CN113606219B - 一种带锁气缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种带锁气缸，包括缸筒、前盖、后盖、活塞及活塞杆，活塞活动设于缸筒内，活塞杆的一端与活塞固定连接，活塞杆的另一端活动穿出于前盖；前盖设置有锁定装置，锁定装置包括相抵配合的锁芯和锁定弹簧，活塞杆设置有锁槽，前盖、活塞及活塞杆配合形成有密闭空间；前盖设有与密闭空间连通的泄压口，前盖还设置有安全阀，安全阀包括阀芯、阀芯弹簧、泄压入口及泄压出口，泄压入口与泄压口连通，泄压出口与大气连通，阀芯用于控制泄压入口与泄压出口的导通或切断，阀芯弹簧与阀芯相抵配合。本发明既能够实现对活塞杆的自动锁定与自动解锁，同时还能够有效防止因电磁阀密封失效而造成的意外解锁现象。

Description

一种带锁气缸

技术领域

本发明涉及气缸技术领域，特别涉及一种带锁气缸。

背景技术

气缸是引导活塞在其中进行直线往复运动的气动执行元件，可用于将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转等运动。带锁气缸又称自锁气缸，其主要是在传统气缸的基础上增设了锁定结构，通过该锁定结构可以使得活塞杆能够保持在伸出或缩回的状态，从而保证负载正常、可靠工作。

中国专利（公开号为CN106015170A）公开了一种机械式自动锁定气缸，其包括前盖、缸筒、活塞杆及后盖，活塞杆包括前活塞杆和后活塞杆，前活塞杆上设置有第一锁槽，后活塞杆上设有第二锁槽，前盖具有前活塞杆孔和前气口，前活塞杆与前活塞杆孔滑动配合，前气口的一端与前盖的前活塞杆孔相通，另一端与外界相通，后盖具有后活塞杆孔和后气口，后活塞杆与后活塞杆孔滑动配合，后气口的一端与后盖的活塞杆孔相通，另一端与外界相通，前盖上装有前锁装置和前解锁装置，前锁装置与第一锁槽配合，前锁装置与前解锁装置连接，后盖上装有后锁装置和后解锁装置，后锁装置与第二锁槽配合，后锁装置与后解锁装置连接。

上述机械式自动锁定气缸在使用时，前锁装置在气缸活塞杆伸出到位时与第一锁槽配合，完成活塞杆锁定；后锁装置在气缸活塞杆缩回到位时与第二锁槽配合，完成活塞杆的锁定。当有压缩空气时，压缩空气能够推动前锁装置/后锁装置，分别实现气缸伸出状态的解锁和气缸缩回状态的解锁；当无压缩空气时，手动操作前解锁装置可实现气缸伸出状态的手动解锁；手动操作后解锁装置可实现气缸缩回状态的手动解锁。

上述机械式自动锁定气缸的优点在于：其既可以实现对活塞杆位置的自动锁定，同时还可以通过压缩空气推动前锁装置和后锁装置，以此实现自动解锁。但是其存在的缺陷在于：一般来说，气缸作为执行元件，其不会直接与气源相连，而是通常会与电磁阀（例如两位三通电磁阀、两位五通电磁阀等）配合工作，工作时，气源通过电磁阀向气缸的有杆腔或无杆腔供气，从而驱动气缸进行相应动作，而当电磁阀内部气体通道因密封不严而出现压缩气体缓慢泄漏至气缸时，随着泄漏时间的延长，气缸内部压力逐渐上升，当达到前锁装置/后锁装置的设定解锁压力时，则会造成前锁装置/后锁装置意外解锁，使得活塞杆出现不被期望的移动，此时容易造成安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种带锁气缸，其结构简单合理、操作方便，既能够实现对活塞杆的自动锁定与自动解锁，同时还能够有效防止因电磁阀密封失效而造成的意外解锁现象，工作性能安全可靠。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种带锁气缸，包括缸筒、前盖、后盖、活塞及活塞杆，所述前盖和所述后盖连接于所述缸筒的两端，所述前盖设有与所述缸筒连通的第一进气口，所述后盖设有与所述缸筒连通的第二进气口，所述活塞活动设于所述缸筒内，所述活塞杆的一端与所述活塞固定连接，所述活塞杆的另一端活动穿出于所述前盖；所述前盖设置有锁定装置，所述锁定装置包括相抵配合的锁芯和锁定弹簧，所述活塞杆设置有锁槽；当所述活塞杆伸出到位时，所述锁芯与所述锁槽锁定配合，所述前盖、所述活塞及所述活塞杆配合形成有密闭空间，所述第一进气口与所述密闭空间连通；

所述前盖设有与所述密闭空间连通的泄压口，所述前盖还设置有安全阀，所述安全阀包括阀芯、阀芯弹簧、泄压入口及泄压出口，所述泄压入口与所述泄压口连通，所述泄压出口与大气连通，所述阀芯用于控制所述泄压入口与所述泄压出口的导通或切断，所述阀芯弹簧与所述阀芯相抵配合，所述阀芯弹簧使所述阀芯始终具有将所述泄压入口与所述泄压出口导通的运动趋势。

进一步地，所述前盖设有安装腔，所述安全阀还包括阀套和阀盖，所述阀套固定且密封套设于所述安装腔内，所述阀盖与所述前盖固定连接，所述泄压出口设于所述阀盖上，所述阀芯活动设置于所述泄压口与所述阀套之间，所述泄压入口设于所述阀芯的靠近所述泄压口的端面上，所述阀芯的外壁设置有与所述阀套的端部内壁密封配合的锥面，所述阀芯弹簧抵设于所述阀芯与所述阀盖之间，所述阀芯弹簧使所述阀芯始终具有远离所述阀套的运动趋势。

进一步地，所述阀套的外壁嵌设有与所述安装腔的周壁密封配合的阀套密封圈。

进一步地，所述泄压入口为沿径向设置于所述阀芯端面的槽道。

进一步地，所述锁定装置还包括锁盖，所述锁盖与所述前盖固定连接，所述锁芯活动设置于所述前盖内，所述锁定弹簧抵设于所述锁盖与所述锁芯之间。

进一步地，所述锁芯的端部设置有与所述活塞杆配合的缓冲垫。

进一步地，所述前盖还设置有与所述锁芯相连接的手动解锁装置。

进一步地，所述手动解锁装置包括解锁杆和手柄，所述解锁杆的一端与所述锁芯固定连接，所述解锁杆的另一端活动穿过所述锁盖并与所述手柄固定连接。

进一步地，所述活塞的靠近所述前盖的一端沿轴向设置有延伸部，所述活塞杆通过所述延伸部与所述活塞固定连接，所述前盖的内壁嵌设有前盖密封圈；当所述活塞杆伸出到位时，所述延伸部插入于所述前盖内并通过所述前盖密封圈与所述前盖密封配合。

进一步地，所述前盖的前端内壁还设有与所述活塞杆密封配合的前盖防尘圈。

本发明的有益效果为：本发明提供的带锁气缸，既能够在活塞杆伸出到位时实现自动锁定，还能够在向第一进气口充入高压气体时实现自动解锁，而且与现有技术相比，本发明提供的带锁气缸通过在前盖配置安全阀，使得在与电磁阀配合工作过程中，当电磁阀内部气体通道密封正常时，可以实现气压自动解锁，而当电磁阀因内部气体通道密封失效而造成气体泄漏至第一进气口时，通过安全阀的泄压作用，可以将泄漏的压缩气体排出至大气，从而避免压缩气体聚集在密闭空间内，进而防止意外解锁而造成的安全隐患。本发明结构设置简单合理，工作性能安全、可靠。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1中A处放大结构示意图。

图1-2中：1、缸筒；2、前盖；21、前盖密封圈；22、前盖防尘圈；23、安装腔；24、泄压口；3、后盖；31、第二进气口；4、活塞；41、延伸部；5、活塞杆；51、锁槽；61、锁盖；62、锁芯；621、缓冲垫；63、锁定弹簧；71、解锁杆；72、手柄；81、阀套；811、阀套密封圈；82、阀盖；83、阀芯；831、锥面；84、阀芯弹簧；85、泄压入口；86、泄压出口；S、密闭空间。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1-2所示的一种带锁气缸，包括缸筒1、前盖2、后盖3、活塞4及活塞杆5，前盖2和后盖3分别对应连接于缸筒1的两端，前盖2设有与缸筒1连通的第一进气口（图中未示出），后盖3设有与缸筒1连通的第二进气口31，活塞4活动设于缸筒1内，活塞杆5的一端与活塞4固定连接，活塞杆5的另一端活动穿出于前盖2。活塞4的靠近前盖2的一端沿轴向设置有延伸部41，活塞杆5通过延伸部41与活塞4固定连接，前盖2的内壁嵌设有前盖密封圈21；当活塞杆5伸出到位时，延伸部41插入于前盖2内并通过前盖密封圈21与前盖2密封配合。前盖2的前端内壁还设有与活塞杆5密封配合的前盖防尘圈22。

以上所述构成气缸的基本结构：当向第一进气口充入压缩气体时，在气体压力作用下，活塞4带动活塞杆5朝后盖3方向移动，此时活塞杆5作缩回动作；当向第二进气口31充入压缩气体时，在气体压力作用下，活塞4带动活塞杆5朝前盖2方向移动，此时活塞杆5作伸出动作。

本实施例中，为了使活塞杆5在伸出到位时实现自动锁定，前盖2设置有锁定装置，锁定装置包括锁盖61、锁芯62和锁定弹簧63，锁盖61与前盖2固定连接，锁芯62活动设置于前盖2内，锁定弹簧63抵设于锁盖61与锁芯62之间，活塞杆5设置有锁槽51；当活塞杆5伸出到位时，在锁定弹簧63的弹力作用下，锁芯62与锁槽51锁定配合，实现自动落锁，此时，前盖2、活塞4及活塞杆5配合形成有密闭空间S，第一进气口与密闭空间S连通。当向第一进气口充入压缩气体时，密闭空间S内气体压力逐渐增大，此时气体压力驱动锁芯62克服锁定弹簧63的弹力而脱离锁槽51，实现自动解锁，解锁后，活塞4在该气体压力的作用下，带动活塞杆5朝后盖3方向移动，使活塞杆5作缩回动作。

优选地，为了避免锁芯62与活塞杆5因直接发生刮擦、碰撞而造成损坏，锁芯62的端部设置有与活塞杆5配合的缓冲垫621。

本实施例中，前盖2还设置有与锁芯62相连接的手动解锁装置，具体地说，手动解锁装置包括解锁杆71和手柄72，解锁杆71的一端与锁芯62固定连接，解锁杆71的另一端活动穿过锁盖61并与手柄72固定连接。当用户需要手动对锁芯62进行解锁时，只需拉动手柄72，通过解锁杆71对锁芯62施加拉力，从而使锁芯62从锁槽51中脱出。

为了确保本发明所述的带锁气缸在与电磁阀配合工作时，不会因电磁阀密封失效而出现意外解锁的现象，本实施例中，前盖2设有与密闭空间S连通的泄压口24，前盖2还设置有安全阀，安全阀包括阀芯83、阀芯弹簧84、泄压入口85及泄压出口86，泄压入口85与泄压口24连通，泄压出口86与大气连通，阀芯83用于控制泄压入口85与泄压出口86的导通或切断，阀芯弹簧84与阀芯83相抵配合，阀芯弹簧84使阀芯83始终具有将泄压入口85与泄压出口86导通的运动趋势。

具体地说，前盖2设有安装腔23，安全阀还包括阀套81和阀盖82，阀套81固定且密封套设于安装腔23内，优选地，阀套81的外壁嵌设有与安装腔23的周壁密封配合的阀套密封圈811，确保阀套81的外壁与安装腔23的周壁形成密封配合，阀盖82与前盖2固定连接，泄压出口86设于阀盖82上，阀芯83活动设置于泄压口24与阀套81之间，阀芯83呈锥台状，泄压入口85设于阀芯83的靠近泄压口24的端面上，优选地，泄压入口85为沿径向设置于阀芯83端面的槽道，阀芯83的外壁设置有与阀套81的端部内壁密封配合的锥面831，阀芯弹簧84抵设于阀芯83与阀盖82之间，阀芯弹簧84使阀芯83始终具有远离阀套81的运动趋势。

当密闭空间S内气体压力小于阀芯弹簧84的弹力时，阀芯83处于远离阀套81的位置，此时泄压入口85与泄压出口86导通；当密闭空间S内气体压力大于阀芯弹簧84的弹力时，气体压力使阀芯83克服阀芯弹簧84的弹力而朝阀套81方向运动，使得阀芯83的锥面831与阀套81密封配合，此时泄压入口85与泄压出口86之间的通道被切断。

假设初始状态下，活塞杆5处于伸出到位并与锁芯62锁定配合的状态，工作过程中，若电磁阀内部气体通道因密封失效而出现压缩气体经第一进气口泄漏至密闭空间S时，由于气体是缓慢进入密闭空间S的，密闭空间S内气体压力不会急剧升高，该气体压力不足以克服阀芯弹簧84的弹力，使得密闭空间S内的压缩气体依次经泄压口24、泄压入口85及泄压出口86排出至大气，因而此时锁芯62不会出现意外解锁；若电磁阀内部气体通道密封正常时，不会有压缩气体经第一进气口缓慢泄漏至密闭空间S，此时若需要驱动活塞杆5缩回，只需通过电磁阀向第一进气口充入压缩气体，由于大量压缩空气迅速进入密闭空间S内，使得密闭空间S内的气体压力迅速增大，此时气体压力大于阀芯弹簧84的弹力，迫使阀芯83朝阀套81方向移动，阀芯83的锥面831与阀套81密封配合，将泄压入口85与泄压出口86之间的通道切断，压缩气体无法排出至大气，此时气体压力驱动锁芯62克服锁定弹簧63的弹力而从锁槽51中脱离，实现自动解锁。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种带锁气缸，包括缸筒、前盖、后盖、活塞及活塞杆，所述前盖和所述后盖连接于所述缸筒的两端，所述前盖设有与所述缸筒连通的第一进气口，所述后盖设有与所述缸筒连通的第二进气口，所述活塞活动设于所述缸筒内，所述活塞杆的一端与所述活塞固定连接，所述活塞杆的另一端活动穿出于所述前盖；所述前盖设置有锁定装置，所述锁定装置包括相抵配合的锁芯和锁定弹簧，所述活塞杆设置有锁槽；当所述活塞杆伸出到位时，所述锁芯与所述锁槽锁定配合，所述前盖、所述活塞及所述活塞杆配合形成有密闭空间，所述第一进气口与所述密闭空间连通；

其特征在于：所述前盖设有与所述密闭空间连通的泄压口，所述前盖还设置有安全阀，所述安全阀包括阀芯、阀芯弹簧、泄压入口及泄压出口，所述泄压入口与所述泄压口连通，所述泄压出口与大气连通，所述阀芯用于控制所述泄压入口与所述泄压出口的导通或切断，所述阀芯弹簧与所述阀芯相抵配合，所述阀芯弹簧使所述阀芯始终具有将所述泄压入口与所述泄压出口导通的运动趋势；

所述前盖设有安装腔，所述安全阀还包括阀套和阀盖，所述阀套固定且密封套设于所述安装腔内，所述阀盖与所述前盖固定连接，所述泄压出口设于所述阀盖上，所述阀芯活动设置于所述泄压口与所述阀套之间，所述泄压入口设于所述阀芯的靠近所述泄压口的端面上，所述阀芯的外壁设置有与所述阀套的端部内壁密封配合的锥面，所述阀芯弹簧抵设于所述阀芯与所述阀盖之间，所述阀芯弹簧使所述阀芯始终具有远离所述阀套的运动趋势；所述阀套的外壁嵌设有与所述安装腔的周壁密封配合的阀套密封圈；

所述活塞的靠近所述前盖的一端沿轴向设置有延伸部，所述活塞杆通过所述延伸部与所述活塞固定连接，所述前盖的内壁嵌设有前盖密封圈；当所述活塞杆伸出到位时，所述延伸部插入于所述前盖内并通过所述前盖密封圈与所述前盖密封配合。

2.根据权利要求1所述的带锁气缸，其特征在于：所述泄压入口为沿径向设置于所述阀芯端面的槽道。

3.根据权利要求1所述的带锁气缸，其特征在于：所述锁定装置还包括锁盖，所述锁盖与所述前盖固定连接，所述锁芯活动设置于所述前盖内，所述锁定弹簧抵设于所述锁盖与所述锁芯之间。

4.根据权利要求1或3所述的带锁气缸，其特征在于：所述锁芯的端部设置有与所述活塞杆配合的缓冲垫。

5.根据权利要求3所述的带锁气缸，其特征在于：所述前盖还设置有与所述锁芯相连接的手动解锁装置。

6.根据权利要求5所述的带锁气缸，其特征在于：所述手动解锁装置包括解锁杆和手柄，所述解锁杆的一端与所述锁芯固定连接，所述解锁杆的另一端活动穿过所述锁盖并与所述手柄固定连接。

7.根据权利要求1所述的带锁气缸，其特征在于：所述前盖的前端内壁还设有与所述活塞杆密封配合的前盖防尘圈。

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