[实用新型]一种高频运动的氮爆装置

说明书

技术领域

本实用新型属于弹性元件技术领域，特别涉及一种用于高频运动工况下的氮爆装置。

背景技术

氮气是一种惰性气体，具有特有性质：当受到外力作用时氮气可压缩，并可将压缩能量储存起来，卸下外力停止压缩时，氮气发生迅速膨胀，产生氮爆现象。氮气在压缩和膨胀过程中，当控制在一定压力范围时，氮气基本处于绝热状态，其热稳定性好，不易转化成热量，同时，氮气在氮爆膨胀过程中，可获得一定的弹压力，因此用氮气制成的氮气弹簧广泛应用于模具、汽车、电子、仪表等领域。这种氮气弹簧相比传统的弹性元件，体积小、压力大，寿命长，可达到100万次以上，同时在工作过程中，可保持较为恒定的弹压力。

氮气弹簧的一个核心关键指标是保证氮气缸高压氮气的密封效果，氮气弹簧的密封分为动密封和静密封，静密封相对比较成熟简单，动密封是其难点。由于氮气弹簧的气体密封形式和技术是一项复杂的工作，密封高压气体就更复杂，高压气体不仅要很好地长期密封，并要在这压力下循环工作，有时其增压比高达1.5-2.0，因此高压气体的长期密封，要比高压液体的密封困难得多，它是一项综合性的技术，其密封效果与其结构形式、制造精度、表面粗糙度、表面处理技术、密封材料的选择等有关。

氮气弹簧的设计固然是希望拓宽应用面，能适用于各种不同的环境条件，不同的工艺要求，但目前现有的氮气弹簧，例如授权公告号为CN203463541U、授权公告号为CN204153041U等公布的氮气弹簧，其一般情况下（普通温度）运动频率不高于60次/min，运动速度小于1.0m/s，因此无法满足更高频率更高速度的工作环境要求，例如，用于要求工作频率大于500次/min，运动速度大于2.0m/s的工作环境中。其原因是现有的氮气弹簧，为了防止高压气体在柱塞往复运动过程中的泄漏，往往只采用了单一类型的固体材料密封装置，这种密封在柱塞与密封装置或导向环之间高速干摩擦情况下，摩擦力大、磨损严重，摩擦过程中产生的大量热量，使其温度升高，从而导致柱塞拉伤和密封装置失效等问题，一旦密封装置失效，即刻产生氮气泄漏，氮气弹簧就无法工作，这种密封装置在高速高频运动工作环境中尤其受到限制。另一改进的氮气弹簧（如授权公告号为CN2725624Y的实用新型）是在安装过程中在各部分的装配部位注入有润滑油，但该改进的氮气弹簧在使用一段时间后，随着润滑油的丧失，柱塞拉伤和密封装置失效等问题也逐渐会显现出来。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种具有高可靠性密封、同时又能适用于高频高速运动工作环境的氮爆装置。

本实用新型技术的技术方案实现方式：一种高频运动的氮爆装置，包括缸体以及置于缸体内的柱塞或活塞杆，其特征在于：所述缸体下部沿纵向设置有至少两道向缸体内侧凸起的导向臂，所述柱塞或活塞杆与导向臂之间设置有密封装置，所述缸体与柱塞或活塞杆配合，在所述缸体内、柱塞或活塞杆上方形成充满一定压力氮气的氮气腔，在所述缸体内、相邻两道导向臂之间形成充满一定压力油液的储油腔。

本实用新型所述的高频运动的氮爆装置，其所述储油腔内的油压不小于氮气腔内的初始气压。

本实用新型所述的高频运动的氮爆装置，其在所述缸体的顶部设置有与氮气腔连通的气孔，在所述缸体的侧壁设置有与储油腔连通的油孔。

本实用新型所述的高频运动的氮爆装置，在所述柱塞或活塞杆与对应的导向臂之间至少设置一道密封装置，所述密封装置分别嵌套在对应导向臂的环形凹槽内，所述密封装置的密封结构包含截面为O形、U形、Y形、V形、X形、H形、三角形、星形、异形密封件的一种或由以上任一截面的密封件与聚四氟乙烯或改性聚四氟乙烯材料组成的组合式密封结构。

本实用新型所述的高频运动的氮爆装置，其在至少一道导向臂上设置有至少一道导向环，所述导向环嵌套在对应导向臂的环形凹槽内。

本实用新型所述的高频运动的氮爆装置，其所述缸体为上下贯通开口的结构，在所述缸体顶部固定连接有顶盖，所述顶盖通过顶盖封结构与缸体的连接部分密封连接，所述顶盖封结构嵌套在顶盖或缸体的连接部分上的环形凹槽内。

本实用新型所述的高频运动的氮爆装置，其在所述柱塞或活塞杆底部连接有安装限位板，所述安装限位板用于对柱塞或活塞杆的上极限行程进行控制，所述柱塞或活塞杆由下极限位置移动到上极限位置的行程小于柱塞或活塞杆在下极限位置时缸体内腔体的净高度a。