CN102562709A - 双作用同步伸缩式多级液压缸以及液压设备 - Google Patents

Abstract

双作用同步伸缩式多级液压缸，包括外缸筒(10)、至少一级中间缸筒(14)以及活塞杆(15)，外缸筒的有杆腔与首级中间缸筒的无杆腔连通以形成连通腔，并且各级中间缸筒的有杆腔分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔连通以分别形成相应的连通腔；各个所述连通腔在充满有液压油的状态下分别保持密封。此外，本发明还提供一种包括所述双作用同步伸缩式多级液压缸的液压设备。本发明实现了多级液压缸的同步伸出或收回，其运行平稳，动作精确，能够通过同步伸缩显著地提高液压设备的作业效率，使得多级液压缸的精确控制成为可能。本发明的多级液压缸及其液压设备具有良好的技术实用性，具有显著重大的技术应用价值。

Description

双作用同步伸缩式多级液压缸以及液压设备

技术领域

本发明涉及一种液压缸，具体地，涉及一种双作用同步伸缩式多级液压缸。此外，本发明还涉及一种具有所述双作用同步伸缩式多级液压缸的液压设备。

背景技术

多级液压缸广泛运用工程、冶金、铁路、水电、环卫机械等领域。所谓多级液压缸是指能够实现二级或二级以上伸缩的液压缸，本领域技术人员也称为伸缩式液压缸，其一般包括外缸筒、至少一级中间缸筒(也称为“次级缸筒”或“次级活塞”)以及活塞杆(活塞杆经常性地形成为中空形式以设置相应的油管或作为进出油通道，因此本领域技术人员也常称活塞杆为“末级缸筒”)。

多级液压缸主要分为单作用多级液压缸和双作用多级液压缸。其中，单作用多级液压缸内部结构较简单，其只有一个进油口，该进油口兼作回油口。进油时液压缸的各级缸筒以及活塞杆逐级伸出，缩回时需要依靠外力作用实现，因此单作用液压缸应用范围具有一定的局限。多级液压缸中应用最广泛的是双作用多级液压缸，其每级缸筒上均有进出油口，以控制每级缸筒动作。

但是，现有技术的双作用多级液压缸也存在明显的缺点，具体地，通常双作用多级液压缸的每一级不能同时伸出或收回，而是逐级先后伸出或收回，这主要通过设计各级缸筒的无杆腔液压油有效作用面积来实现。此外，现有的双作用多级液压缸的每一级伸出或收回的速度也不相同或者不成比例(即各级伸缩的速度不存在相对精确的速比)，这使得双作用多级液压缸的工作效率大为降低，在需要快速作业的场合，该现有技术的双作用多级液压缸常常不能满足工作需要。此外，由于现有技术的双作用多级液压缸各级的伸缩速度不相同或不成比例，这一定程度上也导致液压缸的精确控制存在困难。

具体地，例如参见图1所示，图1所示为一种双作用多级液压缸(具体为二级伸缩式液压缸)，包括外缸筒1、中间缸筒筒2和活塞杆3。液压缸的伸出动作为：油口A进油，经过活塞杆3内的中心油管及油孔3进入外缸筒1的无杆腔I和中间缸筒的无杆腔II，此时如果外缸筒1的无杆腔I的液压油有效作用面积大于中间缸筒的无杆腔II的液压油有效作用面积(在中间缸筒和活塞杆的负载相同或近似相同的情形下)，那么中间缸筒2先伸出去，在中间缸筒2伸出到位后，活塞杆3再伸出去，反之，伸出顺序相反，回油由油口B流出。液压缸的收回动作为：油口B进油，液压油流经活塞杆3内的油道V，经过油孔C进入中间缸筒2的有杆腔IV，推动活塞杆3收回，当活塞杆3收到位后，油孔D与外缸筒1的有杆腔III接通，液压油进入外缸筒1的有杆腔III推动中间缸筒2收回，外缸筒1的无杆腔I和中间缸筒的无杆腔II内的液压油经由油道E、所述中心油管和油口A流出。

从图1所示的双作用多级液压缸的以上动作可以看出：液压缸是逐级伸出或收回的，同时由于外缸筒1的无杆腔I和中间缸筒的无杆腔II的液压油有效作用面积不一样，因此每级运行的速度也不一样，有效作用面积大的运行的速度就快。此外，现有技术中实现多级双作用液压缸的同步伸缩是一个技术难题，极少数一些“单作用二级伸缩式液压缸”的所谓的同步伸缩，但从其液压原理上分别并不能实现相对稳定可靠的同步伸缩，甚至同步伸出也无法保证。

综上，上述现有技术双作用多级液压缸的缺点为：第一，每级液压缸不是同时伸出或收回，而是逐级先后伸出或收回，这使得双作用多级液压缸的工作效率大为降低，在需要快速作业的场合，该现有技术的双作用多级液压缸常常不能满足工作需要；第二，每级液压缸伸出或收回的速度不一样或者不成比例这一定程度上也导致液压缸的精确控制存在困难。

有鉴于此，需要设计一种新型的双作用多级液压缸，以克服或缓解现有技术的上述问题。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种双作用同步伸缩式多级液压缸，该双作用同步伸缩式多级液压缸能够实现同步伸缩，从而显著提高作用效率。

本发明进一步所要解决的技术问题是提供一种双作用同步伸缩式多级液压缸，该双作用同步伸缩式多级液压缸不但能够实现同步伸缩，而且各个伸缩件的伸出或收回速度基本相同或基本按照预定速度比例伸缩。

此外，本发明还要解决的技术问题是提供一种液压设备，该液压设备所采用的双作用多级液压缸能够实现同步伸缩，从而显著提高该液压设备的作业效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种双作用同步伸缩式多级液压缸，包括外缸筒、至少一级中间缸筒以及活塞杆，并且该多级液压缸具有第一油口和第二油口，其中，所述第一油口与所述外缸筒的无杆腔连通，所述第二油口与所述中间缸筒中的设有所述活塞杆的末级中间缸筒的有杆腔连通；所述外缸筒的有杆腔与所述中间缸筒中的首级中间缸筒的无杆腔连通以形成连通腔，并且所述中间缸筒中的各级中间缸筒的有杆腔分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔连通以分别形成相应的连通腔；各个所述连通腔充满有或者能够充满有液压油，并且各个所述连通腔在充满有液压油的状态下分别能够相对于该连通腔的外部保持密封或者在受控泄油之前保持密封。

优选地，所述至少一级中间缸筒仅包括一级中间缸筒，该中间缸筒兼作所述首节中间缸筒和所述末级中间缸筒。

优选地，所述外缸筒的有杆腔的最大容积与所述首级中间缸筒的无杆腔的最大容积相等，并且所述中间缸筒中的各级中间缸筒的有杆腔的最大容积分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔的最大容积相等。

更优选地，所述外缸筒的有杆腔的截面积与所述首级中间缸筒的无杆腔的截面积相等，并且所述中间缸筒中的各级中间缸筒的有杆腔的截面积分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔的截面积相等。

更优选地，所述外缸筒的有杆腔的截面积与所述首级中间缸筒的无杆腔的截面积之间具有预定截面积比，并且所述中间缸筒中的各级中间缸筒的有杆腔的截面积分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔的截面积之间具有各自的预定截面积比。

进一步具体选择地，所述预定截面积比中的各个预定截面积比的数值相同或不相同；或者所述预定截面积比中的部分预定截面积比的数值相同，并且该部分预定截面积比的数值与所述预定截面积比中的另一部分预定截面积比的数值不同。

优选地，所述第一油口和第二油口分别设置在所述的外缸筒的缸底上，所述第二油口通过中心管与所述活塞杆的密封的中空杆腔连通，该中空杆腔通过所述活塞杆的杆腔壁上的过油油孔与所述末级中间缸筒的有杆腔连通。

具体地，所述中心管包括一根中心油管，该中心油管的一端与所述第二油口连通并固定在所述外缸筒的缸底上，另一端依次能够密封性滑动地穿过各级所述中间缸筒的缸底和所述活塞杆的杆尾部分而伸入所述中空杆腔内；或者所述中心管包括与所述外缸筒和中间缸筒的数量相对应的依次密封性滑动插套的至少两级中心油管，所述外缸筒的缸底上固定有所述多级中心油管中的直径最小的中心油管并且该直径最小的中心油管与所述第二油口连通，所述中间缸筒中的各级中间缸筒的缸底上对应固定有所述多级中心油管中的相应一级中心油管，以通过该相应一级的中心油管输送液压油并调节相应的中间缸筒的无杆腔的截面积，所述中间缸筒中的末级缸筒的缸底上固定的所述中心油管能够密封性滑动地穿过所述活塞杆的杆尾部分而伸入所述中空杆腔内，其余各级所述中心油管依次能够密封性滑动地穿过相应的所述中间缸筒的缸底而伸入到相邻一级的所述中心油管内。

具体选择地，所述外缸筒的缸底与所述外缸筒形成为一体或者安装在该外缸筒上；各级所述中间缸筒的缸底通过安装在该中间缸筒上的活塞或者与该中间缸筒形成为一体的活塞部形成；所述活塞杆的杆尾部分通过安装在该活塞杆上的活塞、与该活塞杆形成为一体的活塞部或者所述中空杆腔的封闭件形成。

优选地，所述活塞杆的杆头上设置有用于排出该活塞杆的中空杆腔内的空气的排气阀。

优选地，所述多级液压缸包括充油油道，各个所述连通腔能够通过该充油油道充满有液压油。

具体地，所述中间缸筒中的各级中间缸筒的缸底上分别设有单向阀，所述充油油道包括所述第一油口、所述外缸筒的无杆腔、各个所述单向阀以及各级所述中间缸筒的无杆腔；所述中间缸筒中的首级中间缸筒的缸底上设置的单向阀的正向油口与所述外缸筒的无杆腔连通，反向油口与该首级中间缸筒的无杆腔连通；并且所述中间缸筒中的其余各级中间缸筒的缸底上设置的单向阀的正向油口各自与该级中间缸筒的相邻上一级的中间缸筒的无杆腔连通，反向油口与该级中间缸筒的无杆腔连通。

优选地，所述外缸筒的缸头部分上设有用于排出该外缸筒的无杆腔内的空气的排气阀，并且所述中间缸筒中的除所述末级中间缸筒之外的其余中间缸筒的缸头部分上分别设有用于排出该中间缸筒的无杆腔内的空气的排气阀。

具体地，所述外缸筒的有杆腔与所述首级中间缸筒的无杆腔通过形成在该首级中间缸筒的缸底上的连通油孔连通，所述中间缸筒中的各级中间缸筒的有杆腔与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔分别通过形成在该相邻的下一级中间缸筒的缸底上的相应的连通油孔连通。

优选地，所述中间缸筒中的各级中间缸筒的缸底上分别设有复位阀，各个所述中间缸筒的缸底上分别形成有复位阀安装孔，各个所述复位阀包括安装在相应的复位阀安装孔阀芯和弹簧，所述阀芯在该所述弹簧的弹性预紧力作用下而与所述复位阀安装孔的内部部分形成密封，该阀芯具有凸出段，该凸出段伸出所述复位阀安装孔而凸出在相应的所述中间缸筒的外底面上，所述阀芯在所述凸出段受到推压时移动从而解除与所述复位阀安装孔的密封。

各个所述复位阀安装孔从相应的所述中间缸筒的外底面到内底面形成为内径依次增大的第一段安装孔、第二段安装孔和第三段安装孔，从而形成为二级阶梯孔；各个所述复位阀包括所述阀芯、所述弹簧、阀球以及阀座，其中所述阀芯具有依次连结为一体的所述凸出段、锥面段、连通段以及密封配合段，并且该阀芯内形成有弹簧腔，所述连通段的外径小于所述密封配合段的外径，并且该连通段上形成有与所述弹簧腔连通的泄油孔；所述阀座内形成有二级阶梯通孔，该二级阶梯通孔包括内径依次减小的阀芯孔、阀球孔以及阀座连通孔；所述阀芯安装在所述复位阀安装孔内，所述阀座安装在所述复位阀安装孔的第三段安装孔内，该阀座的阀球孔内安装有所述阀球，其中所述阀芯的弹簧腔内安装有形成弹性预紧力的所述弹簧，以使得该弹簧的一端顶压所述阀芯而使得该阀芯与所述第一段安装孔和第二段安装孔之间的阶梯突棱形成密封，另一端顶压所述阀球而使得该阀球与所述钢球孔和阀座连通孔之间的阶梯突棱形成密封；所述阀芯的所述凸出段穿过所述第一段安装孔而凸出在相应的所述中间缸筒的外底面上，所述密封配合段的外周面与所述第二段安装孔的内周面密封性滑动配合。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供一种液压设备，其中，该液压设备具有上述技术方案任一项所述的双作用同步伸缩式多级液压缸。

通过上述技术方案，本发明的双作用同步伸缩式多级液压缸及其液压设备通过封闭在上述各个连通腔内的液压油作为同步伸缩的传动介质，只要首级中间缸筒或活塞杆移动，其它伸缩件必然同步发生联动，从而实现本发明的同步伸缩。也就是说，本发明实现了多级液压缸的同步伸出或收回，并且在优选方式下本发明确保了多级液压缸的各个伸缩件(例如中间缸筒以及活塞杆)均能够伸缩到位，并能够使得每级伸缩件伸出或收回的动作匀速或者具有预定的速比，本发明的多级液压缸运行平稳，动作精确，能够通过同步伸缩显著地提高液压设备的作业效率，使得多级液压缸的精确控制成为可能。本发明的多级液压缸及其液压设备具有良好的技术实用性，其在多级液压缸领域形成关键的技术革新，具有显著重大的技术应用价值。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是现有技术的双作用多级液压缸的剖视结构示意图。

图2是本发明具体实施方式的双作用同步伸缩式多级液压缸的剖视结构示意图，为使得图面清楚未标示相应的油腔和油孔。

图3是与图2类似的双作用同步伸缩式多级液压缸的剖视结构示意图，其中标示了该双作用同步伸缩式多级液压缸的进回油的具体油腔和油孔。

图4为图2所示的双作用同步伸缩式多级液压缸的复位阀和单向阀位置的局部放大示意图。

图5是本发明具体实施方式的双作用同步伸缩式多级液压缸的截面图，

其中显示了外缸筒与中间缸筒的相对位置关系，并在外缸筒的有杆腔截面部分和中间缸筒的无杆腔截面部分标记了网格线。

本发明附图标记说明：

1外缸筒的缸底；                    2连接螺钉；

3首级中心油管；                    4复位阀；

4-1阀芯；                          4-2弹簧；

4-3阀球；                          4-4阀体；

5首级油管导向套；                  6单向阀；

6-1阀芯；                          6-2弹簧；

6-3阀座；

7活塞；                            8安装绞轴；

9固定螺钉；                        10外缸筒；

11次级油管导向套；                 12排气阀；

13外缸筒缸盖；                     14中间缸筒；

15活塞杆；                         16次级中心油管；

17工作绞轴；                       18排气阀；

19活塞杆的杆头；                   A第一油口；

B第二油口；                        C连通油孔；

D过油油孔；                        I外缸筒的无杆腔；

II中间缸筒的无杆腔；               III外缸筒的有杆腔

IV中间缸筒的有杆腔；               V中空杆腔。

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，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

首先需要说明的是，尽管图2至图3所示的多级液压缸仅具有一级中间缸筒，但是应当从更广泛的层次理解本发明的技术构思，本发明的技术构思并不仅适用于仅具有一级中间缸筒的二级伸缩式液压缸，而是可以广泛地适用于具有一级或多级中间缸筒的多级液压缸。另外，本发明的双作用同步伸缩式多级液压缸的一些具体细节结构、油道的具体设置形式并不局限于图2至图5中显示的特定形式，对于液压领域的技术人员而言，这些细节结构显然具有多种结构变型，但是，只要其采用本发明的连通关系，其同样属于本发明的保护范围。

下面先适当参照图2至图6描述本发明双作用同步伸缩式多级液压缸的具有普遍适用性的基本实施方式，进而描述该基本实施方式的进一步优选方式以及一些可能的简单变型方式，在此基础上为帮助本领域技术人员更加直观深刻地理解本发明的技术方案，将参照图2至图6从整体上适当描述图示的仅具有一级中间缸筒的优选结构的多级液压缸，并以图示的该多级液压缸为例描述本发明的主要操作过程以及操作原理。

参见图2和图3所示，本发明基本实施方式的双作用同步伸缩式多级液压缸的主体结构与常规的多级液压缸类似，即包括外缸筒10、至少一级中间缸筒14以及活塞杆15，并且该多级液压缸具有第一油口A和第二油口B。对于本领域技术人员而言，多级液压缸的主体结构是公知地，外缸筒10布置在最外层，在该外缸筒10内具有依次密封性滑动嵌套的至少一级中间缸筒14，其中中间缸筒10中的首级中间缸筒实际构成外缸筒的活塞杆，该首级中间缸筒通过其上的活塞7或活塞部将外缸筒10分隔为有杆腔和无杆腔，首级中间缸筒进而通过其下一级中间缸筒上的活塞或活塞部分隔为有杆腔和无杆腔，该下一级中间缸筒实际上构成了首级中间缸筒的活塞杆，依次类推，末级中间缸筒内设有活塞杆15，多级液压缸中的活塞杆15普遍形成为中空形式以作为内部油道，这将在下文更详细的具体结构中描述。一般而言，外缸筒10的缸底1可以与外缸筒10形成为一体或者安装在该外缸筒10上，例如图2所示缸底1独立形成进而安装在外缸筒10上；各级所述中间缸筒14的缸底通过安装在相应中间缸筒上的活塞7或者与该中间缸筒形成为一体的活塞部形成；活塞杆15的杆尾部分一般通过安装在该活塞杆15上的活塞、与该活塞杆形成为一体的活塞部形成，在活塞杆15为图2所示的中空形式的情形下，活塞杆15的杆尾部分也可以通过中空杆腔的封闭件形成。这些具体结构存在各种各样的公知变形或简单变形，但是其均属于本发明的技术构思范围之内。此外，公知地，多级液压缸上还具有相应地密封圈或密封件，例如，相应的活塞或活塞部外周面上密封件，外缸筒10和各级中间缸筒的缸头部分内周面上的导向套、密封圈等，这些公知结构不再赘述。

在本发明双作用同步伸缩式多级液压缸的基本实施方式中，所述第一油口A与外缸筒10的无杆腔I连通，所述第二油口B与中间缸筒14中的设有所述活塞杆15的末级中间缸筒的有杆腔IV连通；所述外缸筒10的有杆腔III与中间缸筒14中的首级中间缸筒的无杆腔II连通以形成连通腔，并且中间缸筒14中的各级中间缸筒的有杆腔分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔连通以分别形成相应的连通腔；各个连通腔充满有或者能够充满有液压油，并且各个连通腔在充满有液压油的状态下分别能够相对于该连通腔的外部保持密封或者在受控泄油之前保持密封。

上述技术方案构成本发明的双作用同步伸缩式多级液压缸的基本实施方式，通过上述基本实施方式，本发明的多级液压缸能够实现同步伸缩，当通过第一油口A向外缸筒10的无杆腔I进油时，首级中间缸筒伸出，外缸筒10的有杆腔III容积减小，该有杆腔III的液压油进入首级中间缸筒的无杆腔，从而推动首级中间缸筒的下一级中间缸筒伸出，依次类推，最终推动活塞杆15同步伸出，也就是说，由于本发明的外缸筒10的有杆腔III与中间缸筒14中的首级中间缸筒的无杆腔II连通以形成连通腔，并且中间缸筒14中的各级中间缸筒的有杆腔分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔连通以分别形成相应的连通腔，并且各个连通腔在充满有液压油的状态下分别相对于该连通腔的外部保持密封，因此只要首级中间缸筒发生移动，而导致外缸筒的有杆腔的容积发生变化，该外缸筒10的有杆腔内的液压油便会进入与其形成连通腔的首级中间缸筒的无杆腔，从而推动下一级中间缸筒伸出，依次类推；当从第二油口B向末级中间缸筒的有杆腔进油时，缩回的过程也是类似的。也就是说，本发明的多级液压缸通过封闭在上述各个连通腔内的液压油作为同步伸缩的传动介质，只要首级中间缸筒或活塞杆移动，其它伸缩件必然同步发生联动，从而实现本发明的同步伸缩。当然，本发明的技术方案还具有更加优选的实施方式，下文将详细介绍。

在上述基本实施方式中，本发明的双作用同步伸缩式多级液压缸包括基本技术构思范围内的有可能的具体实施形式，例如在一些厂家获知了本发明的技术构思之后，其可能在上述各个连通腔形成之后，在各个连通腔内预先充满液压油，然后将充油口封闭，其同样基本能够实现本发明的目的，但是这依然属于本发明的保护范围，因为本发明的基本实施方式已经包含了这种可能的结构变型，当然，本发明的多级液压缸优选地包括充油油道，这可以在需要时向各个连通腔内补充液压油，以下描述本发明多级液压缸的优选实施方式，并顺便说明一些可能的简单变型方式。

在上述基本实施方式的范围内，参见图2和图3所示，由于多级液压缸中二级伸缩式液压缸应用非常广泛，因此，优选地，上述至少一级中间缸筒14仅包括一级中间缸筒，也就是说，该中间缸筒为首节中间缸筒，同时也式末级中间缸筒。

参见图5所示，在实际使用过程中，多级液压缸的中间缸筒以及活塞杆15需要伸缩到位，因此从实用性角度而言，优选地，外缸筒10的有杆腔III的最大容积与首级中间缸筒的无杆腔II的最大容积相等，并且所述中间缸筒14中的各级中间缸筒的有杆腔的最大容积分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔的最大容积相等。需要注意的是，有杆腔和无杆腔在多级液压缸伸缩过程中的容积是变化的，例如外缸筒10的有杆腔III在首级中间缸筒完全缩回时容积最大，此时的容积为外缸筒10的有杆腔III的最大容积(也可称为“缩回容积”)。当首级中间缸筒中下一级中间缸筒完全伸出时，首级中间缸筒的无杆腔II的容积最大，此时的容积称为首级中间缸筒的无杆腔II的最大容积(也可称为“伸出容积”)，而首级中间缸筒的有杆腔的容积此时最小，基本可以忽略不计。当首级中间缸筒中下一级中间缸筒完全缩回时，首级中间缸筒的有杆腔的容积最大，此时首级中间缸筒的有杆腔的的容积为首级中间缸筒的有杆腔的最大容积，而首级中间缸筒的无杆腔II的容积此时最小，基本可以忽略不计。其它中间缸筒的无杆腔和有杆腔的含义依次类推。在各个连通内的相应的有杆腔和有杆腔最大容积相等的情形下，能够保证各个中间缸筒和活塞杆基本均能够伸缩到位，例如在外缸筒的有杆腔的容积从最大变为最小时，其内部的液压油基本均挤入了首级中间缸筒的无杆腔，由于首级中间缸筒的无杆腔的最大容积与外缸筒的有杆腔的最大容积相等，挤入的液压油基本正好使得首级中间缸筒的无杆腔充满，从而推动首级中间缸筒的下一级中间缸筒伸出到位，这是显然地，不再赘述。

在上述优选方式的基础上，进一步优选地，所述外缸筒10的有杆腔III的截面积与所述首级中间缸筒的无杆腔II的截面积相等，并且中间缸筒14中的各级中间缸筒的有杆腔的截面积分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔的截面积相等。由于上述最大容积相等，在截面积相同的情形下，显然意味着工作行程相同的，例如首级中间缸筒每伸出1米，外缸筒10的有杆腔的就会缩短1米，外缸筒10的有杆腔减小的容积使得相应量的液压油进入到首级中将缸筒的无杆腔，由于外缸筒10的有杆腔III的截面积与所述首级中间缸筒的无杆腔II的截面积相等，进入到首级中间缸筒的无杆腔内的液压油同样会推动首级中间缸筒的下一级中间缸筒移动1米，首级中间缸筒伸出多长，其下一级中间缸筒也会伸出多长，最终各个伸缩件的工作行程是相同的，并且同步伸出，并且理论上是基本等速的(由于各种加工误差以及漏油等不可避免地存在误差)。缩回过程也是类似的，不再赘述。

此外，在上述优选方式的基础上，可选择地，所述外缸筒10的有杆腔III的截面积与所述首级中间缸筒的无杆腔II的截面积之间具有预定截面积比，并且所述中间缸筒14中的各级中间缸筒的有杆腔的截面积分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔的截面积之间具有各自的预定截面积比。具体地，所述预定截面积比中的各个预定截面积比的数值相同或不相同；或者所述预定截面积比中的部分预定截面积比的数值相同，并且该部分预定截面积比的数值与所述预定截面积比中的另一部分预定截面积比的数值不同。在此情形下，由于最大容积形同，截面积存在比例意味着在同步伸缩过程中移动速度存在速比，例如首级中间缸筒每伸出1米，外缸筒10的有杆腔的就会缩短1米，外缸筒10的有杆腔减小的容积使得相应量的液压油进入到首级中将缸筒的无杆腔，但是由于外缸筒10的有杆腔III的截面积与所述首级中间缸筒的无杆腔II的截面积呈比例，例如1/2，根据容积计算公式(即截面积乘以长度)显然地，从外缸筒10的有杆腔进入到首级中间缸筒的无杆腔内的同样体积的液压油只能推动首级中间缸筒的下一级中间缸筒移动0.5米，也就是移动速度存在速比。根据该优选方式，在应用过程中可以根据应用需要而适当选择相应的截面积比，以满足各种工况的需要。

在上述基本实施方式中，第一油口A和第二油口B可以设置在多级液压缸的任何合适的位置，但是由于在实际应用中，本发明的多级液压缸一般是外缸筒10固定，为避免需要拖挂不必要的油管，优选地，所述第一油口A和第二油口B分别设置在所述的外缸筒10的缸底1上，所述第二油口B通过中心管与所述活塞杆15的密封的中空杆腔V连通，该中空杆腔V通过所述活塞杆15的杆腔壁上的过油油孔D与所述末级中间缸筒的有杆腔IV连通。中心管的设置形式可以多样，例如，所述中心管包括一根中心油管，该中心油管的一端与所述第二油口B连通并固定在所述外缸筒10的缸底1上，另一端依次能够密封性滑动地穿过各级所述中间缸筒14的缸底和所述活塞杆15的杆尾部分而伸入所述中空杆腔内，当然，一根中心油管在多级液压缸行程较长时也需要设置得较长，因此刚度偏弱。因此，作为优选形式，参见图2所示，所述中心管包括与所述外缸筒和中间缸筒的数量相对应的依次密封性滑动插套的至少两级中心油管3，16，外缸筒10的缸底1上固定有所述多级中心油管中的直径最小的首级中心油管3并且该首级中心油管与所述第二油口B连通，所述中间缸筒中的各级中间缸筒的缸底上对应固定有所述多级中心油管中的相应一级中心油管，所述中间缸筒中的末级缸筒的缸底上固定的所述中心油管能够密封性滑动地穿过所述活塞杆15的杆尾部分而伸入所述中空杆腔内，其余各级所述中心油管依次能够密封性滑动地穿过相应的所述中间缸筒的缸底而伸入到相邻一级的所述中心油管内。如上所述，外缸筒10的缸底1与外缸筒10形成为一体或者安装在该外缸筒10上；各级所述中间缸筒14的缸底通过安装在该中间缸筒上的活塞7或者与该中间缸筒形成为一体的活塞部形成；所述活塞杆15的杆尾部分通过安装在该活塞杆15上的活塞、与该活塞杆形成为一体的活塞部或者中空杆腔V的封闭件形成。此外，通过在相应的中间缸筒的缸底、活塞杆的杆尾部分设置穿孔，并在该穿孔的内周面上设置公知的密封圈、导向套5，11等，中间缸筒中的末级缸筒的缸底上固定的所述中心油管能够密封性滑动地穿过所述活塞杆15的杆尾部分而伸入所述中空杆腔内，其余各级所述中心油管依次能够密封性滑动地穿过相应的所述中间缸筒的缸底而伸入到相邻一级的所述中心油管内。

在向末级中间缸筒的有杆腔内进油时，需要通过活塞杆的中空杆腔V，为了更好地使得防止活塞杆15的中空杆腔内的空气排出，使得进油顺畅，防止存在积气而影响液压缸运动，优选地，所述活塞杆15的杆头19上设置有用于排出该活塞杆15的中空杆腔内的空气的排气阀18。排气阀18能够操作，在需要排气通过操作与外部空气连通。排气阀18是公知地，例如科学出版社2006年9月第1版的《液压与气压传动》第376-337页所公开的排气节流阀、快速排气阀等均能够实现本发明的排气目的。以下涉及的排气阀与排气阀18结构相同，不再赘述。

进一步优选地，参见图2和图3，本发明的多级液压缸包括充油油道，各个所述连通腔能够通过该充油油道充满有液压油。连通油道的具体设置结构可以多种多样，例如在外缸筒的有杆腔的腔壁设置相应的充油口等。优选地，参见图2，所述中间缸筒14中的各级中间缸筒14的缸底上分别设有单向阀6，该优选方式的充油油道包括第一油口A、外缸筒10的无杆腔I、各个所述单向阀6以及各级所述中间缸筒的无杆腔II；所述中间缸筒14中的首级中间缸筒的缸底上设置的单向阀的正向油口与所述外缸筒10的无杆腔I连通，反向油口与该首级中间缸筒的无杆腔II连通；并且所述中间缸筒14中的其余各级中间缸筒的缸底上设置的单向阀的正向油口各自与该级中间缸筒的相邻上一级的中间缸筒的无杆腔连通，反向油口与该级中间缸筒的无杆腔连通。所谓单向阀的正向油口和反向油口也是公知的，即单向阀公知的具有“正向导通、反向截止”的功能，从其正向油口进油，只要液压油具有足够克服单向阀弹簧的压力，并且其反向油口不存在高于正向油口进油油压的油压，则单向阀导通；而从其反向油口进油，则无论油压多大，均不能使得单向阀导通。有关通过上述优选结构的充油油道充油的过程在下文的操作过程中介绍，在此不再描述。为了使得充油效果更好，防止存在各个连通腔存在空气影响充油，所述外缸筒10的缸头部分上设有用于排出该外缸筒10的无杆腔I内的空气的排气阀12，并且所述中间缸筒14中的除所述末级中间缸筒之外的其余中间缸筒的缸头部分上分别设有用于排出该中间缸筒的无杆腔内的空气的排气阀。

此外，在本发明的多级液压缸的上述基本实施方式的范围内，具体选择地，外缸筒10的有杆腔III与所述首级中间缸筒的无杆腔II可以通过形成在该首级中间缸筒的缸底上的连通油孔C连通，中间缸筒14中的各级中间缸筒的有杆腔与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔分别通过形成在该相邻的下一级中间缸筒的缸底上的相应的连通油孔连通。

正如上文所述，在本发明的多级液压缸运动过程中，有可能因为一些加工误差、意味情况而导致一些中间缸筒或活塞杆由于油压过大而缩回不到位，为了防止这种情况出现，优选地，中间缸筒14中的各级中间缸筒的缸底上分别设有复位阀4，各个所述中间缸筒的缸底上分别形成有复位阀安装孔，各个所述复位阀4包括安装在相应的复位阀安装孔阀芯4-1和弹簧4-2，所述阀芯在该所述弹簧4-2的弹性预紧力作用下而与所述复位阀安装孔的内部部分形成密封，该阀芯4-2具有凸出段，该凸出段伸出所述复位阀安装孔而凸出在相应的所述中间缸筒的外底面上，所述阀芯4-1在所述凸出段受到推压时移动从而解除与所述复位阀安装孔的密封。一般而言，该复位阀4可以形成为类似于单向阀，只要该阀芯具有伸出到相应的所述中间缸筒的外底面上的凸出段即可，这样例如首级中间缸筒缩回到外缸筒10的底部时，外缸筒10的缸底可以推压该首级中间缸筒的缸底上的复位阀的凸出段，从而使得首级中间缸筒的无杆腔与外缸筒10的无杆腔连通，从而达到泄油目的，其它各级中间缸筒的缸底上的复位阀也是类似的，在通过复位阀泄油的情况下，需要定期通过充油油道向各个连通腔补油，以防止连通腔内的液压油在使用一段时间后因泄油、泄漏等原因而不足。当然，复位阀的结构形式仅是优选形式，本发明的多级液压缸在使用过程中即使不具有该复位阀，通过相对精确的尺寸设计完全是能够保证使用的，设置该复位阀仅是使得使用更好，并改善本发明多级液压缸的使用可靠性。

参见图4所示，本发明提供一种复位阀的更加具体的结构，但对于本领域技术人员，显然地，复位阀可以在本发明的技术构思范围内存在多种结构变型，而并不局限于图4所示的具体细节。如图4所示，具体地，各个所述复位阀安装孔从相应的所述中间缸筒的外底面到内底面形成为内径依次增大的第一段安装孔、第二段安装孔和第三段安装孔，从而形成为二级阶梯孔；各个所述复位阀4包括阀芯4-1、弹簧4-2、阀球4-3以及阀座(4-4)，其中所述阀芯(4-1)具有形成为一体的凸出段、锥面段、连通段以及密封配合段，并且该阀芯内形成有弹簧腔，所述连通段的外径小于所述密封配合段的外径并且该连通段上形成有与所述弹簧腔连通的泄油孔；所述阀座4-4内形成有二级阶梯通孔，该二级阶梯通孔包括内径依次减小的阀芯伸入孔、阀球安装孔以及连通孔；所述阀芯4-1能够密封性滑动地安装在所述复位阀安装孔内，所述阀座4-4安装在所述复位阀安装孔的第三段安装孔内，该阀座4-4的阀球安装孔内安装有所述阀球4-3，其中所述阀芯4-1的弹簧腔内安装有形成弹性预紧力的所述弹簧4-2，以使得所述弹簧4-2的一端顶压所述阀芯4-1，另一端顶压所述阀球4-3；所述阀芯4-1的所述凸出段穿过所述第一段安装孔而凸出在相应的所述中间缸筒的外底面(即将该中间缸筒单独抽离出来后相对内底面的外部底面)上，所述锥面段在所述弹簧的预紧力作用下与所述第一段安装孔与第二段安装孔之间的阶梯突棱形成密封，所述连通段的外周面与所述第二段安装孔的内周面之间具有通过所述泄油孔与所述弹簧腔连通的间隙，所述密封配合段的外周面与所述第二段安装孔的内周面密封性滑动配合，所述阀座4-4的阀芯伸入孔的内径大于所述二段安装孔的内径以使得所述阀芯4-1在滑动过程中能够伸入到该阀芯伸入孔内，所述阀球4-3在所述弹簧的预紧力作用下与所述钢球安装孔和连通孔之间的阶梯突棱形成密封。

此外，作为一种常规选择，外缸筒10上安装有安装绞轴8，其一般用于固定外缸筒10，所述中间缸筒中的各级中间缸筒的缸头部分上分别安装有工作绞轴17，这些工作绞轴17以及活塞杆15的杆头19主要用于连接负载以驱动负载。此外，图1所示的外缸筒10的缸头部分通过缸盖13与首级中间缸筒配合。

在本发明上述多级液压缸的技术方案的基础上，本发明还提供一种液压设备，该液压设备具有本发明上述基本实施方式或各个优选实施方式的双作用同步伸缩式多级液压缸。

以下参照图2至图5从整体上描述图示的优选具体结构的双作用同步伸缩式多级液压缸，以帮助本领域技术人员更加深刻直观地理解本发明。需要注意的是，图2至图5所示的仅是具有一个中间缸筒的二级伸缩式液压缸，其属于多级液压缸中的最为简单的一种液压缸，因此不应将本发明的保护范围局限于图2至图5所示的具体优选结构以及具体细节。另外，由于一些比较重要的优选结构在上文中已经进行了详细描述，因此在此仅简略描述。

参见图2至图5，图示的双作用同步伸缩式多级液压缸包括外缸筒10、一级中间缸筒14、活塞杆15、外缸筒的活塞7、单向阀6、复位阀4等，外缸筒的缸底1和外缸筒的缸盖13用连接螺钉2连接在外缸筒10上，安装绞轴8焊接在外缸筒10上，用于液压缸与机体的安装固定，工作绞轴17用螺栓或螺钉在安装中间缸筒14上，活塞杆的杆头19连接在活塞杆15上，工作绞轴17和活塞杆杆头19用于安装工作平台或工作装置，外缸筒10和活塞杆的杆头19各设有排气阀12和排气阀18，用于液压缸调试或运行时排气，首级中心油管3焊接在外缸筒的缸底1上，次级中心油管16焊接在外缸筒的活塞7上，首级油管导向套5安装在外缸筒外缸筒活塞7上，用于首级中心油管3的导向与密封，次级油管导向套11安装在活塞杆15上，用于次级中心油管16的导向与密封。

以下参照图2至图5的优选结构的双作用同步伸缩式多级液压缸描述本发明的操作过程和工作原理，需要说明的是，以下描述的操作过程仅是本发明优选结构形式的双作用同步伸缩式多级液压缸的操作过程，其中一些操作过程仅是可选择的操作步骤。

第一，多级液压缸的充油排气过程。

先拧开排气阀12和排气阀18，液压油经第一油口A进入到外缸筒的无杆腔I，推动中间缸筒14向外伸出，同时外缸筒的有杆腔III内的空气由排气阀12向外排出，当中间缸筒14行程走完而完全伸出后，液压油压力升高，单向阀6的阀芯6-1在压力油的作用下打开(见图4)，液压油经单向阀6的阀座6-3的孔进入中间缸筒的无杆腔II，推动活塞杆15向外伸出，同时中间缸筒14的有杆腔IV内的空气经过油油孔D由排气阀18向外排出；中间缸筒14和活塞杆15均伸出到位后，再从第二油口B进油，液压油经首级中心油管3和次级中心油管16进入活塞杆的中空杆腔V，首级中心油管3、次级中心油管16和活塞杆的中空杆腔V内空气经排气阀18排出，待空气排尽后，拧紧排气阀12和排气阀18，此时液压缸处于全伸状态，外缸筒的无杆腔I、中间缸筒的无杆腔II、活塞杆的中空杆腔V以及首级中心油管3和次级中心油管16内均已全部充满油，整个充油排气过程已经全部完成。

第二，多级液压缸的缩回过程

继续从第二油口B通进液压油，液压油经首级中心油管3进入活塞杆的中空杆腔V，再经过油油孔D进入中间缸筒的有杆腔IV，推动活塞杆15向内缩进，中间缸筒的无杆腔II内的液压油压力升高，单向阀6和复位阀4的阀芯处于关闭状态，液压油不能进入外缸筒的无杆腔I，只能经过外缸筒的活塞7(该活塞7安装在中间缸筒14上并构成中间缸筒14的缸底)上的连通油孔C进入外缸筒的有杆腔III，使中间缸筒14在外缸筒的有杆腔III的压力作用下向内缩进，中间缸筒14向内缩进是由于活塞杆15缩进时将中间缸筒的无杆腔II内的液压油挤进外缸筒的有杆腔III内，才使中间缸筒14向内缩回，因此中间缸筒14和活塞杆15是同时向内缩的；在中间缸筒14缩回到位后，复位阀4的阀芯4-1的凸出段与外缸筒的缸底1的端面接触，阀芯4-1被顶开，钢球4-3在中间缸筒的无杆腔II内高压油的作用下也处于开启状态，中间缸筒无杆腔II被泄压，此时活塞杆15也完全复位。

第三，多级液压缸的伸出过程：

在上述完全缩回的状态下，液压油经第一油口A进入到外缸筒的无杆腔I，压力油推动中间缸筒14向外伸出，同时外缸筒的有杆腔III内的液压油被挤进中间缸筒的无杆腔II，推动活塞杆15也向外伸出；在液压缸的伸出过程中，由于中间缸筒的无杆腔II的截面积与外缸筒的有杆腔III的截面积之和小于外缸筒无杆腔I的截面积，这种截面积的差异代表中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III内的液压油的有效作用总面积小于外缸筒的无杆腔I液压油的有效作用面积(即作用在相应活塞或活塞部上的作用面积)，各级外部负载相同的情形下，由于油压取决于负载，油压乘以相应的液压油有效作用面积形成等于负载重量的作用例，因此，中间缸筒14的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III内的油压大于外缸筒的无杆腔I内的油压，单向阀6和复位阀4的阀芯处于关闭状态，外缸筒的无杆腔I与中间缸筒的无杆腔II内的液压油不会串通。

第四，多级液压缸的同时伸缩机理

在液压缸的运行过程中，由于中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III通过连通油孔C始终串通，而且液压油始终封闭在这两腔中，当中间缸筒14伸出时，外缸筒的有杆腔III中的液压油被挤进中间缸筒的无杆腔II中，活塞杆15也伸出；收回时同理；本发明图示的该优选结构形式的多级液压缸的伸缩是通过两腔的液压油的相互挤进和挤出实现的，因此是同步的。也就是说，在本发明的多级缸的运行过程中，由于中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III通过连通油孔C始串通，而且液压油始终封闭在这两腔中，在外缸筒的无杆腔I充油时，中间缸筒14向右运行，外缸筒的有杆腔III的长度缩短，其油液通过连通油孔C挤进中间缸筒的无杆腔II中，推动活塞杆15向外伸出，中间缸筒14的有杆腔IV和活塞杆的中空杆腔V的液压油通过第二油口B流出；在中间缸筒14的有杆腔IV和活塞杆的中空杆腔V充油时，推动活塞杆15向左运行，中间缸筒的无杆腔II的长度缩短，其内的液压油被挤进外缸筒的有杆腔III中，推动中间缸筒14向左运行，外缸筒的无杆腔I中的液压油通过第一油口A流出。本发明多级缸的伸缩是通过两腔的油液的相互挤进和挤出实现的，因此伸缩是同时进行的。在存在多级中间缸筒时，其同步伸缩机理是相同的，不再赘述。

第五，多级液压缸的匀速同步机理：

匀速就是多级液压缸伸出或收回的速度是等速的；同步就是多级液压缸同时伸到位或同时缩到位，或者说多级液压缸在单位时间内伸缩的距离相等。由于本多级缸的伸缩是通过连通腔内的油液的相互挤进和挤出实现的，为了实现同步匀速伸缩，本发明多级缸可以优选地满足以下三个要求：第一，中间缸筒的无杆腔II的最大容积(即伸出容积)与外缸筒的有杆腔III的最大容积(即缩回容积)相等(这能够使得各个伸缩件伸缩到位)；第二，中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III横截面积相等(如上所述，这是匀速伸缩的必要条件；第二，中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III的最大长度相等(即中间缸筒14和活塞杆15的工作行程相同，实际上由于液压缸的各个缸筒均为规则的圆筒体，因此上述最大容积以及横截面相同，已经毫无疑义地明确了该工作行程或长度相同)，即上述的外缸筒10的有杆腔III的最大容积与首级中间缸筒的无杆腔II的最大容积相等，所述外缸筒10的有杆腔III的截面积与所述首级中间缸筒的无杆腔II的截面积相等。在此情形下，不但能够使得伸缩到位，而且中间缸筒10伸出或收回多少距离，通过中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III液压油相互挤进挤出，活塞杆15也能伸出或收回相同的距离，因此，本多级缸的伸缩是匀速的；由于行程相等，多级缸的伸缩也都同时到位的，因此，本多级缸的伸缩是同步的。

第六，液压缸的行程误差消除(复位)机理：

由于多级液压缸各零部件的加工误差，中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III的容积不可能绝对相等，同时也由于液压缸的内部泄漏等原因，实际使用过程中在中间缸筒10缩到位时，活塞杆15可能还有一小段距离没有收到位，液压缸经过很多次往复运行后，行程误差就会累很大，影响的正常机能甚至失效，因此多级缸的行程误差必须消除，本发明在外缸筒活塞7上设置了一个复位阀4，其复位原理为：参见见图4，在中间缸筒14缩回到位后，复位阀4的阀芯4-1的凸出段与外缸筒的缸底1的端面接触，阀芯4-1被顶开，钢球4-3在中间缸筒无杆腔II内高压油的作用下克服弹簧4-2作用力也处于开启状态，中间缸筒的无杆腔II内液压油流到外缸筒的无杆腔I，活塞杆15完全复位，此时中间缸筒无杆腔II被泄压，钢球4-3受弹簧4-2作用力关闭，中间缸筒的无杆腔II也被封闭。

通过上述描述，本发明图2至图5所示的优选实施方式的主要优选结构特征在于：第一，单向阀6的设置，能对中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III进行充油并能够使得多级液压缸使用过程中，中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III构成的连通腔与该连通腔的外部保持密封，直至通过复位阀受控泄油；第二，中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III通过连通油孔C串通，通过两腔构成的连通腔额液压油的相互挤进挤出，而使多级缸能同时动作；第三，中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III的截面积相等，中间缸筒与活塞杆伸缩的速度相同即匀速；第四，中间缸筒与活塞杆伸缩的速度相同，两级缸和行程相等，因此多级缸伸缩同步；第五，复位阀4的设置，能够优选地消除了程误差，避免了行程误差累积，使多级液压缸缸运行准确；第六，首级中心油管3与次级中心油管16的外周的制造精度需要按照活塞杆的外周的加工精度加工，防止在相对滑动过程中出现干涉而折断相应的中心油管。

如上所述，本发明的技术构思并不限于上述具体实施方式，例如中间缸筒的无杆腔II与外缸筒的有杆腔III的截面积可按一定比例设计，这能够使得多级液压缸的各个中间缸筒以及活塞杆按一定的速比进行伸缩动作。

由上描述可以看出，本发明的双作用同步伸缩式多级液压缸及其液压设备的优点在于：本发明的多级液压缸通过封闭在上述各个连通腔内的液压油作为同步伸缩的传动介质，只要首级中间缸筒或活塞杆移动，其它伸缩件必然同步发生联动，从而实现本发明的同步伸缩。也就是说，本发明实现了多级液压缸的同步伸出或收回，并且在优选方式下本发明确保了多级液压缸的各个伸缩件(例如中间缸筒以及活塞杆)均能够伸缩到位，并能够使得每级伸缩件伸出或收回的动作匀速或者具有预定的速比，本发明的多级液压缸运行平稳，动作精确，能够通过同步伸缩显著地提高液压设备的作业效率，使得多级液压缸的精确控制成为可能。本发明的多级液压缸及其液压设备具有良好的技术实用性，其在多级液压缸领域形成关键的技术革新，具有显著重大的技术应用价值。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，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，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过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。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (17)

1.双作用同步伸缩式多级液压缸，包括外缸筒(10)、至少一级中间缸筒(14)以及活塞杆(15)，并且该多级液压缸具有第一油口(A)和第二油口(B)，其中，

所述第一油口(A)与所述外缸筒(10)的无杆腔(I)连通，所述第二油口(B)与所述中间缸筒(14)中的设有所述活塞杆(15)的末级中间缸筒的有杆腔(IV)连通；

所述外缸筒(10)的有杆腔(III)与所述中间缸筒(14)中的首级中间缸筒的无杆腔(II)连通以形成连通腔，并且所述中间缸筒(14)中的各级中间缸筒的有杆腔分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔连通以分别形成相应的连通腔；各个所述连通腔充满有或者能够充满有液压油，并且各个所述连通腔在充满有液压油的状态下分别能够相对于该连通腔的外部保持密封或者在受控泄油之前保持密封。

2.根据权利要求1所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述至少一级中间缸筒(14)仅包括一级中间缸筒，该中间缸筒兼作所述首节中间缸筒和所述末级中间缸筒。

3.根据权利要求1或2所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述外缸筒(10)的有杆腔(III)的最大容积与所述首级中间缸筒的无杆腔(II)的最大容积相等，并且所述中间缸筒(14)中的各级中间缸筒的有杆腔的最大容积分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔的最大容积相等。

4.根据权利要求3所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述外缸筒(10)的有杆腔(III)的截面积与所述首级中间缸筒的无杆腔(II)的截面积相等，并且所述中间缸筒(14)中的各级中间缸筒的有杆腔的截面积分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔的截面积相等。

5.根据权利要求3所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述外缸筒(10)的有杆腔(III)的截面积与所述首级中间缸筒的无杆腔(II)的截面积之间具有预定截面积比，并且所述中间缸筒(14)中的各级中间缸筒的有杆腔的截面积分别与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔的截面积之间具有各自的预定截面积比。

6.根据权利要求5所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述预定截面积比中的各个预定截面积比的数值相同或不相同；或者

所述预定截面积比中的部分预定截面积比的数值相同，并且该部分预定截面积比的数值与所述预定截面积比中的另一部分预定截面积比的数值不同。

7.根据权利要求1或2所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述第一油口(A)和第二油口(B)分别设置在所述的外缸筒(10)的缸底(1)上，所述第二油口(B)通过中心管与所述活塞杆(15)的密封的中空杆腔(V)连通，该中空杆腔(V)通过所述活塞杆(15)的杆腔壁上的过油油孔(D)与所述末级中间缸筒的有杆腔(IV)连通。

8.根据权利要求7所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述中心管包括一根中心油管，该中心油管的一端与所述第二油口(B)连通并固定在所述外缸筒(10)的缸底(1)上，另一端依次能够密封性滑动地穿过各级所述中间缸筒(14)的缸底和所述活塞杆(15)的杆尾部分而伸入所述中空杆腔内；或者

所述中心管包括与所述外缸筒和中间缸筒的数量相对应的依次密封性滑动插套的至少两级中心油管(3，16)，所述外缸筒(10)的缸底(1)上固定有所述多级中心油管中的直径最小的首级中心油管(3)并且该首级中心油管与所述第二油口(B)连通，所述中间缸筒中的各级中间缸筒的缸底上对应固定有所述多级中心油管中的相应一级中心油管，以通过该相应一级的中心油管输送液压油并调节相应的中间缸筒的无杆腔的截面积，所述中间缸筒中的末级缸筒的缸底上固定的所述中心油管能够密封性滑动地穿过所述活塞杆(15)的杆尾部分而伸入所述中空杆腔内，其余各级所述中心油管依次能够密封性滑动地穿过相应的所述中间缸筒的缸底而伸入到相邻一级的所述中心油管内。

9.根据权利要求8所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述外缸筒(10)的缸底(1)与所述外缸筒(10)形成为一体或者安装在该外缸筒(10)上；各级所述中间缸筒(14)的缸底通过安装在该中间缸筒上的活塞(7)或者与该中间缸筒形成为一体的活塞部形成；所述活塞杆(15)的杆尾部分通过安装在该活塞杆(15)上的活塞、与该活塞杆形成为一体的活塞部或者所述中空杆腔的封闭件形成。

10.根据权利要求7所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述活塞杆(15)的杆头(19)上设置有用于排出该活塞杆(15)的中空杆腔内的空气的排气阀(18)。

11.根据权利要求1或2所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述多级液压缸包括充油油道，各个所述连通腔能够通过该充油油道充满有液压油。

12.根据权利要求11所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述中间缸筒(14)中的各级中间缸筒(14)的缸底上分别设有单向阀(6)，所述充油油道包括所述第一油口(A)、所述外缸筒(10)的无杆腔(I)、各个所述单向阀(6)以及各级所述中间缸筒的无杆腔(II)；

所述中间缸筒(14)中的首级中间缸筒的缸底上设置的单向阀的正向油口与所述外缸筒(10)的无杆腔(I)连通，反向油口与该首级中间缸筒的无杆腔(II)连通；并且所述中间缸筒(14)中的其余各级中间缸筒的缸底上设置的单向阀的正向油口各自与该级中间缸筒的相邻上一级的中间缸筒的无杆腔连通，反向油口与该级中间缸筒的无杆腔连通。

13.根据权利要求11所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述外缸筒(10)的缸头部分上设有用于排出该外缸筒(10)的无杆腔(I)内的空气的排气阀(12)，并且所述中间缸筒(14)中的除所述末级中间缸筒之外的其余中间缸筒的缸头部分上分别设有用于排出该中间缸筒的无杆腔内的空气的排气阀。

14.根据权利要求1或2所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述外缸筒(10)的有杆腔(III)与所述首级中间缸筒的无杆腔(II)通过形成在该首级中间缸筒的缸底上的连通油孔(C)连通，所述中间缸筒(14)中的各级中间缸筒的有杆腔与各自相邻的下一级中间缸筒的无杆腔分别通过形成在该相邻的下一级中间缸筒的缸底上的相应的连通油孔连通。

15.根据权利要求12所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，所述中间缸筒(14)中的各级中间缸筒的缸底上分别设有复位阀(4)，各个所述中间缸筒的缸底上分别形成有复位阀安装孔，各个所述复位阀(4)包括安装在相应的复位阀安装孔阀芯(4-1)和弹簧(4-2)，所述阀芯在该所述弹簧(4-2)的弹性预紧力作用下而与所述复位阀安装孔的内部部分形成密封，该阀芯(4-2)具有凸出段，该凸出段伸出所述复位阀安装孔而凸出在相应的所述中间缸筒的外底面上，所述阀芯(4-1)在所述凸出段受到推压时移动从而解除与所述复位阀安装孔的密封。

16.根据权利要求15所述的双作用同步伸缩式多级液压缸，其中，各个所述复位阀安装孔从相应的所述中间缸筒的外底面到内底面形成为内径依次增大的第一段安装孔、第二段安装孔和第三段安装孔，从而形成为二级阶梯孔；

各个所述复位阀(4)包括所述阀芯(4-1)、所述弹簧(4-2)、阀球(4-3)以及阀座(4-4)，其中所述阀芯(4-1)具有依次连结为一体的所述凸出段、锥面段、连通段以及密封配合段，并且该阀芯内形成有弹簧腔，所述连通段的外径小于所述密封配合段的外径，并且该连通段上形成有与所述弹簧腔连通的泄油孔；所述阀座(4-4)内形成有二级阶梯通孔，该二级阶梯通孔包括内径依次减小的阀芯孔、阀球孔以及阀座连通孔；

所述阀芯(4-1)安装在所述复位阀安装孔内，所述阀座(4-4)安装在所述复位阀安装孔的第三段安装孔内，该阀座(4-4)的阀球孔内安装有所述阀球(4-3)，其中所述阀芯(4-1)的弹簧腔内安装有形成弹性预紧力的所述弹簧(4-2)，以使得该弹簧(4-2)的一端顶压所述阀芯(4-1)而使得该阀芯与所述第一段安装孔和第二段安装孔之间的阶梯突棱形成密封，另一端顶压所述阀球(4-3)而使得该阀球(4-3)与所述钢球孔和阀座连通孔之间的阶梯突棱形成密封；所述阀芯(4-1)的所述凸出段穿过所述第一段安装孔而凸出在相应的所述中间缸筒的外底面上，所述密封配合段的外周面与所述第二段安装孔的内周面密封性滑动配合。

17.液压设备，其中，该液压设备具有根据权利要求1至17中任一项所述的双作用同步伸缩式多级液压缸。

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