一种设有双向动力气流通控制件的平衡气弹簧的制作方法

本发明涉及平衡力气弹簧领域，尤其涉及一种设有双向动力气流通控制件的平衡气弹簧。

背景技术：

气弹簧(gasspring)是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的工业配件。它由以下几部分构成：压力缸、活塞杆、活塞、密封导向套、填充物(惰性气体或者油气混合物)，缸内控制元件与缸外控制元件(指可控气弹簧)和接头等。原理是在密闭的压力缸内充入惰性气体或者油气混合物，使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍，利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。由于原理上的根本不同，气弹簧比普通弹簧有着很显著的优点：速度相对缓慢、动态力变化不大(一般在1：1.2以内)、容易控制。

随着气弹簧应用的领域越来越广，平衡力气弹簧的应用也有多领域应用述求，如申请号为：cn201711296002.x公开的一种基于空气弹簧的高压微动调节阀。空气弹簧腔体与空气弹簧腔体焊接底座采用氩弧焊连接；空气弹簧腔体上部设置有锁紧盖；空气弹簧下端面通过第一内六角螺栓与空气弹簧连接座连接，放置在空气弹簧腔体中；复位弹簧放置在空气弹簧连接座与空气弹簧腔体焊接底座之间；阀门固定座上端通过第二内六角螺栓与空气弹簧腔体焊接底座连接；调节阀安装在阀门固定座下端；调节阀通过阀门联轴器及有限制连接轴与空气弹簧连接座连接。

又如申请号为：cn201920474811.3公开的一种氮气弹簧结构，包括缸体和柱塞杆和中间套，所述缸体设有缸体孔，中间套密封连接在缸体孔的内壁上部，柱塞杆密封地与中间套的内孔滑移连接，缸体的缸体孔内充满高压氮气，柱塞杆的内端面设有外伸的至少两段台阶的阶梯式的凸台，且中间套的内壁设有内伸的止挡凸台和限位凸台，密封圈容纳槽内设有y型密封圈，所述中间套的外周设有环形的泄压薄壁凸台；所述柱塞杆的外端面设有至少一个相对于外端面呈倾斜角度的受力面；所述缸体的缸体孔孔底部设有安装孔，安装孔上固定有堵头安装座，堵头安装座上设有朝向缸体孔的堵头盲孔。

上述气弹簧结构的活塞组成过于复杂，部件加工难度大，导致很难满足多领域应用述求。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种结构简单、加工难度低、使用寿命长、弹力效果稳定且适用于多个领域的平衡气弹簧。

本发明的技术方案如下：一种设有双向动力气流通控制件的平衡气弹簧，包括：设有密闭腔体的密封件、一端设置在密封件的密闭腔体内，另一端通向密封件外部的活塞杆体以及设置在密封件中与活塞杆体固定连接的弹性阻停件，弹性阻停件包括：固定设置于活塞杆体的活塞组件、对称设置在活塞组件两端与活塞杆体固定连接的活塞压盖、设置在活塞组件和活塞压盖之间的动力气流通控制件；

其中，活塞组件包括：与密封件的内壁动密封设置的活塞主体以及设置在活塞主体纵向中部用于阻隔气体流动的橡胶o型密封圈，活塞主体上设有橡胶o型密封圈安放凹槽，橡胶o型密封圈安装在橡胶o型密封圈安放凹槽内，橡胶o型密封圈安放凹槽用于限制橡胶o型密封圈的活动距离和配合橡胶o型密封圈在该橡胶o型密封圈安放凹槽两侧形成密封面；活塞主体上还设有纵向通孔，该纵向通孔一端用于贯穿活塞主体两端面，动力气流通控制件分别对称设置于纵向通孔两端，在纵向通孔中段还设有横向通孔，该横向通孔一端通向纵向通孔，另一端通向橡胶o型圈安放凹槽的中间。

在其中一个实施例中，动力气流通控制件包括：设置在纵向通孔上用于封闭纵向通孔的密闭压片以及设置在密闭压片远离纵向通孔一侧用于给密闭压片提供封闭阻力的弹性压环。

在其中一个实施例中，弹性压环以及橡胶o型密封圈均为弹性形变材料制成。

在其中一个实施例中，弹性压环呈定值环形设置，且弹性压环的横截面可以为圆形或者方形。

在其中一个实施例中，其特征在于，活塞压盖包括：第一活塞压盖和第二活塞压盖，第一活塞压盖和第二活塞压盖分别设置在活塞主体的两端面上，在第一活塞压盖和第二活塞压盖之间还设有动力气流通控制件。

在其中一个实施例中，动力气流通控制件包括：第一动力气流通控制件和第二动力气流通控制件，第一动力气流通控制件设置在第一活塞压盖和活塞主体之间，第二动力气流通控制件设置在第二活塞压盖和第二活塞主体之间。

在其中一个实施例中，第一活塞压盖和第二活塞压盖与活塞组件连接处分别设置有第一安装凹台阶槽和第二安装凹台阶槽，该第一安装凹台阶槽和第二凹台阶槽用于分别装配第一动力气流通控制件和第二动力气流通控制件，在第一安装凹台阶槽和第二安装凹台阶槽的外侧均设有开口，该开口连通密闭腔体与活塞主体之间形成的间隙。

在其中一个实施例中，第一动力气流通控制件包括由第一密闭压片和第一弹性压环组成；第二气流通组件由第二密闭压片和第二弹性压环组成。

在其中一个实施例中，密封件包括：缸筒、设置在缸筒一端的导向密封系统以及设置在缸筒另一端的后堵件，弹性阻停件设置在该缸筒中，活塞杆体一端与弹性阻停件连接，另一端穿过导向密封系统通向外界。

在其中一个实施例中，导向密封系统包括导向限位件以及设置在导向限位件上的唇口密封件，该导向限位件用于防止活塞杆体在位移过程中发生晃动，该唇口密封件设置在导向限位件一侧用于保证在活塞杆体发生位移时不会影响缸筒内部的气密性。

根据本发明的设有双向动力气流通控制件的平衡气弹簧，组成结构简单，部件加工难度低，使用寿命长，可以满足多领域的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的弹性阻停件的整体示意图；

图3是本发明的弹性阻停件的活塞组件示意图；

图4是本发明的弹性阻停件的动力气流通控制件结构示意图；

图5是本发明的弹性阻停件伸展状态气体流向示意图；

图6是本发明的弹性阻停件压缩状态气体流向示意图；

图7是本发明的弹性阻停件的活塞主体设置纵向通孔示意图。

具体实施方式

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外，中心……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

参照图1～图3一种设有双向动力气流通控制件的平衡气弹簧，该活塞杆包括：内部设密闭腔体10的密封件2、一端设置在密封件2内，另一端通向密封件2外部的活塞杆体3以及设置在密封件2中与活塞杆体3连接的弹性阻停件1；该弹性阻停件1设置于密闭腔体10内，包括：固定设置于活塞杆体3的活塞组件11、对称设置在所述活塞组件11两端的活塞压盖12、设置在活塞组件11和活塞压盖12之间的动力气流通控制件13；

其中，活塞组件11包括：与密闭腔体10的内壁间隙设置的活塞主体111以及设置在活塞主体111侧面用于阻隔气体的橡胶o型密封圈112，该活塞主体111上设有橡胶o型密封圈安放凹槽113，该橡胶o型密封圈安放凹槽113用于限制橡胶o型密封圈112的活动距离和配合所述橡胶o型密封圈112在该橡胶o型密封圈安放凹槽113两侧形成密封面，该密封面为o型密封圈112分别与密封件2的内壁、橡胶o型密封圈安放凹槽113的槽底以及橡胶o型密封圈安放凹槽113的侧端面过盈配合从而形成的3点密封组成。

该活塞主体111上还设有纵向通孔114，该纵向通孔114用于连通活塞主体111两端面，动力气流通控制件13分别对称设置于所述纵向通孔114两端，在纵向通孔114中段还设有横向通孔115，该横向通孔115一端通向纵向通孔114，另一端通向设有橡胶o型密封圈112的橡胶o型密封圈安放凹槽113，该橡胶o型密封圈112处于橡胶o型密封圈安放凹槽113任意一端时，橡胶o型密封圈112均需要将横向通孔115暴露出来进行通气。

参照图2，活塞压盖12包括：第一活塞压盖121和第二活塞压盖122，所述第一活塞压盖121和所述第二活塞压盖122分别设置在所述活塞主体111的两端面上，在所述第一活塞压盖121和所述第二活塞压盖122之间还设有动力气流通控制件13。

参照图3，所述动力气流通控制件13包括：第一动力气流通控制件131和第二动力气流通控制件132，所述第一动力气流通控制件131设置在所述第一活塞压盖121和所述活塞主体111之间，所述第二动力气流通控制件132设置在所述第二活塞压盖122和所述第二活塞主体111之间。

结合图2和图3所示，所述第一活塞压盖121和所述第二活塞压盖122与所述活塞组件11连接处分别设置有第一安装凹台阶槽1211和第二安装凹台阶槽1221，该第一安装凹台阶槽1211和第二凹台阶槽1221用于分别装配所述第一动力气流通控制件131和所述第二动力气流通控制件132，在所述第一安装凹台阶槽1211和所述第二安装凹台阶槽1221的外侧均设有开口123，该开口123连通密闭腔体10与所述活塞主体111之间形成的间隙。

参照图2～图4，第一动力气流通控制件131包括：设置在纵向通孔114上用于封闭纵向通孔114的第一密闭压片1311以及设置在第一密闭压片1311远离纵向通孔114一侧用于给第一密闭压片1311提供封闭阻力的第一弹性压环1312。

进一步优选地，第二动力气流通控制件132包括：设置在纵向通孔114上用于封闭纵向通孔114的第二密闭压片1321以及设置在第二密闭压片1321远离纵向通孔114一侧用于给第二密闭压片1321提供封闭阻力的第二弹性压环1322。

结合图1、图2和图5所示，弹性阻停件1将密闭腔体10阻隔成为两个只能通过纵向通孔114进行气体流通的第一腔体6和第二腔体5。在没有外力作用时，第一腔体6和第二腔体5内的单位面积受到的气体压强相同，因为第一活塞压盖121暴露在第一腔体6的面积小于第二活塞压盖122结合活塞杆体3末端暴露在第二腔体5的面积，因此弹性阻停件1始终存在一个使活塞杆体3和弹性阻停件1向外伸展的推力，在伸展位移过程中，橡胶o型密封圈112发生位移，将横向通孔115与第一腔体6之间由活塞主体111和密闭腔体10之间形成的间隙封闭住，气体由纵向通孔114通向第二密闭压片1321，由于第二密闭压片1321与第二弹性压环1322过盈配合，同样将纵向通孔114该侧出口封闭，于是产生了所需的支撑平衡力，只有靠施压外力强制气体推开第二密闭压片1321，第二腔体5中的气体才得以向第一腔体6流通，通过两个腔体之间气体的转移来维持两腔体中的气体压强的平衡状态。

如图6所示，因为存在初始的推力，因此只有在外力作用下弹性阻停件1才会由活塞主体111向第二活塞压盖122方向发生压缩位移，压缩位移过程中，橡胶o型密封圈112发生位移，将横向通孔115与第二腔体5之间由活塞主体111和密闭腔体10之间形成的间隙封闭住，气体由纵向通孔114通向第一密闭压片1311，由于第一密闭压片1311与第一弹性压环1312过盈配合，同样将纵向通孔114该侧出口封闭，于是产生了所需的支撑平衡力，只有靠施压外力强制气体推开第一密闭压片1311，第一腔体6中的气体才得以向第二腔体5流通，维持两腔体中的气体压强的平衡状态。

该弹性阻停件1通过简单的结构设置来实现平衡力气弹簧的功能，其部件加工难度低，满足了不同领域的应用需求。

通过在一个活塞主体111上设置两个动力气流通控制件13在纵向通孔114两端，在实现控制气弹簧发生压缩、拉伸时的弹力，所述动力气流通控制件13在使用过程中也不会发生磨损从而使气弹簧的弹力下降。

进一步地，橡胶o型密封圈112选择耐磨性、密封性较好的材料制作。

进一步地，通过设置密闭压片131与弹性压环132之间受到压力后的接触面积可以达到外力定值的目的，例如第一弹性压环1312和第一密闭压片1311之间受到压力后的接触面积设置得越大则所需外力越大才能使第一弹性压环1312发生形变。

进一步地，第一弹性压环1312、第二弹性压环1322以及橡胶o型密封圈112均为弹性形变材料制成。

更进一步地，第一弹性压环1312、第二弹性压环1322以及橡胶o型密封圈112呈环形设置，且第一弹性压环1312、第二弹性压环1322以及橡胶o型密封圈112截面可以为圆形或者方形。

参照图7，纵向通孔114至少设置两个，呈环形等间距设置在活塞主体111上。多个纵向通孔114等间距设置有利于弹性阻停件1工作的稳定，保证在发生位移时，弹性阻停件1不会因为气压力不平均导致弹性阻停件1在封闭腔体内卡住的情况。

优选地，第一活塞压盖121、第二活塞压盖122和活塞主体111对应位置均设有安装孔14，该安装孔14用于将弹性阻停件1与其他装置进行装配。

结合图2进一步地，活塞杆体3与第一活塞压盖121、第二活塞压盖122的连接处均设有阶梯状结构31，通过该阶梯状结构31限制所述活第一活塞压盖121以及第二活塞压盖122的位移。

结合图1所示，密封件2包括：缸筒21、设置在缸筒21一端的导向密封系统22以及设置在缸筒21另一端的后堵件23，弹性阻停件1设置在该缸筒21中，活塞杆体3一端与弹性阻停件1连接，另一端穿过导向密封系统22通向外界。

进一步地，缸筒21设置为中空柱形，可以为圆柱形、方柱形等任意柱形。

弹性阻停件1根据缸筒21中空形状对应设置，使弹性阻停件1始终与缸筒21内壁契合。

优选地，导向密封系统22包括导向限位件221以及设置在导向限位件221上的唇口密封件222，该导向限位件221用于防止活塞杆体3在位移过程中发生晃动，该唇口密封件222设置在导向限位件221一侧用于保证在活塞杆体3发生位移时不会影响缸筒21内部的气密性。

优选地，活塞杆体3远离弹性阻停件1一端设有连接结构4，该连接结构4用于将活塞杆体3与其他结构进行连接。

进一步地，后堵件23远离弹性阻停件1一端同样设置有连接结构4。通过该连接结构4可以将活塞杆在其他结构上进行装配。例如：将后堵件23一端的连接结构4与窗台连接，将活塞杆体3一端的连接结构4与窗户连接就可以实现窗台支撑杆的功能。此外通过该连接结构4还可以将活塞杆应用于其他不同领域。

在其中一个实施例中，通过连接结构4在活塞杆体3上设置一重物，该重物的重力与弹性阻停件1初始存在的推力大小相等方向相反，使得设置重物后，弹性阻停件1在没有其他额外的力的作用时处于力平衡状态。

在该力平衡状态下弹性阻停件1是静止的，在该状态下，弹性阻停件1只有在施加额外的动力的才能使其发生位移从而进行伸展或者压缩运动。

而在位移过程中，通过弹性阻停件1的纵向通孔114连通第一腔体6和第二腔体5，维持两腔体中单位面积受到的气体压强相同，在失去外力作用后弹性阻停件1的位移停止，而弹性阻停件1依然处于力平衡状态。

本发明的工作原理为：设置活塞杆中第一腔体6和第二腔体5的气压力，使第一腔体6气压力提供的支撑力等于或者略小于支撑物的最小重力，当弹性阻停件1向里压缩时，设置于橡胶o型密封圈安放凹槽113中的橡胶o型密封圈112移位紧靠橡胶o型密封圈安放凹槽113靠近活塞杆体3一端以及缸筒21内壁，形成了第一腔体6的密封，这样密封才能憋住动力气，产生了所需的支撑平衡力，只能靠施压外力强制气体推开第一密闭压片1311，弹性阻停件1两侧的动力气体才得以向第一腔体6流通，活塞杆才能做压缩运动。

当活塞杆向外伸展时，橡胶o型密封圈安放凹槽113中的橡胶o型密封圈112移位紧靠橡胶o型密封圈安放凹槽113靠近第一腔体6一端以及缸筒21内壁，形成了第二腔体5的密封，但动力气体是通过第二腔体5经由弹性阻停件1外径与缸筒21内径的间隙过气，在经过横向通孔115到第二动力气流通控制件132，只能靠施压外力强制气体推开第二密闭压片1321，弹性阻停件1两侧的动力气体才得以向第二腔体5流通，活塞杆才能做伸展运动。

本发明通过在弹性阻停件1两端分别设置动力气流通控制件13，使得在未发生位移时活塞杆体3能够更好地保持其静态平衡，可以抗6级风不改变所停位置。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。