CN110242640B - 缓冲套、液压装置的工作缸及液压操动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及缓冲套、液压装置的工作缸及液压操动机构，液压装置的工作缸包括缸体和活塞；活塞腔用于与活塞的缓冲行程末端对应的一端的内壁上设有挡止台阶，该端的端头设有堵头；缓冲套，沿缸体轴向活动设置在挡止台阶与堵头之间，其上设有供活塞的缓冲轴***的内孔，还设有沿轴向贯通的过油孔；堵头，中心位置设有中心孔，堵头上具有在与缓冲套挡止配合时封堵缓冲套上的过油孔的挡止端面；缓冲套的外侧壁上设有过油槽，过油槽在缓冲套的两端面上形成开口，过油槽上远离堵头的一端的开口与活塞腔相连通，过油槽的另一端开口在缓冲套与堵头挡止配合时被堵头的挡止端面封堵，提高了液压装置的工作缸的启动速度。

Description

缓冲套、液压装置的工作缸及液压操动机构

技术领域

本发明涉及缓冲套、液压装置的工作缸及液压操动机构。

背景技术

液压操动机构利用液体的不可压缩原理，将高压油送入工作缸两侧来实现断路器的分合闸，如公开号为CN101527206A的发明专利申请中公开的断路器的液压操动机构。

如图1和图2所示，现有技术中液压操动机构的工作缸包括缸体1、导向移动装配在缸体1的活塞腔中的活塞2、封堵在活塞腔一端的堵头4，以及沿轴向移动装配在活塞腔中的缓冲套3。工作缸在液压操动机构合闸启动时的工作过程是：油液从Z腔6通过堵头4的中心孔进入工作缸下部，推动缓冲套3和活塞2一起向上运动L2的行程，之后缓冲套3被活塞腔中的挡止台阶挡止，油液从缓冲套3的过油孔5以及缓冲套3与活塞2之间的间隙进入活塞腔中，推动活塞2继续向远离堵头的方向运动。

上述工作缸存在以下问题：合闸操作时，当缓冲套3移动L2的行程后，活塞2尚未结束L1的行程时，因为缓冲套3的过油孔5以及缓冲套3与活塞2之间的间隙的截面积远小于活塞2的环面积，导致活塞腔中供油量不足，活塞2启动力不足，活塞2出现“爬行”现象，进而导致合闸时间变长，或者合闸时间不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓冲套，以解决现有技术中液压装置的工作缸启动时启动缓慢的技术问题；本发明的目的还在于提供一种解决上述问题的液压装置的工作缸；本发明的目的还在于提供一种液压操动机构，以解决现有技术中液压操动机构合闸时间较长或合闸时间不稳定的技术问题。

本发明的缓冲套采用如下技术方案：

缓冲套，用于沿缸体轴向活动设置在液压装置的工作缸的挡止台阶与堵头之间，其上设有供活塞的缓冲轴***的内孔，还设有沿轴向贯通的过油孔；

缓冲套的外侧壁上设有过油槽，过油槽在缓冲套的两端面上形成开口，过油槽的一端的开口用于与活塞腔相连通，过油槽的另一端开口用于在缓冲套与堵头挡止配合时被堵头的挡止端面封堵。

本发明的缓冲套的有益效果是：缓冲套沿缸体轴向活动设置在液压装置的工作缸的挡止台阶与堵头之间，在液压装置的工作缸启动时，油液推动缓冲套向远离堵头方向移动，缓冲套离开堵头的挡止端面，此时，油液除可从过油孔、活塞的缓冲轴与缓冲套之间的间隙进入活塞腔外，还可通过过油槽进入活塞腔中继续推动活塞运动，与现有技术相比，过油槽的设计增加了缓冲套的通流面积，增加了对活塞腔的供油量，从而增加了活塞的推动力，增加液压装置的工作缸的启动力，提高液压装置的工作缸的启动速度。同时，过油槽的设置能避免在缓冲套上开设过多的过油孔，影响缓冲套的结构强度，且与过油孔相比，过油槽加工更方便。

为进一步增加缓冲套的通流面积，本方案中所述过油槽的槽口为扩口，槽口靠近槽底的宽度小于远离槽底的宽度。

为方便过油槽的加工，本方案中所述过油槽的两个槽侧壁呈V形设置。

为避免过油槽槽底处应力集中，影响缓冲套的结构强度，本方案中所述过油槽具有连接在过油槽两个槽侧壁之间的槽底壁。

为进一步增加缓冲套的通流面积，提高液压装置的工作缸的启动力，本方案中所述过油槽沿缓冲套周向均布有两个以上。

为进一步提高液压装置的工作缸的启动力，本方案中缓冲套用于远离堵头的一端的端面上设有沿径向延伸的通油槽，所述通油槽贯通缓冲套的内孔壁以与缓冲套的内孔相连通，在液压装置的工作缸启动时，油液可通过活塞与缓冲套内孔之间的间隙进入通油槽，进入通油槽中的油液对活塞具有推动作用，能增加活塞的移动速度，从而提高液压装置的工作缸的启动力。

为更好的对通油槽供油，本方案中所述通油槽的径向外端与所述过油槽相连通。

本发明的液压装置的工作缸采用如下技术方案：

液压装置的工作缸包括缸体和活塞；

缸体内设有活塞腔，活塞沿缸体轴向导向活动装配在活塞腔内，活塞腔用于与活塞的缓冲行程末端对应的一端的内壁上设有挡止台阶，该端的端头设有堵头；

缓冲套，沿缸体轴向活动设置在挡止台阶与堵头之间，其上设有供活塞的缓冲轴***的内孔，还设有沿轴向贯通的过油孔；

堵头，中心位置设有供活塞上的缓冲轴***的中心孔，堵头上具有在与缓冲套挡止配合时封堵缓冲套上的过油孔的挡止端面；

缓冲套的外侧壁上设有过油槽，过油槽在缓冲套的两端面上形成开口，过油槽上远离堵头的一端的开口与活塞腔相连通，过油槽的另一端开口在缓冲套与堵头挡止配合时被堵头的挡止端面封堵。

本发明的液压装置的工作缸的有益效果是：在液压装置的工作缸启动时，油液推动缓冲套向远离堵头方向移动，缓冲套离开堵头的挡止端面，此时，油液除可从过油孔、活塞的缓冲轴与缓冲套之间的间隙进入活塞腔外，还可通过过油槽进入活塞腔中继续推动活塞运动，与现有技术相比，过油槽的设计增加了缓冲套的通流面积，增加了对活塞腔的供油量，从而增加了活塞的推动力，增加液压装置的工作缸的启动力，提高液压装置的工作缸的启动速度。同时，过油槽的设置能避免在缓冲套上开设过多的过油孔，影响缓冲套的结构强度，且与过油孔相比，过油槽加工更方便。

为进一步增加缓冲套的通流面积，本方案中所述过油槽的槽口为扩口，槽口靠近槽底的宽度小于远离槽底的宽度。

为方便过油槽的加工，本方案中所述过油槽的两个槽侧壁呈V形设置。

为避免过油槽槽底处应力集中，影响缓冲套的结构强度，本方案中所述过油槽具有连接在过油槽两个槽侧壁之间的槽底壁。

为进一步增加缓冲套的通流面积，提高液压装置的工作缸的启动力，本方案中所述过油槽沿缓冲套周向均布有两个以上。

为进一步提高液压装置的工作缸的启动力，本方案中缓冲套远离堵头的一端的端面上设有沿径向延伸的通油槽，所述通油槽贯通缓冲套的内孔壁以与缓冲套的内孔相连通，在液压装置的工作缸启动时，油液可通过活塞与缓冲套内孔之间的间隙进入通油槽，进入通油槽中的油液对活塞具有推动作用，能增加活塞的移动速度，从而提高液压装置的工作缸的启动力。

为更好的对通油槽供油，本方案中所述通油槽的径向外端与所述过油槽相连通。

本发明的液压操动机构采用如下技术方案：

液压操动机构，液压操动机构，包括工作缸和控制阀，控制阀用于控制工作缸动作；

工作缸包括缸体和活塞；

缸体内设有活塞腔，活塞沿缸体轴向导向活动装配在活塞腔内，活塞腔用于与活塞的缓冲行程末端对应的一端的内壁上设有挡止台阶，该端的端头设有堵头；

缓冲套，沿缸体轴向活动设置在挡止台阶与堵头之间，其上设有供活塞的缓冲轴***的内孔，还设有沿轴向贯通的过油孔；

堵头，中心位置设有供活塞上的缓冲轴***的中心孔，堵头上具有在与缓冲套挡止配合时封堵缓冲套上的过油孔的挡止端面；

缓冲套的外侧壁上设有过油槽，过油槽在缓冲套的两端面上形成开口，过油槽上远离堵头的一端的开口与活塞腔相连通，过油槽的另一端开口在缓冲套与堵头挡止配合时被堵头的挡止端面封堵。

本发明的液压操动机构的有益效果是：在液压操动机构进行合闸操作时，油液推动缓冲套向远离堵头方向移动，缓冲套离开堵头的挡止端面，此时，油液除可从过油孔、活塞的缓冲轴与缓冲套之间的间隙进入活塞腔外，还可通过过油槽进入活塞腔中继续推动活塞运动，与现有技术相比，过油槽的设计增加了缓冲套的通流面积，增加了对活塞腔的供油量，从而增加了活塞的推动力，即增加了工作缸的启动力，从而提高工作缸的启动速度，达到缩短合闸时间、使合闸时间更稳定的效果。同时，过油槽的设置能避免在缓冲套上开设过多的过油孔，影响缓冲套的结构强度，且与过油孔相比，过油槽加工更方便。

为进一步增加缓冲套的通流面积，本方案中所述过油槽的槽口为扩口，槽口靠近槽底的宽度小于远离槽底的宽度。

为方便过油槽的加工，本方案中所述过油槽的两个槽侧壁呈V形设置。

为避免过油槽槽底处应力集中，影响缓冲套的结构强度，本方案中所述过油槽具有连接在过油槽两个槽侧壁之间的槽底壁。

为进一步增加缓冲套的通流面积，提高工作缸的启动力，本方案中所述过油槽沿缓冲套周向均布有两个以上。

为进一步提高工作缸的启动力，本方案中缓冲套远离堵头的一端的端面上设有沿径向延伸的通油槽，所述通油槽贯通缓冲套的内孔壁以与缓冲套的内孔相连通，在工作缸启动时，油液可通过活塞与缓冲套内孔之间的间隙进入通油槽，进入通油槽中的油液对活塞具有推动作用，能增加活塞的移动速度，从而提高工作缸的启动力。

为更好的对通油槽供油，本方案中所述通油槽的径向外端与所述过油槽相连通。

附图说明

图1为现有技术中液压装置的工作缸的局部结构示意图；

图2为图1的A-A向视图；

图3为本发明的液压装置的工作缸的局部结构示意图；

图4为图3的B-B向视图；

图5为图3中缓冲套的主视图；

图6为图3中缓冲套的俯视图；

图7为本发明的液压装置的工作缸与控制阀的连接状态图。

图中：1-缸体；2-活塞；3-缓冲套；4-堵头；5-过油孔；6-Z腔；11-缸体；12-活塞；13-缓冲套；14-堵头；15-过油孔；16-过油槽；17-通油槽；18-锥孔段；19-P腔；20-T腔；21-控制阀；22-油箱；23-蓄能器；111-挡止台阶；112-活塞腔；113-Z腔；121-缓冲轴；141-中心孔；142-通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的液压装置的工作缸的一个实施例，如图3所示，液压装置的工作缸包括缸体11和活塞12，缸体11内设有活塞腔112，活塞12沿缸体11轴向导向活动装配在活塞腔112内，活塞腔112用于与活塞12的缓冲行程末端对应的一端的内壁上设有挡止台阶111，该端的端头设有堵头14，堵头14与缸体11通过螺栓连接。堵头14的中心位置设有供活塞12的缓冲轴121***的中心孔141。

液压装置的工作缸还包括缓冲套13，缓冲套13上设有供活塞12的缓冲轴121***的内孔，缓冲套13沿缸体11轴向活动设置在挡止台阶111与堵头14之间。缓冲套13上设有沿轴向贯通的过油孔15，堵头14上还具有在与缓冲套13挡止配合时封堵过油孔15的挡止端面。

缸体11上设有Z腔113，堵头14上设有通孔142，通孔142的两端分别与堵头14的中心孔141和Z腔113相连通。挡止台阶111与堵头14的挡止端面的距离大于缓冲套13的轴向尺寸，以使缓冲套13能沿缸体11轴向移动。

如图4至图6所示，缓冲套13的外侧壁上设有过油槽16，且过油槽16在缓冲套13的两端面形成开口，过油槽16远离堵头14的一端开口与活塞腔112相连通，另一端开口在缓冲套13与堵头14挡止配合时被堵头14的挡止端面封堵。

如图5和图6所示，缓冲套13远离堵头14的一端的端面上设有沿径向延伸的通油槽17，通油槽17的一端贯通缓冲套13的内孔壁并与缓冲套13的内孔相连通，通油槽17的径向外端与过油槽16相连通。本实施例中过油槽16沿缓冲套13周向均布有四个，通油槽17也沿缓冲套13周向均布有四个。

本实施例中过油槽16的槽口为扩口，具体的，过油槽16包括两个槽侧壁和连接两槽侧壁的槽底壁，两个槽侧壁呈V形设置，使过油槽16的槽口靠近槽底的宽度小于远离槽底的宽度。通油槽17的径向外端设置在过油槽16的槽底壁上，且通油槽17的宽度与过油槽16的槽底壁宽度相等。

如图3所示，堵头14的中心孔141具有锥孔段18，锥孔段18沿堵头14至挡止台阶111的方向孔径逐渐增加，即锥孔段18沿中心孔141的孔底至孔口方向尺寸逐渐增加，使中心孔141具有直径扩大段，锥孔段18靠近缓冲套13的一端开口贯穿挡止端面，且该端开口的半径尺寸小于过油孔15的孔壁任意位置与缓冲套13中心的距离，使锥孔段18在缓冲套13与堵头14挡止配合时与过油孔15隔离。且锥孔段18贯穿挡止端面的一端开口的直径大于缓冲套13的内孔孔径。

如图7所示，上述液压装置的工作缸应用于液压操动机构上，液压操动机构的控制阀21用于控制液压装置的工作缸动作，蓄能器23通过P腔19与活塞腔112连通。具体的，通过控制阀21控制Z腔113与P腔19、T腔20的连通情况来控制液压装置的工作缸动作。活塞12将活塞腔112分为两部分，分别为第一部分和第二部分，第一部分靠近活塞12的合闸位置设置，第二部分靠近活塞12的分闸位置设置，P腔19始终与活塞腔112的第一部分连通。本实施例中设置在第二部分内的缓冲套为本发明的缓冲套13，用于提高液压操动机构合闸时的启动速度，第一部分内的缓冲套结构与现有技术中的缓冲套结构相同；在其他实施例中，第一部分和第二部分内的缓冲套均采用本发明的缓冲套13，当然设置在第一部分内的缓冲套结构需要根据液压装置的工作缸的具体结构作适应性设计。

具体的，分闸位置时，Z腔113通过控制阀21和T腔20连通，且和油箱22相连通，Z腔113内为低压油，可以进行合闸操作。控制阀21接到合闸命令后，控制阀21的阀芯转换，P腔19油液通过控制阀21进入缸体11下部的Z腔113，此时Z腔113和P腔19连通，Z腔113变为高压油，利用活塞12上、下的面积差，推动活塞12和缓冲套13向上运动，实现液压操动机构的合闸操作。

合闸操作过程，当缓冲套13移动L2的行程后，活塞12尚未结束L1的行程时，油液可以从缓冲套13的过油孔15、过油槽16以及活塞12与缓冲套13内孔之间的间隙进入活塞腔112，与现有技术相比，过油槽16的设计增加了对活塞腔112的供油量；缓冲套13上的通油槽17和缓冲套13的内孔处于连通状态，Z腔113中的油液可经过缓冲套13的内孔进入通油槽17，增加了启动时油液对活塞12的作用面积；堵头14的中心孔141的直径扩大段增加了初始油液对缓冲套13的作用面积。这些措施增加了合闸时的通流面积和油液作用面积，增大了合闸时的启动力，解决了液压操动机构的工作缸的爬行现象，提高了液压操动机构工作的可靠性和稳定性。

液压操动机构处于合闸位置时，Z腔113通过控制阀21和P腔19连通，为高压油，可以进行分闸操作。控制阀21接到分闸命令后，控制阀21的阀芯转换，Z腔113通过控制阀21和T腔20连通，通往油箱22，此时Z腔113变为低压油，活塞在上部高压油的推动下向下运动，实现液压操动机构的分闸操作。

在分闸末期，活塞12的缓冲轴***缓冲套13的内孔，油液推动活塞12和缓冲套13向靠近堵头14的方向移动，之后缓冲套13被堵头14的挡止端面挡止，此时过油槽16、过油孔15均被堵头14的挡止端面封堵，油液仅能从活塞12与缓冲套13的内孔之间的间隙流出，从而增加了油液阻力，使活塞12移动速度降低，对活塞12起到缓冲作用。

在其他实施例中，过油槽的槽口可为开口尺寸一致的矩形口；过油槽的槽口还可为靠近槽底的宽度大于远离槽底的宽度的缩口；过油槽的槽口也可为半圆形口或四分之三圆形口或四分之一圆形口；过油槽的两侧槽壁也可均为弧形，且两侧槽壁在缓冲套的中心至外周方向距离逐渐增加；过油槽的两侧槽壁也可直接连接，此时过油槽不具有槽底壁。

在其他实施例中，过油槽在缓冲套周向上也可根据需要设置一个、两个、三个或五个以上，过油槽在缓冲套周向上的间隔也可根据需要设置；优选的，为保证缓冲套的结构强度，过油槽设置两个以上六个以下，且各过油槽沿缓冲套周向均布。

在其他实施例中，过油槽与通油槽的数量可根据需要设置，且互不影响，例如，可设置四个过油槽，六个通油槽，其中任意相邻的两个通油槽与同一过油槽相连通，或者其中三个相邻的通油槽与同一过油槽相连通，另外三个相邻的通油槽与三个过油槽一一对应相连通，而其余两个过油槽不与通油槽连通；或者设置八个过油槽，四个通油槽，其中四个通油槽与四个过油槽一一对应相连通，另外四个过油槽不与通油槽连通。

在其他实施例中，堵头的中心孔各段孔径也可均相等；或者，堵头的锥孔段由弧形孔段代替，只需保证锥孔段沿堵头至挡止台阶方向孔径逐渐增加即可。

在其他实施例中，缓冲套上可不设置通油槽；或者通油槽仅一端开口，此开口用于与缓冲套的内孔相连通。

本发明的缓冲套的具体实施例，本实施例中的缓冲套与上述液压装置的工作缸的具体实施例中所述的缓冲套的结构相同，不再赘述。

本发明的液压操动机构的具体实施例，液压操动机构包括工作缸和控制阀，控制阀用于控制工作缸动作，本实施例中的工作缸与上述液压装置的工作缸的具体实施例中所述的液压装置的工作缸的结构相同，不再赘述。

Claims (7)

1.缓冲套，用于沿缸体轴向活动设置在液压装置的工作缸的挡止台阶与堵头之间，其上设有供活塞的缓冲轴***的内孔，还设有沿轴向贯通的过油孔；

其特征是，缓冲套的外侧壁上设有过油槽，过油槽在缓冲套的两端面上形成开口，过油槽的一端的开口用于与活塞腔相连通，过油槽的另一端开口用于在缓冲套与堵头挡止配合时被堵头的挡止端面封堵；缓冲套用于远离堵头的一端的端面上设有沿径向延伸的通油槽，所述通油槽贯通缓冲套的内孔壁以与缓冲套的内孔相连通；所述通油槽的径向外端与所述过油槽相连通；在开始进行合闸操作时，所述缓冲套上设置通油槽的端面用于与活塞顶压接触。

2.根据权利要求1所述的缓冲套，其特征是，所述过油槽的槽口为扩口，槽口靠近槽底的宽度小于远离槽底的宽度。

3.根据权利要求2所述的缓冲套，其特征是，所述过油槽的两个槽侧壁呈V形设置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的缓冲套，其特征是，所述过油槽具有连接在过油槽两个槽侧壁之间的槽底壁。

5.根据权利要求1-3任一项所述的缓冲套，其特征是，所述过油槽沿缓冲套周向均布有两个以上。

6.液压装置的工作缸，包括缸体和活塞；

缸体内设有活塞腔，活塞沿缸体轴向导向活动装配在活塞腔内，活塞腔用于与活塞的缓冲行程末端对应的一端的内壁上设有挡止台阶，该端的端头设有堵头；

液压装置的工作缸还包括缓冲套，其特征是，所述缓冲套为权利要求1-5任一项所述的缓冲套；

堵头，中心位置设有供活塞上的缓冲轴***的中心孔，堵头上具有在与缓冲套挡止配合时封堵缓冲套上的过油孔的挡止端面。

7.液压操动机构，包括工作缸和控制阀，控制阀用于控制工作缸动作；

工作缸，包括缸体和活塞；

缸体内设有活塞腔，活塞沿缸体轴向导向活动装配在活塞腔内，活塞腔用于与活塞的缓冲行程末端对应的一端的内壁上设有挡止台阶，该端的端头设有堵头；

液压装置的工作缸还包括缓冲套，其特征是，所述缓冲套为权利要求1-5任一项所述的缓冲套；

堵头，中心位置设有供活塞上的缓冲轴***的中心孔，堵头上具有在与缓冲套挡止配合时封堵缓冲套上的过油孔的挡止端面。

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