CN117450204B - 一种氮气弹簧密封结构及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及密封技术领域，具体涉及一种氮气弹簧密封结构及其工作方法；本发明提供了一种氮气弹簧密封结构，包括：外套筒、升降杆、下密封件、上密封件和若干联动滑块，所述外套筒内部中空，所述升降杆可升降的设置在所述外套筒内；所述下密封件固定在所述外套筒内壁，所述下密封件内圈与升降杆外壁抵接；所述上密封件套设在所述升降杆外壁，所述上密封件外圈与外套筒内壁抵接；若干所述联动滑块环所述下密封件周向设置，且所述联动滑块与所述升降杆联动；其中，升降杆向下移动时，适于挤压外套筒内的气体；升降杆向下移动时，适于推动所述联动滑块向外滑动，联动滑块适于挤压外侧的密封圈，使其膨胀形变。

Description

一种氮气弹簧密封结构及其工作方法

技术领域

本发明涉及密封技术领域，具体涉及一种氮气弹簧密封结构及其工作方法。

背景技术

氮气弹簧是一种以高压氮气为工作介质的新型弹性组件，它体积小、弹力大、行程长、工作平稳，制造精密，使用寿命长，弹力曲线平缓，以及不需要预紧等功效。

氮气弹簧在使用过程中，需要在外套筒和支撑杆之间设置密封组件，在长期使用后，密封组件的弹性衰减，会影响密封效果；同时，传统的密封组件只能够单方面加强与外套筒内壁或支撑杆外壁之间的密封性；因此，研发一种氮气弹簧密封结构及其工作方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种氮气弹簧密封结构及其工作方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种氮气弹簧密封结构，包括：

外套筒、升降杆、下密封件、上密封件和若干联动滑块，所述外套筒内部中空，所述升降杆可升降的设置在所述外套筒内；

所述下密封件固定在所述外套筒内壁，所述下密封件内圈与升降杆外壁抵接；

所述上密封件套设在所述升降杆外壁，所述上密封件外圈与外套筒内壁抵接；

若干所述联动滑块环所述下密封件周向设置，且所述联动滑块与所述升降杆联动；

其中，升降杆向下移动时，适于挤压外套筒内的气体；

升降杆向下移动时，适于推动所述联动滑块向外滑动，联动滑块适于挤压外侧的密封圈，使其膨胀形变。

作为优选，所述升降杆下端固定有一延长杆，所述延长杆与所述升降杆的交接处设置有一锥形面。

作为优选，所述联动滑块包括：水平滑块、竖向板和限位板，所述水平滑块滑动设置在所述下密封件上端，所述水平滑块适于沿所述下密封件径向滑动；

所述竖向板固定在所述水平滑块靠近所述外套筒内壁的一侧，所述竖向板沿所述外套筒轴向延长；

所述限位板垂直固定在所述竖向板的外侧壁，所述限位板适于插入外套筒内壁；

其中，升降杆向外套筒内收缩滑动时，所述锥形面适于挤压所述水平滑块向外滑动。

作为优选，所述水平滑块内端设置有一与所述锥形面相适配的斜坡，升降杆向下移动时，锥形面适于挤压所述斜坡，以使所述水平滑块向外滑动。

作为优选，所述外套筒内壁开设有一环槽，所述限位板适于插入所述环槽内。

作为优选，所述外套筒内壁固定有一外密封圈，所述外密封圈内圈与所述竖向板外壁抵接；

其中，水平滑块向外滑动时，竖向板适于挤压所述外密封圈向外膨胀。

作为优选，所述竖向板内壁固定有一内密封圈，所述内密封圈适于与所述升降杆外壁抵接。

作为优选，所述下密封件上开设有若干第一气孔，所述第一气孔沿所述外套筒轴向开设；

所述水平滑块上开设有一第二气孔，一个第二气孔对应一个第一气孔，且所述第二气孔设置在所述竖向板的内侧；

其中，水平滑块向外滑动，至第一气孔与第二气孔连通；外套筒内的空气适于顺所述第二气孔向上流动，并挤压所述内密封圈向内收缩。

作为优选，所述竖向板内壁固定有一活塞板，所述活塞板与所述限位板相对设置，所述活塞板适于插入所述内密封圈内。

作为优选，所述内密封圈上开设有一与所述活塞板相适配的容纳腔，所述容纳腔内适于储存润滑油；

其中，活塞板向升降杆方向滑动时，适于推动容纳腔内的润滑油，使其涂抹至升降杆外壁。

作为优选，所述外套筒下端外壁开设有一进气孔，所述进气孔适于向外套筒内输送气体。

另一方面，本发明还提供了一种氮气弹簧密封结构的工作方法，包括如下步骤：

通过进气孔向外套筒内输送气体，外力驱动升降杆向下移动时，升降杆适于挤压压缩外套筒内的气体，以使外套筒内的空气体积减小并压强逐渐增大；

升降杆向下移动至，锥形面与水平滑块端部的斜坡抵接时，升降杆继续向下移动，锥形面适于挤压水平滑块向外滑动；

水平滑块适于带动竖向板和限位板同步向外滑动，竖向板适于挤压外密封圈向外膨胀，以提高外密封圈与外套筒内壁之间的气密性；

限位板同步向外滑动，限位板适于插入环槽内，以防止下密封件沿外套筒内壁向上滑动；

水平滑块向外滑动，至第一气孔与第二气孔连通；外套筒内的空气适于顺第二气孔向上流动，并挤压内密封圈向内收缩，以提高内密封圈和升降杆外壁之间的气密性；

升降杆向上移动后，活塞板向升降杆方向滑动，活塞板适于推动容纳腔内的润滑油，使其涂抹至升降杆外壁。

本发明的有益效果是，本发明的一种氮气弹簧密封结构，通过联动滑块与内密封圈和外密封圈的配合，在升降杆向外套筒内收缩滑动时，联动滑块能够推动外密封圈向外膨胀，以提高外密封圈与外套筒之间的气密性，气体向上流动并挤压内密封圈，提高了内密封圈与升降杆之间的气密性，从而提高了外套筒与升降杆之间的密封性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种氮气弹簧密封结构的优选实施例的立体图；

图2是本发明的升降杆的立体图；

图3是本发明的外套筒内部立体图；

图4是本发明的外套筒的内部剖视主视图。

图中：

1、外套筒；10、环槽；11、外密封圈；12、内密封圈；13、容纳腔；14、进气孔；

2、升降杆；21、延长杆；22、锥形面；

3、上密封件；4、下密封件；40、第一气孔；

5、联动滑块；51、水平滑块；510、斜坡；511、第二气孔；52、竖向板；53、限位板；54、活塞板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，如图1至图4所示，本发明提供了一种氮气弹簧密封结构，包括：外套筒1、升降杆2、下密封件4、上密封件3和若干联动滑块5，所述外套筒1内部中空，所述升降杆2可升降的设置在所述外套筒1内；所述外套筒1下端外壁开设有一进气孔14，所述进气孔14适于向外套筒1内输送气体。通过在外套筒1下端开设的进气孔14，适于向内套筒内输送气体，此处的气体可以为氮气，通过氮气，来增加对升降杆2的支撑和减震作用。所述下密封件4固定在所述外套筒1内壁，所述下密封件4内圈与升降杆2外壁抵接；所述上密封件3套设在所述升降杆2外壁，所述上密封件3外圈与外套筒1内壁抵接；上密封件3和下密封件4的设置，提高了外套筒1对升降杆2的支撑性。若干所述联动滑块5环所述下密封件4周向设置，且所述联动滑块5与所述升降杆2联动；其中，升降杆2向下移动时，适于挤压外套筒1内的气体；升降杆2向下移动时，适于推动所述联动滑块5向外滑动，联动滑块5适于挤压外侧的密封圈，使其膨胀形变。通过联动滑块5与内密封圈12和外密封圈11的配合，在升降杆2向外套筒1内收缩滑动时，联动滑块5能够推动外密封圈11向外膨胀，以提高外密封圈11与外套筒1之间的气密性，气体向上流动并挤压内密封圈12，提高了内密封圈12与升降杆2之间的气密性，从而提高了外套筒1与升降杆2之间的密封性。

参考附图2，所述升降杆2下端固定有一延长杆21，所述延长杆21与所述升降杆2的交接处设置有一锥形面22。为了避免延长杆21自下密封件4上脱离，所述延长杆21下端固定有一限位盘，所述限位盘的外径大于所述下密封件4的内径，升降杆2向上移动，所述限位盘适于与所述下密封件4底壁抵接。而锥形面22的设置，提高了升降杆2与联动滑块5之间的联动性。

参考附图3，所述联动滑块5包括：水平滑块51、竖向板52和限位板53，所述水平滑块51滑动设置在所述下密封件4上端，所述水平滑块51适于沿所述下密封件4径向滑动；所述下密封件4上端面沿径向开设有一滑槽，所述水平滑块51适于在所述滑槽内滑动。所述滑槽内固定有一压缩弹簧，所述压缩弹簧适于推动所述水平滑块51，使其向升降杆2的方向滑动。所述竖向板52固定在所述水平滑块51靠近所述外套筒1内壁的一侧，所述竖向板52沿所述外套筒1轴向延长；所述竖向板52呈圆弧状，所述竖向板52与外密封圈11的内壁相适配；各个竖向板52之间设有间隙，当水平滑块51向外滑动时，所述竖向板52适于从外密封圈11内侧向外挤压所述外密封圈11，以提高外密封圈11与外套筒1之间的气密性。所述限位板53垂直固定在所述竖向板52的外侧壁，所述限位板53适于插入外套筒1内壁；限位板53的设置，避免了升降杆2在向外套筒1内收缩滑动时，外套筒1内的气体压力过大，导致的下密封件4自外套筒1内脱离处的情况发生。提高了下密封件4与外套筒1固定的稳定性。其中，升降杆2向外套筒1内收缩滑动时，所述锥形面22适于挤压所述水平滑块51向外滑动。

参考附图3和图4，所述水平滑块51内端设置有一与所述锥形面22相适配的斜坡510，升降杆2向下移动时，锥形面22适于挤压所述斜坡510，以使所述水平滑块51向外滑动。当升降杆2向上移动时，压缩弹簧适于推动所述水平滑块51向升降杆2方向移动，以使水平滑块51内端部与延长杆21外壁抵接。

所述外套筒1内壁开设有一环槽10，所述限位板53适于插入所述环槽10内。所述环槽10与所述限位板53设置在同一个水平面上，当锥形面22挤压所述水平滑块51向外滑动时，水平滑块51适于带动所述限位板53向外滑动，以使所述限位板53能够插入环槽10内，以防止下密封件4和外密封圈11发生轴向的移动。

参考附图4，所述外套筒1内壁固定有一外密封圈11，所述外密封圈11内圈与所述竖向板52外壁抵接；所述外密封圈11套设在所述竖向板52外壁，且所述外密封圈11外壁与外套筒1内壁抵接。其中，水平滑块51向外滑动时，竖向板52适于挤压所述外密封圈11向外膨胀。竖向板52挤压外密封圈11向外膨胀时，提高了外密封圈11与外套筒1内壁之间的接触面积，同时，外密封圈11外壁被外套筒1内壁抵接后，外密封圈11的两侧分别向下密封件4和水平板的方向移动，进一步提高了外密封圈11与外套筒1、下密封件4之间的气密性。

为了提高对升降杆2的密封性，所述竖向板52内壁固定有一内密封圈12，所述内密封圈12适于与所述升降杆2外壁抵接。所述内密封圈12上端与所述上密封件3抵接。所述内密封圈12套设在所述升降杆2外壁；当水平滑块51向外滑动时，竖向板52与内密封圈12外壁之间的缝隙增大，而内套筒内的空气适于顺第一气孔40和第二气孔511向上流动，此时被压缩的气体适于挤压内密封圈12外壁，从而提高内密封圈12与升降杆2之间的气密性。

参考附图4，所述下密封件4上开设有若干第一气孔40，所述第一气孔40沿所述外套筒1轴向开设；一个第一气孔40对应一个水平滑块51，在升降杆2未向外套筒1内收缩滑动时，所述水平滑块51适于封堵所述第一气孔40，以防止外套筒1内的气体向上流动。所述水平滑块51上开设有一第二气孔511，一个第二气孔511对应一个第一气孔40，且所述第二气孔511设置在所述竖向板52的内侧；其中，水平滑块51向外滑动，至第一气孔40与第二气孔511连通；外套筒1内的空气适于顺所述第二气孔511向上流动，并挤压所述内密封圈12向内收缩。

为了减小升降杆2滑动时的摩擦力，所述竖向板52内壁固定有一活塞板54，所述活塞板54与所述限位板53相对设置，所述活塞板54适于插入所述内密封圈12内。所述内密封圈12上开设有一与所述活塞板54相适配的容纳腔13，所述活塞板54适于在所述容纳腔13内水平移动；所述容纳腔13内适于储存润滑油；升降杆2向外套筒1内收缩滑动时，升降杆2外壁与内密封圈12内壁抵接，锥形面22挤压水平滑块51向外滑动；升降杆2向上移动，至锥形面22与斜坡510分离，压缩弹簧适于推动所述水平滑块51向内滑动，竖向板52同步带动活塞板54向升降杆2方向滑动，活塞板54适于推动容纳腔13内的润滑油，使其涂抹至升降杆2外壁。

实施例二，本实施例在实施例一的基础上，还提供了一种氮气弹簧密封结构的工作方法，包括如实施例一所述的一种氮气弹簧密封结构，具体结构与实施例一相同，此处不再赘述，具体的一种氮气弹簧密封结构的工作方法如下：

通过进气孔14向外套筒1内输送气体，外力驱动升降杆2向下移动时，升降杆2适于挤压压缩外套筒1内的气体，以使外套筒1内的空气体积减小并压强逐渐增大；

升降杆2向下移动至，锥形面22与水平滑块51端部的斜坡510抵接时，升降杆2继续向下移动，锥形面22适于挤压水平滑块51向外滑动；

水平滑块51适于带动竖向板52和限位板53同步向外滑动，竖向板52适于挤压外密封圈11向外膨胀，以提高外密封圈11与外套筒1内壁之间的气密性；

限位板53同步向外滑动，限位板53适于插入环槽10内，以防止下密封件4沿外套筒1内壁向上滑动；

水平滑块51向外滑动，至第一气孔40与第二气孔511连通；外套筒1内的空气适于顺第二气孔511向上流动，并挤压内密封圈12向内收缩，以提高内密封圈12和升降杆2外壁之间的气密性；

升降杆2向上移动后，活塞板54向升降杆2方向滑动，活塞板54适于推动容纳腔13内的润滑油，使其涂抹至升降杆2外壁。

本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。并且，本申请所涉及的软件程序均为现有技术，本申请不涉及对软件程序作出任何改进。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种氮气弹簧密封结构，其特征在于，包括：

外套筒（1）、升降杆（2）、下密封件（4）、上密封件（3）和若干联动滑块（5），所述外套筒（1）内部中空，所述升降杆（2）可升降的设置在所述外套筒（1）内；

所述下密封件（4）固定在所述外套筒（1）内壁，所述下密封件（4）内圈与升降杆（2）外壁抵接；

所述上密封件（3）套设在所述升降杆（2）外壁，所述上密封件（3）外圈与外套筒（1）内壁抵接；

若干所述联动滑块（5）环所述下密封件（4）周向设置，且所述联动滑块（5）与所述升降杆（2）联动；

其中，升降杆（2）向下移动时，适于挤压外套筒（1）内的气体；

升降杆（2）向下移动时，适于推动所述联动滑块（5）向外滑动，联动滑块（5）适于挤压外侧的密封圈，使其膨胀形变；

所述联动滑块（5）包括：水平滑块（51）、竖向板（52）和限位板（53），所述水平滑块（51）滑动设置在所述下密封件（4）上端，所述水平滑块（51）适于沿所述下密封件（4）径向滑动；

所述竖向板（52）固定在所述水平滑块（51）靠近所述外套筒（1）内壁的一侧，所述竖向板（52）沿所述外套筒（1）轴向延长；

所述限位板（53）垂直固定在所述竖向板（52）的外侧壁，所述限位板（53）适于插入外套筒（1）内壁；

其中，升降杆（2）向外套筒（1）内收缩滑动时，锥形面（22）适于挤压所述水平滑块（51）向外滑动；

所述升降杆（2）下端固定有一延长杆（21），所述延长杆（21）与所述升降杆（2）的交接处设置有一锥形面（22）；

所述水平滑块（51）内端设置有一与所述锥形面（22）相适配的斜坡（510），升降杆（2）向下移动时，锥形面（22）适于挤压所述斜坡（510），以使所述水平滑块（51）向外滑动；

所述外套筒（1）内壁固定有一外密封圈（11），所述外密封圈（11）内圈与所述竖向板（52）外壁抵接；

其中，水平滑块（51）向外滑动时，竖向板（52）适于挤压所述外密封圈（11）向外膨胀；

所述竖向板（52）内壁固定有一内密封圈（12），所述内密封圈（12）适于与所述升降杆（2）外壁抵接；

所述下密封件（4）上开设有若干第一气孔（40），所述第一气孔（40）沿所述外套筒（1）轴向开设；

所述水平滑块（51）上开设有一第二气孔（511），一个第二气孔（511）对应一个第一气孔（40），且所述第二气孔（511）设置在所述竖向板（52）的内侧；

其中，水平滑块（51）向外滑动，至第一气孔（40）与第二气孔（511）连通；外套筒（1）内的空气适于顺所述第二气孔（511）向上流动，并挤压所述内密封圈（12）向内收缩。

2.如权利要求1所述的一种氮气弹簧密封结构，其特征在于：

所述外套筒（1）内壁开设有一环槽（10），所述限位板（53）适于插入所述环槽（10）内。

3.如权利要求2所述的一种氮气弹簧密封结构，其特征在于：

所述竖向板（52）内壁固定有一活塞板（54），所述活塞板（54）与所述限位板（53）相对设置，所述活塞板（54）适于插入所述内密封圈（12）内。

4.如权利要求3所述的一种氮气弹簧密封结构，其特征在于：

所述内密封圈（12）上开设有一与所述活塞板（54）相适配的容纳腔（13），所述容纳腔（13）内适于储存润滑油；

其中，活塞板（54）向升降杆（2）方向滑动时，适于推动容纳腔（13）内的润滑油，使其涂抹至升降杆（2）外壁。

5.如权利要求4所述的一种氮气弹簧密封结构，其特征在于：

所述外套筒（1）下端外壁开设有一进气孔（14），所述进气孔（14）适于向外套筒（1）内输送气体。

6.一种氮气弹簧密封结构的工作方法，其特征在于，使用如权利要求5所述的一种氮气弹簧密封结构，包括如下步骤：

通过进气孔（14）向外套筒（1）内输送气体，外力驱动升降杆（2）向下移动时，升降杆（2）适于挤压压缩外套筒（1）内的气体，以使外套筒（1）内的空气体积减小并压强逐渐增大；

升降杆（2）向下移动至，锥形面（22）与水平滑块（51）端部的斜坡（510）抵接时，升降杆（2）继续向下移动，锥形面（22）适于挤压水平滑块（51）向外滑动；

水平滑块（51）适于带动竖向板（52）和限位板（53）同步向外滑动，竖向板（52）适于挤压外密封圈（11）向外膨胀，以提高外密封圈（11）与外套筒（1）内壁之间的气密性；

限位板（53）同步向外滑动，限位板（53）适于插入环槽（10）内，以防止下密封件（4）沿外套筒（1）内壁向上滑动；

水平滑块（51）向外滑动，至第一气孔（40）与第二气孔（511）连通；外套筒（1）内的空气适于顺第二气孔（511）向上流动，并挤压内密封圈（12）向内收缩，以提高内密封圈（12）和升降杆（2）外壁之间的气密性；

升降杆（2）向上移动后，活塞板（54）向升降杆（2）方向滑动，活塞板（54）适于推动容纳腔（13）内的润滑油，使其涂抹至升降杆（2）外壁。