[实用新型]记忆合金低温平衡结构助力支撑杆气弹簧

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种支撑杆气弹簧，尤其涉及一种带双向记忆合金弹簧的低温平衡结构助力支撑杆气弹簧。

背景技术

支撑杆气弹簧目前在各行各业中得到广泛使用，其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。传统结构支撑杆气弹簧的基本结构如图1所示。常温下其位移——力特性曲线如图3中实线所示。

支撑杆气弹簧在实际使用过程中，其所处环境温度将随着季节及地域的不同，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。

当环境温度降低时，缸筒内容积不变，筒内压强减小，气弹簧输出力值减小，以至难以支撑负载。如寒冷地区冬季野外车辆、施工设备，军事设备等所采用的支撑杆气弹簧，在低温时将无法支撑负载。低温时传统结构支撑杆气弹簧的位移——力特性曲线如图3中虚线所示。

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在低温时的上述不足，而提供一种记忆合金低温平衡结构助力支撑杆气弹簧。

本实用新型是通过下列技术方案实现的：设计一种记忆合金低温平衡结构助力支撑杆气弹簧，它包括：活塞杆、导向件、密封件、缸筒和活塞组件，其特征是：所述活塞组件中包含活塞、设置在活塞中的单向平衡阀；所述单向平衡阀包括一个单向阀及由常温时保持原状、低温时恢复记忆状态的双向记忆合金弹簧、阀芯、阀口组成的平衡阀。所述双向记忆合金弹簧，在常温时不起作用，在低温时恢复记忆状态，沿轴向伸展，使活塞上的阀芯移动，关闭阀口，使单向平衡阀起作用。

本实用新型记忆合金低温平衡结构助支撑杆气弹簧，利用双向记忆合金弹簧的特性和单向平衡阀的原理，可以实现在常温时，其性能与传统结构支撑杆气弹簧相同；在低温（如-20℃）时，利用双向记忆合金弹簧特性，使单相平衡阀工作，在支撑杆气弹簧输出力下降时，使负载获得附加平衡支撑。

附图说明

图1是传统结构支撑杆气弹簧的结构原理图。

图2是记忆合金低温平衡结构助力支撑杆气弹簧的结构原理图。

图3是传统结构支撑杆气弹簧的位移——力特性曲线图。

图4是记忆合金低温平衡结构助力支撑杆气弹簧的位移——力特性曲线图。

具体实施方式

参照图2，本实用新型的记忆合金低温平衡结构助力支撑杆气弹簧包括：活塞杆1、导向件2、密封件3、缸筒4和活塞组件，所述活塞组件中包含活塞5、设置在活塞5中的单向平衡阀；所述单向平衡阀包括一个单向阀6及由常温时保持原状、低温时恢复记忆状态的双向记忆合金弹簧7、阀芯8、阀口9组成的平衡阀，所述平衡阀设置在活塞上气室一与气室二的通道里。

所述活塞组件中的单向阀6始终是当气室二压强高于气室一时开启。带双向记忆合金弹簧的平衡阀，在温度高于双向记忆合金弹簧7的记忆温度（如-20℃以上）时，阀芯8不遮盖阀口9，此时平衡阀不起作用，气室一和气室二始终沟通。

参照图2-图4，具体叙述工作原理如下：

1、当环境温度高于双向记忆合金弹簧记忆温度（如常温）时：

此时，双向记忆合金气弹簧7沿轴向处于收缩状态，在这种状态下，阀芯8与阀口9不接触，气室一和气室二始终沟通，其功能与传统结构支撑杆气弹簧相同。伸展时的输出力为：

F1＝P2×Sa－P1×﹙Sa－Sb﹚-f    （1）

其中，F1 —— 常温状态支撑杆气弹簧伸展时的支撑力；

P1 —— 常温状态支撑杆气弹簧气室一中的压强；

P2 —— 常温状态支撑杆气弹簧气室二中的压强；

Sa —— 支撑杆气弹簧活塞面积；

Sb —— 支撑杆气弹簧活塞杆面积；

f —— 摩擦力。

由于此时气室一和气室二始终沟通，忽略损失，两个气室内的压强基本相等，上式（1）可以简化为：

F1＝P1×Sb－f     （2）

与此相关的位移——力特性曲线见图3、图4中伸展过程的实线。

同理，支撑杆气弹簧被压缩时的支撑力为：

F2＝P1×Sb＋f     （3）

其中，F2 ——常温状态支撑杆气弹簧被压缩时的支撑力；

与此相关的位移——力特性曲线见图3压缩过程的实线。

2、当环境温度为双向记忆合金弹簧记忆温度（如-20℃）时：