断裂飞出，损坏柱塞上的模具或伤人，可提高氮气弹簧的安全性能，规避可能存在的安全隐患。

2、本发明中的泄压槽的壁板厚度经过了严格的设计，当柱塞上方的压力消失时，由于受到压缩氮气的弹力使得限位凸台撞击固定套底端的底部凸台，使得泄压槽处壁板在承受压力大于设定值，泄压槽处壁板自动变形裂开，释放缸体内氮气，实现泄压保护。

3、本发明氮气弹簧结构设置简单，成本较低，同时有效克服了现有技术产品存在的潜在的安全隐患等缺陷，有效提升了产品品质，使氮气弹簧的安全性得到极大提升。

附图说明

图1为本发明失压保护型氮气弹簧结构示意图；

图2为固定套剖视结构示意图；

图3为固定套立体结构示意图；

图4为柱塞撞击固定套时的结构示意图。

图中标号：1为柱塞，2为缸体，3为固定套，4为卡簧，5为密封圈，6为充气阀，7为导向环，8为安全螺堵，9为泄压槽，10为卡簧槽，11为外型腔，12为外密封槽，13为内密封槽，14为底部凸台，15为内型腔，16为限位凸台，17为通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种失压保护型氮气弹簧，如图1～图4所示，包括缸体2、固定套3与柱塞1，柱塞1套设在固定套3内，固定套3设置在缸体2的上端开口处，柱塞1与固定套3之间设有导向环7，对柱塞1的上下运动起导向作用，缸体2顶部的内壁上开设有用于放置卡簧4的卡簧槽10，卡簧4将固定套3紧紧地固定在缸体2内，不会由于缸体内的高压而移动。缸体2底端横向开设有与缸体2内部连通的通孔17，在通孔17里面装有充气阀6，在通孔17外面安装有安全螺堵8，通过充气阀6与安全螺堵8可对氮气弹簧进行充气和放气操作。固定套3外侧沿周向开设有泄压槽9，该泄压槽9与缸体2内壁之间形成空隙，泄压槽9处壁板在承受压力大于设定值时自动变形裂开，释放缸体2内氮气，实现泄压保护。

参考图2、图3，泄压槽9为V型槽，其开口朝向缸体2内壁，泄压槽9最深处距离固定套3内壁的壁板厚度为0.3-0.5mm，其具体厚度由不同的氮气弹簧型号决定，该厚度可以承受一定的冲击力，且该冲击力不足以使柱塞断裂，但是当瞬间受到柱塞由下而上的冲击力达到或超过设定值时，泄压槽变形裂开，释放缸体内氮气，实现泄压保护。当固定套3底端受到冲击力时，泄压槽9处由于可承受压力较小会开裂，使缸体2内的氮气顺着开裂处泄出，从而使缸体2内的氮气压力快速减小到零。泄压槽9的长度为泄压槽9所处高度的固定套3外表面周长的1/3。

固定套3外侧中部设有外型腔11，固定套3外侧底部设有外密封槽12，泄压槽9开设在外型腔11表面，外密封槽12内设置有实现缸体2与固定套3密封的密封圈5。固定套3内侧上端开设有内密封槽13，该内密封槽13内设置有实现柱塞1与固定套3密封的密封圈5，此处的密封圈5还具有保护柱塞1表面，隔离外面的灰尘等作用。固定套3内侧下端形成底部凸台14，在内密封槽13与底部凸台14之间形成内型腔15，导向环7设置在内型腔15内，同时在内型腔15中还设有实现柱塞1与固定套3密封的密封圈5。

柱塞1的底端沿径向设置防止柱塞1冲出缸体2外部的限位凸台16，柱塞1在运动过程中，柱塞1底部的限位凸台16接触到底部凸台14时停止。

上述各密封圈5的作用是防止缸体2内氮气泄露，导向环7可对柱塞1起导向作用，使柱塞1顺着导向环7方向上下运动。

本实施例的氮气弹簧组装过程为：固定套3上装好密封圈5，将柱塞1放入固定套3中，柱塞1和固定套3一起放入缸体2中，卡簧4放入缸体2上的卡簧槽10中。卡簧14可将固定套3紧紧地固定在缸体2内，不会由于缸体2内的高压而移动。

本实施例的失压保护型氮气弹簧工作原理为：

缸体2内充入高压氮气，柱塞1受到外压时向下运动，运动过程中压缩缸体2内的氮气，当柱塞1运动到杆体2的底部时，高压氮气产生反作用力使柱塞1向上运动；正常工作时，柱塞1不断的受到上方外压向下的压力以及缸内高压氮气向上的压力，从而不断的做上下运动，当氮气弹簧被压到最低时，这时缸体内的压力最大，产生的反作用力也最大，在反作用力下，柱塞1上的模具被顶起，起到一定的缓冲作用；从而有利于模具冲压的稳定运行。当柱塞1运行到缸体2的底部时，假如由于氮气弹簧没固定好或产生松动，导致氮气弹簧发生倾斜或滑倒，这时柱塞1上方会突然失去压力，柱塞1会突然向上快速运动，当柱塞1底端的限位凸台16碰到固定套3底端的底部凸台14时，泄压槽9处壁板受到超过所能承受压力，会发生变形裂开，缸体2内的高压氮气会沿着泄压槽9处裂缝放出，缸体2内氮气的压力快速减弱到零，柱塞1没有作用力时停止运动，从而有效地避免柱塞1断裂飞出，避免柱塞1或柱塞1上的模具损坏，同时避免人员受伤，起到安全防护作用。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种失压保护型氮气弹簧，包括缸体(2)、固定套(3)与柱塞(1)，所述的柱塞(1)套设在固定套(3)内，所述的固定套(3)设置在缸体(2)的上端开口处，所述的柱塞(1)与固定套(3)之间设有导向环(7)，对柱塞(1)的上下运动起导向作用，所述的缸体(2)的下端设置有向缸体(2)内部充入氮气的充气阀(6)，其特征在于，所述的固定套(3)外侧沿周向开设有泄压槽(9)，该泄压槽(9)与缸体(2)内壁之间形成空隙，泄压槽(9)处壁板在承受压力大于设定值时自动变形裂开，释放缸体(2)内氮气，实现泄压保护。

2.根据权利要求1所述的一种失压保护型氮气弹簧，其特征在于，所述的泄压槽(9)为V型槽，其开口朝向缸体(2)内壁，所述的泄压槽(9)最深处距离固定套(3)内壁的壁板厚度为0.3-0.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种失压保护型氮气弹簧，其特征在于，所述的泄压槽(9)的长度为泄压槽(9)所处高度的固定套(3)外表面周长的1/3。

4.根据权利要求1所述的一种失压保护型氮气弹簧，其特征在于，所述的固定套(3)外侧中部设有外型腔(11)，所述的固定套(3)外侧底部设有外密封槽(12)，所述的泄压槽(9)开设在外型腔(11)表面，所述的外密封槽(12)内设置有实现缸体(2)与固定套(3)密封的密封圈(5)。

5.根据权利要求1所述的一种失压保护型氮气弹簧，其特征在于，所述的固定套(3)内侧上端开设有内密封槽(13)，该内密封槽(13)内设置有实现柱塞(1)与固定套(3)密封的密封圈(5)，所述的固定套(3)内侧下端形成底部凸台(14)，在内密封槽(13)与底部凸台(14)之间形成内型腔(15)，所述的导向环(7)设置在内型腔(15)内，同时在内型腔(15)中还设有实现柱塞(1)与固定套(3)密封的密封圈(5)。

6.根据权利要求1所述的一种失压保护型氮气弹簧，其特征在于，所述的缸体(2)顶部的内壁上开设有用于放置卡簧(4)的卡簧槽(10)，卡簧(4)将固定套(3)紧紧地固定在缸体(2)内。

7.根据权利要求1所述的一种失压保护型氮气弹簧，其特征在于，所述的柱塞(1)的底端沿径向设置防止柱塞(1)冲出缸体(2)外部的限位凸台(16)。

8.根据权利要求1所述的一种失压保护型氮气弹簧，其特征在于，所述的缸体(2)底端横向开设有与缸体(2)内部连通的通孔(17)，在通孔(17)里面装有充气阀(6)，在通孔(17)外面安装有安全螺堵(8)。