帶有安全閥的液壓油缸的製作方法
2023-05-15 19:00:16 2
帶有安全閥的液壓油缸的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種液壓油缸，為解決現有載荷範圍大的液壓油缸在接頭或管路爆裂失效時液壓油缸活塞杆不受控地下降而造成貨物損壞和安全隱患的缺點，本發明提供一種帶有安全閥的液壓油缸，包括向油缸筒內充放油的進出油通道，在進出油通道內設有安全閥，安全閥包括兩個依次設置的閥芯和兩個對應為閥芯提供彈力的彈簧，在閥芯上設有連通閥芯兩端的閥口，閥芯可壓縮彈簧並移動減小閥口的有效開度但不完全封閉；兩閥芯閥口有效開度減小至最小時不相等，在本發明液壓油缸可用作大載荷範圍的起升油缸使用，在輕載和重載作業時若發生管路爆裂均可使液壓油缸的活塞杆以安全的速度回縮，並且在重載時進行兩級減速減少衝擊，保證作業人員和貨物的安全。
【專利說明】帶有安全閥的液壓油缸
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種液壓油缸，尤其涉及一種帶有安全閥的液壓油缸。
【背景技術】
[0002]液壓油缸是一種常見的直線驅動設備，常用作頂升裝置，例如在叉車上頂升油缸，液壓油缸的油腔通過接頭、管路與供油裝置連接，供油裝置向油缸泵送液壓油時液壓油缸的活塞杆伸出使貨物抬升，當液壓油缸內的液壓油在控制閥的控制之下可控地經管路流出時，液壓油缸的活塞杆連同貨物緩慢可控地下降。這種結構的液壓油缸在接頭或液壓管路發生爆裂失效的時候，液壓油缸內的液壓油則不受控地快速流出，貨物在重力作用下快速下降撞擊地面或受到限位裝置的衝擊，造成貨物損壞，並對操作者、周圍作業人員和貨物造成安全威脅。而重載失效下降時，衝擊更劇烈，造成的損壞和威脅更為嚴重。
[0003]圖1示出了一種現有的舉升油缸，這種安全閥包括活塞杆12、缸筒，在缸筒13的底部具有缸底5和接頭7、在缸底5和接頭7中設有對缸筒油腔充放油的進出油通道6，在進出油通道內設有安全閥，安全閥包括閥芯16、彈簧15，閥芯16為空心柱體，其一端開口，另一端設有小孔18，側面設有大孔17，彈簧位於空心柱體內，其一端與空心柱體接觸連接，另一端與接頭接觸連接，該舉升油缸正常工作時，在閥芯兩端產生的壓差不能壓縮彈簧，液壓油通過閥芯上的大孔正常進出，當舉升油缸與控制閥之間的管路和接頭爆裂失效時，從油缸內腔內流出的液壓油的流量瞬間增大，在閥芯16的兩端形成的壓差大於彈簧的彈力，閥芯壓縮彈簧移動，閥芯側面的大孔被遮擋關閉，閥芯上僅有其端部的小孔連通閥芯兩端，液壓油從小孔流出，小孔的節流作用在閥芯的兩端形成持續的壓差而是閥芯保持不同，液壓油從而從小孔中緩慢地流出，活塞杆緩慢地回縮，確保被舉升的貨物和人員的安全。這種結構的舉升油缸適用於小載荷範圍使用，但在用在大噸位的大載荷範圍時，這種只有一個安全閥芯的安全閥具有以下缺點:
1、管路爆裂時，液壓油在貨物的重壓之下流出的速度越來越大，貨物下墜的速度也越來越大，當流量大到能夠使安全閥的閥芯移動改變其閥口開度時，閥芯移動而使其閥口開度減小至最小，此時流量的驟變使得獲得下墜的速度也發生驟變，從而產生衝擊，這對貨物及周圍的人員均會產生較大的危險，尤其是在重載的時候，可能對設備及貨物造成損壞。
[0004]2、在控制閥至液壓油缸之間的液壓管路、接頭出現爆裂失效的情況下，流出液壓缸筒內的液壓油流量與流出管路上最小的開度和液壓油在最小開度處的壓力差有關，最小開度與安全閥的最小開度有關，壓力差則與所載貨物重量有關。這在大載荷範圍的頂升油缸使用時，輕載與重載時發生管路爆裂失效，在安全閥兩端的壓力差不同，因此在輕載時管路爆裂和重載時管路爆裂，其流量也不同，貨物下墜的速度也就不同，輕載時管路爆裂安全閥能確保貨物以安全的速度下降未必能夠確保重載時管路爆裂貨物以安全的速度下降。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於針對現有載荷範圍大的液壓油缸在接頭或管路爆裂失效時液壓油缸活塞杆不受控地下降而造成貨物損壞和安全隱患的缺點而提供一種在接頭或管路爆裂失效時能夠使得液壓油缸活塞杆緩慢回縮的液壓油缸，並在重載失效下降時，執行兩次減速，更有效地降低損壞與危險的可能。
[0006]本發明的技術方案是這樣實現的:提供一種帶有安全閥的液壓油缸，包括向油缸筒內充放油的進出油通道，在進出油通道內設有安全閥，安全閥包括第一閥芯、第一彈簧、第二閥芯、第二彈簧，第一閥芯、第二閥芯在進出油通道內依次設置，第一彈簧向第一閥芯提供與進出油通道出油方向相反方向的作用力，在第一閥芯上設有連通第一閥芯兩端的第一閥口，第一閥芯可壓縮第一彈簧並移動減小第一閥口的有效開度但不完全封閉；第二彈簧向第二閥芯提供與進出油通道出油方向相反方向的作用力，在第二閥芯上設有連通第二閥芯兩端的第二閥口，第二閥芯壓縮第二彈簧並移動減小第二閥口的有效開度但不完全封閉；第二閥口有效開度減小至最小時的閥口開度大於第一閥口有效開度減小至最小時的閥口開度。
[0007]本發明中的液壓油缸用作大載荷範圍的舉升油缸使用時，液壓油缸活塞杆的回縮時在所載物體的重力作用下回縮，活塞杆的回縮速度與流出液壓缸筒內的液壓油的流量相關，在正常的情況下，液壓油流出的流量是由控制閥控制的，流經第一閥芯和第二閥芯的流量在第一閥芯兩端、第二閥芯兩端所產生的壓差較小，不能克服第一彈簧和第二彈簧的彈力而使第一閥芯和第二閥芯移動或移動量較小，第一閥口和第二閥口的閥口開度不變，不影響活塞杆的正常回縮。但在控制閥至液壓油缸之間的液壓管路、接頭出現爆裂失效的情況下，流出液壓缸筒內的液壓油流量則與流出管路上最小的開度和液壓油在最小開度處的壓力差有關，此時流出管路上最小的開度就取決於第一閥芯或第二閥芯中較小的有效開度。若在進行輕載時液壓管路爆裂，首先在第二閥芯的兩端會產生壓差使得第二閥芯壓縮第二彈簧而移動，減小第二閥口的有效開度減小至最小，此時在第一閥芯兩端所產生的壓差則不能夠使得第一閥芯壓縮第一彈簧而移動，第一閥口的有效開度最終保持不變。此時第一閥口的有效開度大於第二閥口的有效開度，液壓油流出的流量受第二閥口最小有效開度和輕載時液壓油缸內壓力決定，這時可以通過確定的輕載載荷設計第二閥口的最小有效開度，使得在輕載載荷時若發生液壓管路爆裂，液壓油缸的活塞杆仍能夠以安全的速度回縮，確保貨物和人員的安全。在進行重載時，液壓油缸內壓力與輕載時相比要大很多，此時若發生管路爆裂，重物在下墜的過程中，流經第二閥芯的流量也逐漸增大，並很快達到使第二閥芯移動而減小至最小的有效開度，從而降低重物下墜的加速度，第二閥芯移動至其閥口有效開度移動至最小後，但由於重載時液壓油缸內壓力很大，液壓油流出時的流量仍會增大，增大的流量最終會在第一閥芯的兩大產生較大的壓差，從而使第一閥芯克服第一彈簧的彈力而移動，第一閥芯移動至極限位置，第一閥口的有效開度也減小至最小，此時第一閥口的有效開度小於第二閥口的有效開度，液壓油流出的流量受第一閥口最小有效開度和重載時液壓油缸內壓力決定，這時可以通過確定的重載載荷設計第一閥口的最小有效開度，使得在重載載荷時若發生液壓管路爆裂，液壓油缸的活塞杆仍能夠以安全地回縮，確保貨物和人員的安全。因此本發明液壓油缸應用於大載荷範圍的起升油缸時，無論是輕載還是重載，若發生管路爆裂，均可以使載荷在安全的下降速度下降，保證貨物和人員的安全。在重載時經過兩次減速，重載貨物能夠最終以安全的速度下降，避免出現加大的衝擊。
[0008]在本發明中，第一閥芯和第二閥芯在進出油通道內按照液壓油從液壓油缸筒內流出的方向依次設置。第一彈簧一端與第二閥芯的端面接觸連接，第一彈簧另一端與第一閥芯接觸連接。
[0009]在本發明中，第二彈簧的剛度不大於第一彈簧的剛度，第二閥口的最大有效開度不大於第一閥口的最大有效開度。此舉可確保第一閥芯與第二閥芯的先後移動順序。
[0010]在上述發明中，第一閥芯為一端開口的空心柱體，空心柱體開口端的朝向與進出油通道的出油方向一致，第一閥口包括設置在空心柱體側面與空心柱體內腔連通的通孔。第一閥口還包括設置在空心柱體上與開口端相對端面上與空心柱體內腔連通的洩流孔。
[0011]在上述發明中，第二閥芯為一端開口的空心柱體且開口端的朝向與進出油通道的出油方向一致，所述第二閥口包括設置在閥芯側面與內腔連通的通孔。第二閥口還包括設置在第二閥芯上與開口端相對的端面上的洩流孔。
[0012]在本發明中，進出油通道由有缸筒和設置在有缸筒上的接頭組成，第二閥芯的開口端位於的接頭內，第二彈簧位於所述第二閥芯內，其一端與第二閥芯接觸連接，另一端與結構接觸連接。
[0013]本發明與現有技術相比具有的有益效果:在本發明液壓油缸可用作大載荷範圍的起升油缸使用，無論是在進行輕載作業和重載作業時，若發生管路爆裂，均可使液壓油缸的活塞杆以安全的速度回縮，進而保證操作者、周圍作業人員和貨物的安全，並且在重載時管路爆裂，可進行兩級減速，減少衝擊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是現有舉升油缸的結構示意圖。
[0015]圖2是本發明液壓油缸的結構示意圖。
[0016]圖3是本發明液壓油缸底部局部剖面的放大視圖。
[0017]圖4是本發明液壓油缸在輕負載且管路或接頭爆裂時安全閥的工作狀態剖視圖。
[0018]圖5是本發明液壓油缸在重負載且管路或接頭爆裂時的安全閥工作狀態剖視圖。
[0019]圖中零部件名稱及序號:
第二閥芯1、第二彈簧2、第二閥芯大孔3、第二閥芯洩流孔4、缸底5、進出油通道6、接頭7、第一彈簧8、第一閥芯9、第一閥芯大孔10、第一閥芯洩流孔11、活塞杆12、缸筒13、缸筒油腔14、彈簧15、閥芯16、大孔17、小孔18。
【具體實施方式】
[0020]下面結合【專利附圖】
【附圖說明】具體實施方案。
[0021]如圖2所示，本實施例中液壓油缸主要由活塞杆12、缸筒13組成。如圖3所示，缸筒13的底部具有缸底5和接頭7，在缸底5和接頭7中設有向缸筒油腔14內充放液壓油的進出油通道6，在進出油通道6內設有安全閥，安全閥包括第一閥芯9、第一彈簧8、第二閥芯1、第二彈簧2，第一閥芯9、第二閥芯I在進出油通道6內按照液壓油從缸筒內腔6內流出的方向依次設置，第二閥芯I為一端開口的空心柱體，空心柱體的開口端朝向接頭7的方向，在第二閥芯I上設有連通第二閥芯兩端的第二閥口，第二閥口由設置在空心柱體側面與空心柱體內腔連通的第二閥芯大孔3和設置在空心柱體上與開口端相對端面上與空心柱體內腔連通的第二閥芯洩流孔4組成，第二彈簧2設置在第二閥芯I的內腔內，其一端與第二閥芯接觸連接，另外一端與接頭7接觸連接。第一閥芯9也是一端開口的空心柱體，該空心柱體的開口端朝向進出油通道的進油方向，也即朝向第二閥芯I的方向，在第一閥芯9上設有連通第一閥芯兩端的第一閥口，第一閥口由設置在該空心柱體側面與該空心柱體內腔連通的第一閥芯大孔10和設置在該空心柱體上與開口端相對端面上與該空心柱體內腔連通的第一閥芯洩流孔11組成，第一彈簧8設置在第一閥芯9的內腔內，其一端與第一閥芯9接觸連接，另外一端與第二閥芯I的端頭接觸連接。在本實施例中，若第二閥芯I兩端的壓差大於第二彈簧2的彈力時，第二閥芯I壓縮第二彈簧2而移動，第二閥芯側面的第二閥芯大孔3被部分或全部遮擋，其端面的第二閥芯洩流孔4開啟，但這樣同樣也造成第二閥口的有效開度減小，即可減小流經該閥口的流量。同理若第一閥芯I兩端的壓差大於第一彈簧的彈力時，第一閥芯9壓縮第一彈簧8而移動，第一閥芯9側面的第一閥芯大孔10被遮擋，僅留其端面的第一閥芯洩流孔11，造成第一閥口的有效開度減小，即可減小流經該閥口的流量。在本實施例中，第二彈簧的剛度小於第一彈簧的剛度，並且第二閥芯I壓縮第一彈簧2至不能移動的極限位置時第二閥口的有效開度要大於第一閥芯9壓縮第一彈簧8至不能移動的極限位置時第一閥口的有效開度要大。在第一閥芯和第二閥芯均沒有壓縮對應的第一彈簧和第二彈簧時，第二閥口的最大有效開度不大於第一閥口的最大有效開度。
[0022]本實施例中的液壓油缸可用作大噸位的舉升油缸使用時，液壓油缸活塞杆12的回縮時在所載物體的重力作用下回縮，活塞杆12的回縮速度與流出液壓缸筒內的液壓油的流量相關，在正常的情況下，液壓油流出的流量是由控制閥控制的，流經第一閥芯9和第二閥芯I的流量在第一閥芯9兩端、第二閥芯I兩端所產生的壓差均不能克服第一彈簧8和第二彈簧2的彈力而移動，第一閥芯9和第二閥芯I不移動或移動量較小，第一閥口和第二閥口的閥口有效開度不變，不影響活塞杆的正常回縮。但在控制閥至液壓油缸之間的液壓管路、接頭出現爆裂失效的情況下，流出液壓缸筒內的液壓油流量則與流出管路上最小的開度和缸筒內的壓力與外部壓差的差值有關，此時流出管路上最小的開度就取決於第一閥芯或第二閥芯中較小的有效開度，缸筒內外的壓力差取決於載荷，載荷越大，缸筒內外的壓力差越大。若在進行輕載時液壓管路爆裂，流量隨著貨物的加速下降而逐漸增大，最終在第二閥芯的兩端產生壓差使得第二閥芯壓縮第二彈簧而移動，第二閥芯側面的第二閥芯大孔3被遮擋或部分遮擋，第二閥口的有效開度減小至最小，此時在第一閥芯兩端所產生的壓差則不能夠使得第一閥芯壓縮第一彈簧而移動，第一閥口的有效開度最終保持不變。此時液壓油流出的流量受第二閥口最小有效開度和輕載時液壓油缸內壓力決定，第二閥口此時最小的有效開度由第二閥芯端面的第二閥芯洩流孔4和側面沒有封閉的第二閥芯大孔3縫隙決定。這樣可以通過確定的輕載載荷設計第二閥口的最小有效開度，使得在輕載載荷時若發生液壓管路爆裂，液壓油缸的活塞杆仍能夠以安全的速度回縮，確保貨物和人員的安全。
[0023]在進行重載時，液壓油缸內壓力與輕載時相比要大很多，此時若發生管路爆裂，流量隨著貨物的加速下降而逐漸增大，很快在第二閥芯的兩端產生壓差使得第二閥芯壓縮第二彈簧而移動，使第二閥口的有效開度減小至最小，從而降低貨物下降的加速度；此時雖然第二閥芯移動至其閥口有效開度減小至最小時，但由於液壓油缸內壓力很大，液壓油流出時的流量仍很大，較大的流量會在第一閥芯的兩端產生較大的壓差，從而使第一閥芯克服第一彈簧的彈力而移動，第一閥芯移動至極限位置，第一閥芯側面的第一閥芯大孔10完全被遮擋關閉，第一閥口的有效開度也減小至最小，即為第一閥芯洩流孔11，此時液壓油流出的流量受第一閥芯洩流孔11和重載時液壓油缸內壓力決定，進一步降低了液壓油流出的流量，這時可以通過確定的重載載荷設計第一閥芯洩流孔11的大小，使得在重載載荷時若發生液壓管路爆裂，液壓油缸的活塞杆仍能夠以安全的速度回縮，確保貨物和人員的安全。因此本發明液壓油缸應用於大載荷範圍的起升油缸是，無論是輕載還是重載，若發生管路爆裂，均可以使載荷在安全的下降速度下降，保證貨物和人員的安全。並且在重載時進行兩次減速，減少貨物減速時的衝擊，提高安全性。
【權利要求】
1.一種帶有安全閥的液壓油缸，包括向油缸筒內充放油的進出油通道，其特徵在於:在進出油通道內設有安全閥，所述安全閥包括第一閥芯、第一彈簧、第二閥芯、第二彈簧，所述第一閥芯、第二閥芯在進出油通道內依次設置，所述第一彈簧向第一閥芯提供與進出油通道出油方向相反方向的作用力，在第一閥芯上設有連通第一閥芯兩端的第一閥口，第一閥芯可壓縮第一彈簧並移動減小第一閥口的有效開度但不完全封閉； 所述第二彈簧向第二閥芯提供與進出油通道出油方向相反方向的作用力，在第二閥芯上設有連通第二閥芯兩端的第二閥口，第二閥芯壓縮第二彈簧並移動減小第二閥口的有效開度但不完全封閉； 所述第二閥口有效開度減小至最小時的閥口開度大於第一閥口有效開度減小至最小時的閥口開度。
2.根據權利要求1所述的帶有安全閥的液壓油缸，其特徵在於所述第一閥芯和第二閥芯在進出油通道內按照液壓油從液壓油缸筒內流出的方向依次設置。
3.根據權利要求2所述的帶有安全閥的液壓油缸，其特徵在於所述第一彈簧一端與所述第二閥芯的端面接觸連接，所述第一彈簧另一端與所述第一閥芯接觸連接。
4.根據權利要求1所述的帶有安全閥的液壓油缸，其特徵在於所述第二彈簧的剛度不大於所述第一彈簧的剛度。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的帶有安全閥的液壓油缸，其特徵在於所述第一閥芯為一端開口的空心柱體，所述空心柱體的開口端的朝向與進出油通道的出油方向一致，所述第一閥口包括設置在空心柱體側面與空心柱體內腔連通的通孔。
6.根據權利要求5所述的帶有安全閥的液壓油缸，其特徵在於所述第一閥口還包括設置在空心柱體上與開口端相對端面上與空心柱體內腔連通的洩流孔。
7.根據權利要求1至4中任一項所述的帶有安全閥的液壓油缸，其特徵在於所述第二閥芯為一端開口的空心柱體且開口端的朝向與進出油通道的出油方向，所述第二閥口包括設置在閥芯側面與內腔連通的通孔。
8.根據權利要求7所述的帶有安全閥的液壓油缸，其特徵在於所述進出油通道由有缸筒和設置在有缸筒上的接頭組成，所述第二閥芯的開口端位於所以的接頭內，所述第二彈簧位於所述第二閥芯內，其一端與第二閥芯接觸連接，另一端與接頭接觸連接。
9.根據權利要求7所述的帶有安全閥的液壓油缸，其特徵在於所述第二閥口還包括設置在第二閥芯上與開口端相對的端面上的洩流孔。
10.根據權利要求1所述的帶有安全閥的液壓油缸，其特徵在於所述第二閥口的最大有效開度不大於第一閥口的最大有效開度。
【文檔編號】F15B15/14GK103697013SQ201310680208
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】磨秋瑩, 趙永霞, 柯愛國, 蔣拓, 高名乾, 祝曉麗, 李君君, 胡云波 申請人:柳州柳工液壓件有限公司, 廣西柳工機械股份有限公司