CN102954061B - 一种液压控制式复合型活塞组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压控制式复合型活塞组件，包括有活塞和活塞杆，活塞的内孔为一阶梯孔，该阶梯孔的大径孔与活塞杆之间形成外环形腔，在该外环形腔的口部固定有与活塞杆之间具有间隙的定位套，该外环形腔内设有能沿活塞杆轴向移动的阀芯，该阀芯与活塞杆之间形成内环形腔，在该阀芯上还套有使阀芯控制端面始终具有与定位套的内端口相抵的弹簧，在活塞上开有连通外环形腔和活塞外侧的通道，活塞杆上加工有通往内环形腔的油路。本发明在液压油缸内移动时，同样无需外界提供液压油，就能实现快速响应，并通过弹簧的回复力作用使活塞组件处于关闭状态，以起到传递压力的作用，且由于阀芯和弹簧位于活塞内，使整体结构更为紧凑，易于装配，运行更为平稳、可靠。

Description

一种液压控制式复合型活塞组件

技术领域

本发明涉及一种液压油缸，具体指一种液压油缸内的液压控制式复合型活塞组件。

背景技术

传统的活塞组件主要包括有活塞1a和与活塞刚性连接的活塞杆2a，如图4所示，在活塞的周面上设有导向环3a和密封件4a。使用时，活塞组件可在液压油缸内轴向移动，液压油缸通过活塞把液压油缸的内腔分隔成两个相互独立的封闭容积腔。当其中一容积腔进油时，活塞和活塞杆组成的刚性连接体可向着另一容积腔方向移动，活塞移动的同时需要一容积腔进油、另一容积腔排油。显然，这种结构的液压油缸需要有很大的液压流量供给才能达到活塞所需的移动速度。当活塞与缸体之间的相对运动被要求快速响应时，上述液压流量供给往往不能较好地满足这一要求，尤其是在大尺寸的液压油缸，它所需的液压流量是常规的液压动力源无法提供的，因而这样的缺陷更为明显。

为此，本申请人曾设计出新颖的复合型活塞组件来，如中国专利公开号为CN102434527A的《一种液压缸》中所披露的结构，该专利文献中的活塞上开有连通液压油缸左腔和右腔的流道，位于右腔内的活塞杆上套设有右弹簧及能轴向滑移的右阀芯和右控制套，右弹簧作用于右阀芯，使右阀芯始终保持关闭流道右端出口的趋势，右控制套位于右阀芯的左侧，活塞杆上加工有通往右控制套左端的高压油路。使用时，在高压油路通入高压油的状态下，右控制套在高压油作用下右移并推动右阀芯右移而打开流道右端出口，进而实现活塞两侧油液的自由流通，使液压油缸实现内回式结构。即当油缸内腔充满油液后，在活塞组件运动过程中基本不需要再补油，这既简化了外置管道，又实现了快速响应，并且还能通过弹簧的作用，使阀芯复位，实现活塞两侧油液的可靠关闭，保证液压油缸的可靠保压，故这种结构设计很好地克服了传统活塞组件的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种同样具有开启和关闭功能而使液压油缸不需要补油就能实现快速响应、可靠保压的液压控制式复合型活塞组件。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该液压控制式复合型活塞组件包括有活塞和活塞杆，所述活塞杆穿插在活塞的内孔中并与活塞相固定，其特征在于：所述活塞的内孔为一阶梯孔，该阶梯孔的小径孔与活塞杆相配合连接，该阶梯孔的大径孔内壁与活塞杆的表面之间形成外环形腔，在该外环形腔的口部固定有与所述的活塞杆表面之间具有间隙的定位套，该外环形腔内设有套在所述的活塞杆上并能沿活塞杆轴向移动的阀芯，该阀芯的两端内壁与活塞杆之间的配合面上设有密封件而使该阀芯内壁与活塞杆之间形成内环形腔，在该阀芯上还套有使阀芯控制端面始终具有与定位套的内端口相抵而关闭该外环形腔口部趋势的弹簧，同时在所述的活塞上开有连通上述外环形腔和活塞外侧的通道，所述活塞杆上加工有通往内环形腔的油路，在该油路内通入压力油的状态下，所述阀芯背离所述定位套的内端口。

在上述方案中，定位套可以采用普通套体固定在外环形腔的口部，但优选的是，所述的定位套设计成中部开有通孔的锁紧螺母，所述外环形腔的口部设计成与该锁紧螺母相螺纹连接的螺孔。使用时，可以通过旋转锁紧螺母来调节弹簧预紧力，进而可以调节阀芯的开启力，同时这种螺纹连接的方式，也便于日后的维护拆装。

更进一步的是，所述的通道可以设计有多个，且分别沿周向均匀分布，以确保在开启状态下油液的顺畅流动。

在上述各方案中，优选的是，所述的阀芯的控制端面设计成锥面而使该阀芯为锥阀芯，使启闭更为可靠。

进一步改进的是，所述活塞杆由第一杆体和第二杆体组成，第一杆体螺纹连接在所述阶梯孔的小径孔中并且端部露于所述的大径孔，第二杆体端部伸入所述的大径孔后与第一杆体的端部相螺纹连接，这种分体结构，能有效降低活塞杆单体件的长度，便于对活塞杆进行加工且易达到相应工艺要求，也便于组装。

较好的是，所述的油路以设计在所述的第一杆体上为佳。

进一步改进的是，所述阀芯的两端内壁分别与第一杆体、第二杆体相配合滑动，且在对应第二杆体的阀芯内壁上安装有导向环，以对阀芯的移动起到较好的导向作用。

与现有技术相比，本发明的优点在于：可以通过控制油路的油施压或卸压使阀芯移动，进而使液压油缸内活塞两侧的油液按需进行自由流动或互不流通，故本发明在液压油缸内移动时，同样无需外界提供液压油，就可以实现快速响应，即很好地解决了大缸径液压油缸活塞快速移动时须外界提供大流量的液压油动力源的技术壁垒；而通过弹簧的回复力作用又能使阀芯复位，活塞组件处于关闭状态，可起到传递压力的作用，并且由于此结构中的阀芯和弹簧位于活塞内，使得活塞组件的整体结构更为紧凑，易于装配，运行更为平稳、可靠。

附图说明

图1为本发明实施例处于关闭状态下的结构示意图；

图2为本发有实施例处于开启状态下的结构示意图；

图3为本发有实施例的活塞的立体示意图；

图4为传统活塞组件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至3所示，该液压控制式复合型活塞组件包括有活塞1和活塞杆2，其中，活塞1上开有内孔，该内孔为一阶梯孔，即由小径孔11和大径孔12构成。

活塞杆2穿插在活塞1的内孔中，在本实施例中，活塞杆2由第一杆体21和第二杆体22组成，第一杆体21右端部螺纹连接在阶梯孔的小径孔11中并且端部露于大径孔12，第二杆体22端部伸入大径孔12后与第一杆体21的端部相螺纹连接，使活塞杆2与活塞1相固定成一体。

活塞杆2与活塞1装配后，活塞的大径孔12内壁与活塞杆2的表面之间会形成一外环形腔A，在该外环形腔的口部固定有与活塞杆2表面之间具有间隙的定位套3，在外环形腔A内设有套在活塞杆2上并能沿活塞杆2轴向移动的阀芯4，该阀芯4的两端内壁与第一杆体21、第二杆体22之间的配合面上分别设有密封件5而使该阀芯4内壁与活塞杆2之间形成内环形腔B，在该阀芯4上还套有弹簧6，该弹簧6的两端分别抵接在阀芯4和大径孔12的底部，使阀芯4的控制端面41始终具有与定位套3的内端口相抵的趋势，即在弹簧6的作用下，该阀芯4能关闭外环形腔A的口部。同时在活塞1上开有连通上述外环形腔A和活塞外侧的通道13，活塞杆2上加工有通往内环形腔B的油路23，在这里，此油路23设计在第一杆体21上。

在本实施例中，优选的，上述定位套3设计成中部开有通孔的锁紧螺母，外环形腔的口部设计成与该锁紧螺母相螺纹连接的螺孔，通孔内表面与活塞杆表面之间具有间隙C，这样的结构，既可以使锁紧螺母方便地与活塞1紧固成一体，同时又可以通过旋转锁紧螺母调节弹簧6的预紧力，进而可以调节阀芯4的开启力。

为了使得阀芯4关闭时更加可靠，上述阀芯4的控制端面41设计成锥面，使该阀芯为锥阀芯。同时为了阀芯开启后的油液流通起来更为顺畅，上述通道13有多个，分别沿周向均匀分布(请参见图3)。另外，为了确保阀芯在活塞杆上顺利滑动，在对应第二杆体的阀芯内壁上安装有导向环7。

当上述活塞组件安装在液压油缸的缸体(如图1和图2中双点划线所示)内时，活塞能在缸体内轴向滑移，活塞外周与缸体的内壁之间设有密封件形成液密封，活塞将缸体的内腔分隔成彼此独立的左腔D和右腔E。第一杆体左端穿出缸体的左盖，第二杆体的右端穿出缸体的右盖。

本发明的工作原理及过程如下：

在工作之前，通过左盖、右盖上的注油口分别往左腔D和右腔E内注油，直至左腔D和右腔E充满液压油，便可将两注油口封闭。

当活塞杆2内的油路23施加压力油时，压力油经油路23进入内环形腔B中，当该压力足以克服弹簧6的作用力时，阀芯4就迅速地往背离锁紧螺母的方向移动，左腔D和右腔B通过通道13、外环形腔A以及锁紧螺母与活塞杆之间的间隙C相贯通，因活塞1上通道13的过流量大，能实现缸体相对活塞的快速运动。故本液压油缸当左腔、右腔内充满油液后，基本不需再进行补油，一方面简化了外置管道，另一方面实现了快速响应。

当活塞杆内的油路23卸压后，阀芯4在弹簧6的回复力作用下，又迅速地往锁紧螺母方向移动，直到阀芯4的控制端面与锁紧螺母的后端相抵时停止运动，这时，阀芯关于了外环形腔A的口部，复合型活塞组件处于关闭状态，液压油缸的左、右腔处于相互独立封闭的状态，当液压油缸的左腔施加压力时，复合型活塞组件可起到传递压力的作用。

Claims (6)

1.一种液压控制式复合型活塞组件，包括有活塞(1)和活塞杆(2)，所述活塞杆(2)穿插在活塞(1)的内孔中并与活塞相固定，其特征在于：所述活塞(1)的内孔为一阶梯孔，该阶梯孔的小径孔(11)与活塞杆(2)相配合连接，该阶梯孔的大径孔(12)内壁与活塞杆(2)的表面之间形成外环形腔(A)，在该外环形腔(A)的口部固定有与所述的活塞杆(2)表面之间具有间隙的定位套(3)，该外环形腔(A)内设有套在所述的活塞杆(2)上并能沿活塞杆轴向移动的阀芯(4)，该阀芯(4)的两端内壁与活塞杆(2)之间的配合面上设有密封件(5)而使该阀芯内壁与活塞杆之间形成内环形腔(B)，在该阀芯(4)上还套有使阀芯控制端面(41)始终具有与定位套(3)的内端口相抵而关闭该外环形腔(A)口部趋势的弹簧(6)，同时在所述的活塞(1)上开有连通上述外环形腔(A)和活塞外侧的通道(13)，所述活塞杆(2)上加工有通往内环形腔(B)的油路(23)，在该油路(23)内通入压力油的状态下，所述阀芯(4)背离所述定位套(3)的内端口，所述的定位套(3)为中部开有通孔的锁紧螺母，所述外环形腔(A)的口部设计成与该锁紧螺母相螺纹连接的螺孔。

2.根据权利要求1所述的液压控制式复合型活塞组件，其特征在于：所述的通道(13)有多个，分别沿周向均匀分布。

3.根据权利要求2所述的液压控制式复合型活塞组件，其特征在于：所述的阀芯(4)的控制端面(41)设计成锥面而使该阀芯为锥阀芯。

4.根据权利要求3所述的液压控制式复合型活塞组件，其特征在于：所述活塞杆(2)由第一杆体(21)和第二杆体(22)组成，第一杆体(21)螺纹连接在所述阶梯孔的小径孔(11)中并且端部露于所述的大径孔(12)，第二杆体(22)端部伸入所述的大径孔(12)后与第一杆体(21)的端部相螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的液压控制式复合型活塞组件，其特征在于：所述的油路(23)设计在所述的第一杆体(21)上。

6.根据权利要求5所述的液压控制式复合型活塞组件，其特征在于：所述阀芯(4)的两端内壁分别与第一杆体、第二杆体相配合滑动，且在对应第二杆体的阀芯内壁上安装有导向环(7)。