本發明專利技術公開了一種高頻運動的氮爆裝置，包括缸體以及置于缸體內的柱塞或活塞桿，所述缸體下部沿縱向設置有至少兩道向缸體內側凸起的導向臂，所述柱塞或活塞桿與導向臂之間設置有密封裝置，所述缸體與柱塞或活塞桿配合，在所述缸體內、柱塞或活塞桿上方形成充滿一定壓力氮氣的氮氣腔，在所述缸體內、相鄰兩道導向臂之間形成充滿一定壓力油液的儲油腔。本發明專利技術通過將較為困難的高壓氣體動密封轉化為相對成熟簡單的高壓油液動密封的方式，簡化了高壓氣體的動密封結構，提高了密封的可靠性和可制造性，同時儲油腔的油液具有自潤滑作用，降低了柱塞或活塞桿在高頻運動中高速摩擦產生的熱量，提高了氮爆裝置的壽命，可適用于高速高頻運動的工作環境。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于彈性元件
，特別涉及一種用于高頻運動工況下的氮爆裝置。
技術介紹
氮氣是一種惰性氣體，具有特有性質：當受到外力作用時氮氣可壓縮，并可將壓縮能量儲存起來，卸下外力停止壓縮時，氮氣發生迅速膨脹，產生氮爆現象。氮氣在壓縮和膨脹過程中，當控制在一定壓力范圍時，氮氣基本處于絕熱狀態，其熱穩定性好，不易轉化成熱量，同時，氮氣在氮爆膨脹過程中，可獲得一定的彈壓力，因此用氮氣制成的氮氣彈簧廣泛應用于模具、汽車、電子、儀表等領域。這種氮氣彈簧相比傳統的彈性元件，體積小、壓力大，壽命長，可達到100萬次以上，同時在工作過程中，可保持較為恒定的彈壓力。氮氣彈簧的一個核心關鍵指標是保證氮氣缸高壓氮氣的密封效果，氮氣彈簧的密封分為動密封和靜密封，靜密封相對比較成熟簡單，動密封是其難點。由于氮氣彈簧的氣體密封形式和技術是一項復雜的工作，密封高壓氣體就更復雜，高壓氣體不僅要很好地長期密封，并要在這壓力下循環工作，有時其增壓比高達1.5-2.0，因此高壓氣體的長期密封，要比高壓液體的密封困難得多，它是一項綜合性的技術，其密封效果與其結構形式、制造精度、表面粗糙度、表面處理技術、密封材料的選擇等有關。氮氣彈簧的設計固然是希望拓寬應用面，能適用于各種不同的環境條件，不同的工藝要求，但目前現有的氮氣彈簧，例如授權公告號為CN203463541U、授權公告號為CN204153041U等公布的氮氣彈簧，其一般情況下（普通溫度）運動頻率不高于60次/min，運動速度小于1.0m/s，因此無法滿足更高頻率更高速度的工作環境要求，例如，用于要求工作頻率大于500次/min，運動速度大于2.0m/s的工作環境中。其原因是現有的氮氣彈簧，為了防止高壓氣體在柱塞往復運動過程中的泄漏，往往只采用了單一類型的固體材料密封裝置，這種密封在柱塞與密封裝置或導向環之間高速干摩擦情況下，摩擦力大、磨損嚴重，摩擦過程中產生的大量熱量，使其溫度升高，從而導致柱塞拉傷和密封裝置失效等問題，一旦密封裝置失效，即刻產生氮氣泄漏，氮氣彈簧就無法工作，這種密封裝置在高速高頻運動工作環境中尤其受到限制。另一改進的氮氣彈簧（如授權公告號為CN2725624Y的技術）是在安裝過程中在各部分的裝配部位注入有潤滑油，但該改進的氮氣彈簧在使用一段時間后，隨著潤滑油的喪失，柱塞拉傷和密封裝置失效等問題也逐漸會顯現出來。
技術實現思路
本專利技術的目的在于：針對上述存在的問題，提供一種具有高可靠性密封、同時又能適用于高頻高速運動工作環境的氮爆裝置。本專利技術技術的技術方案實現方式：一種高頻運動的氮爆裝置，包括缸體以及置于缸體內的柱塞或活塞桿，其特征在于：所述缸體下部沿縱向設置有至少兩道向缸體內側凸起的導向臂，所述柱塞或活塞桿與導向臂之間設置有密封裝置，所述缸體與柱塞或活塞桿配合，在所述缸體內、柱塞或活塞桿上方形成充滿一定壓力氮氣的氮氣腔，在所述缸體內、相鄰兩道導向臂之間形成充滿一定壓力油液的儲油腔。本專利技術所述的高頻運動的氮爆裝置，其所述儲油腔內的油壓不小于氮氣腔內的初始氣壓。本專利技術所述的高頻運動的氮爆裝置，其在所述缸體的頂部設置有與氮氣腔連通的氣孔，在所述缸體的側壁設置有與儲油腔連通的油孔。本專利技術所述的高頻運動的氮爆裝置，在所述柱塞或活塞桿與對應的導向臂之間至少設置一道密封裝置，所述密封裝置分別嵌套在對應導向臂的環形凹槽內，所述密封裝置的密封結構包含截面為O形、U形、Y形、V形、X形、H形、三角形、星形、異形密封件的一種或由以上任一截面的密封件與聚四氟乙烯或改性聚四氟乙烯材料組成的組合式密封結構。本專利技術所述的高頻運動的氮爆裝置，其在至少一道導向臂上設置有至少一道導向環，所述導向環嵌套在對應導向臂的環形凹槽內。本專利技術所述的高頻運動的氮爆裝置，其所述缸體為上下貫通開口的結構，在所述缸體頂部固定連接有頂蓋，所述頂蓋通過頂蓋封結構與缸體的連接部分密封連接，所述頂蓋封結構嵌套在頂蓋或缸體的連接部分上的環形凹槽內。本專利技術所述的高頻運動的氮爆裝置，其在所述柱塞或活塞桿底部連接有安裝限位板，所述安裝限位板用于對柱塞或活塞桿的上極限行程進行控制，所述柱塞或活塞桿由下極限位置移動到上極限位置的行程小于柱塞或活塞桿在下極限位置時缸體內腔體的凈高度a。本專利技術所述的高頻運動的氮爆裝置，其所述安裝限位板的外徑或邊長大于柱塞或活塞桿的外徑，當所述柱塞或活塞桿在下極限位置時，所述安裝限位板上端面至缸體下端面之間的距離為柱塞或活塞桿的上下極限運動幅度b，即柱塞或活塞桿由下極限位置移動到上極限位置或者由上極限位置移動到下極限位置的行程；所述柱塞頂部沿徑向向外側形成凸起部或者所述活塞桿頂部套接有活塞，所述柱塞頂部的凸起部或者活塞桿頂部的活塞與缸體內最上面一道導向臂配合，形成柱塞或活塞桿的下極限位置。本專利技術所述的高頻運動的氮爆裝置，其所述氣孔設置在頂蓋上，所述氣孔連接有氣閥組成，所述氣閥組成包括安全閥及充氣閥，所述缸體底部與柱塞或活塞桿底部之間設置防塵罩，所述防塵罩的拉伸長度不小于柱塞或活塞桿的上下極限運動幅度。本專利技術所述的高頻運動的氮爆裝置，其所述頂蓋內壁設置有向下的延伸部分，所述延伸部分用于對柱塞或活塞桿的上極限行程進行控制，所述延伸部分的底面與頂蓋內壁之間的距離c滿足安全行程要求，當柱塞或活塞桿運動至上極限位置時，所述柱塞或活塞桿頂部與延伸部分接觸?；谏鲜黾夹g方案，本專利技術的有益效果是：1、本專利技術中的氮爆裝置把高難度的高壓氣體動密封轉化為相對比較成熟、容易的高壓油的動密封，因此其動密封更容易實現，可靠性更高。2、本專利技術中可利用儲油腔內高壓油本身來密封高壓氣體，使得氮爆裝置的密封從單一的固體密封變為固體和液體兩種方式密封，提高了氮爆裝置的密封效果，同時這種結構可使氮氣腔與儲油腔的壓差降低，使得密封裝置的接觸壓力降低，從而進一步降低了動密封的難度。3、本專利技術中氮爆裝置的儲油腔內的油液可長期有效地起到潤滑作用，降低柱塞與密封裝置的摩擦力，同時儲油腔內的油液還可以持續吸收因柱塞與密封裝置在高速高頻工作中產生的熱量，從而進一步降低溫度，提高密封裝置的壽命，降低了柱塞拉傷和密封失效等問題。4、本專利技術的結構設計使得氮氣彈簧進一步拓展了其應用范圍，尤其能適用于各種高頻或高速運動的工作環境條件。5、本專利技術的氮爆裝置對柱塞或活塞桿的上下行程進行了精確的控制，可適用于復雜工作環境，起到有效保護氮爆裝置的目的。附圖說明圖1是本專利技術中柱塞式氮爆裝置的結構剖面圖。圖2是本專利技術中缸體的結構剖面圖。圖3是本專利技術中氮爆裝置設置導向環的結構剖面圖。圖4是本專利技術中活塞式氮爆裝置的結構剖面圖。圖5是本專利技術中氮爆裝置的一種上限位實施例。圖6是本專利技術中氮爆裝置的另一種上限位實施例。圖7為本專利技術中氮爆裝置設置有防塵罩的一種實施例。圖中標記：1為氮爆裝置，2為缸體，211為缸體連接部分，212為第一導向臂，213為第二導向臂，22為氮氣腔，23為儲油腔，24為油孔，3為頂蓋，31為氣孔，32為連接部分，33為延伸部分，4為柱塞或活塞桿，41為凸起部，42為活塞，44為安裝限位板，46為導向環，5為密封裝置，51為第一密封結構,52為第二密封結構，53為頂蓋密封結構，6為氣閥組成，7為防塵罩。具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術作詳細的說明。盡管本本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高頻運動的氮爆裝置，包括缸體（2）以及置于缸體（2）內的柱塞或活塞桿（4），其特征在于：所述缸體（2）下部沿縱向設置有至少兩道向缸體（2）內側凸起的導向臂，所述柱塞或活塞桿（4）與導向臂之間設置有密封裝置（5），所述缸體（2）與柱塞或活塞桿（4）配合，在所述缸體（2）內、柱塞或活塞桿（4）上方形成充滿一定壓力氮氣的氮氣腔（22），在所述缸體（2）內、相鄰兩道導向臂之間形成充滿一定壓力油液的儲油腔（23）。
【技術特征摘要】
1.一種高頻運動的氮爆裝置，包括缸體（2）以及置于缸體（2）內的柱塞或活塞桿（4），其特征在于：所述缸體（2）下部沿縱向設置有至少兩道向缸體（2）內側凸起的導向臂，所述柱塞或活塞桿（4）與導向臂之間設置有密封裝置（5），所述缸體（2）與柱塞或活塞桿（4）配合，在所述缸體（2）內、柱塞或活塞桿（4）上方形成充滿一定壓力氮氣的氮氣腔（22），在所述缸體（2）內、相鄰兩道導向臂之間形成充滿一定壓力油液的儲油腔（23）。2.根據權利要求1所述的高頻運動的氮爆裝置，其特征在于：所述儲油腔（23）內的油壓不小于氮氣腔（22）內的初始氣壓。3.根據權利要求1所述的高頻運動的氮爆裝置，其特征在于：在所述缸體（2）的頂部設置有與氮氣腔（22）連通的氣孔（31），在所述缸體（2）的側壁設置有與儲油腔（23）連通的油孔（24）。4.根據權利要求1所述的高頻運動的氮爆裝置，其特征在于：在所述柱塞或活塞桿（4）與對應的導向臂之間至少設置一道密封裝置（5），所述密封裝置（5）分別嵌套在對應導向臂的環形凹槽內，所述密封裝置（5）的密封結構包含截面為O形、U形、Y形、V形、X形、H形、三角形、星形、異形密封件的一種或由以上任一截面的密封件與聚四氟乙烯或改性聚四氟乙烯材料組成的組合式密封結構。5.根據權利要求1所述的高頻運動的氮爆裝置，其特征在于：在至少一道導向臂上設置有至少一道導向環（46），所述導向環（46）嵌套在對應導向臂的環形凹槽內。6.根據權利要求1所述的高頻運動的氮爆裝置，其特征在于：所述缸體（2）為上下貫通開口的結構，在所述缸體（2）頂部固定連接有頂蓋（3），所述頂蓋（3）通過頂蓋封結構（53）與缸體（2）的連接部分（211）密封連接，所述頂蓋封結構（53）嵌套在頂蓋（3）或缸體（2）的連接部分（211）上的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘彪，謝武斌，
申請(專利權)人：成都中武聯創科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51
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