CN102434525A - 一种液压油缸及泵送机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压油缸及泵送机构，所述液压油缸包括缸体、设于所述缸体内的活塞杆和油缸活塞，在液压油缸尾部端盖靠近无杆腔的一端设有第一磁体，在油缸活塞靠近无杆腔的一端设有第二磁体，第一磁体和第二磁体的位置相对；在第一状态下，第一磁体和所述第二磁体相对端部为同性磁极，当油缸活塞运动时，其与尾部端盖保持至少预定距离，且该预定距离小于两磁体的磁力作用距离；在第二状态下，第一磁体和第二磁体中任意一个的磁性可转换，油缸活塞可运动至液压油缸无杆腔的底部；具有该液压油缸的混凝土泵送机构结构比较简单、占用空间小、缓冲效果好且易于退砼活塞。

Description

一种液压油缸及泵送机构

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种液压油缸。本发明还涉及一种具有上述液压油缸的泵送机构。

背景技术

混凝土泵送设备是一种利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械，主要应用于房建、桥梁及隧道施工等方面，是工程机械中常用的机械设备，常见的混凝土泵送设备有混凝土泵车、拖泵等。混凝土泵送设备通常包括混凝土泵送机构、输送管等。

图1为现有技术中一种典型的混凝土泵送机构的结构示意图。

混凝土泵送机构通常包括主油缸1’、输送缸2’、水箱3’，所述水箱3’设于输送缸2’和主油缸1’之间，所述主油缸1’内设有活塞杆4’；所述活塞杆4’的一端设有主油缸活塞5’，另一端设有砼活塞6’；所述砼活塞6’设于所述输送缸2’内，主油缸活塞5’在主油缸1’内的往复运动驱动砼活塞6’在输送缸2’内的泵送运动。

主油缸1’工作时，在行程末端应降低主油缸活塞5’运动速度，以减小液压系统冲击；并且砼活塞6’为易损件，经常需要拆卸下来进行清洗或更换。现有技术中一般采用以下方式解决主油缸活塞5’缓冲问题和砼活塞6’拆卸的问题。

为解决缓冲问题，现有的主油缸缓冲装置一般采用在运动行程终了时用弹簧或类似的弹性体进行缓冲，而大多数情况一般通过采用间隙、小孔等手段，亦即在行程末端减小液压油通道截面积的方法以增加压力，使活塞运动速度放缓，从而起到缓冲的目的。

上述缓冲装置的机加工及装配精度要求高，且实际工作时往往因同轴度的偏离使密封支撑环过渡磨损而发生刚性摩擦，产生的碎屑污染油液，损坏零部件，油缸使用寿命不长。

为解决砼活塞拆卸问题，在一种典型的现有技术中，将主油缸1’加长，并在主油缸1’的尾端连接限位活塞油缸7’，限位活塞油缸7’内设置限位活塞8’。正常工作时，主油缸活塞5’碰到限位活塞8’时就被限位活塞8’挡住，使砼活塞6’保持在工作位置。当需要更换或清洗砼活塞6’时，控制换向阀换向，使限位活塞油缸7’的油液流回油箱，主油缸活塞5’后退时，可推动限位活塞8’后退到底，使砼活塞6’退入水箱3’中。

这种结构的混凝土泵送机构，在退砼活塞时，主油缸活塞5’不能安全可靠地退回至无杆腔的底部，从而导致砼活塞拆卸和更换困难。

因此，如何研发出一种结构较简单、占用空间小，且缓冲效果好且易于退砼活塞的混凝土泵送机构，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的第一个目的旨在提供一种液压油缸，具有该液压油缸的混凝土泵送机构结构简单、占用空间小、缓冲效果好且易于退砼活塞。本发明的第二个目的旨在提供一种具有上述液压油缸的泵送机构备。

为了实现上述第一个目的，本发明提供了一种液压油缸，包括缸体、设于所述缸体内的活塞杆和油缸活塞，在液压油缸尾部端盖靠近无杆腔的一端面设有第一磁体，在所述油缸活塞靠近无杆腔的一端面设有第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体的位置相对；

在第一状态下，第一磁体和所述第二磁体相对端部为同性磁极，当油缸活塞运动时，其与尾部端盖保持至少预定距离，且该预定距离小于两磁体的磁力作用距离；在第二状态下，第一磁体和第二磁体中任意一个的磁性可转换，油缸活塞可运动至液压油缸无杆腔的底部。

优选地，所述第一磁体和所述第二磁体分别通过隔磁部件与所述尾部端盖和所述油缸活塞隔磁。

优选地，所述第一磁体和所述第二磁体均沿所述缸体的轴向分布。

优选地，所述第一磁体和所述第二磁体均为环状。

优选地，在液压油缸头部端盖靠近有杆腔的一端设有第三磁体，在所述油缸活塞靠近有杆腔的一端设有第四磁体，所述第三磁体和所述第四磁体的位置相对，且两磁体相对端部为同性磁极。

优选地，所述第三磁体和所述第四磁体均沿所述缸体的轴向分布。

优选地，所述第三磁体和所述第四磁体分别通过隔磁部件与所述头部端盖和所述油缸活塞隔磁。

优选地，所述隔磁部件为橡胶。

优选地，所述第一磁体和所述第二磁体至少一者为由转换装置控制的电磁体。

本发明提供了一种用于混凝土泵送机构的液压油缸，包括缸体、设于所述缸体内的活塞杆和油缸活塞，在液压油缸尾部端盖靠近无杆腔的一端设有第一磁体，在所述油缸活塞靠近无杆腔的一端设有第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体的位置相对；在第一状态下，第一磁体和所述第二磁体相对端部为同性磁极，当油缸活塞运动时，其与尾部端盖保持至少预定距离，且该预定距离小于两磁体的磁力作用距离；在第二状态下，第一磁体和第二磁体中任意一个的磁性可转换，油缸活塞可运动至液压油缸无杆腔的底部。

设置有本发明所提供的液压油缸的泵送机构正常工作时，设置第一磁体和第二磁体靠近的一侧为同性磁极，在液压油的推动下油缸活塞在缸体中运动，并通过活塞杆带动砼活塞向右运动吸料；当进入两磁体的磁力作用范围内时，根据同极相斥的原理，第一磁体和第二磁体产生的斥力对油缸活塞向尾部端盖的运动产生阻力，且随着油缸活塞与尾部端盖之间的距离越来越小，两磁体之间的斥力越大，即对油缸活塞向尾部端部的运动产生的阻力也越来越大；在该斥力的作用下，油缸活塞的运动速度越来越慢，使得油缸活塞缓慢地运动至正常工作工况下的预定位置，实现了对活塞运动的缓冲作用。

当混凝土泵送机构欲退砼活塞时，转换第一磁体和第二磁体两者之一的磁极，使两磁体相对端部为异性磁极；当进入两磁体的磁力作用范围内时，由于异性磁极间会产生相互吸引力，在两磁体引力的作用下，油缸活塞可以安全可靠地退至液压油缸无杆腔的底部，从而带动砼活塞退至水箱内。

综上所述，本发明所提供液压油缸中的油缸活塞在两磁体间的相斥力的作用下缓冲效果好，使用时安全可靠，且在两磁体间相吸引的磁力作用下，退砼活塞比较快捷方便，可以增加砼活塞退到位的可靠性，满足泵送机构的使用需求。

另外地，当液压油缸启动时，可以通过合理设置第一磁体和第二磁体相对应端部的磁极，可减小液压油缸的启动压力，有利于液压油缸的快速启动。

为了实现上述第二个目的，本发明提供了一种泵送机构，包括主油缸、输送缸以及连接于所述液压油缸和所述输送缸之间的水箱，在所述输送缸中设置有砼活塞，所述主油缸为上述任一项所述的液压油缸，活塞杆与砼活塞连接；当所述液压油缸位于第一状态下，所述混凝土泵送机构正常泵送混凝土；当所述液压油缸位于第二状态，油缸活塞可运动至液压油缸无杆腔的底部，并将砼活塞带回至水箱中。由于上述的液压油缸具备上述技术效果，具有该液压油缸的泵送机构也应具备相应的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的混凝土泵送机构的结构示意图；

图2为本发明所提供的液压油缸的结构示意图。

其中，图1-图2中：

主油缸1’、输送缸2’、水箱3’、活塞杆4’、主油缸活塞5’、砼活塞6’、限位活塞油缸7’、限位油缸活塞8’；

活塞杆1；油缸活塞2；尾部端盖3；第二磁体4；第一磁体5；行程开关6；头部端盖7；油口71；转换装置8；隔磁部件9；第三磁体10；第四磁体11；缸体12。

具体实施方式

本发明的第一个核心旨在提供一种液压油缸，具有该液压油缸的泵送机构结构简单、占用空间小，且缓冲效果好且易于退砼活塞。本发明的第二个核心旨在提供一种具有上述液压油缸的泵送机构。

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。本文中，为了描述的方便，尾部端盖3是指设置在液压油缸无杆腔的端盖，头部端盖7是指设置在液压油缸有杆腔的端盖。

不失一般性，本文以液压油缸在混凝土泵送机构中作为主油缸应用为例进行介绍本技术方案，应当理解，其不局限于应用于混凝土泵送机构，该液压油缸也可以应用于其他场景下。

请参看图2，图2为本发明所提供的液压油缸的结构示意图。

本实施例所提供的一种液压油缸，包括缸体12，设于缸体12内部的活塞杆1和油缸活塞2；一般地，活塞杆1的一端连接油缸活塞2，另一端连接设于混凝土泵送机构的输送缸中的砼活塞，液压油缸的尾部端盖3靠近无杆腔的一端设置有第一磁体5，在所述油缸活塞2靠近无杆腔的一端设有第二磁体4，所述第一磁体5和所述第二磁体4的位置相对。

在第一状态下，所述第一磁体5和所述第二磁体4相对端部为同性磁极，当油缸活塞2运动时，其与尾部端盖3保持至少预定距离，且该预定距离小于两磁体的磁力作用距离；在第二状态下，所述第一磁体5和所述第二磁体4中任意一个的磁性可转换，油缸活塞2可运动至液压油缸无杆腔的底部。

需要说明的是，本发明提出的液压油缸在第一状态下，油缸活塞2与外部端盖3保持至少预定距离，当该液压油缸应用在混凝土泵送机构中，所述预定距离的涵义为：参考图1，为了便于将砼活塞退至水箱中，将主油缸加长；从而在工作状态下，主油缸活塞在主油缸中作往复运动时，主油缸活塞未运动至液压油缸无杆腔的底部，而是与尾部端盖之间保持适当的距离(相当于本发明中预定距离)，上述适当的距离需保证砼活塞可正常泵送混凝土而不被拉出输送缸。另一方面，在需要退砼活塞的时候，控制主油缸活塞运动至无杆腔的底部，将砼活塞拉出输送缸。

第一磁体5和第二磁体4分别可以通过隔磁部件9与尾部端盖3和油缸活塞2隔磁，以防尾部端盖3和油缸活塞2被第一磁体5和第二磁体4的磁性磁化，隔磁部件9可以为尼龙，也可以为橡胶，并且隔磁部件9与尾部端盖3和油缸活塞2可以采用过盈配合的方式安装，也可以使用粘接等其他安装方式。

当具有本发明所提供的液压油缸的混凝土泵送机构正常工作时，设置第一磁体和第二磁体靠近的一侧为同性磁极，在液压油的推动下油缸活塞在缸体中运动，并通过活塞杆带动砼活塞向右运动吸料；当进入两磁体的磁力作用范围内时，根据同极相斥的原理，第一磁体和第二磁体产生的斥力对油缸活塞向尾部端盖的运动产生阻力，且随着油缸活塞与尾部端盖之间的距离越来越小，两磁体之间的斥力越大，即对油缸活塞向尾部端部的运动产生的阻力也越来越大；在该斥力的作用下，油缸活塞的运动速度越来越慢，使得油缸活塞缓慢地运动至正常工作工况下的预定位置，实现了对活塞运动的缓冲作用。

当混凝土泵送机构欲退砼活塞时，转换第一磁体和第二磁体两者之一的磁极，使两磁体相对端部为异性磁极；当进入两磁体的磁力作用范围内时，由于异性磁极间会产生相互吸引力，在两磁体引力的作用下，油缸活塞可以安全可靠地退至液压油缸无杆腔的底部，从而带动砼活塞退至水箱内。

综上所述，本发明所提供的混凝土泵送机构中的油缸活塞2在两磁体间相斥力的作用下缓冲效果好，使用时安全可靠，且在两磁体间相吸引的磁力作用下，退砼活塞比较快捷方便，可以增加砼活塞退到位的可靠性，满足混凝土泵送机构的使用需求。

另外地，当液压油缸启动时，可以通过合理设置第一磁体5和第二磁体4相对应侧的磁极，减小液压油缸的启动压力，有利于液压油缸的快速启动。

在一种优选的实施方式中，第一磁体5和第二磁体4均沿所述液压油缸的轴向分布，有利于增加活塞杆运动稳定性。

具体地，第一磁体5的形状和安装方式可以参考以下设置方式。

在一种具体实施方式中，所述第一磁体5和所述第二磁体4均环状，具体地，尾部端盖3靠近无杆腔的一端可以设有环形安装槽，第一磁体5可以为嵌于所述环形安装槽中的环状挡圈，挡圈直径的大小和径向宽度可以根据所应用的液压油缸的缸径大小和实际所需缓冲力的大小来设定，一般液压缸的缸径越大，挡圈的径向宽度越宽。

将第一磁体5和第二磁体4均设计为环状有利于活塞所受的磁力的合力方向沿液压油缸轴向，避免活塞周面与缸体12接触位置受力不均，减小油缸活塞2和缸体12之间的摩擦力，降低液压油缸的磨损，避免产生碎屑堵塞油路，提高使用安全性和可靠性。

当然，第一磁体5和第二磁体4的形状不局限于上述描述，也可以设计为结构简单的六面体或其他形状，在尾部端盖3靠近无杆腔的一端和油缸活塞2靠近无杆腔的一端上分别均匀设置若干第一磁体5和第二磁体4，实现缓冲和退砼活塞的目的。

在一种更优的技术方案中，缸体12的头部端盖7靠近有杆腔的一端也可以设有第三磁体10，在油缸活塞2靠近有杆腔的一端设有第四磁体11，第三磁体10和第四磁体11的位置相对，且两磁体相对端部为同性磁极，通过合理设置头部端盖7和油缸活塞2之间的两磁体的磁极，提高泵送机构的缓冲能力。

第三磁体10和第四磁体11可分别通过隔磁部件9与头部端盖7和油缸活塞2隔磁，隔磁原理同第一磁体5和第二磁体4隔磁原理相同；第三磁体10和第四磁体11的具体形状和安装方式也可参照第一磁体5和第二磁体4，在此不作赘述。

进一步地，第三磁体10可以设于头部端盖7的油口71处，有杆腔和液压油路通过第三磁体10连通，且正对油口71的油缸活塞2的端面上设置有第四磁体11的安装孔，第四磁体11安装在上述安装孔中。

将第三磁体10设于端盖的油口71中，无需单独在端盖上设置第三磁体10的安装孔，不仅可以简化端盖的加工工艺，而且有利于提高端盖的使用强度，提高端盖的使用寿命。

当然，正对油口71的油缸活塞2的端面上设置有第四磁体11的形状也不局限于上述描述，也可以设计为环状挡圈的形式，提高安装效率。

上述油口71可以均匀布置于端盖上，不仅有利于液压油均匀快速充满或流出，并且有利于油缸活塞2端面各处受力均匀，减小油缸活塞2与缸体12之间的磨损。

在一种具体实施方式中，第一磁体5和第二磁体4至少有一者可以为由转换装置8控制的电磁体，通过转换装置8可以实现电磁体的磁极在N极和S极之间转换。具体的，可通过改变电磁体的供应电流方向实现磁极的转换，关于如何实现电磁体磁极的转换可参考现有技术，在此不再赘述。也可以一者为永磁体，另一者为电磁体。由于尾部端盖3为固定件，有利于控制线路的布置，并且不影响油缸活塞2的运动，因此可优选第一磁体5为电磁体。

当然，第三磁体10和第四磁体11也可以为均电磁体、永磁体或一者为电磁体，另一者为永磁体，只要满足使用需要即可。

另外地，上述各实施例中可以通过调节电磁体的供应电流的大小，适当增加或减弱电磁体的磁性，从而增大或减小两磁体之间的作用力，这样根据具体应用环境的需求调整缓冲作用力的大小。

为了提高控制精度，液压油缸的缸体12上可以设有检测油缸活塞2和尾部端盖3之间距离的检测开关，检测开关可以为设置于缸体12上的行程开关6。以油缸活塞2自左向右运动为例，当油缸活塞2正常运动时，油缸活塞2触动行程开关6，行程开关6控制尾部端盖3上的第一磁体5和油缸活塞2的右端面上的第二磁体4相斥，起到缓冲作用，从而保证油缸活塞2有足够的缓冲行程。

上述检测开关也可以为设置于油缸活塞2或尾部端盖3上的非接触式检测开关。

当油缸活塞2自右向左运动时，为精确控制缓冲行程，也可以设置检测开关，其缓冲原理相同，在此不作赘述。

在另一种实施方式中，在退砼活塞时，第一磁体5和第二磁体4相对的磁极一者或两者可以转化为不带磁性的磁极，即通过转换装置8将第一磁体5或第二磁体4的磁性转换为零，使两者之间不具有磁力作用，具体的，可通过切断电磁体的供应电流即可实现。

此外，本发明还提供了一种泵送机构，包括主油缸、输送缸以及连接于液压油缸和输送缸之间的水箱，在所述输送缸中设置有砼活塞，主油缸为上述任一项的液压油缸，活塞杆1与砼活塞连接；当所述液压油缸位于第一状态下，所述混凝土泵送机构正常泵送混凝土；当所述液压油缸位于第二状态，油缸活塞2可运动至液压油缸无杆腔的底部，并将砼活塞带回至水箱中。

由于上述的液压油缸具备上述技术效果，具有该液压油缸的混凝土泵送机构也应具备相应的技术效果，在此不再做详细介绍。

以上所述仅是发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液压油缸，包括缸体(12)、设于所述缸体(12)内的活塞杆(1)和油缸活塞(2)，其特征在于，在液压油缸尾部端盖(3)靠近无杆腔的一端设有第一磁体(5)，在所述油缸活塞(2)靠近无杆腔的一端设有第二磁体(4)，所述第一磁体(5)和所述第二磁体(4)的位置相对；

在第一状态下，所述第一磁体(5)和所述第二磁体(4)相对端部为同性磁极，当油缸活塞(2)运动时，其与尾部端盖(3)保持至少预定距离，且该预定距离小于两磁体的磁力作用距离；在第二状态下，所述第一磁体(5)和所述第二磁体(4)中任意一个的磁性可转换，油缸活塞(2)可运动至液压油缸无杆腔的底部。

2.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，所述第一磁体(5)和所述第二磁体(4)分别通过隔磁部件(9)与所述尾部端盖(3)和所述油缸活塞(2)隔磁。

3.根据权利要求1所述的用于混凝土泵送机构的液压油缸，其特征在于，所述第一磁体(5)和所述第二磁体(4)均沿所述缸体(12)的轴向分布。

4.根据权利要求1所述的液压油缸，其特征在于，所述第一磁体(5)和所述第二磁体(4)均为环状。

5.根据权利要求1至4任一项所述的液压油缸，其特征在于，在液压油缸头部端盖(7)靠近有杆腔的一端设有第三磁体(10)，在所述油缸活塞(2)靠近有杆腔的一端设有第四磁体(11)，所述第三磁体(10)和所述第四磁体(11)的位置相对，且两磁体相对端部为同性磁极。

6.根据权利要求5所述的液压油缸，其特征在于，所述第三磁体(10)和所述第四磁体(11)均沿所述缸体(12)的轴向分布。

7.根据权利要求5所述的液压油缸，其特征在于，所述第三磁体(10)和所述第四磁体(11)分别通过隔磁部件(9)与所述头部端盖(7)和所述油缸活塞(2)隔磁。

8.根据权利要求2或7所述的液压油缸，其特征在于，所述隔磁部件(9)为橡胶。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的液压油缸，其特征在于，所述第一磁体(5)和所述第二磁体(4)至少一者为由转换装置(8)控制的电磁体。

10.一种泵送机构，包括主油缸、输送缸以及连接于所述主油缸和所述输送缸之间的水箱，在所述输送缸中设置有砼活塞，其特征在于，所述主油缸为权利要求1至9中任一项所述的液压油缸，所述活塞杆(1)与砼活塞连接；当所述液压油缸位于第一状态，所述混凝土泵送机构正常泵送混凝土；当所述液压油缸位于第二状态，油缸活塞(2)可运动至液压油缸无杆腔的底部，并将砼活塞带回至水箱中。

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