一種多級同步伸縮油缸流量補償裝置的製作方法

2023-05-02 00:37:41 2

本發明涉及液壓控制閥技術領域，尤其涉及一種多級同步伸縮油缸流量補償裝置。

背景技術：

同步多級伸縮油缸在設計時儘量保證同步比(同步比為前一級活塞反腔外環面積與後一級活塞正腔面積之比)為1，但由於材料規格、加工工藝以及密封件的影響，這兩者往往不可能相等，存在同步誤差，導致無法實現各級油缸完全伸出或回收。若實際的同步比小於1，則油缸伸出時前一級油缸完全伸出後，後一級油缸還未完全伸出，需要在前一級油缸上設置補油裝置，在前一級油缸完全伸出時為後一級油缸補充油液；反之，油缸在回收時，前一級油缸完全回收後，後一級油缸還未完全回收，需要在前一級油缸上設置放油裝置，在前一級油缸完全回收時將後一級油缸多餘的油液經前一級油缸回油。同樣地，若實際的同步比大於1，仍需要補油、放油裝置，只是將補油、放油裝置設置在後一級油缸上。因此，為保證同步油缸的各級油缸能完全伸出與回收必須設置補油、放油裝置，統稱為同步伸縮油缸的流量補償裝置。

目前常見的同步伸縮油缸流量補償裝置是設置在各級油缸活塞底部的單向閥。但由於單向閥僅能實現補油功能，並且單向閥的開啟受到活塞兩端壓力(即第一級油缸的無杆腔與第二級油缸的無杆腔的壓力)的影響不好控制，實際的使用效果並不理想。因此，有必要研製一種既能實現補油又能放油、可靠性高的流量補償裝置。

技術實現要素：

鑑於上述的分析，本發明旨在提供一種多級同步伸縮油缸流量補償裝置，用以解決現有流量補償裝置在各級油缸活塞底部安裝單向閥，導致只能實現補油功能，且單向閥開啟不好控制的問題。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一種多級同步伸縮油缸流量補償裝置，具有：成對的反方向的安裝在油缸活塞(19)上的行程觸髮式二位二通閥(6,7)，所述二位二通閥的閥芯(8)安裝在所述油缸活塞(19)的內部通道(14)，所述二位二通閥(6,7)隨所述活塞在油缸內運動：當所述活塞(19)在油缸行程中部時，所述成對的二位二通閥(6,7)的行程觸發開關均未觸發，使所述二位二通閥關閉，實現密封；當所述活塞運動至完全伸出時，由上一級油缸端面觸發其中一個所述二位二通閥行程觸發開關，使所述二位二通閥開啟，實現流量補償；當所述活塞運動至完全縮回時，由上一級油缸活塞端面觸發另一個反方向的所述二位二通閥行程觸發開關，使所述二位二通閥開啟，實現流量補償；在所述油缸活塞的內部通道開設有油通道(15)，當二位二通閥(6，7)的行程觸發開關觸發，內部通道(14)與油通道(15)連通，所述油缸活塞的無杆腔側和所述油缸有杆腔側導通；當所述二位二通閥關閉時，所述油通道(15)阻斷，所述油缸活塞的無杆腔側和所述油缸有杆腔側阻斷，實現密封。

進一步地，所述行程觸髮式二位二通閥的閥芯(8)的一端設置有頂杆(18)，另一端設置有彈簧(9)，所述頂杆(18)在所述彈簧(9)的彈力作用下伸出所述活塞(19)端面，封閉所述油通道(15)，實現所述二位二通閥的關閉；伸出所述活塞(19)端面的頂杆(18)隨所述活塞(19)運動至極限位置時，在外力作用下壓縮彈簧(9)並縮回所述活塞(19)內，同時打開所述油通道(15)，實現所述二位二通閥的開啟；其中所述活塞運動至極限位置包括所述活塞運動至完全伸出和完全縮回。

進一步地，在所述油缸活塞的內部通道設置有閥座(10)，所述彈簧(9)一端抵在所述二位二通閥的閥芯(8)端面，另一端抵在所述閥座(10)上。

進一步地，在所述二位二通閥的閥芯(8)連接有彈簧的端面設置有凹槽(17)，所述彈簧(9)安裝在所述凹槽(17)內。

進一步地，在所述二位二通閥的閥芯凹槽(17)壁上開設有阻尼孔(13)，在所述油缸活塞(19)的內部通道(14)側面開設有能夠與所述阻尼孔(13)相匹配的阻尼通道(16)，當所述二位二通閥關閉時，所述阻尼孔(13)與所述阻尼通道(16)配合，連通所述凹槽(17)和所述油缸的腔體，可以使作用於閥芯端部的壓力油反饋至閥芯凹槽，也就是彈簧腔，通過合理設置彈簧參數，保證閥芯不受壓力擾動影響，保證密封性。

進一步地，所述二位二通閥的閥芯與所述油缸活塞的內部通道之間依次設置有O型圈和格來圈，保證動態密封性。

進一步地，根據所述多級同步伸縮油缸的流量需求，所述流量補償裝置設置有多對所述二位二通閥。

本發明有益效果如下：

本發明提供的多級同步伸縮油缸流量補償裝置可實現油缸伸出時為後伸出到位的某級油缸進行補油、油缸回收時為後回收到位的某級油缸進行放油，同時該裝置設置阻尼孔作為壓力反饋通道，使流量補償裝置不受各級缸容腔內壓力擾動的影響，在各級油缸均未到位時閥口關閉、可靠密封，在某級油缸到位後閥口開啟、可靠導通，實現補油或放油功能。由於本發明二位二通閥的反方向相對安裝的，閥芯的頂杆分別朝向活塞的兩側，因此無論活塞處於完全伸出還是完全縮回狀態，總有一個閥芯處於打開狀態，因此各級油缸補油和放油功能均能實現。

本發明的其他特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

附圖僅用於示出具體實施例的目的，而並不認為是對本發明的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。

圖1為本發明流量補償裝置安裝結構示意圖；

圖2為本實施例二位二通閥結構示意圖；

圖3為本實施例油缸活塞完全伸出時狀態圖；

圖4為圖3所示狀態下流量補償裝置的狀態圖；

圖5為本實施例油缸活塞完全縮回時狀態圖；

圖6為圖5所示狀態下流量補償裝置的狀態圖；

其中，1-下缸蓋，2-缸體，3-一級油缸，4-二級油缸，5-上缸蓋，6-第一二位二通閥，7-第二二位二通閥，8-閥芯，9-彈簧，10-閥座，11-o型圈，12-格來圈，13-阻尼孔，14-通道，15-油通道，16-阻尼通道，17-凹槽，18-頂杆，19-活塞。

具體實施方式

下面結合附圖來具體描述本發明的優選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，並與本發明的實施例一起用於闡釋本發明的原理。

本實施例提供一種多級同步伸縮油缸流量補償裝置，在活塞內部安裝有成對的兩個二位二通閥，能夠隨著活塞運動；所述二位二通閥是一種行程觸髮式二位二通閥，二位二通閥的一端具有行程觸發開關，當二位二通閥隨著活塞運動到極限位置時，由於行程觸發開關與外界阻擋物的接觸(相鄰油缸端面和相鄰油缸活塞端面)，對行程觸發開關產生外界作用力，從而觸發行程觸發開關，開啟所述流量補償裝置，由於兩個所述二位二通閥安裝方向相反時，因此當活塞運動至完全伸出時，其中第一二位二通閥6與前一級油缸端面接觸，觸發其中第一二位二通閥開啟，第二二位二通閥保持關閉，當活塞運動至完全縮回時，其中第二二位二通閥與前一級油缸活塞端面接觸，觸發第二二位二通閥開啟，第一二位二通閥保持關閉關閉；當活塞在兩個極限位置之間運動時，行程觸發開關保持關閉，則二位二通閥也均保持關閉，同時保證密封性。

所述二位二通閥的閥芯安裝在所述油缸活塞19的內部通道14，在所述活塞19的內部通道14側面開設有油通道15，當二位二通閥(6，7)的行程觸發開關觸發，內部通道(14)與油通道(15)連通，所述油缸活塞的無杆腔側和所述油缸有杆腔側導通；當所述二位二通閥關閉時，所述油通道(15)阻斷，所述油缸活塞的無杆腔側和所述油缸有杆腔側阻斷，實現密封。

以二級油缸為例，安裝結構如圖1所示，在一級油缸3活塞19兩端開設有內部通道14，在所述內部通道14內安裝有反方向的兩個二位二通閥，兩個二位二通閥隨著活塞19在油缸2內運動，當活塞19運動至完全伸出時，其中第二二位二通閥7與油缸2端面接觸，觸發其中第二二位二通閥7開啟，第一二位二通閥6保持關閉，通過第二二位二通閥向一級油缸內補充油液，促使二級油缸活塞完全伸出；當活塞19運動至完全縮回時，其中第一二位二通閥6與下缸蓋1端面接觸，觸發第一二位二通閥6開啟，第二二位二通閥7保持關閉，通過第一二位二通閥6對一級油缸放油，從而促使二級油缸4活塞完全縮回；當活塞19在兩個極限位置之間運動時，行程觸發開關保持關閉，則二位二通閥也均保持關閉，同時保證密封性。

二位二通閥的具體結構如圖2所示，二位二通閥的閥芯8一端設置有頂杆18，另一端設置有凹槽17，在凹槽17內部設置有彈簧9，彈簧9一端抵住在凹槽17的端面，一端抵在閥座10上，閥座10通過螺紋安裝在活塞19的內部通道14上，彈簧9舒展時，所述閥芯8在彈簧9作用下與閥座10分離，閥芯8在彈簧力作用下向外移動，從而將頂杆18從活塞19內部通道14伸出，從而伸出活塞19的端面，同時封閉油通道15，將二位二通閥關閉；如果伸出活塞19端面的頂杆18受到外界作用力(當活塞運動至完全伸出或者完全縮回時)，就會縮回，同時壓縮彈簧9，同時將閥芯抵靠在閥座10上，這時油通道15打開，二位二通閥開啟。

二位二通閥的閥芯凹槽17壁上開設有阻尼孔13，在所述油缸活塞19的內部通道14側面開設有能夠與所述阻尼孔13相匹配的阻尼通道16，當所述二位二通閥關閉時，所述阻尼孔13與所述阻尼通道16配合，連通所述凹槽17和所述油缸的腔體，可以使作用於閥芯端部的壓力油反饋至閥芯凹槽，也就是彈簧腔，通過合理設置彈簧參數，保證閥芯不受壓力擾動影響，保證密封性。

二位二通閥的閥芯8與所述油缸活塞19的內部通道14之間依次設置有兩個格來圈12，閥座10與油缸活塞19的內部通道14之間設置有O形圈，保證動態密封性，當閥芯8在內部通道14內運動時保證密封性。

具體在使用過程中，以二級油缸結構為例，流量補償裝置具有三種狀態，其中一種狀態如圖1所述，在一級油缸的活塞19上安裝兩個方向相反的兩個二位二通閥，活塞19在油缸2行程中部，兩個二位二通閥的閥芯8在彈簧9的作用下伸出活塞19端面一段距離，油通道15封閉，二位二通閥關閉，使活塞19封閉，這時阻尼孔13和阻尼通道16配合，使壓力油反饋至凹槽17內，保證閥芯不受壓力幹擾，無論閥芯8兩端的壓力如何變化，閥芯8均可以可靠密封，保證同步伸縮油缸各級油缸的可靠同步運動；

完全伸出狀態如圖3所示，將第二二位二通閥7的頂杆18朝向本級油缸的有杆腔方向，也就是指向一級油缸3方向，將第一二位二二通閥6的頂杆18朝向本級無杆腔方向，也就是下缸蓋1的方向；當活塞19完全伸出時，如圖4所示，第二二位二通閥的頂杆18碰觸到油缸2的端面，使第二二位二通閥7的頂杆18受力縮回，直至與活塞19端面平齊，這時閥芯8在頂杆18受力的情況下也向內部通道14縮回，從而壓縮彈簧9，使油通道15開啟，這樣油液從油缸2的無杆腔進入有杆腔，然後進入一級油缸3的無杆腔，從而對二級油缸4的活塞的完全伸出進行補油。這時第一二位二通閥處於封閉狀態，阻尼通道16個阻尼孔13的配合形成壓力油反饋通道，保證密封性。

完全縮回狀態如圖5所示，當活塞19完全縮回時，如圖6所示，第一二位二通閥的頂杆18碰觸到下缸蓋1的端面，在下缸蓋1端面的作用下，壓迫頂杆18收縮，直至與活塞19端面平齊，這時閥芯8在頂杆18受力的情況下也向內部通道14縮回，從而壓縮彈簧9，使油通道15開啟，這樣一級油缸3無杆腔內的油液通過油缸2的有杆腔進入到下缸蓋1的出油口，從而實現放油功能，將二級油缸4的活塞完全縮回。對於多級同步伸縮油缸，在油缸2之前還有前一級油缸，則油液會通過油缸2的有杆腔進入到油缸2的無杆腔，然後進入到前一級的有杆腔，從而使前一級油缸活塞完全縮回。

對於多級同步伸縮油缸，其末級油缸活塞不需要安裝流量補償裝置，其他級別的油缸活塞上根據需要安裝流量補償裝置；對於二級油缸結構，僅需要一級油缸活塞上安裝流量補償裝置。

實際應用中，可根據流量需求在活塞上設計多對二位二通閥，以滿足油缸快速運動的需求。

綜上所述，本發明實施例提供了一種多級同步伸縮油缸流量補償裝置，二位二通閥的反方向相對安裝，閥芯的頂杆分別朝向活塞的兩側，因此無論活塞處於完全伸出還是完全縮回狀態，總有一個閥芯處於發開狀態，因此各級油缸補油和放油功能均能實現；同時該裝置設置阻尼孔作為壓力反饋通道，使流量補償裝置不受各級缸容腔內壓力擾動的影響，在各級油缸均未到位時閥口關閉、可靠密封，在某級油缸到位後閥口開啟、可靠導通，實現補油或放油功能。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。