CN103671344B - 泵送油缸及包含该泵送油缸的泵送设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泵送油缸及包含该泵送油缸的泵送设备。该泵送油缸包括：工作缸；泵送活塞杆；泵送活塞；定位活塞；定位活塞杆；内挡环、泵送活塞、定位活塞、定位活塞杆和泵送活塞杆将工作缸分隔为互不相通的第一腔、第二腔、第三腔和第四腔，杆内腔的第二端连通第三腔；工作缸上具有连通至第一腔的第一连接口、连通至第二腔的第二连接口、连通至第三腔的第三连接口以及连通至第四腔的第四连接口。根据本发明的泵送油缸，能够简单方便地实现不同的泵送压力输出。

Description

泵送油缸及包含该泵送油缸的泵送设备

技术领域

本发明涉及泵送机械领域，具体而言，涉及一种泵送油缸及包含该泵送油缸的泵送设备。

背景技术

现代工程施工中，普遍采用混凝土泵送设备输送混凝土。混凝土泵送设备中，通过一对泵送油缸的往复运动驱动混凝土活塞，实现混凝土的吸入与排出。

混凝土活塞工作环境恶劣，经常需要更换，因此，混凝土活塞应便于更换。更换混凝土活塞时，需先将混凝土活塞退回到水箱，但在正常工作过程中，又不允许混凝土活塞退至水箱位置。因此，需要泵送油缸有两个位置，一种为工作状态，此时，油缸行程缩短，混凝土活塞不能退回到水箱，一种为维护状态，此时，油缸行程增长，混凝土活塞可退回到水箱进行维护。

不同混凝土及不同输送距离，需要不同的泵送推力，因此，需要泵送油缸能提供很宽范围的驱动力。这一般通过高低压转换来实现。

现有泵送油缸，一般采用单活塞杆双作用油缸，在油缸后面增加一个限位油缸，实现泵送油缸的两位控制。高低压转换一般采用改变高压油进入有杆腔或进入无杆腔来实现。在进行高低压转换的过程中，往往需要对胶管的连接位置进行转换，或者通过采用转阀的形式实现高低压油路的沟通，操作麻烦，效率较低。

发明内容

本发明旨在提供一种泵送油缸及包含该泵送油缸的泵送设备，能够简单方便地实现不同的泵送压力输出。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种泵送油缸，包括：工作缸，工作缸的内壁上具有内挡环；泵送活塞杆，第一端伸出工作缸的第一端外，并可滑动地设置在所工作缸内，泵送活塞杆的第二端设置有滑动腔；泵送活塞，设置在泵送活塞杆的第二端；定位活塞，可滑动地设置在工作缸内；定位活塞杆，定位活塞杆的第一端延伸至滑动腔内，并与泵送活塞杆密封滑动连接，第二端与定位活塞固定连接，并与内挡环密封滑动配合，定位活塞杆具有杆内腔，杆内腔的第一端连通滑动腔；内挡环、泵送活塞、定位活塞、定位活塞杆和泵送活塞杆将工作缸分隔为互不相通的第一腔、第二腔、第三腔和第四腔，杆内腔的第二端连通第三腔；工作缸上具有连通至第一腔的第一连接口、连通至第二腔的第二连接口、连通至第三腔的第三连接口以及连通至第四腔的第四连接口。

进一步地，工作缸包括泵送缸体和设置在泵送缸体的第二端的定位缸体，泵送活塞杆和泵送活塞可滑动地设置在泵送缸体内，定位活塞杆和定位活塞可滑动地设置在定位缸体内，内挡环设置在定位缸体和/或泵送缸体的连接端端部。

进一步地，第一连接口设置在泵送缸体的第一端，第二连接口设置在泵送缸体的第二端，第三连接口设置在定位缸体的第一端，第四连接口设置在定位缸体的第二端。

进一步地，泵送缸体的第一端设置有前端盖，第一连接口设置在前端盖上；泵送缸体的第二端设置有连接盖，第二连接口设置在连接盖上，内挡环位于连接盖的内周壁上；定位缸体的第二端设置有后端盖，第四连接口设置在后端盖上。

进一步地，第二腔的截面面积与滑动腔的截面面积不同。

进一步地，定位活塞杆的第二端端部设置有止挡在内挡环上的止挡凸缘。

进一步地，定位活塞具有位于定位缸体的第一端的第一工作位置和位于定位缸体的第二端的第二工作位置，定位活塞位于第一工作位置时，定位活塞杆和泵送缸体的第一端限定泵送活塞的第一行程，定位活塞位于第二工作位置时，泵送缸体的第一端和第二端限定泵送活塞的第二行程，第二行程的长度大于第一行程的长度。

进一步地，第四腔通过第四连接口连接至压力油源，压力油源与第四连接口之间的管路上设置有换向阀，第四连接口通过换向阀可选择地连通至压力油源或者油箱。

进一步地，换向阀为两位三通换向阀。

根据本发明的另一方面，提供了一种泵送设备，包括泵送油缸，该泵送油缸为上述的泵送油缸。

应用本发明的技术方案，泵送油缸包括：工作缸，工作缸的内壁上具有内挡环；泵送活塞杆，第一端伸出工作缸的第一端外，并可滑动地设置在所工作缸内，泵送活塞杆的第二端设置有滑动腔；泵送活塞，设置在泵送活塞杆的第二端；定位活塞，可滑动地设置在工作缸内；定位活塞杆，定位活塞杆的第一端延伸至滑动腔内，并与泵送活塞杆密封滑动连接，第二端与定位活塞固定连接，并与内挡环密封滑动配合，定位活塞杆具有杆内腔，杆内腔的第一端连通滑动腔；内挡环、泵送活塞、定位活塞、定位活塞杆和泵送活塞杆将工作缸分隔为互不相通的第一腔、第二腔、第三腔和第四腔，杆内腔的第二端连通第三腔；工作缸上具有连通至第一腔的第一连接口、连通至第二腔的第二连接口、连通至第三腔的第三连接口以及连通至第四腔的第四连接口。在使用本实施例中的泵送油缸进行泵送时，通过向第四腔内通入压力油，可以控制使定位活塞杆顶紧在内挡环上，使得定位活塞杆可以与工作缸配合，限定泵送活塞杆的工作行程，当第四腔内未有压力油时，定位活塞杆随定位活塞运动至工作缸远离内挡环的一端，使得泵送活塞杆具有更大的活动范围，可以进行更换活塞等操作。在进行泵送操作时，可以通过有选择地向第二腔和/或第三腔内通入压力油的方式来改变泵送压力的大小，实现泵送油缸的高低压泵送切换，在这个过程中，第一腔始终处于低压状态，可以使杆密封始终承受低压，降低对活塞杆密封的影响，延长活塞杆密封的使用寿命。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的泵送油缸处于泵送状态时的结构示意图；以及

图2示出了根据本发明的实施例的泵送油缸处于维护状态时的结构示意图。

附图标记：10、泵送缸体；20、定位缸体；30、泵送活塞杆；40、泵送活塞；50、定位活塞；60、定位活塞杆；11、前端盖；12、连接盖；121、内挡环；13、第一腔；131、第一连接口；14、第二腔；141、第二连接口；21、后端盖；22、第三腔；221、第三连接口；23、第四腔；231、第四连接口；24、压力油源；25、换向阀；31、滑动腔；61、杆内腔；62、止挡凸缘。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请中以工作缸的有杆腔所在端为工作缸的第一端，以工作缸的无杆腔所在端为工作缸的第二端。

如图1和图2所示，根据本发明的实施例，泵送油缸包括：工作缸，工作缸的内壁上具有内挡环121；泵送活塞杆30，泵送活塞杆30的第一端伸出工作缸的第一端外，并可滑动地设置在所工作缸内，泵送活塞杆30的第二端设置有滑动腔31；泵送活塞40，设置在泵送活塞杆30的第二端；定位活塞50，可滑动地设置在工作缸内；定位活塞杆60，定位活塞杆60的第一端延伸至滑动腔31内，并与泵送活塞杆30密封滑动连接，第二端与定位活塞50固定连接，并与内挡环121密封滑动配合，定位活塞杆60具有杆内腔61，杆内腔61的第一端连通滑动腔31。内挡环121、泵送活塞40、定位活塞50、定位活塞杆60和泵送活塞杆30将工作缸分隔为互不相通的第一腔13、第二腔14、第三腔22和第四腔23，杆内腔61的第二端连通第三腔22；工作缸上具有连通至第一腔13的第一连接口131、连通至第二腔14的第二连接口141、连通至第三腔22的第三连接口221以及连通至第四腔23的第四连接口231。

在使用本实施例中的泵送油缸进行泵送时，可以分别将第一腔13、第二腔14、第三腔22、第四腔23通过各连接口连接至不同的液压管路，然后可以通过各液压管路分别向第一腔13、第二腔14、第三腔22、第四腔23通入不同压力的压力油。当向第四腔23内通入较高压力的液压油时，可以控制定位活塞杆60向工作缸的第一端运动，使定位活塞杆60顶紧在内挡环121上，使得定位活塞杆60可以与工作缸配合，通过定位活塞杆60的第一端与泵送活塞杆30的滑动腔31的配合对泵送活塞杆30向工作缸第二端的运动形成限制，通过工作缸的第一端与泵送活塞杆30外的泵送活塞40之间的配合对泵送活塞杆30向工作缸第一端的运动形成限制，从而限定泵送活塞杆30的工作行程，使泵送活塞杆30具有较短的工作行程，此时泵送油缸处于工作状态。当第四腔23为连接至油箱时，定位活塞杆60可以在其它几个腔内的压力油的作用下随定位活塞50朝远离内挡环121的方向运动至工作缸的第二端，使得泵送活塞杆30的行程由工作缸的第一端和内挡环121限定，从而具有更大的活动范围，可以带动输送混凝土的活塞头退回至水箱内，从而对输送混凝土的活塞头进行活塞更换等操作。此外，在进行泵送操作时，还可以采用有选择地向第二腔14和/或第三腔22内通入不同压力的压力油的方式来改变泵送压力的大小，可以很方便地实现泵送油缸的高低压泵送切换，而不用去改变管路的连接位置，或者进行转阀操作，因此可以提高高低压切换的效率。在泵送油缸实现高低压切换的过程中，由于第一腔13始终处于低压状态，因此可以使泵送活塞杆30的杆密封始终承受低压，降低对泵送活塞杆30的杆密封的影响，延长活塞杆密封的使用寿命。

在本实施例中，工作缸包括泵送缸体10和设置在泵送缸体10的第二端的定位缸体20，泵送活塞杆30和泵送活塞40可滑动地设置在泵送缸体10内，定位活塞杆60和定位活塞50可滑动地设置在定位缸体20内，内挡环121设置在定位缸体20和/或泵送缸体10的连接端端部。将工作缸分为两个部分，更加便于工作缸的加工，能够降低工作缸的加工难度，此外，还便于工作缸的维修和更换，能够降低更换成本。在其它的实施例中，工作缸也可以为一体成型的结构，即将泵送缸体10和定位缸体20一起成型的结构。

第一连接口131沿泵送缸体10的径向设置在泵送缸体10的第一端，第二连接口141沿泵送缸体10的径向设置在泵送缸体10的第二端，第三连接口221沿定位缸体20的径向设置在定位缸体20的第一端，第四连接口231沿定位缸体20的轴向延伸，并设置在定位缸体20的第二端端部。由于定位缸体20的第二端并不需要跟其它部件连接，在第二端端部不存在连接的问题，因此可以将第四连接口231直接沿轴向方向延伸地设置在定位缸体20的第二端端部，便于第四连接口231的加工，也便于液压油进入第四腔23内。对于泵送缸体10而言，由于其与水箱连接，因此其第一端端面位置无法沿轴向方向布置连接口，第一连接口131被设置在其第一端端部的侧壁上。

泵送缸体10的第一端设置有前端盖11，第一连接口131设置在前端盖11上。前端盖11的内周壁与泵送活塞杆30之间具有连通间隙，可以供第一连接口131进入的压力油流动至第一腔13内，使压力油能够作用在泵送缸体10的有杆腔内。在前端盖11轴向方向的外侧设置有压盖，可以用来定位端盖的位置。泵送缸体10的第二端设置有连接盖12，泵送缸体10通过该连接盖12与定位缸体20实现连接。泵送缸体10与定位缸体20之间可以通过螺栓连接等方式实现可拆卸连接，以便于对两个缸体进行组装或者更换维护。第二连接口141沿泵送缸体10的径向方向设置在连接盖12的侧壁上，并与第二腔14连通，内挡环121位于连接盖12的内周壁上；定位缸体20的第二端设置有后端盖21，第四连接口231设置在后端盖21上。优选地，定位活塞杆60的第二端端部设置有止挡在内挡环121上的止挡凸缘62。此处的内挡环121可以属于连接盖12的一部分，由连接盖12的内周壁向内侧凸起形成，也可以与连接盖12分属两个不同的部分，在分别加工完成后组装而成。

定位活塞50具有位于定位缸体20的第一端的第一工作位置和位于定位缸体20的第二端的第二工作位置，定位活塞50位于第一工作位置时，定位活塞杆60和泵送缸体10的第一端限定泵送活塞40的第一行程，定位活塞50位于第二工作位置时，泵送缸体10的第一端和内挡环121限定泵送活塞40的第二行程，第二行程的长度大于第一行程的长度。第四腔23通过第四连接口231连接至压力油源24，压力油源24与第四连接口231之间的管路上设置有换向阀25，第四连接口231通过换向阀25可选择地连通至压力油源24或者油箱。换向阀25为两位三通换向阀。

如图1所示，在需要泵送混凝土时，可以通过采用向第四腔23内通入压力油的方式，使定位活塞50位于第一工作位置，将泵送活塞杆30限制在第一行程的活动范围内，实现泵送油缸的正常泵送。此时两位三通换向阀调整至左工位，压力油源24向第四腔23内通入压力油，将定位活塞50压紧在连接盖12上，从而使定位活塞杆60对泵送活塞杆30的左极限运动位置形成限制。

如图2所示，在需要对泵送混凝土的活塞头进行更换时，可以释放第四腔23内的压力油，使定位活塞50位于第二工作位置，此时泵送活塞杆30位于第二行程的活动范围内，具有较大行程，可以将泵送混凝土的活塞头退回到水箱位置处，从而便于对泵送混凝土的活塞头进行维护和更换。此时两位三通换向阀调整至右工位，第四腔23连通至油箱，在第三腔22内的压力油的作用下，定位活塞50向左侧运动，带动定位活塞杆60向左侧运动至定位活塞50压紧在后端盖21上；在第一腔13内的压力油的作用下，泵送活塞40带动泵送活塞杆30向左运动至泵送活塞40压紧在连接盖12上，从而使泵送活塞杆30可以向左侧运动更大距离，使得泵送活塞杆30第一端上的泵送混凝土的活塞头能够到达水箱所在的位置。优选地，在本实施例中，当泵送活塞40和定位活塞50均运动到左极限位置时，定位活塞杆60的第一端端部与泵送活塞杆30的滑动腔31的工作面之间具有活动间隙。

优选地，第二腔14的截面面积与滑动腔31的截面面积不同。当泵送油缸工作时，如果需要泵送活塞杆30伸出，可以通过三种方式来提供不同的泵送压力：

第一种是在第二腔14内通入压力油，使得第二腔14内的压力油作用在泵送活塞40和泵送活塞杆30上，从而对泵送活塞杆30提供第一泵送压力的输出，此时的第一泵送压力的大小取决于泵送活塞杆30与泵送缸体10之间的环形腔的截面积大小，可以通过第一泵送压力实现第一种低压快速泵送状态。对于泵送活塞杆30并未与第二腔14接触的情况，第一泵送压力主要取决于泵送活塞40的环形截面的大小。

第二种是在第三腔22内通入压力油，使得第三腔22内的压力油作用在泵送活塞杆30的滑动腔31内，从而对泵送活塞杆30提供第二泵送压力的输出，此时的第二泵送压力的大小取决于滑动腔31的截面积大小，可以通过第二泵送压力实现第二种低压快速泵送状态。

第三种是在第二腔14和第三腔22内同时通入压力油，使得压力油同时作用在泵送活塞40、泵送活塞杆30的与第二腔14接触的部分以及泵送活塞杆30的滑动腔31上，即作用在整个泵送缸体的无杆腔截面上，从而为泵送活塞杆30提供第三泵送压力的输出，此时的第三泵送压力的大小由泵送缸体10的无杆腔截面大小决定，可以通过第三泵送压力实现第三种泵送状态，此时泵送油缸为高压泵送状态。

在进行上述三种泵送压力调整的过程中，只需要改变压力油进入的位置，就能够很方便地实现不同的泵送压力的输出，不需要改变连接管路，也不需要进行转阀操作，因此操作更加简单方便能够降低高低压泵送的切换成本，提高高低压泵送切换的效率。

在采用上述三种不同泵送压力泵送的过程中，位于第一腔13内的压力油始终为低压压力油，因此可以有效降低压力油对杆密封的影响，延长活塞杆密封的使用寿命。

根据本发明的实施例，泵送设备包括泵送油缸，该泵送油缸为上述的泵送油缸。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、不同压力泵送状态下，有杆腔均为连通腔，定位缸体内腔与有杆腔之间无泄漏通路，不会影响泵送性能。

2、油路连接更加简单可靠，由于有杆腔均为连通腔，有杆腔与无杆腔之间没有连接管路，能够降低压力损失。

3、由于有杆腔始终只有低压，因此可有效延长活塞杆密封的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种泵送油缸，其特征在于，包括：

工作缸，所述工作缸的内壁上具有内挡环（121）；

泵送活塞杆（30），第一端伸出所述工作缸的第一端外，并可滑动地设置在所工作缸内，所述泵送活塞杆（30）的第二端设置有滑动腔（31）；

泵送活塞（40），设置在所述泵送活塞杆（30）的第二端；

定位活塞（50），可滑动地设置在所述工作缸内；

定位活塞杆（60），所述定位活塞杆（60）的第一端延伸至所述滑动腔（31）内，并与所述泵送活塞杆（30）密封滑动连接，第二端与所述定位活塞（50）固定连接，并与所述内挡环（121）密封滑动配合，所述定位活塞杆（60）具有杆内腔（61），所述杆内腔（61）的第一端连通所述滑动腔（31）；

所述内挡环（121）、泵送活塞（40）、定位活塞（50）、定位活塞杆（60）和泵送活塞杆（30）将所述工作缸分隔为互不相通的第一腔（13）、第二腔（14）、第三腔（22）和第四腔（23），所述杆内腔（61）的第二端连通所述第三腔（22）；

所述工作缸上具有连通至所述第一腔（13）的第一连接口（131）、连通至所述第二腔（14）的第二连接口（141）、连通至所述第三腔（22）的第三连接口（221）以及连通至所述第四腔（23）的第四连接口（231）。

2.根据权利要求1所述的泵送油缸，其特征在于，所述工作缸包括泵送缸体（10）和设置在所述泵送缸体（10）的第二端的定位缸体（20），所述泵送活塞杆（30）和所述泵送活塞（40）可滑动地设置在所述泵送缸体（10）内，所述定位活塞杆（60）和所述定位活塞（50）可滑动地设置在所述定位缸体（20）内，所述内挡环（121）设置在所述定位缸体（20）和/或所述泵送缸体（10）的连接端端部。

3.根据权利要求2所述的泵送油缸，其特征在于，所述第一连接口（131）设置在所述泵送缸体（10）的第一端，所述第二连接口（141）设置在所述泵送缸体（10）的第二端，所述第三连接口（221）设置在所述定位缸体（20）的第一端，所述第四连接口（231）设置在所述定位缸体（20）的第二端。

4.根据权利要求3所述的泵送油缸，其特征在于，

所述泵送缸体（10）的第一端设置有前端盖（11），所述第一连接口（131）设置在所述前端盖（11）上；

所述泵送缸体（10）的第二端设置有连接盖（12），所述第二连接口（141）设置在所述连接盖（12）上，所述内挡环（121）位于所述连接盖（12）的内周壁上；

所述定位缸体（20）的第二端设置有后端盖（21），所述第四连接口（231）设置在所述后端盖（21）上。

5.根据权利要求1所述的泵送油缸，其特征在于，所述第二腔（14）的截面面积与所述滑动腔（31）的截面面积不同。

6.根据权利要求1所述的泵送油缸，其特征在于，所述定位活塞杆（60）的第二端端部设置有止挡在所述内挡环（121）上的止挡凸缘（62）。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的泵送油缸，其特征在于，所述定位活塞（50）具有位于所述定位缸体（20）的第一端的第一工作位置和位于所述定位缸体（20）的第二端的第二工作位置，所述定位活塞（50）位于所述第一工作位置时，所述定位活塞杆（60）和所述泵送缸体（10）的第一端限定所述泵送活塞（40）的第一行程，所述定位活塞（50）位于所述第二工作位置时，所述泵送缸体（10）的第一端和第二端限定所述泵送活塞（40）的第二行程，所述第二行程的长度大于所述第一行程的长度。

8.根据权利要求7所述的泵送油缸，其特征在于，所述第四腔（23）通过所述第四连接口（231）连接至压力油源（24），所述压力油源（24）与所述第四连接口（231）之间的管路上设置有换向阀（25），所述第四连接口（231）通过所述换向阀（25）可选择地连通至所述压力油源（24）或者油箱。

9.根据权利要求8所述的泵送油缸，其特征在于，所述换向阀（25）为两位三通换向阀。

10.一种泵送设备，包括泵送油缸，其特征在于，所述泵送油缸为权利要求1至9中任一项所述的泵送油缸。