CN1276191C - 供气压力波动自适应缓冲高速气缸 - Google Patents
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Abstract
供气压力波动自适应缓冲高速气缸，它涉及一种气缸。现有气缸存在良好缓冲受供气压力波动被破坏的弊病，本发明包括气缸缸筒(2)、与气缸缸筒(2)固定连接的气缸端盖(8)，在气缸端盖(8)的一侧设有预紧螺杆(5)，在气缸端盖(8)内还设有缓冲阀芯(13)和缓冲阀座(15)，阀芯小端(13-2)设置在缓冲阀座(15)一侧，阀芯大端(13-1)设置在预紧螺杆(5)的一侧，在阀芯大端(13-1)与预紧螺杆(5)之间装有弹簧(9)，所述缓冲阀座(15)与气缸端盖(8)固接，供气压力反馈口(12)与供气压力腔(1)相连通，阀缓冲压力室(14)通过缓冲压力通道(7)与缓冲腔(22)相连通，本发明完全为机械结构，当供气压力波动时，无需人工调整，已设定的良好缓冲自动保持良好，活塞可以无反弹、无撞击地平稳停止。
Description
技术领域
本发明涉及一种气缸。
背景技术
目前，高速气缸缓冲方法通常有内置式缓冲、外置气动回路缓冲、减振器缓冲及气动伺服控制系统缓冲等，外置气动回路缓冲和减振器缓冲需要在外部增加元器件，使调节困难、成本高、使用不便；气动伺服控制系统缓冲效果好，但需要传感器、伺服阀、计算机等多种设备，使成本非常昂贵、安装空间大、在自动化生产设备上实现很不便；内置式缓冲不需要其它外部元件，使用方便，成本低，最为常用。现在国内外厂商生产的高速缓冲气缸的不足是，对工况的变化不具有适应能力，在正常工作压力下的良好缓冲，受供气压力波动的影响会遭到破坏，气缸活塞在行程末端产生撞击和反弹，人工重新调整缓冲非常费时费力。这是制约高速气缸无法在实际工程中应用的主要原因。因此研制能自动适应供气压力波动的高速缓冲气缸有非常重要的实用价值。
发明内容
本发明就是针对气缸活塞在行程末端产生撞击和反弹的问题，提供一种内置式的、全气动的、能感知供气压力波动而自动调节缓冲效果的供气压力波动自适应缓冲高速气缸。它包括气缸缸筒2、与气缸缸筒2固定连接的气缸端盖8，在气缸端盖8的一侧设有预紧螺杆5，预紧螺杆5与气缸端盖8相连接，在气缸端盖8内还设有缓冲阀芯13和缓冲阀座15，缓冲阀芯13包括阀芯大端13-1、阀芯小端13-2和阀芯体13-3，所述阀芯小端13-2设置在缓冲阀座15一侧，阀芯大端13-1设置在预紧螺杆5的一侧，在阀芯大端13-1与预紧螺杆5之间装有弹簧9，所述缓冲阀座15与气缸端盖8固接，在阀芯大端13-1与阀芯小端13-2之间的气缸端盖8的侧壁上开有供气压力反馈口12，供气压力反馈口12通过供气压力反馈通道23与供气压力腔1相连通。本发明通过缓冲阀芯13的大端13-1可以感知供气压力腔1的压力P1的波动，根据供气压力P1波动的幅度自动调整缓冲阀芯13的开启压力值；一次调整好的缓冲，当供气压力波动时，无需人工调整一直保持良好，活塞在行程末端都能无撞击、无反弹平稳停止；本发明完全为机械结构，无需电气控制元件，实施容易。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，图2是具体实施方式二的结构示意图，图3是气缸缓冲腔压力与活塞行程之间的关系曲线图，其中X为气缸活塞行程，P2为缓冲腔压力，其中I为正常供气压力曲线图，II为供气压力降低曲线图，III为供气压力增大曲线图。
具体实施方式
实施例一：参照图1，本实施方式包括气缸缸筒2、与气缸缸筒2固定连接的气缸端盖8，在气缸端盖8的一侧设有预紧螺杆5，预紧螺杆5与气缸端盖8相连接，在气缸端盖8内还设有缓冲阀芯13和缓冲阀座15，缓冲阀芯13包括阀芯大端13-1、阀芯小端13-2和阀芯体13-3，所述阀芯小端13-2设置在缓冲阀座15一侧，阀芯小端13-2为针阀结构，阀芯大端13-1设置在预紧螺杆5的一侧，在阀芯大端13-1与预紧螺杆5之间装有弹簧9，所述缓冲阀座15与气缸端盖8固接，由缓冲阀座15、阀芯小端13-2和气缸端盖8围成阀缓冲压力室14，阀缓冲压力室14通过缓冲压力通道7与缓冲腔22相连通，由气缸端盖8、阀芯体13-3和阀芯大端13-1围成阀反馈压力室11，在阀芯大端13-1与阀芯小端13-2之间的气缸端盖8的侧壁上开有供气压力反馈口12，供气压力反馈口12与供气压力腔1相连通，阀反馈压力室11通过供气压力反馈口12和供气压力反馈通道23与供气压力腔1相连通。阀芯大端13-1和阀芯体13-3都与气缸端盖8的内壁紧密接触，在阀芯大端13-1与预紧螺杆5之间设有限位挡圈10，限位挡圈10固接在气缸端盖8的内壁上，预紧螺杆5与气缸端盖8通过螺纹连接。
设供气压力腔1内压力为P1，缓冲腔22内压力为P2，预紧螺杆5与气缸端盖8通过螺纹连接，调节预紧螺杆5可以压缩弹簧9，使缓冲阀芯13压紧在缓冲阀座15上，形成密封，供气压力反馈口12将供气压力P1引入到阀反馈压力室11，在阀芯13的大端13-1产生作用力，缓冲压力通道7将缓冲压力P2引入阀缓冲压力室14，在阀芯13的小端13-2产生作用力，缓冲密封圈21为唇形密封圈，它装配在气缸端盖8上，并且它们与缓冲柱塞4同轴。
实施例二：参照图2，本实施方式中阀芯小端13-2为截止阀结构。
参照图1、图3叙述本发明的原理：当气缸活塞3高速向左运动，没有进入缓冲行程时，P1和P2对阀芯的作用力之和小于弹簧9的预紧力，缓冲阀芯13关闭。气缸缓冲腔22内绝大部分气体直接流入柱塞腔20，再经过气缸排气口19排出气缸，这时气缸对活塞3无缓冲作用，当缓冲柱塞4前端与缓冲密封圈21接触后，在压力P2作用下，缓冲密封圈21的唇形内圈压紧在缓冲柱塞4上，气缸活塞3和气缸端盖8之间形成环形的缓冲腔22，缓冲腔22内的气体通过缓冲压力通道7进入缓冲压力室14，由于缓冲阀芯13关闭，气体只能通过固定节流口16流入背压通道18，固定节流口16的流通面积非常小，节流作用很强，使缓冲腔22内气体压力迅速升高，形成气垫，吸收气缸负载的冲击能量。当缓冲腔22内压力P2升高到缓冲阀芯13的开启压力B1点时，作用在阀芯小端13-2上的力和阀芯大端13-1上的力共同克服弹簧9的作用力及摩擦力而开启，阀芯13的开启高度由限位档圈10限定，阀芯13开启后缓冲腔22内的气体通过阀座15上的节流孔流入阀背压室17，再经过背压通道18流入柱塞腔20，缓冲腔22内的压力继续上升，到达最大值后下降，当缓冲腔压力P2降低到一定程度时，阀芯13在弹簧9的作用力下关闭，此时活塞3的速度已经比较低了，缓冲腔22内剩余的气体通过固定节流口16排出，气缸活塞3无反弹、无撞击平稳地停止在行程终点E。
将供气压力腔1通过供气压力反馈通道23与供气压力反馈口12连通，当供气压力P1波动时，通过阀反馈压力室11，使作用在阀芯大端13-1上的作用力也随之波动，如果P1减小，则作用在阀芯大端13-1上的力也减小，由于弹簧9的作用力不变，所以缓冲腔压力P2要升高到较B1点更高的压力B2点缓冲阀芯13才能开启，这样缓冲腔22在缓冲过程中吸收的能量相对曲线I工况下降幅度较小，基本与冲击能量平衡，可以使缓冲效果基本保持不变，如果P1增大，则反馈压力作用在阀芯大端13-1上的力也增大，弹簧9的作用力仍然不变，缓冲腔压力P2升高到相对B1点较低的压力B3点，缓冲阀芯13就能开启，这样缓冲腔22在缓冲过程中压力不至于上升太高造成活塞3的反弹，吸收能量基本与冲击能量平衡，也可以使缓冲效果保持不变。现有的高速缓冲气缸当供气压力减小时，缓冲腔吸收的能量大幅下降，不能吸收冲击能量，造成撞击；当供气压力增大时，缓冲腔压力上升太大，使活塞3没有到达行程终点就反弹，本发明很好的弥补了这一缺陷。
在正常工作压力下，通过预紧螺杆5调定好缓冲后，拧紧锁紧螺母6，如果供气压力不波动，气缸可以保持良好的缓冲，当供气压力波动后，不用任何调整，本发明的缓冲气缸仍然可以保持良好的缓冲，使活塞在行程末端无撞击、无反弹，平稳地停止。
Claims (10)
1、一种供气压力波动自适应缓冲高速气缸，它包括气缸缸筒(2)、与气缸缸筒(2)固定连接的气缸端盖(8)，气缸缸筒(2)包括缓冲腔(22)和供气压力腔(1)，其特征在于在气缸端盖(8)的一侧设有预紧螺杆(5)，预紧螺杆(5)与气缸端盖(8)相连接，在气缸端盖(8)内还设有缓冲阀芯(13)和缓冲阀座(15)，缓冲阀芯(13)包括阀芯大端(13-1)、阀芯小端(13-2)和阀芯体(13-3)，所述阀芯小端(13-2)设置在缓冲阀座(15)一侧，阀芯大端(13-1)设置在预紧螺杆(5)的一侧，在阀芯大端(13-1)与预紧螺杆(5)之间装有弹簧(9)，所述缓冲阀座(15)与气缸端盖(8)固接，在阀芯大端(13-1)与阀芯小端(13-2)之间的气缸端盖(8)的侧壁上开有供气压力反馈口(12)，供气压力反馈口(12)通过供气压力反馈通道(23)与供气压力腔(1)相连通。
2、根据权利要求1所述的供气压力波动自适应缓冲高速气缸，其特征在于由气缸端盖(8)、阀芯体(13-3)和阀芯大端(13-1)围成阀反馈压力室(11)。
3、根据权利要求2所述的供气压力波动自适应缓冲高速气缸，其特征在于所述供气压力反馈口(12)和供气压力反馈通道(23)将阀反馈压力室(11)与供气压力腔(1)相连通。
4、根据权利要求1所述的供气压力波动自适应缓冲高速气缸，其特征在于由缓冲阀座(15)、阀芯小端(13-2)和气缸端盖(8)围成阀缓冲压力室(14)。
5、根据权利要求4所述的供气压力波动自适应缓冲高速气缸，其特征在于所述缓冲压力室(14)通过缓冲压力通道(7)与缓冲腔(22)相连通。
6、根据权利要求1所述的供气压力波动自适应缓冲高速气缸，其特征在于所述预紧螺杆(5)与气缸端盖(8)通过螺纹连接。
7、根据权利要求1所述的供气压力波动自适应缓冲高速气缸，其特征在于所述阀芯小端(13-2)为针阀结构。
8、根据权利要求1所述的供气压力波动自适应缓冲高速气缸，其特征在于所述阀芯小端(13-2)为截止阀结构。
9、根据权利要求1所述的供气压力波动自适应缓冲高速气缸，其特征在于所述阀芯大端(13-1)和阀芯体(13-3)都与气缸端盖(8)的内壁紧密接触。
10、根据权利要求1所述的供气压力波动自适应缓冲高速气缸，其特征在于在阀芯大端(13-1)与预紧螺杆(5)之间设有限位挡圈(10)，限位挡圈(10)固接在气缸端盖(8)的内壁上。
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