CN2526587Y - 气体弹簧 - Google Patents

Abstract

一种用于高温环境的强力气体弹簧，由芯棒、上盖、外壳、波纹管、底盖等组成，其特点是芯棒的下端开设的导向孔与底盖的导向头成过盈配合，底盖的充气孔又采用O型密封圈和橡胶垫密封，尤其是波纹管是采用优质不锈钢板焊接成不锈钢管后液压成型制成，因此本实用新型气体弹簧具有性能稳定可靠、一致性好和使用寿命长的优点。

Description

气体弹簧

技术领域：

本实用新型涉及弹簧，特别是一种适用于高温环境的气体弹簧。

背景技术：

弹簧钢制作的弹簧已具有广泛的应用，但是在高温状况下却会因范性形变影响其弹性，因此，例如在钢包滑动水口机构中就需要采用一种气体弹簧，借助气体弹簧的高温特性支撑钢包底部的滑动水口机构滑板，以正确控制钢水浇注时的流量。

上述的气体弹簧(以下简称为已有气体弹簧)如图1所示，由芯棒1、上盖4、外壳5，波纹管6和底盖8等部件构成，材料均为不锈钢，所有连接都是通过氩弧焊接完成的，使注入弹簧的气体能有效地封在气室7中，随着环境温度升高，通过气体自身的热膨胀，来增加弹簧的弹力，因此不仅不会像一般弹簧钢所制的弹簧那样在高温下弹力下降，反而弹力更好，这就使气体弹簧能更有效地支撑滑板机构，以保证钢水的顺利浇注。

但是上述已有气体弹簧仍存在以下不足之处：

1、当外力作用于芯棒上使芯棒受压，芯棒拉伸波纹管向下移动时，气体弹簧气室内气体受压产生反作用力，波纹管受拉伸后，自身也产生回复力，两股合力同时来抵抗外部压力以寻求平衡。波纹管虽有一定的刚性，但与芯棒相比却仍是一个柔性零件，在拉伸过程中，会发生偏移的“失稳”现象，波纹管的外波面与弹簧气室内壁接触发生摩损，使波纹管的寿命大大降低。

2、在弹簧气室中充满着一定压力的惰性气体，充气时采用微型铜顶针作为单向阀，当外部高压气体将顶针顶开，通过压紧螺母上的阻尼小孔进入弹簧气室，充气完毕，顶针后机械弹簧的反弹力和气室中的气压同时作用在顶针上，将底盖上的充气孔密封，最后填充焊丝将底盖上的充气孔焊接封口，从而使气体弹簧成为一个密封弹性件。但是在实际操作中，因为顶针与底盖充气孔属于机械密封，顶针和充气孔的加工精度难以保证，因此往往在充完气体后发生微量的泄漏现象，焊接封口后，就会出现有的气体弹簧气室的气压达不到预期标准，使其弹力不足。

3、已有气体弹簧中，波纹管材料选用ICr18Ni9Ti无缝管进行液压成型，成本较高。另外无缝管是经过多次的轧制而成的，因此其机械性能有所降低，最后制成的气体弹簧刚度曲线较为曲折(见图2刚度曲线图)，虽然在实际使用中能顶住滑板，但在弹力回复时出现的弹力误差，使得弹簧与滑板贴紧有时过松，有时过紧，这可能导致机构不能正常开启，如果引发事故那是不难设想的。

发明内容：

本发明要解决的技术问题就是要克服上述已有气体弹簧的不足，提供一种改进的气体弹簧，该气体弹簧应具有使用寿命长、弹簧性能稳定可靠且一致性好的优点。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种气体弹簧，包括芯棒、上盖、外壳、波纹管、底盖，通过卡簧将一受压板卡固在所说芯棒的上端，该芯棒下端外缘和上盖之间焊接着所说波纹管，该外壳密封地焊接在所说上盖外缘和底盖外缘之间，其内部形成一气室，其特征在于：

所说芯棒下端的中轴位置开设有导向孔；

所说底盖的中心向上轴对称地凸设一开口向上的具有筒形腔的导向头，该导向头的筒形腔壁上穿设有阻尼孔，筒形腔的端口设有环形台阶；

该底盖的中心设有充气孔，压缩气体可以由此孔充入筒形腔，并经阻尼孔进入气室中；

所说筒形腔中由下而上依次放置O型圈和橡胶垫，然后用一压紧垫圈卡在筒形腔端口的环形台阶将O型圈和橡胶垫卡住；

而所说芯棒受压时可借其导向孔依底盖导向头的导向而上、下运动。

所说的波纹管是采用优质不锈钢板为母材经焊接而成的不锈钢管通过液压成型的波纹管。

附图说明：

图1是已有的气体弹簧结构示意图。

图2是已有气体弹簧刚度曲线图。

图3是本实用新型气体弹簧的结构示意图。

图4是波纹管断面图。

图5是本实用新型气体弹簧刚度曲线图。图中：

1-芯棒    11-导向孔    2-卡簧    3-受压板   4-上盖

5-外壳     6-波纹管    7-气室    8-底盖    81-充气孔

82-导向头  820-导向头筒形腔      821-阻尼孔

822-环形台阶   83-压紧垫圈    84-橡胶垫     85-O型圈

具体实施方式：

请参阅图2，图2是本实用新型气体弹簧的最佳实施例结构示意图。由图可见，本实用新型气体弹簧由芯棒1、卡簧2、受压板3、上盖4、外壳5、波纹管6、底盖8、压紧垫圈83、橡胶垫84和O形圈85构成，所说芯棒1的下端的中轴位置开设有导向孔11，该芯棒1上端通过一卡簧2卡设一受压板3，芯棒1的下端通过上盖4的中心孔伸入由上盖4、外壳5和底盖8形成的气室7中，该芯棒1下端外缘和上盖4之间焊接所说波纹管6，所说底盖8的截面呈山字形，该底盖8的中心向上轴对称地凸设一开口向上的具有筒形腔820的导向头82，该导向头82的筒形腔820壁上穿设有阻尼孔821，筒形腔820的腔口设有一环形台阶822，该筒形腔820中由下而上依次放置一O型密封85和橡胶垫84，然后在筒形腔820的腔口的环形台阶822卡置一压紧垫圈83，将O型圈85和橡胶垫84卡住。该底盖8的中心还设有充气孔81，压缩气体可以由此充气孔81充入筒形腔820中，并经阻尼孔82 1进入气室7中，这时O型圈85和橡胶垫84不会被充入的高压气流所冲走，而当停止充气时，橡胶垫84和O型圈85却在高压气室7中的气体的压力下，形成对充气孔81的阻塞密封。

所说波纹管6是采用优质的不锈钢板为母材经焊接而成的不锈钢管通过液压成型的，其结构如图4所示。

本实用新型的密封连接和最后密封都是采用氩弧焊完成的，图中以H表示，本实用新型的组装过程由图3可知，在此不再赘述。

经试验，本实用新型气体弹簧较已有的气体弹簧具有下列技术效果和优点：

1、本实用新型设计了带有导向头的底盖，芯棒下端设有导向孔，导向头与芯棒导向孔采用过盈配合，因此，当芯棒受压拉伸波纹管向下移动时，波纹管就不再会发生偏移“失稳”现象，从而延长了波纹管的使用寿命，也就是提升了本实用新型气体弹簧的使用寿命。

2、本实用新型底盖的充气孔采用O型圈密封和圆柱形橡胶垫填充密封，充气时，O型密封圈和橡胶垫受压后产生一定的变形，气体就从导向头上的阻尼孔进入弹簧气室。充气完毕后，橡胶垫和O型密封圈受气室内气压的作用将底盖上的充气孔堵死，有效地防止了气室内气体的泄漏。这样经过焊接封口后，能确保气体弹簧内部气压的一致性，件件弹簧都可满足其使用时所需的弹力。

3、尤其是本实用新型的波纹管选用优质不锈钢板作为母材经过焊接而成的不锈钢管经过液压成型制作的波纹管。由于该不锈钢板致密度高不易泄漏，因此制造出的气体弹簧刚度曲线变得平滑稳定。其刚度曲线图如图5所示，明显优于已有技术的刚度曲线(图2)，对滑动水口机构的性能和调整的稳定性起了积极的保证作用，弹簧与滑板贴紧力稳定，使用性能更可靠。

总之，本实用新型气体弹簧与已有技术气体弹簧相比，具有使用寿命长，性能更稳定、可靠，而且一致性好等优点。

Claims (1)

1、一种气体弹簧，包括芯棒(1)、上盖(4)、外壳(5)、波纹管(6)、底盖(8)，通过卡簧(2)将一受压板(3)卡固在所说芯棒(1)的上端，该芯棒(1)下端外缘和上盖(4)之间焊接着所说波纹管(6)，该外壳(5)密封地焊接在所说上盖(4)外缘和底盖(8)外缘之间，其内部形成一气室(7)，其特征在于：

①所说芯棒(1)下端的中轴位置开设有导向孔(11)；

②所说底盖(8)的中心向上轴对称地凸设一开口向上的具有筒形腔(820)的导向头(82)，该导向头(82)的筒形腔(820)壁上穿设有阻尼孔(821)，筒形腔(820)的端口设有环形台阶(822)；

该底盖(8)的中心设有充气孔(81)；

所说筒形腔(820)中由下而上依次放置O型圈(85)、橡胶垫(84)和一压紧垫圈(83)。

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