CN109268322A - 蓄能液压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄能液压装置，所述蓄能液压装置包括缸体(1)、在缸体内能够伸缩的活塞杆(2)以及活塞杆(2)的端部设置的将缸体内的空间分隔为无杆腔(B)和有杆腔(C)的油液活塞(3)，缸体上设置有用于向无杆腔(B)内注入油液的注油口(11)；其中，活塞杆(2)内设置有气体腔室(22)以及用于向气体腔室(22)注气的注气口(21)，气体腔室(22)包括活塞杆内设置的轴向孔(222)，气体腔室(22)内设置有能够沿轴向孔(222)轴向移动的气体活塞(4)，轴向孔(222)的位于气体活塞(4)的朝向无杆腔(B)的一侧空间与无杆腔(B)连通设置。本发明提供的蓄能液压装置，无需另外配置动力源，而且空间结构紧凑，成本低。

Description

蓄能液压装置

技术领域

本发明涉及液压技术领域，具体地，涉及一种蓄能液压装置。

背景技术

液压油缸是常用的工程机械部件，由缸筒以及位于缸筒内的活塞杆和活塞构成。现有技术中，具有蓄能器的液压缸，通常将蓄能器设置在液压缸的外侧，如专利CN201843849U所公开的“带蓄能器的液压缸”，其中的蓄能器通过托架固定在缸筒外壁上，蓄能器的油口与缸筒油口通过管路连通。

但现有的带蓄能器的液压缸具有如下缺点：

1、蓄能器外置于液压缸外，要求安装空间较大；

2、通过阀块与相关的阀及蓄能器进行联接，需要相关阀对压力进行控制；

3、油缸动作需要动力源驱动。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中具有蓄能器的液压缸所存在的占用空间大、需要阀对压力进行控制以及油缸需要动力源等缺陷。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种蓄能液压装置，所述蓄能液压装置包括缸体、在所述缸体内能够伸缩的活塞杆以及所述活塞杆的端部设置的将所述缸体内的空间分隔为无杆腔和有杆腔的油液活塞，所述缸体上设置有用于向所述无杆腔内注入油液的注油口；

其中，所述活塞杆内设置有气体腔室以及用于向所述气体腔室注气的注气口，所述气体腔室包括所述活塞杆内设置的轴向孔，所述气体腔室内设置有能够沿所述轴向孔轴向移动的气体活塞，所述轴向孔的位于所述气体活塞的朝向所述无杆腔的一侧空间与所述无杆腔连通设置。

优选地，所述轴向孔延伸至所述活塞杆的具有所述油液活塞的端部，所述油液活塞上设置有中心孔，所述无杆腔与所述轴向孔通过所述中心孔连通。

优选地，所述油液活塞上设置有将所述无杆腔与所述有杆腔连通的连通孔。

优选地，所述缸体上设置有与所述有杆腔连通的开口；

所述开口上安装有用于检测所述有杆腔内压力的压力表。

优选地，所述气体腔室内设置有所述气体活塞在压缩所述气体腔室内气体时用于限制所述气体活塞移动位置的止挡部。

优选地，所述气体腔室还包括在所述轴向孔的远离所述油液活塞的一端设置的具有所述注气口的注气腔，所述注气腔与所述轴向孔之间设置有台阶部；

所述止挡部为所述台阶部；或者，所述止挡部为设置在所述轴向孔内且抵顶在所述台阶部上的限位环。

优选地，所述气体活塞的朝向所述注气口的一侧设置有盲孔。

优选地，所述活塞杆的外表面上设置有能相对所述活塞杆滑动的隔套。

优选地，所述蓄能液压装置还包括固定于所述缸体的用于对所述活塞杆的移动进行导向的导向套。

优选地，所述导向套与所述活塞杆之间设置有围绕所述活塞杆的密封圈；

和/或，所述缸体与所述油液活塞之间设置有围绕所述油液活塞的密封圈；和/或，

所述活塞杆的轴向孔的内表面与所述气体活塞之间设置有围绕所述气体活塞的密封圈。

本发明提供的蓄能液压装置，具有液压缸和蓄能器的特点，无需另外配置动力源，利用空气腔室内的压缩气体所存储的能量作为动力源来驱动液压装置执行动作。另外，本发明提供的蓄能液压装置，将能够蓄能的蓄能器结构内置于液压缸结构内，相对于现有的液压缸加蓄能器以及控制阀等组件而言，可使得空间结构更加紧凑，成本降低。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方式中蓄能液压装置处于充气完毕状态的结构示意图；

图2为图1中A处放大图；

图3为蓄能液压装置中的油液与气体处于一个平衡状态的结构示意图；

图4为蓄能液压装置中的活塞被压缩至极限状态的结构示意图；

图5为根据本发明的另一实施方式中的蓄能液压装置的结构示意图。

附图标记说明

1-缸体；11-注油口；12-开口；2-活塞杆；21-注气口；22-气体腔室；221-注气腔；222-轴向孔；23-台阶部；24-管状体；25-头部；3-油液活塞；31-中心孔；32-连通孔；33-第二环形槽；4-气体活塞；41-盲孔；42-第三环形槽；5-隔套；6-导向套；61-第一环形槽；7-限位环。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本发明提供一种蓄能液压装置，如图1和图3所示，所述蓄能液压装置包括缸体1、在所述缸体1内能够伸缩的活塞杆2以及所述活塞杆2的端部设置的将所述缸体1内的空间分隔为无杆腔B和有杆腔C的油液活塞3，所述缸体1上设置有用于向所述无杆腔B内注入油液的注油口11。

其中，所述活塞杆2内设置有气体腔室22以及用于向所述气体腔室22注气的注气口21，所述气体腔室22包括所述活塞杆2内设置的轴向孔222，所述气体腔室22内设置有能够沿所述轴向孔222轴向移动的气体活塞4，所述轴向孔222的位于所述气体活塞4的朝向所述无杆腔B的一侧空间与所述无杆腔B连通设置。

本发明提供的蓄能液压装置，在应用前，通过注气口21向气体腔室22内注入气体(例如氮气)，气体推动气体活塞4在轴向孔222内沿轴向向远离注气口21的方向移动，在气体充满后，封闭注气口21。此时，该液压缸达到如图1所示的状态，气体活塞4左侧的空腔形成封闭的具有气体的空腔。然后从注油口11向缸体1的无杆腔B内注入油液，随着油液的不断注入，油液压力不断增大，推动油液活塞3朝向有杆腔C的方向移动(如图3中向左移动)，无杆腔B的体积不断增大。由于轴向孔222的位于气体活塞4的朝向所述无杆腔B的一侧空间与无杆腔B连通，当油液的压力高于气体腔室22的初始压力时，油液会推动气体活塞4移动(图3中的气体活塞4在轴向孔222中再向左移动一段距离)，气体腔室22内的气体被压缩，气体压力升高，在压力升高到设定值时，气体活塞4左右侧的受力达到平衡，此时封闭油液所在的腔室。

在应用该蓄能液压装置时，在负载的作用下，活塞杆2受到压力回缩，此时，无杆腔B的体积减少，其内被挤出的油液会推动气体活塞4移动并进入到轴向孔222内，由此压缩气体腔室22内的气体，气体压力升高，同时液压油的压力升高。当液压油的压力达到与外界负载所施加的力一致时，两者达到平衡状态。负载所施加的能量被压缩气体储存起来。当负载减少时，活塞杆2的推力大于负载所施加的力，活塞杆2向外伸出，此时无杆腔B的体积增大，压力降低。气体腔室22内的气体膨胀，推动气体活塞4向右移动，气体活塞4右侧的液压油被推至无杆腔B，此时又建立一种新的平衡，至此完成一个循环周期。

在完成一个动作周期中，靠负载本身的能量使得活塞杆2缩进，从而气体活塞4压缩气体完成蓄能动作。当负载减少时，压缩气体膨胀，推动气体活塞4移动以及活塞杆2伸出，完成能量的释放。

本发明提供的蓄能液压装置，具有液压缸和蓄能器的特点，无需另外配置动力源，利用空气腔室22内的压缩气体所存储的能量作为动力源来驱动液压装置执行动作。另外，本发明提供的蓄能液压装置，将能够蓄能的蓄能器结构内置于液压缸结构内，相对于现有的液压缸加蓄能器以及控制阀等组件而言，可使得空间结构更加紧凑，成本降低。

在本发明的一个优选实施方式中，如图1和图2所示，活塞杆2内的轴向孔222延伸至所述活塞杆2的具有所述油液活塞3的端部，所述油液活塞3上设置有中心孔31，所述无杆腔B与所述轴向孔222通过所述中心孔31连通。无杆腔B内的油液从该中心孔31推动气体活塞4而进入到轴向孔222内。

本实施方式中，优选地，油液活塞3上还设置有将所述无杆腔B与所述有杆腔C连通的连通孔32，从而无杆腔B和有杆腔C连通形成一个整体的腔室，在从注油口11注入油液后，无杆腔B内的油液可以通过连通孔32进入到有杆腔C中，可以使得活塞杆2的行程增大。活塞杆2运动时，无杆腔B和有杆腔C中的油液随活塞的运动而增多或减少。具体在活塞杆2伸出时，有杆腔C体积减少，无杆腔B体积增大，气体腔室22内的气体膨胀；而活塞杆2缩回时，有杆腔C体积增大，无杆腔B体积减少，气体腔室22内的气体被压缩。也就是说，利用活塞杆2运动时有杆腔C与无杆腔B产生的体积差来压缩气体或平衡气体膨胀时多出的体积。

所述缸体1上设置有与所述有杆腔C连通的开口12。该开口12可以作为油液注入过程中的排气口，在油液注入完毕后，将注油口11和该开口12均封闭。

在该开口12上还可以安装用于检测所述有杆腔C内压力的压力表，通过压力表可以检测有杆腔C内油液的压力。根据需要，可以设定气体腔室22内的气体与缸体1内油液之间所要达到平衡的压力，在油液注入过程中，该压力表检测到油液所达到的压力，该压力与压缩气体达到平衡，则停止注油。

本实施方式中，优选地，所述气体活塞4的朝向注气口21的一侧设置有盲孔41。这样，可以利于增大气体活塞4一侧的气体腔室容积。

本实施方式中，优选地，所述气体腔室22内设置有所述气体活塞4在压缩所述气体腔室22内气体时用于限制所述气体活塞4移动位置的止挡部。

具体的，所述气体腔室22还包括在所述轴向孔222的远离所述油液活塞3的一端设置的具有所述注气口21的注气腔221，所述注气腔221与所述轴向孔222之间设置有台阶部23。进一步的，活塞杆2具体可包括具有轴向孔222的管状体24和具有注气腔221的头部25构成，为方便制造，头部25和管状体24可分体制造，然后通过焊接组装在一起。头部的与管状体24连接的侧面形成所述台阶部23。本实施方式中，限制所述气体活塞4移动位置的所述止挡部为台阶部23。如图4所示，气体活塞3被油液压缩到极致时抵顶在台阶部23上，气体不能再进一步压缩。

根据需要，还可以在轴向孔222内设置抵顶在台阶部23上的限位环7，利用该限位环7作为限制气体活塞4移动位置的止挡部，可以减少气体活塞3的行程。图5中显示有限位环7。

本实施方式中，还可根据需要来限定活塞杆2的行程。如图1所示，在活塞杆2的外表面上设置有能相对所述活塞杆2滑动的隔套5。该隔套5在抵顶在缸体1内部的结构上(在此是抵顶在活塞杆2的导向套6上)时，可以限制油液活塞3的移动位置，油液活塞3移动至顶在隔套5上时，活塞杆2不能继续移动。

另外，本实施方式中，为使得活塞杆2能够在缸体1内稳定地移动，该蓄能液压装置还包括固定于缸体1用于对所述活塞杆2的移动进行导向的导向套6。该导向套6可以通过螺栓连接或其它连接方式固定在缸体1上。

为实现该蓄能液压装置的密封，避免各个部件之间漏气、漏液，在所述导向套6与所述活塞杆2之间设置有围绕所述活塞杆2的密封圈；缸体1与油液活塞3之间设置有围绕所述油液活塞3的密封圈；以及活塞杆2的轴向孔222的内表面与所述气体活塞4之间设置围绕气体活塞4的密封圈。

具体的，如图1和图2所示，可以在导向套6的内表面上设置多个第一环形槽61，每个第一环形槽61中设置围绕活塞杆2的密封圈，以保证导向套6与活塞杆2之间的密封。油液活塞3的外表面上设置多个第二环形槽33，在该第二环形槽33中设置围绕油液活塞3的密封圈；气体活塞4的外表面上设置多个第三环形槽42，在该第三环形槽42中设置围绕气体活塞4的密封圈。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种蓄能液压装置，其特征在于，所述蓄能液压装置包括缸体(1)、在所述缸体(1)内能够伸缩的活塞杆(2)以及所述活塞杆(2)的端部设置的将所述缸体(1)内的空间分隔为无杆腔(B)和有杆腔(C)的油液活塞(3)，所述缸体(1)上设置有用于向所述无杆腔(B)内注入油液的注油口(11)；

其中，所述活塞杆(2)内设置有气体腔室(22)以及用于向所述气体腔室(22)注气的注气口(21)，所述气体腔室(22)包括所述活塞杆(2)内设置的轴向孔(222)，所述气体腔室(22)内设置有能够沿所述轴向孔(222)轴向移动的气体活塞(4)，所述轴向孔(222)的位于所述气体活塞(4)的朝向所述无杆腔(B)的一侧空间与所述无杆腔(B)连通设置。

2.根据权利要求1所述的蓄能液压装置，其特征在于，所述轴向孔(222)延伸至所述活塞杆(2)的具有所述油液活塞(3)的端部，所述油液活塞(3)上设置有中心孔(31)，所述无杆腔(B)与所述轴向孔(222)通过所述中心孔(31)连通。

3.根据权利要求1所述的蓄能液压装置，其特征在于，所述油液活塞(3)上设置有将所述无杆腔(B)与所述有杆腔(C)连通的连通孔(32)。

4.根据权利要求1所述的蓄能液压装置，其特征在于，所述缸体(1)上设置有与所述有杆腔(C)连通的开口(12)；

所述开口(12)上安装有用于检测所述有杆腔(C)内压力的压力表。

5.根据权利要求1所述的蓄能液压装置，其特征在于，所述气体腔室(22)内设置有所述气体活塞(4)在压缩所述气体腔室(22)内气体时用于限制所述气体活塞(4)移动位置的止挡部。

6.根据权利要求5所述的蓄能液压装置，其特征在于，所述气体腔室还包括在所述轴向孔(222)的远离所述油液活塞(3)的一端设置的具有所述注气口(21)的注气腔(221)，所述注气腔(221)与所述轴向孔(222)之间设置有台阶部(23)；

所述止挡部为所述台阶部(23)；或者，所述止挡部为设置在所述轴向孔(222)内且抵顶在所述台阶部(23)上的限位环(7)。

7.根据权利要求1所述的蓄能液压装置，其特征在于，所述气体活塞(4)的朝向所述注气口(21)的一侧设置有盲孔(41)。

8.根据权利要求1所述的蓄能液压装置，其特征在于，所述活塞杆(2)的外表面上设置有能相对所述活塞杆(2)滑动的隔套(5)。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的蓄能液压装置，其特征在于，所述蓄能液压装置还包括固定于所述缸体(1)的用于对所述活塞杆(2)的移动进行导向的导向套(6)。

10.根据权利要求9所述的蓄能液压装置，其特征在于，所述导向套(6)与所述活塞杆(2)之间设置有围绕所述活塞杆(2)的密封圈；

和/或，所述缸体(1)与所述油液活塞(3)之间设置有围绕所述油液活塞(3)的密封圈；和/或，

所述活塞杆(2)的轴向孔(222)的内表面与所述气体活塞(4)之间设置有围绕所述气体活塞(4)的密封圈。