一种氮爆装置的制作方法

本实用新型属于弹性元件技术领域，特别涉及一种适用于大型破碎设备的氮爆装置。

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。

现有的氮气弹簧的结构主要适用于体积比较小，要求氮爆力不太大的工程设备中，而无法适用于大型的工程设备，尤其是工程破碎设备领域的要求，而且现有氮气弹簧对于复杂的工作环境不能很好适应，如由于操作不当导致的设备突然落地，或者由于工程条件复杂导致装置过行程而使其承受过大的压力作用。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够适用于大型破碎设备，并可实现上下行程精确控制，结构安全稳定可靠、安装制造方便的氮爆装置。

本实用新型技术的技术方案实现方式：一种氮爆装置，包括缸体以及置于缸体内的柱塞或活塞杆，所述缸体内形成具有一定空间的缸体腔，在所述缸体腔内充满具有一定压力的氮气，其特征在于：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。

本实用新型所述的氮爆装置，其所述安装限位板的外径或边长大于柱塞或活塞杆的外径，当所述柱塞或活塞杆在下极限位置时，所述安装限位板上端面至缸体下端面之间的距离为柱塞或活塞杆的上下极限运动幅度b，即柱塞或活塞杆由下极限位置移动到上极限位置或者由上极限位置移动到下极限位置的行程。

本实用新型所述的氮爆装置，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，所述缸体由缸体连接部分、缸体导向部分以及缸体腔室部分组成，所述顶盖通过第二密封圈与缸体连接部分密封连接，在所述缸体导向部分与柱塞或活塞杆之间设置有第一密封圈。

本实用新型所述的氮爆装置，其所述缸体导向部分为向缸体内侧延伸的凸台结构，所述柱塞顶部沿径向向外侧形成凸起部或者所述活塞杆顶部套接有活塞，所述柱塞顶部的凸起部或者活塞杆顶部的活塞与缸体导向部分的凸台顶部配合，形成柱塞或活塞杆的下极限位置。

本实用新型所述的氮爆装置，其所述缸体连接部分沿径向向缸体外侧形成安装凸台，所述第二密封圈设置在顶盖与缸体连接部分之间，所述第二密封圈嵌套在顶盖或缸体连接部分上的环形凹槽内。

本实用新型所述的氮爆装置，其在所述缸体导向部分上设置有多个环形凹槽，所述第一密封圈嵌套在靠近缸体导向部分顶端的内侧壁的环形凹槽中。

本实用新型所述的氮爆装置，其在所述缸体导向部分与柱塞或活塞杆之间设置有防尘圈，所述防尘圈嵌套在靠近缸体导向部分底端的内侧壁的环形凹槽中。

本实用新型所述的氮爆装置，其在所述缸体导向部分与柱塞或活塞杆之间设置有至少一道导向环，所述导向环设置在第一密封圈与防尘圈之间，并嵌套在缸体导向部分的内侧壁的环形凹槽中。

本实用新型所述的氮爆装置，其在所述顶盖上设置有气孔，所述气孔连接有气阀组成，所述气阀组成包括安全阀及充气阀，所述缸体底部与柱塞或活塞杆底部之间设置防尘罩，所述防尘罩的拉伸长度不小于柱塞或活塞杆的上下极限运动幅度。

本实用新型所述的氮爆装置，其所述顶盖内壁设置有向下的延伸部分，所述延伸部分底面与柱塞或活塞杆顶面之间的距离d不大于缸体底面与安装限位板之间的距离b，所述延伸部分用于对柱塞或活塞杆的上极限行程进行控制，所述延伸部分的底面与顶盖内壁之间的距离c满足安全行程要求，当柱塞或活塞杆运动至上极限位置时，所述柱塞或活塞杆顶部与延伸部分接触。

基于上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的氮爆装置对柱塞或活塞杆的上下行程进行了精确的控制，可适用于复杂工作环境，起到有效保护氮爆装置的目的。

2、本实用新型的氮爆装置由缸体提供柱塞或活塞杆的导向及下极限限位，使得结构更加紧凑，零部件减少，结构稳定可靠。

3、本实用新型的氮爆装置能充分利用氮气的氮爆性质，用于破碎设备中，可显著改善破碎设备的性能，包含降低噪音、增强冲击力、提高破碎效率、及提高能量利用率的一种或多种特点。

附图说明

图1是本实用新型中柱塞式氮爆装置的结构剖面图。

图2是本实用新型中缸体的结构剖面图。

图3是本实用新型中活塞式氮爆装置的结构剖面图。

图4是本实用新型中氮爆装置的一种上限位实施例。

图5为本实用新型中氮爆装置的另一种上限位实施例。

图6为本实用新型中氮爆装置含防尘罩的一种实施例。

图中标记：1为氮爆装置，2为缸体，211为缸体连接部分，212为缸体导向部分，213为缸体腔室部分，22为缸体腔，221为上缸腔，222为下缸腔，3为顶盖，31为气孔，32为连接装置，33为延伸部分，4为柱塞或活塞杆，41为凸起部，42为活塞，44为安装限位板，51为第一密封圈,52为第二密封圈，53为防尘圈，6为导向环，7为气阀组成，8为防尘罩。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

尽管本实用新型容许有不同形式的实施例，但本说明书和附图仅仅公开了如本实用新型的示例的一些特定形式。然而本实用新型并不试图限于所述的实施例。本实用新型的范围在所附的权利要求中给出。

为了方便描述，本实用新型的实施例以典型的取向示出，所述取向使得当氮爆装置竖直静置时以柱塞或活塞杆为底，气阀为顶部，描述中使用的“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等术语都是参照这个位置而使用的，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，应理解的是本实用新型可以不同于所述的位置的取向进行制造、存放、运送、使用和销售。

本实用新型的氮爆装置适用于各种外接载体，尤其适用于一种岩土体和水泥混凝土和钢筋混凝土的破碎设备。尽管该破碎设备其细节虽然没有示出或描述，但破碎设备本身不形成本实用新型的最主要方面的任何部分，因此不试图对其进行限制。本领域技术人员还将理解的是新颖的且非显而易见的创造性方面唯有在本实用新型所述的氮爆装置中得到具体的体现。

如图1所示，一种柱塞式氮爆装置1的剖面结构，为便于描述，在所示的优选实施例中，用附图标记1指代优选实施例中的氮爆装置单元。

所述氮爆装置1包括缸体2以及置于缸体2内的柱塞4，所述缸体2为上下贯通开口的结构，在所述缸体2顶部固定连接有顶盖3，其固定连接的方式包含但不限于螺栓连接，所述缸体2内形成具有一定空间的缸体腔22，在所述缸体腔22内充满具有一定压力的氮气，所述柱塞用于压缩氮气和接受氮气膨胀力，所述缸体腔具有足够的空间以提供柱塞在上下极限运动的空间。

其中，在所述顶盖3上设置有气孔31，所述气孔31连接有气阀组成7，该气阀组成可用于充入氮气或排出氮气，特殊地，气阀也可用于需要调节气体压力的情况，例如当外界环境（力、温度等因素）变化，导致缸体腔22内氮气压力值超过规定的合理工作范围或者超出安全设定值时，需要进行卸压，或者由于破碎设备工作一段时间后，氮气部分泄漏导致压力下降，需要进行补充时，或者为了适应破碎设备更加复杂的工况环境，需要动态调整氮气压力时，均可通过气阀组成实现调节。所述顶盖3还设置有用于外接设备的连接装置32，所述连接装置32可以是顶盖3向外侧的延伸部分，也可以是在顶盖3上设置的连接孔。

在本实施例中，所述气阀组成7包括安全阀及充气阀，安全阀和充气阀可独立设置。在氮爆装置工作过程中，受到外界高温环境或其他原因，导致缸体腔22内氮气压力超过正常工作设定的压力时，安全阀自动排气泄压，保持氮气压力稳定。可替换地，所述气阀组成中的安全阀和充气阀也可设置成一体的结构。

如图2所示，所述缸体2由缸体连接部分211、缸体导向部分212以及缸体腔室部分213组成，所述缸体腔22由上缸腔221和下缸腔222组成，所述上缸腔221的直径大于下缸腔222的直径。由于缸体腔室部分213的厚度有限，为了增强缸体与顶盖的连接强度，一种优选地实施例是在所述缸体连接部分211沿径向向缸体2外侧形成安装凸台；所述缸体导向部分212为向缸体2内侧延伸的凸台结构，所述缸体导向部分212用于保持柱塞4作上下往复运动，并与其保持动配合关系，所述柱塞顶部沿径向向外侧形成凸起部41，所述柱塞顶部的凸起部41与缸体导向部分212的凸台顶部配合，形成柱塞的下极限位置。

可替换地，如图3所示，示出了氮爆装置1另一种实施例的剖面结构，该氮爆装置为活塞式氮爆装置，在该实施例中，用活塞杆代替柱塞，同时，在靠近活塞杆4顶端的部位设置有活塞42，所述活塞42上嵌套有导向带（未示出），所述活塞42与缸体2保持动态配合关系，所述活塞42与缸体导向部分212的凸台顶部配合，形成活塞杆的下极限位置。

为保证氮爆装置1安全、稳定工作，氮爆装置1设置了多种提供柱塞或活塞杆4的上极限行程控制方式，这种上极限行程控制使得氮爆装置适用于复杂工作环境下使用，例如，由于操作不当导致破碎设备突然落地，或者由于工程条件复杂（例如表面凹凸不平），导致氮爆装置过行程，使其承受过大的压力情况。

一种优选地控制柱塞或活塞杆4上极限行程的实施例，如图4所示，在所述柱塞或活塞杆4底部连接有安装限位板44，所述安装限位板44用于对柱塞或活塞杆4的上极限行程进行控制，所述安装限位板44的外径或边长大于柱塞或活塞杆4的外径，当所述柱塞或活塞杆4在下极限位置时，所述安装限位板44上端面至缸体2下端面之间的距离为柱塞或活塞杆4的上下极限运动幅度b，即柱塞或活塞杆4由下极限位置移动到上极限位置或者由上极限位置移动到下极限位置的行程，所述柱塞或活塞杆4上下极限运动幅度b小于柱塞或活塞杆4在下极限位置时缸体2内腔体的净高度a，且两者之差c满足安全行程要求，其中，净高度a是指当柱塞或活塞杆4运动至下极限位置时，顶盖3的内壁与柱塞或活塞杆4顶部的表面之间的距离，当柱塞或活塞杆4运动至上极限位置时，柱塞或活塞杆底部的安装限位板44与缸体2的底部接触。

其中，在所述氮爆装置1中设置有密封装置，所述密封装置用于防止氮气泄漏以及外界粉尘进入，其包括第一密封圈51、第二密封圈52和防尘圈53，所述顶盖3通过第二密封圈52与缸体连接部分211密封连接， 所述第二密封圈52设置在顶盖3与缸体连接部分211之间，所述第二密封圈52嵌套在顶盖3或缸体连接部分211上的环形凹槽内。

在所述缸体导向部分212上设置有多个环形凹槽，所述第一密封圈51设置在缸体导向部分212与柱塞4之间，所述第一密封圈51嵌套在靠近缸体导向部分212顶端的内侧壁的环形凹槽中；所述防尘圈53设置在缸体导向部分212与柱塞或活塞杆4之间，所述防尘圈53嵌套在靠近缸体导向部分212底端的内侧壁的环形凹槽中；在所述缸体导向部分212与柱塞或活塞杆4之间设置有至少一道具有高耐磨性的导向环6，优先地设置两道，所述导向环优先选用聚四氟乙烯材料，但也不排除其他适用材料，所述导向环6设置在第一密封圈51与防尘圈53之间，并嵌套在缸体导向部分212的内侧壁的环形凹槽中。可以预期地，为了提高密封效果及减少摩擦，可在密封装置及导向环与柱塞或活塞杆4之间的装配间隙注入润滑油。

另一种优选地控制柱塞或活塞杆4上极限行程的实施例，如图5所示，当柱塞或活塞杆4较长时，所述顶盖3内壁设置有向下的延伸部分33，所述延伸部分33底面与柱塞或活塞杆4顶面之间的距离d不大于缸体2底面与安装限位板44之间的距离b，所述延伸部分33用于对柱塞或活塞杆4的上极限行程进行控制，所述延伸部分33的底面与顶盖3内壁之间的距离c满足安全行程要求，当柱塞或活塞杆4运动至上极限位置时，所述柱塞或活塞杆4顶部与延伸部分33接触。

如图6所示，为了防止工作过程中的粉尘或外界环境中的灰尘进入氮爆装置1的缸体腔22内，在所述缸体2底部与柱塞或活塞杆4底部之间设置防尘罩8，所述防尘罩的拉伸长度不小于柱塞或活塞杆4的上下极限运动幅度，以保证氮爆装置具有在上下极限位置运动的空间。

本实用新型的安装顺序是：先将柱塞或活塞杆从缸体的上开口套入，然后再将顶盖固定在缸体上，最后再将柱塞或活塞杆的底部与安装限位板连接。维修更换零部件时，顺序刚好相反。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限与这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱了本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。