[实用新型]带温度补偿弹簧的支撑杆气弹簧

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种支撑杆气弹簧，尤其涉及一种采用弹簧结构增加温度补偿功能的支撑杆气弹簧。

背景技术

支撑杆气弹簧目前在各行各业中得到广泛应用。普通支撑杆气弹簧(如图1所示)包括：活塞杆、导向件、密封件C、缸筒、液压油、活塞和密封件B。其工作原理是在缸筒内充入高压气体，气体压强作用在活塞两端面，借助有杆腔和无杆腔的面积差，形成活塞杆的输出推力。气弹簧的公称输出力是指常温(气弹簧规定为20℃)时，活塞杆的输出推力。如果，缸筒的内径截面积为A，活塞杆的截面积为A₁，缸筒内的压强为P，不计摩擦，气弹簧活塞杆的输出推力F为：

F＝PA-P(A-A₁)＝PA₁

气弹簧在实际使用过程中，因其所处环境温度将随着季节及地域的不同，会有很大的变化。而气弹簧允许的工作环境温度范围一般为-40℃～80℃。由于缸筒内部为一闭死容积，其内部的高压气体压强应符合玻意尔——马略特定律：P1V1/T1＝P2V2/T2。当环境温度升高时，缸筒容积不变，筒内压强增加，气弹簧输出力值增加；此时，由于负载不变，气弹簧带动负载运动时，将产生冲击，甚至造成破坏；若要使气弹簧反向回程复位，又不得不增加额外的外力。当环境温度降低时，缸筒容积不变，筒内压强减小，气弹簧输出力值减小，以至难以带动负载运动。

发明内容

本实用新型的目的正是针对传统结构支撑杆气弹簧的上述不足，而提供的一种带温度补偿弹簧的支撑杆气弹簧。在支撑杆气弹簧所使用的环境温度升高或降低时，可实现气弹簧的输出力值受环境温度影响减小。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：设计一种带温度补偿弹簧的支撑杆气弹簧，它包括：活塞杆、导向件、密封件C、缸筒、液压油、活塞和密封件B，其特征是，在所述缸筒内依次设置温度补偿活塞、密封件D和温度补偿弹簧；所述温度补偿活塞的左腔为高压腔，所述温度补偿活塞的右腔为大气压强。

上述方案中，所述温度补偿弹簧根据需要可以是任何一种机械弹簧。

在支撑杆气弹簧所使用的环境温度升高或降低时，其缸筒内部所充的高压气体的压强随之增加或减小。此时，常温时(气弹簧规定为20℃)处于平衡状态的温度补偿活塞，将随气弹簧内部的压强变化而移动，以调整气弹簧缸筒内高压腔的容积，达到使气弹簧内部所充高压气体的压强变化减小，从而实现气弹簧的输出力值受环境温度影响减小。

附图说明

图1是传统结构的支撑杆气弹簧的结构示意图；

图2是带温度补偿弹簧的支撑杆气弹的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步说明本实用新型。

参照图2，本实用新型的带温度补偿弹簧的支撑杆气弹簧包括：活塞杆1、导向件2、密封件C3、缸筒4、液压油5、活塞6和密封件B7，在缸筒4内依次设置温度补偿活塞8、密封件D10和温度补偿弹簧9；密封件C3与温度补偿活塞8之间形成高压腔11，高压腔内充有高压气体，温度补偿活塞8与缸筒4之间为大气压强12。所述温度补偿弹簧9可以是任何一种机械弹簧，该机械弹簧总是能够配合温度补偿活塞平衡缸筒4内部压强，实现随温度的变化调节高压腔容积变化。

其工作原理如下：

在常温状态，不计摩擦，根据虎克定律，作用在气弹簧温度补偿活塞上的力可表示为：

PA＝K(X₁-X₀)------------(1)

其中：P--常温状态气弹簧缸筒内高压腔压强；

A--缸筒内径截面积；

K--温度补偿弹簧刚度；

X₀--温度补偿弹簧自由长度；

X₁--常温状态温度补偿弹簧压缩长度。

当气弹簧在使用中，所处环境温度(升高或降低)变化后，此时，不计摩擦，作用在气弹簧温度补偿活塞上的力可表示为：

P₁A＝K(X₂-X₀)-------------(2)

其中：P₁--温度变化后，气弹簧缸筒内高压腔压强；

X₂--温度变化后，温度补偿弹簧压缩长度。

根据玻意尔------马略特定律：

PV/T＝P₁V₁/T₁-----------(3)

其中：V--常温状态气弹簧缸筒内高压腔容积；