一種適用于氣體作動的緩沖作動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種適用于氣體作動的緩沖作動裝置，包括裝置本體、浮動活塞、活塞桿組件、端蓋、活塞桿上部密封圈、端蓋密封圈、活塞桿底部密封圈、浮動活塞密封圈?；钊麠U組件上開有阻尼孔，浮動活塞與活塞桿組件之間、活塞桿組件與端蓋之間均填充有油液。作動筒在運動過程中，活塞桿組件與端蓋之間油液受壓通過阻尼孔流向浮動活塞與活塞桿組件之間，產生油液阻力，從而實現(xiàn)作動筒全行程的緩沖效果?？梢酝ㄟ^調節(jié)阻尼孔大小、長度以及作動筒內部填充油液的密度等參數(shù)調節(jié)作動筒阻尼特性，達到所需的緩沖效果。
【專利說明】一種適用于氣體作動的緩沖作動裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于氣體作動的緩沖作動裝置，用于在氣壓作動筒作動過程中提供緩沖，也可拓展應用于液壓作動筒中，屬于氣壓、液壓【技術領域】。
【背景技術】
[0002]作動筒作為一種直線往復運動執(zhí)行元件，廣泛應用于各行各業(yè)中，常用的作動筒有液壓作動筒和氣壓作動筒。一般在作動筒行程末端采用緩沖裝置產生較大的阻力，使工作部件平穩(wěn)制動，并避免活塞與缸體/缸蓋的相互碰撞。
[0003]理想的緩沖裝置應在作動筒的整個工作過程中保持緩沖壓力恒定不變，然而在現(xiàn)有的氣壓作動筒中，常采用緩沖節(jié)流閥、緩沖塞柱等方式進行氣壓作動筒末端緩沖，無法實現(xiàn)在整個工作過程中都能起到緩沖作用。
[0004]為此，本領域技術人員急需解決的問題是提供一種新的緩沖作動裝置，以便在整個工作過程中都能實現(xiàn)緩沖功能。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種適用于氣體作動的緩沖作動裝置，該裝置實現(xiàn)了氣壓作動筒整個工作過程中的緩沖效果，解決了氣壓作動筒的全行程緩沖問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案包括:
[0007]—種適用于氣體作動的緩沖作動裝置，包括裝置本體、浮動活塞、活塞桿組件、端蓋、活塞桿上部密封圈、端蓋密封圈、活塞桿底部密封圈、浮動活塞密封圈，其中，裝置本體為具有中空腔的圓柱體，其第一端為開口端，第二端為封閉端，并且第二端上具有與裝置本體的中空腔連通的進氣口 ；浮動活塞容置于裝置本體的中空腔中，浮動活塞的位置靠近于裝置本體的第二端，并且浮動活塞與進氣口之間的相對位置應當保證浮動活塞能夠在自進氣口進入的氣體的作用下沿著裝置本體中空腔的腔壁朝向裝置本體的開口端滑動；端蓋密封蓋設在裝置本體的開口端，并且端蓋的中部具有端蓋孔；活塞桿組件的第一端容置于裝置本體的中空腔中，并且活塞桿組件的第一端能夠沿著裝置本體的中空腔的腔壁滑動，活塞桿組件的第二端穿過裝置本體的中空腔自端蓋中部的端蓋孔伸出；活塞桿組件的第一端與浮動活塞之間間隔形成油液左腔，活塞桿組件的第一端與端蓋之間還間隔形成油液右腔，并且油液左腔的橫截面積大于油液右腔的橫截面積；活塞桿組件的第一端上設置有阻尼油液孔，油液左腔通過該阻尼油液孔與油液右腔連通，并且油液左腔和油液右腔中均填充有油液，當通過裝置本體的進氣口向裝置本體的中空腔注入氣體時，浮動活塞和活塞桿組件整體能夠在氣體的作用下沿著裝置本體的軸向朝向裝置本體的開口端移動，并且油液右腔中的油液能夠通過阻尼油液孔流向油液左腔中；活塞桿上部密封圈設置在活塞桿組件的第二端與端蓋之間；端蓋密封圈設置在端蓋與裝置本體的第二端處的中空腔壁之間；活塞桿底部密封圈設置在活塞桿組件的第一端與裝置本體的中空腔壁之間；浮動活塞密封圈設置在浮動活塞與裝置本體的中空腔壁之間。
[0008]進一步地，進氣口形成于裝置本體的側壁上，并且靠近于裝置本體第二端的封閉端面；所述浮動活塞包括圓柱形本體，并且圓柱形本體的頂面和底面上分別設置有第一凸臺和第二凸臺，其中，第一凸臺將所述浮動活塞與裝置本體第二端的封閉端面之間間隔形成進氣腔，并且進氣口與該進氣腔連通；所述第二凸臺將所述浮動活塞與所述活塞桿組件的第一端之間間隔形成油液左腔；浮動活塞的側壁上形成有第一環(huán)形凹槽，浮動活塞密封圈設置在所述第一環(huán)形凹槽中。
[0009]進一步地，所述活塞桿組件包括活塞桿，活塞桿包括順序連接的大圓柱部和小圓柱部，其中，大圓柱部作為所述活塞桿組件的第一端，小圓柱部作為所述活塞桿組件的第二端，大圓柱部的直徑與裝置本體的中空腔的直徑相匹配，并且，大圓柱部的直徑大于小圓柱部的直徑；小圓柱部的一端連接至大圓柱部的中部，另一端延伸穿過裝置本體的中空腔自端蓋中部的端蓋孔伸出；所述阻尼油液孔包括形成于所述大圓柱部的中部的第一孔和形成于所述小圓柱部側壁上的第二孔，并且第一孔與第二孔連通；大圓柱部的側壁上設置有第二環(huán)形凹槽，所述活塞桿底部密封圈設置在所述第二環(huán)形凹槽中。
[0010]進一步地，所述端蓋包括圓柱形端蓋本體和連接于端蓋本體一端的凸緣部，其中，凸緣部的直徑大于端蓋本體的直徑，端蓋孔貫穿端蓋本體和凸緣部，并且，端蓋本體的側壁上形成有第三環(huán)形凹槽，端蓋密封圈設置在所述第三環(huán)形凹槽中；端蓋孔的腔壁上形成有第四環(huán)形凹槽，活塞桿上部密封圈設置在所述第四環(huán)形凹槽中。本專利涉及發(fā)明主要包括缸體、浮動活塞、活塞桿組件、端蓋、關節(jié)軸承以及相應密封圈，其工作原理為:氣體由進氣口進入，推動浮動活塞及活塞桿運動，浮動活塞與活塞桿之間油液被迫通過阻尼孔，從而達到作動筒全行程緩沖及速度控制的功能。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，根據(jù)本發(fā)明的適用于氣體作動的緩沖作動裝置具備有益的技術效果:
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的適用于氣體作動的緩沖作動裝置中，由于添加了油液阻尼，作動筒可以有效地控制作動速度，達到理想的緩沖效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明的適用于氣體作動的緩沖作動裝置的整體示意圖；
[0014]圖2為根據(jù)本發(fā)明的適用于氣體作動的緩沖作動裝置的軸測剖視圖；
[0015]圖3為圖2中的適用于氣體作動的緩沖作動裝置的正視剖視圖；
[0016]圖4為根據(jù)本發(fā)明的活塞桿的示意圖；
[0017]圖5為根據(jù)本發(fā)明的浮動活塞的示意圖；
[0018]圖6為根據(jù)本發(fā)明的端蓋的示意圖；
[0019]圖7為根據(jù)本發(fā)明的適用于氣體作動的緩沖作動裝置的行程中間狀態(tài)示意圖；
[0020]圖8為根據(jù)本發(fā)明的適用于氣體作動的緩沖作動裝置在活塞桿全伸長狀態(tài)下的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面將結合附圖和具體實施例對根據(jù)本發(fā)明的適用于氣體作動的緩沖作動裝置做進一步詳細的說明。
[0022]如圖1-圖8，根據(jù)本發(fā)明的適用于氣體作動的緩沖作動裝置包括裝置本體1、浮動活塞2、活塞桿組件3、端蓋4、活塞桿上部密封圈5、端蓋密封圈6、活塞桿底部密封圈7、以及浮動活塞密封圈8。
[0023]裝置本體I為具有中空腔的圓柱體，其第一端為開口端102，第二端為封閉端，并且第二端上具有與裝置本體I的中空腔連通的進氣口 101。具體地，在如圖所示的本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，進氣口 101形成于裝置本體I的側壁上，并且靠近于裝置本體I第二端的封閉端面。
[0024]浮動活塞2容置于裝置本體I的中空腔中，浮動活塞2的位置靠近于裝置本體I的第二端，并且浮動活塞2與進氣口 101之間的相對位置應當保證浮動活塞2能夠在自進氣口 101進入的氣體的作用下沿著裝置本體I中空腔的腔壁朝向裝置本體I的第二端滑動。
[0025]具體地，如圖5所示，浮動活塞2包括圓柱形本體21，并且圓柱形本體21的頂面和底面上分別設置有第一凸臺22和第二凸臺23，其中，第一凸臺22將浮動活塞2與裝置本體I第二端的封閉端面之間間隔形成進氣腔，并且進氣口 11與該進氣腔連通。第二凸臺23將浮動活塞2與活塞桿組件3的第一端之間間隔形成油液左腔10。浮動活塞2的側壁上形成有第一環(huán)形凹槽24，浮動活塞密封圈8設置在第一環(huán)形凹槽24中。
[0026]本領域技術人員能夠理解的是，裝置本體I的外部結構可以根據(jù)實際情況進行調整，如圖1所示，在實際使用中，可以在裝置本體I第二端的封閉端面上設置一個連接結構，以與外部的支撐或作動部件連接。進氣口的具體設置位置也不以本發(fā)明為限，根據(jù)實際情況，可以設置在裝置本體I第二端的封閉端的端面上，或者設置在其它的位置處，只要保證進氣口與浮動活塞的相對位置關系能夠使自進氣口進入的氣體能夠推動浮動活塞朝向裝置本體I的開口端移動即可。
[0027]活塞桿組件3的第一端容置于裝置本體I的中空腔中，并且活塞桿組件3的第一端能夠沿著裝置本體I的中空腔的腔壁滑動，活塞桿組件3的第二端穿過裝置本體I的中空腔自端蓋4中部的端蓋孔41伸出?；钊麠U組件3的第一端與浮動活塞2之間間隔形成油液左腔10?；钊麠U組件3的第一端與端蓋4之間還間隔形成油液右腔9，并且油液左腔10的橫截面積大于油液右腔9的橫截面積?；钊麠U組件3的第一端上設置有阻尼油液孔，油液左腔10通過該阻尼油液孔與油液右腔9連通，并且油液左腔10和油液右腔9中均填充有油液，當通過裝置本體I的進氣口 101向裝置本體的中空腔注入氣體時，浮動活塞2和活塞桿組件3整體能夠在氣體的作用下沿著裝置本體的軸向朝向裝置本體的開口端移動，并且油液右腔9中的油液能夠通過阻尼油液孔流向油液左腔10中。油液可根據(jù)緩沖需求進行選取，也可根據(jù)環(huán)境需求選擇其他液體，只要能夠產生適用于實際需求的阻尼即可。
[0028]優(yōu)選地，如圖2-圖4所示，活塞桿組件3包括活塞桿31，活塞桿31包括順序連接的大圓柱部311和小圓柱部312。其中，大圓柱部311作為活塞桿組件3的第一端，小圓柱部312作為活塞桿組件3的第二端。大圓柱部311的直徑與裝置本體I的中空腔的直徑相匹配，并且，大圓柱部311的直徑大于小圓柱部312的直徑；小圓柱部312的一端連接至大圓柱部311的中部，另一端延伸穿過裝置本體I的中空腔自端蓋4中部的端蓋孔41伸出。阻尼油液孔包括形成于大圓柱部311的中部的第一孔3111和形成于小圓柱部312側壁上的第二孔3121，并且第一孔3111與第二孔3121連通。大圓柱部311的側壁上設置有第二環(huán)形凹槽3112，活塞桿底部密封圈7設置在所述第二環(huán)形凹槽3112中。
[0029]同理，根據(jù)實際需求，如圖所示，可以在小圓柱部312的另一端上設置連接結構，以便于與外部的結構連接，該連接結構可以包括如圖3所示的插設于活塞桿第二端中的活塞桿頭部32、設置在活塞桿頭部中的關節(jié)軸承33和設置在活塞桿第二端用于將活塞桿頭部擰緊在活塞桿上的定位螺母34。此外，可以在活塞桿的大圓柱部的端面上設置凸臺，以與浮動活塞上的凸臺結合形成位于浮動活塞與該大圓柱部之間的油液左腔10。當然，也可以只在活塞桿的大圓柱部的端面上設置凸臺，只要能夠實現(xiàn)初始狀態(tài)下浮動活塞2與活塞桿3不緊密貼合即可。
[0030]此外，阻尼油液孔目的在于提供阻尼，其設置也不以本發(fā)明的結構為限?？梢愿鶕?jù)實際使用需求對阻尼孔大小、長度、形狀等進行設計。本發(fā)明中的阻尼孔示例設計的好處在于易于加工。
[0031 ] 端蓋4密封蓋設在裝置本體I的開口端101，并且端蓋4的中部具有端蓋孔41。具體地,如圖6所示，端蓋4包括圓柱形端蓋本體42和連接于端蓋本體42 —端的凸緣部43，其中，凸緣部43的直徑大于端蓋本體42的直徑，端蓋孔41貫穿端蓋本體42和凸緣部43，并且，端蓋本體42的側壁上形成有第三環(huán)形凹槽421，端蓋密封圈6設置在第三環(huán)形凹槽421中；端蓋孔41的腔壁上形成有第四環(huán)形凹槽422，活塞桿上部密封圈5設置在所述第四環(huán)形凹槽422中。
[0032]活塞桿上部密封圈5設置在活塞桿組件3的第二端與端蓋4之間；端蓋密封圈6設置在端蓋4與裝置本體I的第二端處的中空腔壁之間；活塞桿底部密封圈7設置在活塞桿組件3的第一端與裝置本體I的中空腔壁之間；浮動活塞密封圈8設置在浮動活塞2與裝置本體I的中空腔壁之間。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的適用于氣體作動的緩沖作動裝置的工作原理如下:
[0034]工作時，由進氣口 101進氣，浮動活塞受氣壓作用向右運動，同時通過油液將作用力傳遞至活塞桿上，推動活塞桿向右運動。由于單位長度上油液右腔9的體積要小于油液左腔10的體積，故此時浮動活塞和活塞桿均向右運動，但兩者運動距離不同。向右運動過程中，油液右腔9中的油液被迫通過阻尼孔流向油液左腔10，產生阻力，從而起到緩沖效果O
[0035]如圖7、圖8所示，浮動活塞2與活塞桿組件3在作動筒工作過程中，兩者行程長度不同。活塞桿組件3與浮動活塞2行程長度呈比例關系，比值為缸體內徑面積與活塞桿截面積比值。應用時可以通過設計活塞桿截面積控制兩者行程比例。同時可以通過設計活塞桿31小圓柱部312直徑來設計作動筒推力。
[0036]本發(fā)明的工作原理同樣可根據(jù)需求應用于液壓作動筒中。
[0037]在此，需要說明的是，本說明書中未詳細描述的內容，是本領域技術人員通過本說明書中的描述以及現(xiàn)有技術能夠實現(xiàn)的，因此，不做贅述。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非用來限制本發(fā)明的保護范圍。對于本領域的技術人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，可以對本發(fā)明做出若干的修改和替換，所有這些修改和替換都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種適用于氣體作動的緩沖作動裝置，其特征在于，包括裝置本體(I)、浮動活塞(2)、活塞桿組件(3)、端蓋(4)、活塞桿上部密封圈(5)、端蓋密封圈(6)、活塞桿底部密封圈(7)、以及浮動活塞密封圈(8)，其中， 裝置本體(I)為具有中空腔的圓柱體，其第一端為開口端(102)，第二端為封閉端，并且第二端上具有與裝置本體(I)的中空腔連通的進氣口(101)； 浮動活塞(2)容置于裝置本體(I)的中空腔中，浮動活塞(2)的位置靠近于裝置本體(I)的第二端，并且浮動活塞(2)與進氣口(101)之間的相對位置應當保證浮動活塞(2)能夠在自進氣口(101)進入的氣體的作用下沿著裝置本體(I)中空腔的腔壁朝向裝置本體(I)的開口端(102)滑動； 端蓋(4)密封蓋設在裝置本體(I)的開口端(102)，并且端蓋(4)的中部具有端蓋孔(41)；活塞桿組件(3)的第一端容置于裝置本體(I)的中空腔中，并且活塞桿組件(3)的第一端能夠沿著裝置本體(I)的中空腔的腔壁滑動，活塞桿組件(3)的第二端穿過裝置本體(I)的中空腔自端蓋(4)中部的端蓋孔(41)伸出；活塞桿組件(3)的第一端與浮動活塞(2)之間間隔形成油液左腔(10)，活塞桿組件(3)的第一端與端蓋(4)之間還間隔形成油液右腔(9)，并且油液左腔(10)的橫截面積大于油液右腔(9)的橫截面積；活塞桿組件(3)的第一端上設置有阻尼油液孔，油液左腔(10)通過該阻尼油液孔與油液右腔(9)連通，并且油液左腔(10)和油液右腔(9)中均填充有油液，當通過裝置本體(I)的進氣口(101)向裝置本體的中空腔注入氣體時，浮動活塞(2)和活塞桿組件(3)整體能夠在氣體的作用下沿著裝置本體的軸向朝向裝置本體的開口端移動，并且油液右腔(9)中的油液能夠通過阻尼油液孔流向油液左腔(10)中； 活塞桿上部密封圈(5)設置在活塞桿組件(3)的第二端與端蓋(4)之間；端蓋密封圈(6)設置在端蓋(4)與裝置本體(I)的第一端處的中空腔壁之間；活塞桿底部密封圈(7)設置在活塞桿組件(3)的第一端與裝置本體(I)的中空腔壁之間；浮動活塞密封圈(8)設置在浮動活塞(2)與裝置本體(I)的中空腔壁之間。
2.根據(jù)權利要求1所述的適用于氣體作動的緩沖作動裝置，其特征在于， 進氣口(101)形成于裝置本體(I)的側壁上，并且靠近于裝置本體(I)第二端的封閉端面；所述浮動活塞(2)包括圓柱形本體(21)，并且圓柱形本體(21)的頂面和底面上分別設置有第一凸臺(22)和第二凸臺(23)，其中，第一凸臺(22)將所述浮動活塞(2)與裝置本體(I)第二端的封閉端面之間間隔形成進氣腔，并且進氣口(101)與該進氣腔連通； 所述第二凸臺(23)將所述浮動活塞(2)與所述活塞桿組件(3)的第一端之間間隔形成油液左腔(10)； 浮動活塞(2)的側壁上形成有第一環(huán)形凹槽(24)，浮動活塞密封圈(8)設置在所述第一環(huán)形凹槽(24)中。
3.根據(jù)權利要求1所述的適用于氣體作動的緩沖作動裝置，其特征在于， 所述活塞桿組件(3)包括活塞桿(31)，活塞桿(31)包括順序連接的大圓柱部(311)和小圓柱部(312)，其中，大圓柱部(311)作為所述活塞桿組件(3)的第一端，小圓柱部(312)與活塞頭(32)、軸承(33)等裝配后作為所述活塞桿組件(3)的第二端，大圓柱部(311)的直徑與裝置本體(I)的中空腔的直徑相匹配，并且，大圓柱部(311)的直徑大于小圓柱部(312)的直徑； 小圓柱部(312)的一端連接至大圓柱部(311)的中部，另一端延伸穿過裝置本體(I)的中空腔自端蓋⑷中部的端蓋孔(41)伸出； 所述阻尼油液孔包括形成于所述大圓柱部(311)的中部的第一孔(3111)和形成于所述小圓柱部(312)側壁上的第二孔(3121)，并且第一孔(3111)與第二孔(3121)連通； 大圓柱部(311)的側壁上設置有第二環(huán)形凹槽(3112)，所述活塞桿底部密封圈(7)設置在所述第二環(huán)形凹槽(3112)中。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的適用于氣體作動的緩沖作動裝置，其特征在于，所述端蓋(4)包括圓柱形端蓋本體(42)和連接于端蓋本體(42) —端的凸緣部(43)，其中，凸緣部(43)的直徑大于端蓋本體(42)的直徑，端蓋孔(41)貫穿端蓋本體(42)和凸緣部(43)，并且， 端蓋本體(42)的側壁上形成有第三環(huán)形凹槽(421)，端蓋密封圈(6)設置在所述第三環(huán)形凹槽(421)中；端蓋孔(41)的腔壁上形成有第四環(huán)形凹槽(422)，活塞桿上部密封圈(5)設置在所述第四環(huán)形凹槽(422)中。
【文檔編號】F16J7/00GK104389849SQ201410539826
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】徐方舟, 孔文秦, 張慶利, 王濤, 張曉帆, 張濤, 彭波, 郭愛民, 宋春雨, 石小亮, 李永俊, 賈磊, 穆星科, 陳飛 申請人:中國運載火箭技術研究院