一种伸缩结构单元及由该结构单元组成的伸缩杆
技术领域
本发明涉及一种伸缩结构单元及由该结构单元组成的伸缩杆。
背景技术
现在技术中,可伸缩的杆状结构,可以体现为气弹簧,如申请公布号为CN101696717A的发明专利申请所公开的一种气弹簧,包括与内管连接的活塞杆,内管的一端设有按钮,所述活塞杆前端设有密封胶圈,活塞杆上设有后项套和碗型垫,活塞杆的后端设有密封胶圈和透气孔:所述内管内设有支撑杆,支撑杆上设有紧固件,支撑杆上设有启动开关,启动开关上设有控阀,控阀上设有密封胶圈;此种气弹簧结构,内部填充有高压气体,在使用过程中容易爆缸,具有较高的安全隐患。
这种可伸缩的杆状结构还可体现为一种液压支架,如申请公布号为CN101845957A的发明专利申请所公开的一种三伸缩立柱及液压支架,三伸缩立柱包括外缸体,外缸体内设有一级中缸,一级中缸内设有二级中缸,二级中缸内设有活柱;外缸体上设有上腔油口和下腔油口;一级中缸的底壁上设有第一底阀,一级中缸的底壁上设有第一底阀;一级中缸的侧壁上设有使外缸体的上腔与一级中缸的上腔相通的第一油孔;一级中缸的侧壁上设有使一级中缸的上腔与一级中缸的上腔相通的第一油孔;此种液压伸缩结构,需通过外部液压泵之类的动力源实现上下腔油口之间的液体流动,并使缸内的液压达到一定程度,从而实现伸缩的功能;此种伸缩的方式,需借助外力,且操作较为复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种伸缩结构单元,其缸体内填充液体,避免了现有技术中高压气体带来的安全隐患;且伸缩的操作可通过人为的拉拔或压紧得以实现,操作简单方便,并且可通过对操作力度的掌控,中止活塞杆与缸体在一个方向上的持续相对位移。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种伸缩结构单元,包括缸体、位于所述缸体中且将所述缸体分成两个用于填充液体的液体腔一与液体腔二的阀体、能够带动所述阀体轴向移动的活塞杆;所述液体腔一与液体腔二之间设有经过所述阀体且能够流通液体的通道;该种伸缩结构单元还包括能够由于液体腔一与液体腔二之间的液体流通而能够向液体腔一或向液体腔二两个方向活动且在向其中一个方向活动时具有封闭所述通道而向另一个方向活动时仍能保持所述通道畅通的密封体、当所述密封体产生封闭所述通道的趋势而具有向相应方向活动的趋势时能够为所述密封体提供阻力的阻力件;且在所述密封体受到的液体冲击力大于所述阻力件给予所述密封体的最大阻力时,所述密封件越过所述阻力件从而能够封闭所述通道。
在人为拉拔或压紧活塞杆时,由于通道的设置,使液体腔一与液体腔二之间的液体可以流通,从而可以实现活塞杆与缸体的相对位移;为了能够实现活塞杆在未相对缸体移动至极致,也能相对缸体沿轴向两方向的其中一个方向固定,从而设置有在沿缸体轴向两个方向的其中一个方向活动时,能够封闭通道的密封体;阻力件的设置为密封体封闭通道的动作带来了阻力,因此阻力件一般设置于密封体在具有封闭通道的趋势时所活动的方向上,只有克服阻力件对密封体的阻力,才能使密封体能够封闭通道;密封体克服阻力件对其的阻力的方式则可以是增加液体对密封体的冲击力,而液体冲击力则可以由人为拉拔或压紧活塞杆的力度或速度调节;从而实现人为相对轻拉或轻压活塞杆,可以使活塞杆沿施力方向持续移动,此处的相对轻拉或轻压,是指密封体受到阻力件的阻力,但密封体所受的液体冲击力并没有克服该阻力;还可以实现人为相对重拉或重压,或者体现为快速作用于活塞杆时,活塞杆能够沿施力方向相对固定于缸体,此处的相对重拉或重压或快速作用于活塞杆,是指密封体受到的液体冲击力克服了阻力件给予的阻力,从而使密封体封闭了通道。
作为本发明的优选,所述通道设置于所述阀体且贯穿所述阀体的两端;所述阀体上设有用于容纳所述密封体且位于所述通道中部的流通腔;且所述通道连通于所述流通腔的两个开口所在轴线呈处于同一平面的平行或相交状或分别处于一个平面中;所述阻力件为设置于所述流通腔侧壁的凸起或台阶。
流通腔的设置为密封体的活动提供了空间;液体流向的限制,密封体的活动方向总体上为轴向移动,总体上为轴向移动是指密封体的活动方向也可能与缸体的轴向形成一定的夹角,但密封体总是有沿缸体轴向的位移;因此,为了避免密封体在流通腔内沿轴向的其中任意方向都能封闭通道,因而,通道连通于流通腔的两个开口的轴线应避免重合;且不能被密封体封闭的开口的位置并局限于流通腔的在缸体轴向上的两个端面,可以设置于流通腔的侧壁。
作为本发明的优选,所述通道与所述流通腔连通的开口分别位于所述流通腔的两个相对端面,且两个开口所在轴线相平行;所述流通腔呈环状;所述密封体呈环状且能够封闭所述通道连通于所述流通腔的开口中较远离所述阀体中心的开口。
流通腔呈环状与密封体呈环状的设置,也进一步明确了密封体的活动方向,即平行于缸体的轴向。
作为本发明的优选,该种伸缩结构单元还包括设于所述缸体内且与所述缸体内壁密封滑动连接并将所述缸体分成排气腔与由所述液体腔一和所述液体腔二组成的液体腔的浮动活塞。
浮动活塞的设置为液体腔的体积提供轴向伸缩的空间,有利于液体腔内的液压尽可能趋向于大气压或等同于大气压,也有利于均衡两个液压腔之间的液压,同时也使伸缩活动在上述的相对轻拉或轻压下的活动更为省力。
作为本发明的优选,所述液体腔一位于所述排气腔与所述液体腔二之间;所述活塞杆穿过所述液体腔二延伸至所述缸体外。
作为本发明的优选,所述液体腔一位于所述排气腔与所述液体腔二之间;所述活塞杆穿过所述液体腔一及所述排气腔并延伸至所述缸体外;所述浮动活塞与所述活塞杆密封滑动连接。
本发明的另一目的还在于提供一种伸缩杆,它包括至少两个如上述技术方案所述的伸缩结构单元。
本发明的另一目的还在于提供一种伸缩杆,它包括至少两个如上述技术方案所述的伸缩结构单元,除位于该种伸缩杆端头的活塞杆外,其余的所述活塞杆都连接于相邻所述伸缩结构单元的浮动活塞或缸体。
本发明的另一目的还在于提供一种伸缩杆,它包括至少两个如上述技术方案所述的伸缩结构单元,除位于该伸缩杆端头的所述缸体外,其余的所述缸体都为相邻所述伸缩结构单元的活塞杆。
本发明的另一目的还在于提供一种伸缩杆,它包括至少两个如上述技术方案所述的伸缩结构单元,除位于该伸缩杆端头的所述缸体外,其余的所述缸体都为相邻所述伸缩结构单元的活塞杆或其余的所述缸体都固定连接于相邻所述伸缩结构单元的活塞杆。
综上所述,本发明具有以下有益效果:本发明结构简单,易于实施;通过密封体与通道的设置,可以使操作者通过对活塞杆施力大小或速度的掌控,实现活塞杆在缸体轴向其中一个方向上对缸体相对固定或在该方向上与缸体的持续相对位移,且操作简单;本发明缸体内填充液体,因此,安全隐患较低;且在静态下,指在活塞杆与缸体之间没有相对方向作用力的情况下,液体腔内的液压应趋向大气压,且在活塞杆与缸体之间具有相对方向作用力的情况下,液体腔内的平均液压也应趋向于大气压,更由于浮动活塞的设置,进一步保证液体腔内液压的稳定,从而进一步降低安全隐患。
附图说明
图1是实施例1结构示意图;
图2是实施例1中活塞杆持续压入缸体的状态示意图;
图3是实施例1中活塞杆持续拉出缸体的状态示意图;
图4是实施例2中阻力件表现为流通腔内侧壁台阶的结构示意图;
图5是实施例3中通道连接于流通腔的其中一个开口的位置示意图;
图6是实施例4中阀体结构示意图;
图7是实施例5结构示意图;
图8是实施例5中活塞杆持续拉出缸体的状态示意图;
图9是实施例5中活塞杆持续压入缸体的状态示意图;
图10是实施例6中阀体结构示意图;
图11是实施例7中阀体结构示意图;
图12是实施例8中阀体结构示意图;
图13是实施例9中阀体结构示意图。
图中,1、缸体,11、液体腔一,12、液体腔二,2、阀体,21、通道,22、密封体,23、阻力件,24、流通腔,3、活塞杆,4、浮动活塞,41、排气腔,42、第一密封圈,43、第二密封圈。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1:一种通过拉力的增大或拉速的变快从而使活塞杆能够相对缸体在活塞杆原移动方向上与缸体相对固定的伸缩结构单元,如图1-3所示,包括缸体1,缸体1内设有通过第一密封圈42与缸体1内壁密封滑动连接的浮动活塞4,浮动活塞4将缸体1分成与大气相通的排气腔41及密封且内填充液体的液体腔,液体腔内设有阀体2,阀体2将液体腔分成液体腔一11及液体腔二12,且液体腔一11位于液体腔二12与排气腔41之间;阀体2上固定设有活塞杆3,活塞杆3穿过液体腔二12延伸至缸体1外,缸体1与活塞杆3之间应密封滑动连接以确保液体腔二12的密封;为能够实现活塞杆3相对缸体1轴向移动,在液体腔一11与液体腔二12之间设有便于两个液体腔之间液体流通的通道21,本实施例的通道21为设置于阀体2上的轴向通孔;为能够实现活动杆3在拉拔方向上与缸体1相对固定,从而设置有能够在拉拔活塞杆3时能够封闭通道21的密封体22;本实施例在阀体2上开设有能够为密封体22提供活动空间的流通腔24,且流通腔24呈环状设于阀体2上,在此,密封体22呈环状,可以为类似O型密封圈的密封件;由于密封体22呈环状的设置,使得密封体22在流通腔24的活动方向大体为轴向,大体为轴向是指并不排除密封体22可能略会有径向的偏移;为了能够实现活塞杆3在被相对轻拉的情况下能够持续伸长至阀体2与缸体1抵触,且能够实现活塞杆3在被相对重拉或快速拉动的情况下能够与缸体1在拉拔方向上相对固定,在流通腔24内侧壁上设有能够为密封体22向液体腔一11活动提供阻力的阻力件23,本实施例中阻力件23为设置于流通腔24内侧壁上的凸起,相邻凸起之间应具有间隙;本实施例,通道21连通于流通腔24的开口位于流通腔24的上下两端面,且两开口的轴线相平行,且靠近液体腔一11的开口轴线较另一开口的轴线更为远离阀体2轴线,从而使得密封体22克服阻力件23给予的阻力后能够封闭通道21较靠近液体腔一11的开口,而在密封体22向液体腔二12移动时,密封体22始终不能封闭通道较靠近液体腔二12的开口。
所述的相对轻拉、相对重拉或快速拉动,是指以阻力件23给予密封体22的最大阻力为界线,若向活塞杆3施加拉力,但密封体22所受的液体冲击力不能克服阻力件23给予密封体22的最大阻力,则视为相对轻拉,此时,活塞杆3应能持续被拉出缸体1至阀体2与缸体1抵触;若向活塞杆3施加拉力,从而使密封体22所受的液体冲击力克服了阻力件23给予密封体22的最大阻力,则视为重拉,快速拉动是指,快速拉动活塞杆3使密封体22所受的瞬间液体冲击力克服了阻力件23给予密封体22的阻力,在相对重拉或快速拉动情况下,密封体22封闭通道21,从而使活塞杆3不能再被拉出缸体1,只有通过向活塞杆3施加压力,使密封体22重新回至阻力件23的另一侧,再重新相对轻拉活塞杆3,才能使活塞杆3再次被拉出缸体1。
如图1所示,此时,由于活塞杆3被重拉或快速拉动,使得密封体22封闭通道21位于流通腔24较靠近液体腔一11的端面的开口,从而使得活塞杆3在向缸体1外的轴向移动方向上与缸体1相对固定,也即活塞杆3不能再被拉出缸体1;为能使此种活塞杆3不能再被拉出缸体1的状态得到有效保持,流通腔24的内侧壁的外径在靠近流通腔24的上下两端面处应不同,具体为流通腔24的内侧壁在靠近液体腔一11的外径大于靠近液体腔二12的外径,而流通腔24内侧壁外径的变化也应以阻力件23为界线,使得流通腔24内侧壁外径较大的部分与缸体1之间的间距略小于密封件22的厚度,从而使得密封件22在封闭通道21时,能够被卡于流通腔24内侧壁外径较大的部分与缸体1之间。
如图2所示,此时,密封件22更贴近于液体腔二12,活塞杆3被施加压力,从而向缸体1内移动,而由于通道21位于流通腔24较靠近液体腔二12的开口位置的设置,使得密封件22不能封闭该开口,从而活塞杆3可以被施加任意或大或小压力而使活塞杆3缩进缸体1。
如图3所示,此时,密封件22抵触于阻力件23,活塞杆3应处于被轻拉的状态,从而使活塞杆3被持续拉出于缸体1。
本实施例,浮动活塞4的设置为液体腔的体积提供轴向伸缩的空间,有利于液体腔内的液压尽可能趋向于大气压或等同于大气压,也有利于均衡两个液压腔之间的液压,同时也使伸缩活动在上述的相对轻拉下的活动更为省力;因此,作为一种变劣选择,也可以不设置浮动活塞4,从而也不具有排气腔41。
实施例2:与实施例1的不同之处在于,如图4所示,阻力件23为体现流通腔24内侧壁外径变化的台阶,为便于在密封件22抵触于阻力件23时,液体还能流通于液体腔一11与液体腔二12,在台阶处应设有便于流通的凹槽,凹槽在图中未示出。
实施例3:与实施例1的不同之处在于,如图5所示,通道21连通于流通腔24的两个开口,其中较靠近液体腔二12的开口设置于流通腔24的内侧壁上。
作为一种选择,通道21连通于流通腔24的两个开口,其中较靠近液体腔一11的开口也可以设置于流通腔24的内侧壁上,只要能够实现该开口能被密封件22封闭的目的,该开口的位置变化未在图中示出。
实施例4:一种通过压力的增大或压速的变快从而使活塞杆能够相对缸体在活塞杆原移动方向上与缸体相对固定的伸缩结构单元,如图6所示,本实施例在结构上,与实施例1的不同之处在于,通道21连通于流通腔24的两个开口中靠近液体腔一11的开口轴线较另一开口的轴线更为靠近阀体2轴线;且流通腔24的内侧壁在靠近液体腔一11的外径小于靠近液体腔二12的外径,流通腔24内侧壁外径的变化以阻力件23为界线,使得流通腔24内侧壁外径较大的部分与缸体1之间的间距略小于密封件22的厚度,从而使得密封件22在封闭通道21时,能够被卡于流通腔24内侧壁外径较大的部分与缸体1之间。
在相对重压或快速施压时,密封件22所受液体冲击力克服阻力件23给予的阻力,从而封闭通道21连通于流通腔24的两个开口中较靠近液体腔二12的开口,从而使得活塞杆3不能被压入缸体1;而在相对轻压状态下,密封件22抵触于阻力件23,然而液体仍能流通于液体腔一11与液体腔二12之间,从而使得活塞杆3能被持续压入缸体1;在拉动活塞杆时,由于密封件22无论受多大冲击力都不能封闭通道21,从而使活塞杆3能够被持续拉出缸体1至阀体2抵触于缸体1。
所述的相对轻压、相对重压或快速施压,是指以阻力件23给予密封体22的最大阻力为界线,具体的解释可参考实施例1对相对轻拉、重拉或快速拉动的解释,两者区别在于对活塞杆3施力方向的不同。
实施例5:一种通过压力的增大或压速的变快从而使活塞杆能够相对缸体在活塞杆原移动方向上与缸体相对固定的伸缩结构单元,如图7-9,本实施例在结构上,与实施例1的不同之处在于,活塞杆3穿过液体腔一11并穿过浮动活塞4及排气腔41延伸至缸体1外,浮动活塞4通过第二密封圈43与活塞杆3之间实现密封滑动连接。
如图7所示,此时,由于活塞杆3被重压或快速施压,使得密封体22封闭通道21位于流通腔24较靠近液体腔一11的端面的开口,从而使得活塞杆3在向缸体1内的轴向移动方向上与缸体1相对固定,也即活塞杆3不能再被压入缸体1;为能使此种活塞杆3不能再被压入缸体1的状态得到有效保持,流通腔24的内侧壁的外径在靠近流通腔24的上下两端面处应不同,具体为流通腔24的内侧壁在靠近液体腔一11的外径大于靠近液体腔二12的外径,而流通腔24内侧壁外径的变化也应以阻力件23为界线,使得流通腔24内侧壁外径较大的部分与缸体1之间的间距略小于密封件22的厚度,从而使得密封件22在封闭通道21时,能够被卡于流通腔24内侧壁外径较大的部分与缸体1之间。
如图8所示,此时,密封件22更贴近于液体腔二12,活塞杆3被施加拉力,从而向缸体1外移动,而由于通道21位于流通腔24较靠近液体腔二12的开口位置的设置,使得密封件22不能封闭该开口,从而活塞杆3可以被施加任意或大或小拉力而使活塞杆3被拉出缸体1。
如图9所示,此时,密封件22抵触于阻力件23,活塞杆3应处于被轻压的状态,从而使活塞杆3被持续压入于缸体1。
所述的相对轻压、相对重压或快速施压,是指以阻力件23给予密封体22的最大阻力为界线,具体的解释可参考实施例1对相对轻拉、重拉或快速拉动的解释,两者区别在于对活塞杆3施力方向的不同。
实施例6:与实施例1的不同之处在于,如图10所示,通道21为阀体2侧壁与缸体1内壁之间的间隙;且未设置流通腔;密封体22为设置于阀体2端面上的密封圈,一般可选择矩型密封圈,阻力件23为设置于缸体1内壁上的凸起,相邻凸起之间应具有间隙。
实施例7:与实施例1的不同之处在于,如图11所示,通道21为设于阀体2上的轴向通孔,且未设置流通腔;密封体22为设置于阀体2端面上的密封圈,一般可选择矩型密封圈,且密封圈的外径与内径之差应大于密封圈与阀体2的连接处至缸体1内侧壁的最短间距,因而阻力件可视为缸体1内侧壁;当然,在本实施例中,密封件22也可以是针对每个通道21而设置的独立个体,此时密封件22可以选择能够覆盖通道21的密封片,而密封片的长度大于密封片与阀体2的连接处至缸体1内侧壁的最短间距,使得阻力件可视力缸体1内侧壁。
实施例8:与实施例1的不同之处在于,如图12所示,通道21为设于阀体2上的轴向通孔,且未设置流通腔;密封体22为设置于阀体2端面上的密封圈,一般可选择矩型密封圈,阻力件23为弹性伸缩设置于阀体2端面的凸起;当然,在本实施例中,密封件22也可以是针对每个通道21而设置的独立个体,此时密封件22可以选择能够覆盖通道21的密封片;作为另一种选择,密封件22也可以设置于阻力件23上;在施力于活塞杆3时,只要液体冲击力能够将阻力件23压入阀体,即可实现密封件22对通道21的封闭。
实施例9:本实施例在结构上与实施例9的不同之处在于,如图13所示,在阀体2的两端面都设置有密封体22及阻力件23;本实施例中,活塞杆3的沿缸体1轴向的持续移动,都必须在相应端的阻力件23未被液体冲击力压入阀体2的情况下;而在相应端的阻力件23被压入阀体2后,活塞杆3在相应方向上与缸体1相对固定,并且在保持施力的状态下,活塞杆3能够在该方向上持续与缸体1保持相对固定。
实施例10:一种伸缩杆,由至少两个实施例1组成,本实施例中,除位于本实施例端头的活塞杆3外,其余的活塞杆3都连接于相邻实施例1的浮动活塞4或缸体1;当然,其中一个实施例1的缸体也可以成为另一个实施例1的活塞杆。
实施例11:一种伸缩杆,由至少两个实施例5组成,本实施例中,除位于本实施例端头的缸体1外,其余的缸体可以成为相邻实施例5的活塞杆;当然其余的缸体1也可以固定连接于相邻实施例5的活塞杆。