带有防爆型衬套的氮气弹簧的制作方法

本实用新型涉及到氮气弹簧生存技术领域，具体涉及一种带有防爆型衬套的氮气弹簧。

背景技术：

在模具工业中，一直大量使用着弹性元件；这些年来，模具技术和模具制造水平有了很大的发展和提高，工业产品对模具的需求量越来越大，模具朝着精密、复杂、高效、长寿命的方向迅速发展。而氮气弹簧能够提供较大的回程力，具有节约模具空间、简化模具设计与制造、降低模具成本、方便模具调整等优点；它可以作为独立部件，安装在模具中使用，也可以设计成一种氮气弹簧系统，作为模具的一部分，参加工作，可以在系统中很方便实现弹压力恒定和延时动作，是一种具有柔性性能的弹性部件，因此被氮气弹簧应用于汽车模具，家电模具、电子模具等领域。

氮气弹簧是一种以高压氮气为工作介质的新型弹性组件，在使用过程中有固有高度以及标准的使用行程，当模具在误操作或故障情况下，模具超过氮气弹簧使用行程，而由于氮气弹簧内部充有高压氮气，容易导致氮气弹簧损坏甚至发生爆缸现象，存在很高的安全风险。

同时，氮气弹簧在单独使用时，如因外部环境影响导致内部压缩空间不足、内压增加，则存在爆缸风险；当与管路串联使用作为控制单元时，如果动作单元因为模具原因卡死或限位等原因，而控制单元的气缸依旧压缩，那么就会造成设备损坏或模具损坏。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种带有防爆型衬套的氮气弹簧，结合密封原理对氮气弹簧结构进行改进，能够在使用过程中对氮气弹簧提供保护，从而有效避免爆缸，达到安全防护目的。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种带有防爆型衬套的氮气弹簧，其关键在于：包括缸体、固定于缸体内的衬套、限位装设于衬套内的活塞杆，在所述缸体与衬套之间设置有外密封圈，在所述衬套与活塞杆之间设置有内密封圈；

在所述缸体内侧壁的上部开设有避空区域，该避空区域设于所述衬套下端面的下方，所述衬套的上端面突出于与所述缸体的上端面，当氮气弹簧超行程时，所述衬套被下压，使得外密封圈被压至避空区域。

进一步的，在所述缸体内侧壁的上部开设有用于对衬套进行固定的限位槽，在所述限位槽内设置有钢丝卡环，所述衬套通过该钢丝卡环限位固定于所述缸体内。

进一步的，在所述衬套的外壁上分别开设有第一安装槽与形变槽，且所述第一安装槽位于所述形变槽的下方，在所述第一安装槽内设置所述外密封圈，在所述密封圈安装槽与形变槽之间还形成有安全环，所述安全环的外径与所述衬套的外径相一致，在所述衬套顶部的内壁开设有用于对内防尘圈进行固定限位的第二安装槽。

进一步的，所述形变槽由直角段与弧面段构成，所述直角段与弧面段之间平滑过渡，所述直角段位于所述弧面段的下方且靠近所述安全环设置。

进一步的，所述衬套凸出于缸体部分的长度3mm～20mm。

本实用新型的显著效果是：结构简单，易于实现，相较于传统氮气弹簧，本方案结合密封原理对氮气弹簧结构进行改进，通过加长衬套的长度，是的衬套的顶部不再与氮气弹簧缸体平齐，而是会根据不同产品系列高出3mm～20mm，当模具下行接触氮气弹簧后，氮气弹簧活塞杆下行，若机器故障或误操作导致超行程，模具下行直至接触到衬套，衬套下行，使得衬套在缸体内的外密封圈被压至避空区域，缸体内压力瞬间得到释放，即使模具强制下行压坏缸体也不会产生爆裂危险。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的剖视图；

图3是衬套泄压时的状态图；

图4是活塞杆泄压槽泄压时的状态图；

图5是所述衬套的剖视图；

图6是所述活塞杆的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

如图1～图6所示，一种带有防爆型衬套的氮气弹簧，包括缸体1、固定于缸体1内的衬套2、限位装设于衬套2内的活塞杆3，在所述缸体1内侧壁的上部开设有用于对衬套2进行固定的限位槽，在所述限位槽内设置有钢丝卡环4，所述衬套2通过该钢丝卡环4限位固定于所述缸体1内，在所述缸体1与衬套2之间设置有外密封圈5与外防尘圈6，在所述衬套2与活塞杆3之间设置有内密封圈7与内防尘圈8，所述活塞杆3的底部形成有限位环9。

在所述缸体1内侧壁的上部开设有避空区域1a，该避空区域1a设于所述衬套2下端面的下方，所述衬套2的上端面突出于与所述缸体1的上端面，所述衬套2凸出于缸体1部分的长度3mm～20mm，当氮气弹簧超行程时，所述衬套2被下压，使得外密封圈5被压至避空区域1a；进一步的，所述避空区域1a为环形弧面槽。

通过加长衬套2的长度，衬套2顶部不再与氮气弹簧缸体1平齐，当模具下行接触氮气弹簧后，氮气弹簧活塞杆3下行，若机器故障或误操作导致超行程，模具下行直至接触到衬套2，衬套2下行，使得衬套2在缸体1内的外密封圈5被压至避空区域1a，缸体1内压力瞬间得到释放，即使模具强制下行压坏缸体1也不会产生爆裂危险。同时，当模具发生超行程状况时，缸体1受力变形，由于避空区域1a的开设使得缸体1变薄，因此缸体1受到超出极限的压力时能够在避空区域1a处受力而外凸变形，使得外密封圈5与缸体1内壁之间产生更大的缝隙，从而加速高压氮气的泄压，进一步的有效避免了爆缸，提高了安全系数。

优选的，在所述衬套2的外壁上分别开设有第一安装槽21与形变槽22，且所述第一安装槽21位于所述形变槽22的下方，在所述第一安装槽21内设置所述外密封圈5，在所述第一安装槽21与形变槽22之间还形成有安全环23，所述安全环23的外径与所述衬套2的外径相一致。在所述衬套2顶部的内壁开设有用于对内防尘圈8进行固定限位的第二安装槽24。

优选的，所述形变槽22由直角段22a与弧面段22b构成，所述直角段22a与弧面段22b之间平滑过渡，所述直角段22a位于所述弧面段22b的下方且靠近所述安全环23设置。其中所述弧面槽端22b的设计是其余直角设计替代不了的，它能够提供更稳定的抗压应力，增加了抗压能力，增加了整个衬套的稳定性。具体的：

所述直角槽段22a的宽度大于所述弧面槽段22b的宽度，所述第一安装槽21的宽度小于所述形变槽22，所述第一安装槽21的深度大于所述形变槽22。

本实施例中，所述直角槽段22a的宽度为2mm，所述弧面槽段22b所在圆的半径为1.5mm，所述安全环23的宽度为1mm。

在具体的实用过程中，通过在衬套2开设形变槽22并在密封圈安装槽与第二形变槽22之间形成安全环23，当缸体1内压力超过阈值时，使得安全环23发生形变，将外密封圈5拉裂并进入缸体中部c型槽中，由于接触空间变大，外密封圈5变形或撕裂以致外密封圈5失去密封效果，缸体1内部高压介质得到释放实现泄压，从而避免了爆缸的风险，切断了进一步的破坏，保护了设备。

本例中，在所述活塞杆3的上部开设有泄压槽31，所述泄压槽31自所述活塞杆3的上部延伸至其中部，当氮气弹簧超行程时，所述泄压槽31的下端能够落于所述内密封圈的下方。

通过在活塞杆3上开设泄压槽31，正常使用情况下泄压槽31不会过内密封圈8，氮气弹簧正常工作；当因为设备故障或误操作导致超行程时，在设备还没接触到缸体1前，活塞杆3的泄压槽31超过了内密封圈8，缸体1内部高压氮气压力瞬间释放，模具继续下行氮气弹簧缸体1即便被压变形或压裂，均不会产生爆裂风险，保护了现场作业人员的安全。

进一步的，在所述活塞杆3与所述限位环9之间形成有依次连接的内凹段32、锥面段33与弧形过渡段34，所述内凹段32的下端与所述限位环9相连接，所述内凹段32于所述锥面段33与限位环9之间形成凹槽，所述锥面段33从下到上直径逐渐减小，且所述锥面段33下端的直径大于所述活塞杆3，所述弧形过渡段34的上端与所述活塞杆3的下端相连。

进一步的，所述泄压槽31的宽度为0.5mm～3mm，深度为0.5mm～2.5mm。

本实施例通过将衬套2突出于缸体1上端面设置，同时在活塞杆3上开设泄压槽31，从而实现了对氮气弹簧的双重保护，有效提高了氮气弹簧在超行程时的安全性。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。