CN102937124B - 快速液压油缸 - Google Patents

Abstract

本发明快速液压油缸涉及一种液压油缸，特别是涉及一种用于劈木机的带有内外两个缸体的液压油缸。其目的是为了提供一种工作效率更高、节约能源的快速液压油缸。本发明相对普通油缸的改进主要在于第一活塞(4)上固定有内缸体(5)，内缸体上设有第三油口(51)并在连接内缸端盖(6)，内缸体内密封滑动连接第二活塞(7)，活塞杆(8)穿出并密封滑动连接内缸端盖和前端盖(2)；第一活塞内设单向阀，单向阀阀芯(44)与后端盖(3)之间设有在第一活塞位于缸体内最后端时顶开单向阀的顶杆；后端盖上设有第二油口(31)，还包括相互反向并联的第一液控单向阀(91)和第二液控单向阀(92)，第一液控单向阀比单向阀的正向导通压差大。

Description

快速液压油缸

技术领域

本发明涉及一种液压油缸，特别是涉及一种用于劈木机的带有内外两个缸体的液压油缸。

背景技术

劈木机是木材加工行业的一种重要辅助设备，其中液压传动式的劈木机一般利用常规的液压油缸进行工作，由动力机械(如电动机或汽油机)带动液压泵转动，通过液压系统将动力传递到劈刀或者推拉架上，在劈切过程中依靠液压动力缓慢将木头劈开，比如申请号为201120498058.5、授权公告号为CN202399351U、授权公告日为2012年8月29日的中国实用新型专利公开的一种卧式劈木机。值得一提的是，劈切的过程并不是依靠劈刀相对于木材的速度劈开的，而是在劈刀接触木材后由液压系统持续施压而将木材劈开的。由于被劈的木材可能存在长短不一的情况，现有劈木机的油缸在工作时，即使木头再短，所需的劈木力再小，活塞杆到达力点(即劈刀与木头接触)和复位均是采用常规的缓慢运行方式运行，这样所花费的时间较长，这样不仅工作效率较低，而且浪费能源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适于所劈木材长短不一、工作效率更高、节约能源的快速液压油缸。

本发明快速液压油缸，包括缸体，所述缸体前端连接有前端盖，所述缸体后端连接有后端盖，所述缸体的前端侧壁上设有第一油口，所述缸体内密封滑动连接有第一活塞，所述缸体、前端盖及后端盖之间在第一活塞的前后两侧分别构成第一活塞前腔和第一活塞后腔，第一油口连通至第一活塞前腔，所述后端盖上设有第二油口，第二油口连通至所述第一活塞后腔，其中：

所述第一活塞的前端面上固定有沿前后方向设置的内缸体，内缸体的前端侧壁上设有第三油口，内缸体的前端连接有内缸端盖，内缸体内密封滑动连接有第二活塞，内缸体、内缸端盖及第一活塞之间在第二活塞的前后两侧分别构成第二活塞前腔和第二活塞后腔，第三油口连通至第二活塞前腔，第二活塞上固定有向前伸出的活塞杆，活塞杆穿出内缸端盖和所述前端盖并密封滑动连接在内缸端盖和所述前端盖上；

所述第一活塞内设有单向阀，单向阀的进出两端分别与所述第一活塞后腔和第二活塞后腔连通，所述单向阀的单向阀阀芯与所述后端盖之间设有用于在第一活塞位于缸体内的最后端时顶开所述单向阀的顶开装置；

还包括第一液控单向阀和第二液控单向阀，第一液控单向阀的出油口及第二液控单向阀的进油口均连通至第二油口，第一液控单向阀的进油口与第二液控单向阀的出油口连通，第一液控单向阀的正向导通压差大于所述单向阀的正向导通压差。

本发明快速液压油缸，其中所述单向阀包括设置在第一活塞内的单向阀腔，所述单向阀腔内在前端设有弹簧，所述单向阀腔内在弹簧后侧设有单向阀阀芯；所述顶开装置为单向阀阀芯上向后伸出的穿出所述第一活塞的顶杆或者所述顶开装置为所述后端盖上对应单向阀阀芯向前伸出的顶杆。

本发明快速液压油缸，其中所述单向阀包括设置在第一活塞内的单向阀腔，单向阀腔内设有单向阀阀芯，单向阀阀芯上向后伸出有穿出所述第一活塞的顶杆作为所述顶开装置，所述顶杆的后端螺纹连接有螺母，所述顶杆上套接有弹簧，弹簧的两端分别顶住所述螺母前端和第一活塞的后端。

本发明快速液压油缸，其中所述的单向阀阀芯为锥形。

本发明快速液压油缸与现有技术的不同之处主要在于本发明快速液压油缸包括内外两个缸体及两个活塞，其中第一活塞内设有单向阀，单向阀的单向阀阀芯与后端盖之间设有用于在第一活塞位于缸体内的最后端时顶开单向阀的顶开装置，并且还包括相互反向并联的第一液控单向阀和第二液控单向阀。在开始工作时，由于第一液控单向阀的正向导通压差大于第一活塞内单向阀的正向导通压差，所以当第一液控单向阀正向导通时，第一活塞内的单向阀也正向导通，这样第二活塞将被优先驱动到达力点，在外面的缸体直径与普通油缸缸体直径相同且油泵提供的油压及流量相同的情况下，由于内缸体直径更小，就缩短了活塞杆到达力点的时间，特别是在劈较短的木头时，更能体现到这一点。本发明快速液压油缸中，单向阀的单向阀阀芯与后端盖之间设有用于在第一活塞位于缸体内的最后端时顶开单向阀的顶开装置是为了在第一活塞复位后使单向阀打开而使第二活塞后腔内的液压油泄出。本发明快速液压油缸提高了工作效率，经过实际验证比普通油缸的工作效率提高了三倍以上。由于工作效率更高，在同样的劈木机功率下，劈同样数量的木材所用时间更短，所以能够节约能源。

本发明快速液压油缸分别给出了三种顶出装置结构，前两种是将弹簧设置在第一活塞内的单向阀腔内，在单向阀阀芯上向后伸出有穿出第一活塞的顶杆或者后端盖上对应单向阀阀芯设有向前伸出的顶杆，后一种是单向阀阀芯上向后伸出有穿出第一活塞的顶杆，顶杆的后端螺纹连接螺母，而将弹簧套接在顶杆上的螺母与第一活塞之间，这三种结构均是让弹簧对单向阀阀芯有一个向后的推力或拉力，并在第一活塞复位时由顶杆在后端盖与单向阀阀芯之间顶住从而打开单向阀，它们应当属于一个总的发明构思。另外，采用第三种结构，即单向阀阀芯上向后伸出有穿出第一活塞的顶杆，顶杆的后端螺纹连接螺母，而将弹簧套接在顶杆上的螺母与第一活塞之间时，旋转螺母时可以对弹簧的长度进行调节，从而调节单向阀的正向导通压差的大小，并且将弹簧设置在第一活塞之外的结构也更方便装配。本发明快速液压油缸中单向阀阀芯为锥形时，带有顶杆的单向阀阀芯更便于进行加工。

下面结合附图对本发明快速液压油缸作进一步说明。

附图说明

图1为本发明快速液压油缸第一个实施例的左视剖视图；

图2为本发明快速液压油缸第一个实施例处于初始状态时的工作状态左视剖视图；

图3为本发明快速液压油缸第一个实施例单向阀打开后油压推动第二活塞运动后的工作状态左视剖视图；

图4为本发明快速液压油缸第一个实施例单向阀关闭后油压推动第一活塞运动后的工作状态左视剖视图；

图5为本发明快速液压油缸第一个实施例复位时油压推动第一活塞复位后的工作状态左视剖视图；

图6为本发明快速液压油缸第二个实施例的左视剖视图。

具体实施方式

如图1所示的本发明快速液压油缸第一个实施例，与普通油缸一样，包括缸体1，缸体1前端连接有前端盖2，缸体1后端连接有后端盖3，缸体1的前端侧壁上设有第一油口11，缸体1内密封滑动连接有第一活塞4，缸体1、前端盖2及后端盖3之间在第一活塞4的前后两侧分别构成第一活塞前腔41和第一活塞后腔42，第一油口11连通至第一活塞前腔41，不同的是，第一活塞4的前端面上固定有沿前后方向设置的内缸体5，内缸体5的前端侧壁上设有第三油口51，内缸体5的前端连接有内缸端盖6，内缸体5内密封滑动连接有第二活塞7，内缸体5、内缸端盖6及第一活塞4之间在第二活塞7的前后两侧分别构成第二活塞前腔71和第二活塞后腔72，第三油口51连通至第二活塞前腔71，第二活塞7上固定有向前伸出的活塞杆8，活塞杆8穿出内缸端盖6和前端盖2并密封滑动连接在内缸端盖6和前端盖2上；第一活塞4内设有单向阀腔，单向阀腔的进出两端分别与第一活塞后腔42和第二活塞后腔72连通，单向阀腔内在前端设有弹簧43，单向阀腔内在弹簧43后侧设有单向阀阀芯44，这样第一活塞4内设有的单向阀腔、弹簧43、单向阀阀芯44将构成一个单向阀；单向阀阀芯44上向后伸出有穿出第一活塞4的顶杆441；后端盖3上设有第二油口31，第二油口31连通至第一活塞后腔42，还包括第一液控单向阀91和第二液控单向阀92，第一液控单向阀91的出油口及第二液控单向阀92的进油口均连通至第二油口31，第一液控单向阀91的进油口与第二液控单向阀92的出油口连通，为了正常工作，第一液控单向阀91的正向导通压差大于单向阀的正向导通压差，这里“正向导通压差”应当理解为单向阀或液控单向阀正向导通所需要的进液口与出液口之间最小的压力差，它应当是单向阀或液控单向阀的一个性能参数。在本实施例中，单向阀阀芯44采用的是钢球，各密封滑动连接处均采用密封圈10。

在使用时，以第一油口11作为一侧的进出液口，以第一液控单向阀91的进油口或第二液控单向阀92的出油口作为另一侧的进出液口，通过液压控制阀(液压控制阀在图中未示出，它不属于本发明)控制这两个进出液口之间的液压换向，第一液控单向阀91和第二液控单向阀92的控制口分别连接控制油路(图中虚线所示)。下面说明本实施例的工作过程。如图2所示，在起始状态时，第一活塞4位于缸体1内的最后端，第二活塞7位于内缸体5内的最后端，此时由于顶杆441的存在，顶杆441顶住后端盖3推动单向阀阀芯44压缩弹簧43，单向阀导通。此时第二液控单向阀92关闭，当第一液控单向阀91打开时，第一活塞后腔42内进油，由于第一液控单向阀91的正向导通压差大于单向阀的正向导通压差，所以即使第一活塞4被向前推动了少许距离使顶杆441不再顶住后端盖3，第一活塞4内的单向阀也必定正向导通，这时压力油将推动第二活塞7和活塞杆8向前运动，由于内缸体5的直径相比缸体1较小，相对于同样缸体直径的普通油缸，在同样的流量和油压来源情况下，活塞杆8到达力点(即劈刀与木头接触)所花的时间将比普通油缸的短，当然此时第一活塞4由于两侧的压力差也会有少许移动，如图3所示。之后会有两种情况，一种是第一活塞4后侧的油压大于劈切过程中活塞杆8受的反作用力在第二活塞7后侧产生的油压，这时单向阀仍被打开，压力油进入第二活塞后腔72并继续推动活塞杆8前移；另一种情况是，单向阀处于关闭状态，这时单向阀腔及第二活塞后腔72内的液压油被关闭，相当于第二活塞7与第一活塞4为一体的状态，此时活塞杆8所受的推力将为第一活塞4的后侧圆面积乘以压力油的油压，此时压力油将继续推动第一活塞4、第二活塞7和活塞杆8前移，把木材劈开，如图4所示。在复位时，液压换向，第一液控单向阀91关闭，第二液控单向阀92打开，压力油从第一油口11进入第一活塞前腔41，同时油压也通过第三油口51、第二活塞前腔71传递给第二活塞7，由于单向阀在反向受压时会关闭，所以，压力油会推动第一活塞4快速后移复位，同时第二活塞7也伴随着后移，如图5所示，此时，顶杆441再次顶住单向阀阀芯44使单向阀打开，之后第二活塞后腔72内的液压油被第二活塞7挤出使第二活塞7复位，回到图2所示的状态。如此循环往复。

本实施例中，顶杆的作用在于在第一活塞4位于缸体1内的最后端时顶开单向阀，实际上顶杆也可以设置在后端盖3上，即后端盖3上可以对应单向阀阀芯44设有向前伸出的顶杆，它们均是在后端盖3与单向阀阀芯44之间顶住。本实施例中，单向阀阀芯44的形状也并不限于球形，还可以为锥台形或其他现有技术中的单向阀阀芯形状。本实施例中，将第一液控单向阀91和第二液控单向阀92反向并联使用是为了配合本实施例中的其他零部件实现前述的工作过程。

如图6所示的本发明快速液压油缸第二个实施例，其与第一个实施例的区别在于，弹簧并不设置在单向阀腔内，顶杆441的后端螺纹连接有螺母45，顶杆441上套接有弹簧43，弹簧43的两端分别顶住螺母45前端和第一活塞4的后端，并且本实施例的单向阀阀芯44的形状为锥形。这样的结构同样是在第一活塞4内构成单向阀，同样可以在第一活塞4复位时由顶杆441在后端盖3与单向阀阀芯44之间顶住打开单向阀，不过这种结构螺母45可以用于通过调节弹簧43的长度来调节单向阀的正向导通压差。本实施例的工作过程与第一个实施例相同，在此不再赘述。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种快速液压油缸，包括缸体(1)，所述缸体(1)前端连接有前端盖(2)，所述缸体(1)后端连接有后端盖(3)，所述缸体(1)的前端侧壁上设有第一油口(11)，所述缸体(1)内密封滑动连接有第一活塞(4)，所述缸体(1)、前端盖(2)及后端盖(3)之间在第一活塞(4)的前后两侧分别构成第一活塞前腔(41)和第一活塞后腔(42)，第一油口(11)连通至第一活塞前腔(41)，所述后端盖(3)上设有第二油口(31)，第二油口(31)连通至所述第一活塞后腔(42)，其特征在于：

所述第一活塞(4)的前端面上固定有沿前后方向设置的内缸体(5)，内缸体(5)的前端侧壁上设有第三油口(51)，内缸体(5)的前端连接有内缸端盖(6)，内缸体(5)内密封滑动连接有第二活塞(7)，内缸体(5)、内缸端盖(6)及第一活塞(4)之间在第二活塞(7)的前后两侧分别构成第二活塞前腔(71)和第二活塞后腔(72)，第三油口(51)连通至第二活塞前腔(71)，第二活塞(7)上固定有向前伸出的活塞杆(8)，活塞杆(8)穿出内缸端盖(6)和所述前端盖(2)并密封滑动连接在内缸端盖(6)和所述前端盖(2)上；

所述第一活塞(4)内设有单向阀，单向阀的进出两端分别与所述第一活塞后腔(42)和第二活塞后腔(72)连通，所述单向阀的单向阀阀芯与所述后端盖(3)之间设有用于在第一活塞(4)位于缸体(1)内的最后端时顶开所述单向阀的顶开装置；

还包括第一液控单向阀(91)和第二液控单向阀(92)，第一液控单向阀(91)的出油口及第二液控单向阀(92)的进油口均连通至第二油口(31)，第一液控单向阀(91)的进油口与第二液控单向阀(92)的出油口连通，第一液控单向阀(91)的正向导通压差大于所述单向阀的正向导通压差。

2.根据权利要求1所述的快速液压油缸，其特征在于：

所述单向阀包括设置在第一活塞(4)内的单向阀腔，所述单向阀腔内在前端设有弹簧(43)，所述单向阀腔内在弹簧(43)后侧设有单向阀阀芯(44)；

所述顶开装置为单向阀阀芯(44)上向后伸出的穿出所述第一活塞(4)的顶杆(441)或者所述顶开装置为所述后端盖(3)上对应单向阀阀芯(44)向前伸出的顶杆。

3.根据权利要求1所述的快速液压油缸，其特征在于：

所述单向阀包括设置在第一活塞(4)内的单向阀腔，单向阀腔内设有单向阀阀芯(44)，单向阀阀芯(44)上向后伸出有穿出所述第一活塞(4)的顶杆(441)作为所述顶开装置，所述顶杆(441)的后端螺纹连接有螺母(45)，所述顶杆(441)上套接有弹簧(43)，弹簧(43)的两端分别顶住所述螺母(45)前端和第一活塞(4)的后端。

4.根据权利要求3所述的快速液压油缸，其特征在于：所述的单向阀阀芯(44)为锥形。