CN1477320A - 气动弹簧的调速机构 - Google Patents

Abstract

一种气动弹簧的调速机构，包括气缸(19)、活塞(4)、活塞杆(18)、阻尼装置及封盖(1)，气缸内配置有水平布置的右气室(21)与左气室(22)，右气室与左气室之间，配置有活塞(4)，活塞的左端配置有内螺纹(41)与活塞杆的一端相螺接，活塞(4)的内孔与活塞杆(18)之间配置一牢固贴合于活塞杆上并可与活塞产生相对轴向移动而具有可变的溢流长度的溢流套(10)，活塞(4)的内孔与活塞杆(18)之间还配置一用于二次溢流的“O”型溢流圈(6)；本发明的优点是利用改变流体流经通道的长度，获得理想的流体流量，使气动弹簧的运行速度可以在一定范围内无级调整且具有良好的动作可靠性与工作寿命；该机构可配套于其它产品及设备上例如门窗、家具、机械设备等。

Description

气动弹簧的调速机构

技术领域

本发明涉及一种气动弹簧技术领域。特别是涉及一种可对气动弹簧回弹速度进行控制的气动弹簧的调速机构技术领域。它适用于带有称之为闭门器的家具、柜门、房门及各种机械设备的自动开、闭门场所。

背景技术

目前有些家具、柜门及各种房门设置有能自动闭合的闭门器，这种闭门器多数采用是一种气动弹簧装置，其中如中国专利说明书02111290.8中已公开的一种“带调速机构的气动弹簧”，如图3所示，它由气缸9、活塞2、活塞杆8、“O”型密封圈4、12、平面型密封圈5及其骨架15、碗形圈7、凹形密封圈10、导向环11、弹簧14、阻尼装置17、工艺档片18、间隔环20及尾封1等组成；所述的气缸内充有压缩气体并配置有水平布置的右气室21与左气室22，所述的右气室与左气室之间，配置有活塞2，在活塞的右端配置有内螺纹19，所述的活塞的右端内螺纹是与活塞杆8的一端相螺接，当调速方肩23转动时，活塞与活塞杆两者在发生相对转动的同时产生相对的轴向位移，从而改变其间隔环20间的距离，使得弹性阻尼圈17被轴向压缩变形，从而达到改变气体流阻的目的，也即实现了气动弹簧调速机构的回弹速度可控制。上述的“带调速机构的气动弹簧”是利用流体流经直通型迷宫通道，并采用设计单级或多级的迷宫结构，使流体压力产生逐级变化，并调节节流间隙，使流体获得所要求的节流效应，即节流的流量，从而实现气动弹簧的回弹速度得到控制；它的优点在于气动弹簧的气体流阻能进行调整，并能获得理想的回弹速度，且结构合理、性能优异。

然而上述的“带调速机构的气动弹簧”仅适用于气动弹簧的工作往复次数较少、工作时间较短的工况下。因为作为阻尼装置的溢流圈经受长期挤压受力与气流冲击所引起的其材料老化等诸多原因的影响下，造成溢流圈材料的回弹往复性能劣化而导致节流效应衰减，从而影响到长期的动作可靠性与工作寿命。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术中的不足之处，提供一种其结构合理的既能获得理想的可进行控制的回弹速度并又具有良好的动作可靠性与工作寿命的气动弹簧的调速机构。

本发明的目的是通过提供一种具有如下结构的气动弹簧的调速机构而实现的，它包括气缸、活塞、活塞杆、“O”型密封圈、平面型密封圈及其骨架、凹形密封圈、导向环、阻尼装置及封盖，所述的气缸内配置有水平布置的右气室与左气室，所述的右气室与左气室之间配置有活塞，所述的活塞的左端配置有内螺纹，所述的内螺纹是与所述的活塞杆的一端相螺接，所述的活塞杆是被配置在所述的气缸内腔的右端；所述的气缸的右端还配置有密封导向环，所述的密封导向环其中央通孔供所述的活塞杆通过，用于导向所述的活塞和活塞杆的直线运动，所述的导向环的外圆柱面上嵌有密封圈，所述的导向环的左端面上设置一个密封圈及一个紧紧贴靠于所述的导向环的左端面凹形密封圈；所述的活塞杆左端还设置一个平面型密封圈及其支撑所述的平面型密封圈的骨架，它们与所述的活塞的右端面紧紧相贴；所述的气缸的左端部还设置有封盖并于所述的气缸固接；所述的封盖的外侧端面上设置一用于连接门体的带孔的凸耳。所述的活塞外圆上配置有“O”型密封圈，所述的“O”型密封圈与所述的气缸的内孔之间具有一定的过盈量；所述的活塞的大径处配置有横向布置的压缩气流孔，所述的活塞小径处配置有纵向布置的回弹气流孔；所述的活塞杆的另一端设置一用于控制所述的活塞杆与所述的活塞之间相对转动的同时产生相对的轴向位移的调速方头。

所述的活塞的内孔与所述的活塞杆之间配置一牢固贴合于活塞杆上并可与所述的活塞产生相对轴向移动而具有可变的溢流长度的溢流套。

所述的活塞的内孔与所述的活塞杆之间、并在所述的溢流套的左侧配置一用于二次溢流的“O”型溢流圈。

所述的活塞杆左端设置一挡圈，所述的挡圈面面相对地安装在紧贴于所述的活塞右面的平面型密封圈及其骨架的一端，所述的挡圈与所述的骨架之间设置一压缩弹簧。

所述的气缸的右气室的端头固定有一带环形凹口的固定环，所述的环形凹口朝向并对准所述的平面型密封圈。

所述的活塞杆左端带螺纹的头部设置一用于调节定位所述的活塞相对于所述的活塞杆轴向移动的螺母。所述的螺母的右侧设置一“O”型密封圈。

气动弹簧调速方法是调节所述的溢流套与所述的活塞之间的配合长度，即溢流间隙长度而实现的：用扳手转动调速方头，即转动活塞杆，通过螺纹连接传动使活塞杆本身产生轴向位移，从而改变了调节所述的溢流套与所述的活塞之间的配合长度，达到改变气体流阻的目的，也即实现了气动弹簧调速机构的回弹速度可控制。

其工作原理是当所述的调速方肩转动时，所述的活塞杆受合力向左移动时，所述的左气室流体经所述的压缩气流孔顶开所述的平面密封圈而进入所述的右气室；此时当失去外力，所述的活塞杆在所述的左气室产生的流体压力P₁与所述的右气室产生的流体压力P₂之差即

P₁-P₂＝ΔP的作用力下，所述的活塞作向右运动，此时，右气室流体进入左气室，且所述的压缩气流孔关闭，流体由所述的溢流套进入膨胀室并打开溢流圈经回弹气流孔而经入左气室。当转动所述的调速方肩时，使得活塞与活塞杆两者在发生相对转动的同时产生相对的轴向位移，从而改变其所述的溢流套与活塞之间的配合长度L，进而改变流体进入膨胀室的流量Q，根据流体力学公式：

  Q＝(πdδ3/12μL)ΔP  式中

Q-流量

d-溢流圈直径

δ-溢流圈与活塞之间的间隙

μ-流体的运动粘度

L-溢流圈与活塞之间的配合长度

ΔP-左气室与右气室的流体压力差

此时，流体作了初次降压，所述的膨胀室内的流体在经过所述的溢流圈时再次溢流，从而实现了流量的改变。

当所述的溢流圈与所述的活塞之间的配合长度L锁定后，流量将保持稳定。稳定的流量在多次往复运动过程中不会改变，是由于溢流套很薄且牢固贴合于活塞杆上，在一定的配合长度下，流体流经溢流套时，溢流套变形量极小；并且流体采用中性介质，无腐蚀作用，从而确保配合精确度与工作寿命。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1.利用改变流体流经通道的长度，获得初级的节流效应，再经二级节流获得理想的流体流量，从而使气动弹簧的运行速度可以在一定范围内无级调整；2.在长期的工况下运行性能稳定，无冲击、无变速等不良现象；3.具有良好的动作可靠性与工作寿命。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的局部结构放大示意图；

图3是一种现有技术的结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对发明作进一步详细描述。

图1至图2示出了本发明气动弹簧的调速机构的一个实施方式。它由气缸19、活塞4、活塞杆18、“O”型密封圈16、平面型密封圈8及其骨架9、凹形密封圈14、导向环17、弹簧11、阻尼装置及封盖1等组成。

所述的气缸19内配置有水平布置的右气室21与左气室22，所述的右气室21与左气室22之间，配置有活塞4，所述的活塞4的左端配置有内螺纹41，所述的内螺纹41是与活塞杆18的一端相螺接，所述的活塞杆18是被配置在所述的气缸19内腔的右端；所述的气缸19的右端还配置有密封导向环17，所述的密封导向环其中央通孔供所述的活塞杆通过，用于导向所述的活塞和活塞杆的直线运动，所述的导向环17的外圆柱面上嵌有密封圈16，所述的导向环17的左端面上设置一个密封圈15及一个紧紧贴靠于所述的导向环17的左端面凹形密封圈14；所述的活塞杆18左端还设置一个平面型密封圈8及其支撑所述的平面型密封圈的骨架9，它们与活塞2的右端面紧紧相贴；所述的气缸19的左端部还设置有封盖1并于所述的气缸19固接；所述的封盖1的外侧端面上设置一用于连接门体的带孔的凸耳。所述的活塞4外圆上配置有“O”型密封圈46，所述的“O”型密封圈与所述的气缸的内孔之间具有一定的过盈量；所述的活塞4的大径处配置有横向布置的压缩气流孔7，所述的活塞4小径处配置有纵向布置的回弹气流孔5；所述的活塞杆18的端部与所述的活塞4之间是螺纹连接的，两者可以相对转动的同时产生相对的轴向位移，这个位移的动作是由所述的活塞杆18的另一端称之为调速方头23来控制的。

所述的活塞杆18左端上还设置一挡圈11，它与所述的紧贴于活塞右面的平面型密封圈8及其骨架9面面相对，所述的挡圈11与所述的骨架9之间，设置一压缩弹簧12。

所述的活塞4的内孔与所述的活塞杆18之间配置一牢固贴合于活塞杆上并可与所述的活塞产生相对轴向移动而具有可变的溢流长度的溢流套10。

所述的活塞4的内孔与所述的活塞杆18之间并在所述的溢流套10的左侧配置一用于二次溢流的“O”型溢流圈6。

气动弹簧调速方法是调节溢流套10与活塞4之间的配合长度。当用扳手转动调速方头23，即转动活塞杆18，通过螺纹连接传动41使活塞杆18本身产生轴向位移，从而改变了调节溢流套10与活塞4之间的配合长度，达到改变气体流阻的目的，也即控制了气动弹簧调速机构的回弹速度。

当调速方肩23转动活塞杆18受合力向左移动时，左气室22流体经压缩气流孔7顶开平面密封圈8而进入右气室21。此时，当失去外力，活塞杆18在左气室22产生的流体压力P₁与右气室21产生的流体压力P₂之差压的作用力下，活塞作向右运动，此时，右气室21流体进入左气室22，且压缩气流孔7关闭，流体由溢流套10进入膨胀室24并打开溢流圈6经回弹气流孔5而经入左气室。当转动调速方肩23时，使得活塞与活塞杆两者在发生相对转动的同时产生相对的轴向位移，从而改变其溢流套10与活塞4之间的配合长度L，进而改变流体进入膨胀室24的流量Q；这时流体进作了初次降压，膨胀室24内的流体在经过溢流圈6时再次溢流，从而实现了流量的改变。

当溢流圈与活塞之间的配合长度L锁定后，流量将保持稳定。稳定的流量在多次往复运动过程中不会改变，是由于溢流套10很薄且牢固贴合于活塞杆上，在一定的配合长度下，流体流经溢流套时，溢流套变形量极小；并且流体采用中性介质，无腐蚀作用，从而确保配合精确度与工作寿命。

此外，溢流圈6不但起到溢流作用，同时在气动弹簧受压缩时还起到反向节流作用，使得溢流套不受相反方向的微量变形，即活塞杆18失去合力后，其瞬时回弹速度无冲击现象。

上述工作原理经过对样机进行模拟的寿命试验后，获得了真实的验证。

Claims (6)

1.一种气动弹簧的调速机构，包括气缸(19)、活塞(4)、活塞杆(18)、“O”型密封圈(16)、平面型密封圈(8)及其骨架(9)、凹形密封圈(14)、导向环(17)、阻尼装置及封盖(1)，所述的气缸内配置有水平布置的右气室(21)与左气室(22)，所述的右气室与左气室之间，配置有活塞(4)，所述的活塞的左端配置有内螺纹(41)，所述的内螺纹是与所述的活塞杆的一端相螺接，所述的活塞杆(18)是被配置在所述的气缸(19)内腔的右端；所述的气缸的右端还配置有密封导向环(17)，所述的密封导向环其中央通孔供所述的活塞杆通过，用于导向所述的活塞和活塞杆的直线运动，所述的导向环的外圆柱面上嵌有密封圈(16)，所述的导向环的左端面上设置一个密封圈(15)及一个紧紧贴靠于所述的导向环的左端面凹形密封圈(14)；所述的活塞杆左端还设置一个与所述的活塞的右端面紧紧相贴平面型密封圈(8)及其支撑所述的平面型密封圈的骨架(9)；所述的气缸的左端部还设置有封盖(1)并于所述的气缸固接；所述的封盖的外侧端面上设置—用于连接门体的带孔的凸耳。所述的活塞外圆上配置有“O”型密封圈(46)，所述的“O”型密封圈与所述的气缸的内孔之间具有一定的过盈量；所述的活塞的大径处配置有横向布置的压缩气流孔(7)，所述的活塞小径处配置有纵向布置的回弹气流孔(5)；所述的活塞杆18的另一端设置一用于控制所述的活塞杆与所述的活塞之间相对转动的同时产生相对的轴向位移的调速方头(23)；其特征在于：所述的活塞(4)的内孔与所述的活塞杆(18)之间配置一牢固贴合于活塞杆上并可与所述的活塞产生相对轴向移动而具有可变的溢流长度的溢流套(10)。

2.如权利要求1所述的气动弹簧的调速机构，其特征在于：所述的活塞(4)的内孔与所述的活塞杆(18)之间、并在所述的溢流套(10)的左侧配置—用于二次溢流的“O”型溢流圈(6)。

3.如权利要求1所述的气动弹簧的调速机构，其特征在于：所述的活塞杆(18)左端设置一挡圈(11)，所述的挡圈(11)面面相对地安装在紧贴于所述的活塞右面的平面型密封圈(8)及其骨架(9)的一端，所述的挡圈(11)与所述的骨架(9)之间设置一压缩弹簧(12)。

4.如权利要求1所述的气动弹簧的调速机构，其特征在于：所述的气缸的右气室(21)的端头固定有一带环形凹口的固定环(13)，所述的环形凹口朝向并对准所述的平面型密封圈(14)。

5.如权利要求1所述的气动弹簧的调速机构，其特征在于：所述的活塞杆(18)左端带螺纹的头部设置一用于调节定位所述的活塞相对于所述的活塞杆轴向移动的螺母(2)。

6.如权利要求5所述的气动弹簧的调速机构，其特征在于：所述的螺母(2)的右侧设置一“O”型密封圈(3)。

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