CN209228922U - 高强度安全型氮气弹簧 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高强度安全型氮气弹簧，包括缸体、柱塞以及固定端盖，在缸体的底端设置有充气阀；所述固定端盖固定套设在缸体上部的开口处，所述柱塞套设在所述固定端盖内，并能够在固定端盖内沿其轴向运动，在所述固定端盖还上设置有至少用以限制柱塞沿其轴向向上运动的第一限位机构，所述柱塞还具有沿其轴向设置的第二限位机构和第三限位机构，所述第二限位机构和第三限位机构均设置在所述第一限位机构的下方。本实用新型实施例提供的氮气弹簧柱塞下端有两级限位凸台，当第一级凸台受过大载荷断裂后，第二级凸台仍能够起到限位作用，实现增加弹簧强度的功能，安全性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种氮气弹簧，特别涉及一种高强度安全型氮气弹簧，属于机械技术领域。
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，目前，氮气弹簧在使用过程中还存在一定的安全隐患：若氮气弹簧在被压下的过程中没有固定好会容易发生倾斜或滑倒，这会使得柱塞突然失去外在的压力，缸体内的高压氮气则会产生很强的反作用力使柱塞快速往上运动，而传统氮气弹簧的结构设计中，柱塞底端寸在较小的截面，当柱塞冲击固定端盖底端时，由于力量过大就会使柱塞断裂飞出，导致柱塞上方的模具损坏或人员受伤。例如，在一种过行程保护型氮气弹簧中，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，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，泄压时缸筒可能会被挤压变形损坏，这样会导致套筒与活塞杆均不能再次利用，因此其损坏的成本较高，经济实用性较差。又如在一种锥形面式氮气弹簧过载安全保护结构，其设置活塞的上段外圆周面为锥形面，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。该弹簧结构对于活塞杆上方突然失去压力时活塞杆迅速上冲并与固定端盖底部凸台强烈冲击碰撞导致的活塞杆断裂飞出，模具损坏或人员受伤的问题也不能得到很好的解决。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种高强度安全型氮气弹簧，避免在超压、超载和高速冲击使氮气弹簧强度低的问题，进而克服现有技术的不足。
为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：
本实用新型实施例提供了一种高强度安全型氮气弹簧，包括缸体、柱塞以及固定端盖，在缸体的底端设置有充气阀；所述固定端盖固定套设在缸体上部的开口处，所述柱塞套设在所述固定端盖内，并能够在固定端盖内沿其轴向运动，以及，在所述缸体与固定端盖之间还设置有第一密封件，在柱塞与固定端盖之间设置有第二密封件以及支撑导向件，在所述固定端盖还上设置有至少用以限制柱塞沿其轴向向上运动的第一限位机构，所述柱塞还具有沿其轴向设置的第二限位机构和第三限位机构，所述第二限位机构和第三限位机构均设置在所述第一限位机构的下方；当所述柱塞沿其轴向向上运动时，所述第二限位机构和第三限位机构均能够与所述第一限位机构抵紧接触，进而限制柱塞于轴向向上的运动。
在一些较为具体的实施方案中，所述第一限位机构包括环设在固定端盖内侧下部的第一限位凸台，所述第二限位机构包括环设在柱塞外侧下部的第二限位凸台，所述第三限位机构包括环设在柱塞外侧下部的第三限位凸台，所述第三限位凸台设置在第二限位凸台的上方。
在一些较为具体的实施方案中，在所述第一限位凸台上设置有与所述第三限位凸台相匹配的凹槽。
优选的，所述第三限位凸台与第一限位凸台的接触面为弧面。
在一些较为具体的实施方案中，所述第二限位凸台于径向方向的宽度大于第三限位凸台的宽度。
优选的，所述第二限位凸台于径向方向的宽度为4-6mm，于轴向方向的高度为4-8mm。
优选的，所述第三限位凸台于轴向方向的高度为4-6mm。
在一些较为具体的实施方案中，在所述固定端盖的外侧还具有沿其周向固定设置的安全梁，所述安全梁与缸体内壁之间具有间隙。
在一些较为具体的实施方案中，所述安全梁包括矩形截面的悬臂梁。
优选的，所述安全梁沿径向方向上的截面长度为2-3.5mm，沿轴向方向上的宽度为1-2mm。
在一些较为具体的实施方案中，在所述柱塞的内侧下部还固定设置有环柱凸台。
优选的，环柱凸台的侧面具有沿径向方向内凹形成的下凹部，所述环柱凸台的侧面与柱塞固定连接。
优选的，所述下凹部于径向方向的最大深度为1-3mm。
优选的，所述下凹部的纵剖面为等腰梯形；例如，所述等腰梯形的高度为1-3mm、上底长5-8mm、下底长15-20mm。
优选的，所述环柱凸台的中心位置与柱塞下端面的距离为10.5-12.5mm。
在一些较为具体的实施方案中，在所述缸体的底端具有沿其轴向设置的通孔，所述通孔与缸体内部的腔体连通，所述充气阀设置在所述通孔内；在所述通孔于缸体外壁上的开口处还设置有孔塞。
优选的，所述孔塞与所述通孔螺接。
在一些较为具体的实施方案中，在所述固定端盖与缸体之间还设置有至少用于固定所述固定端盖的卡簧圈，所述卡簧圈设置在位于缸体内侧上部的卡簧槽内。
优选的，所述第一密封件包括第一密封圈。
在一些较为具体的实施方案中，所述第二密封件包括第二密封圈和防尘圈。
优选的，所述支撑导向件包括支撑环。
与现有技术相比，本实用新型的优点包括：
本实用新型实施例提供的一种高强度安全型氮气弹簧，在柱塞内壁底部设有一环柱凸台，增加了柱塞底端横截面的面积，使得柱塞在与固定端盖发生冲击碰撞时候结构具有足够的强度，氮气弹簧的柱塞不易因被冲击断裂飞出；
本实用新型实施例提供的一种高强度安全型氮气弹簧，在固定端盖外侧沿周向设有安全梁，该安全梁与缸体内壁之间形成空隙，安全梁在承受压力大于设定值时会变形断裂，缸体内的高压氮气则可以沿缸体内壁被释放出来，从而可实现卸压保护，这提高了氮气弹簧使用的安全性；
本实用新型实施例提供的一种高强度安全型氮气弹簧，在柱塞下端有两级限位凸台，当遇到特别恶劣工况时，第一级凸台因大载荷断裂后第二级凸台仍能够起到限位作用，从而防止氮气弹簧的柱塞冲击断裂飞出造成安全事故。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供了一种高强度安全型氮气弹簧的结构示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本实用新型实施例提供了一种高强度安全型氮气弹簧，包括缸体、柱塞以及固定端盖，在缸体的底端设置有充气阀；所述固定端盖固定套设在缸体上部的开口处，所述柱塞套设在所述固定端盖内，并能够在固定端盖内沿其轴向运动，以及，在所述缸体与固定端盖之间还设置有第一密封件，在柱塞与固定端盖之间设置有第二密封件以及支撑导向件，在所述固定端盖还上设置有至少用以限制柱塞沿其轴向向上运动的第一限位机构，所述柱塞还具有沿其轴向设置的第二限位机构和第三限位机构，所述第二限位机构和第三限位机构均设置在所述第一限位机构的下方；当所述柱塞沿其轴向向上运动时，所述第二限位机构和第三限位机构均能够与所述第一限位机构抵紧接触，进而限制柱塞于轴向向上的运动。
在一些较为具体的实施方案中，所述第一限位机构包括环设在固定端盖内侧下部的第一限位凸台，所述第二限位机构包括环设在柱塞外侧下部的第二限位凸台，所述第三限位机构包括环设在柱塞外侧下部的第三限位凸台，所述第三限位凸台设置在第二限位凸台的上方。
在一些较为具体的实施方案中，在所述第一限位凸台上设置有与所述第三限位凸台相匹配的凹槽。
优选的，所述第三限位凸台与第一限位凸台的接触面为弧面。
在一些较为具体的实施方案中，所述第二限位凸台于径向方向的宽度大于第三限位凸台的宽度。
优选的，所述第二限位凸台于径向方向的宽度为4-6mm，于轴向方向的高度为4-8mm。
优选的，所述第三限位凸台于轴向方向的高度为4-6mm。
在一些较为具体的实施方案中，在所述固定端盖的外侧还具有沿其周向固定设置的安全梁，所述安全梁与缸体内壁之间具有间隙。
在一些较为具体的实施方案中，所述安全梁包括矩形截面的悬臂梁。
优选的，所述安全梁沿径向方向上的截面长度为2-3.5mm，沿轴向方向上宽度为1-2mm。
在一些较为具体的实施方案中，在所述柱塞的内侧下部还固定设置有环柱凸台。
优选的，环柱凸台的侧面具有沿径向方向内凹形成的下凹部，所述环柱凸台的侧面与柱塞固定连接。
优选的，所述下凹部于径向方向的最大深度为1-3mm。
优选的，所述下凹部的纵剖面为等腰梯形；例如，所述等腰梯形的高度为1-3mm、上底长5-8mm、下底长15-20mm。
优选的，所述环柱凸台的中心位置与柱塞下端面的距离为10.5-12.5mm。
在一些较为具体的实施方案中，在所述缸体的底端具有沿其轴向设置的通孔，所述通孔与缸体内部的腔体连通，所述充气阀设置在所述通孔内；在所述通孔于缸体外壁上的开口处还设置有孔塞。
优选的，所述孔塞与所述通孔螺接。
在一些较为具体的实施方案中，在所述固定端盖与缸体之间还设置有至少用于固定所述固定端盖的卡簧圈，所述卡簧圈设置在位于缸体内侧上部的卡簧槽内。
优选的，所述第一密封件包括第一密封圈。
在一些较为具体的实施方案中，所述第二密封件包括第二密封圈和防尘圈。
优选的，所述支撑导向件包括支撑环。
如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
如图1所示，一种高强度安全型氮气弹簧，包括柱塞1、固定端盖2、卡簧圈3、缸体4、第一密封圈13和第二密封圈14、支撑环15和防尘圈17，柱塞1套设在固定端盖2内，固定端盖2固定设置在缸体4的上端开口处，柱塞1与固定端盖2之间设有支撑环15，对柱塞1的上下(即其轴向)运动起导向与支撑作用；柱塞1与固定端盖2之间设有第二密封圈14和防尘圈17，对弹簧起密封与防尘作用；固定端盖2与缸体4之间设有实现缸体4和固定端盖2密封的第一密封圈13，固定端盖2与缸体4之间设有卡簧圈3，卡簧放置在缸体4上端的卡簧槽16中，对固定端盖2起固定的作用；缸体4底端横向开设有与缸体4内部相连通的通孔9，在通孔9里装有充气阀10，在通孔9外面装有安全螺堵(即孔塞)8；柱塞1外侧底部有一级限位凸台(即第二限位凸台，下同)7和二级限位凸台(即第三限位凸台，下同)12，当一级限位凸台7与固定端盖2底部凸台(即第一限位凸台，下同)6碰撞受过大载荷断裂后，第二级凸台12仍能够起到限位作用；固定端盖2外侧沿周向设有安全梁5，该安全梁5与缸体4内壁形成空隙，安全梁在承受压力大于设定值时会变形断裂，缸体内的高压氮气则可以沿着内壁被释放出来，从而实现卸压保护；固定端盖2设有底部凸台6，用来限制柱塞1的运动，柱塞1内侧底部有环柱凸台11，该环柱凸台增大了柱塞1下端的截面面积，使得柱塞1与固定端盖2碰撞时更不容易发生断裂，实现增加弹簧强度的功能。
具体的，本实用新型实施例提供的高强度安全型氮气弹簧在工作时，向缸体4内充入高压氮气，柱塞1受外压作用向下运动并压缩缸体4内的氮气，当柱塞1运动到缸体4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4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底端的一级限位凸台碰到固定端盖2底端的底部凸台时，柱塞1底端会受到大的冲击，而柱塞内侧底部的环柱凸台因为增大了其截面积，比同种工况下传统结构的强度大很多而能承受更大的冲击力，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；假如碰到非常恶劣的工况，固定端盖的第一级凸台受过大载荷断裂，第二级凸台仍能够起到限位作用，且安全梁在承受压力大于设定值时会变形断裂，缸体内的高压氮气则可以沿着内壁被释放出来，从而可实现卸压保护，这提高了氮气弹簧使用的安全性，从而防止氮气弹簧的柱塞冲击断裂飞出造成安全事故。
本实用新型实施例提供的一种高强度安全型氮气弹簧，在柱塞内壁底部设有一环柱凸台，增加了柱塞底端横截面的面积，使得柱塞在与固定端盖发生冲击碰撞时候结构具有足够的强度，氮气弹簧的柱塞不易因被冲击断裂飞出；
本实用新型实施例提供的一种高强度安全型氮气弹簧，在固定端盖外侧沿周向设有安全梁，该安全梁与缸体内壁之间形成空隙，安全梁在承受压力大于设定值时会变形断裂，缸体内的高压氮气则可以沿缸体内壁被释放出来，从而可实现卸压保护，这提高了氮气弹簧使用的安全性；
本实用新型实施例提供的一种高强度安全型氮气弹簧，在柱塞下端有两级限位凸台，当遇到特别恶劣工况时，第一级凸台因大载荷断裂后第二级凸台仍能够起到限位作用，从而防止氮气弹簧的柱塞冲击断裂飞出造成安全事故。
应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (21)
1.一种高强度安全型氮气弹簧，包括缸体、柱塞以及固定端盖，在缸体的底端设置有充气阀；所述固定端盖固定套设在缸体上部的开口处，所述柱塞套设在所述固定端盖内，并能够在固定端盖内沿其轴向运动，以及，在所述缸体与固定端盖之间还设置有第一密封件，在柱塞与固定端盖之间设置有第二密封件以及支撑导向件，其特征在于：在所述固定端盖还上设置有至少用以限制柱塞沿其轴向向上运动的第一限位机构，所述柱塞还具有沿其轴向设置的第二限位机构和第三限位机构，所述第二限位机构和第三限位机构均设置在所述第一限位机构的下方；当所述柱塞沿其轴向向上运动时，所述第二限位机构和第三限位机构均能够与所述第一限位机构抵紧接触，进而限制柱塞于轴向向上的运动。
2.根据权利要求1所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述第一限位机构包括环设在固定端盖内侧下部的第一限位凸台，所述第二限位机构包括环设在柱塞外侧下部的第二限位凸台，所述第三限位机构包括环设在柱塞外侧下部的第三限位凸台，所述第三限位凸台设置在第二限位凸台的上方。
3.根据权利要求2所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：在所述第一限位凸台上设置有与所述第三限位凸台相匹配的凹槽。
4.根据权利要求3所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述第三限位凸台与第一限位凸台的接触面为弧面。
5.根据权利要求2或3所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述第二限位凸台于径向方向的宽度大于第三限位凸台的宽度。
6.根据权利要求5所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述第二限位凸台于径向方向的宽度为4-6mm，于轴向方向的高度为4-8mm。
7.根据权利要求5所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述第三限位凸台于轴向方向的高度为4-6mm。
8.根据权利要求1所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：在所述固定端盖的外侧还具有沿其周向固定设置的安全梁，所述安全梁与缸体内壁之间具有间隙。
9.根据权利要求8所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述安全梁包括矩形截面的悬臂梁。
10.根据权利要求8所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述安全梁沿径向方向上的截面长度为2-3.5mm，沿轴向方向上的宽度为1-2mm。
11.根据权利要求1所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：在所述柱塞的内侧下部还固定设置有环柱凸台。
12.根据权利要求11所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：环柱凸台的侧面具有沿径向方向内凹形成的下凹部，所述环柱凸台的侧面与柱塞固定连接。
13.根据权利要求12所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述下凹部于径向方向的最大深度为1-3mm。
14.根据权利要求12所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述下凹部的纵剖面为等腰梯形。
15.根据权利要求11所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述环柱凸台的中心位置与柱塞下端面的距离为10.5-12.5mm。
16.根据权利要求1所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：在所述缸体的底端具有沿其轴向设置的通孔，所述通孔与缸体内部的腔体连通，所述充气阀设置在所述通孔内；在所述通孔于缸体外壁上的开口处还设置有孔塞。
17.根据权利要求16所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述孔塞与所述通孔螺接。
18.根据权利要求1所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：在所述固定端盖与缸体之间还设置有至少用于固定所述固定端盖的卡簧圈，所述卡簧圈设置在位于缸体内侧上部的卡簧槽内。
19.根据权利要求1所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述第一密封件包括第一密封圈。
20.根据权利要求1所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述第二密封件包括第二密封圈和防尘圈。
21.根据权利要求1所述的高强度安全型氮气弹簧，其特征在于：所述支撑导向件包括支撑环。
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| CN201822027284.XU CN209228922U (zh) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | 高强度安全型氮气弹簧 |
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| CN201822027284.XU CN209228922U (zh) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | 高强度安全型氮气弹簧 |
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| CN201822027284.XU Active CN209228922U (zh) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | 高强度安全型氮气弹簧 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111927914A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-13 | 常州市东力机械有限公司 | 一种钢塑复合一体式端盖及其加工方法 |
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2018
- 2018-12-04 CN CN201822027284.XU patent/CN209228922U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN111927914A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-11-13 | 常州市东力机械有限公司 | 一种钢塑复合一体式端盖及其加工方法 |
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