CN105570231A - 有杆腔静密封油缸 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有杆腔静密封油缸，活塞杆（6）与缸筒（5）同轴装配，活塞杆（6）沿缸筒（5）端口轴向滑动，囊膜（1）、囊膜（2）分别夹持在缸筒（5）、活塞杆（6）间隙之间，囊膜（1）与囊膜（2）的开口端分别连接在缸筒（5）、活塞杆（6）上并包围形成有杆腔（8），当有杆腔（8）为高压腔时，活塞杆（6）往活动压力面积大的囊膜（2）一方作轴向运动，有杆腔（8）容积增加，低压腔(9)向外排出油或气体，活塞杆（6）收缩。
Description
技术领域
本发明是一种新型油缸或气缸,涉及油缸采用的静密封结构,有效避免油缸渗漏油气。
背景技术
目前，公知的油缸基本构造是由缸体、活塞、密封件等组成。形成一种刚性的动密封腔体,虽然能承载较大压强，但因活塞往返运动造成密封件磨损而失效,产生油缸渗漏现象。
发明内容
本发明提供了一种油缸，油腔有杆腔为静密封腔体。从结构上解决现有油缸存在的渗、漏油问题。本发明解决这些技术问题所采用的技术方案是：油缸由囊膜分隔形成油缸的有杆腔,有杆腔是由两个囊膜开口端分别连接缸筒与活塞杆形成的静密封腔体，形成有杆腔的其中一个囊膜与缸筒、活塞杆连接的活动压力面积大，另一个囊膜与缸筒、活塞杆连接形成的活动压力面积小，当有杆腔充入油、气时，活塞杆往活动压力面积大的囊膜端运动，有杆腔容积增加。油缸拉伸与压缩过程中囊膜只与缸筒内壁、活塞杆外壁翻卷贴合，只产生贴合、分离动作。为实现囊膜承载油缸高压强的可行性，本发明解决囊膜承载高压强所采用的原理是：外壁材料相同的圆截面，半径越小，内部可施加的压强越大。
举例证明：现在公知的空气弹簧中有直径200mm的囊式空气弹簧，在最高工作压力为0.8MPa下,空气弹簧囊壁受轴向拉力为F=P×S
其中F为力，单位是N
P为气囊内部压强，单位MPa
S为气囊横截面积，单位为mm
则可得到F=0.8×πr2=25120N
计算囊式空气弹簧截面周长L=2πr=628mm
截面周长的单位长度上所受拉力Fx=F/L=40N/mm
当截面材料相同，空气弹簧直径为20mm，截面周长的单位长度所受拉力为40N/mm时，压强为P1，因此（P1×πr2）/L=40
则P1=(40×L)/πr2=(40×2πr)/πr2=80/10=8MPa
因此当空气弹簧直径为20mm时，可承受工作压力为8MPa,是200mm囊式空气弹簧承受压力0.8MPa的10倍，证明原理正确。
本发明的囊膜在腔体充入油气后形成的圆弧状截面,截面半径越小,囊膜承载的压强可以越大，因此对公知囊式空气弹簧的囊壁进行耐油设计后可作为本案专利中油缸用的囊膜，可达到囊膜承载油缸高压强的使用目的，实现囊膜承载高压强的可行性。
本发明的有益效果是，本案例油缸密封件囊膜在油缸拉伸与压缩过程中只与缸筒、活塞杆产生贴合、分离动作，没有密封件产生相对运动的磨损，而且可以承载油缸高压强，静密封腔体从结构上解决传统油缸渗漏油的问题，静密封腔体不需要因为油缸渗漏油、气而进行补偿油、气的操作，本发明的油缸承载压强大，自重轻，结构简单，加工成本低，可替换车辆普遍使用的钢板弹簧，降低整车自重，可替换工程机械用的传统油缸，避免渗漏油污染。
附图说明：下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明油缸第一个实施例的拉伸状态剖面图。
图2是本发明油缸第二个实施例的剖面图。
图3是本发明油缸第三个实施例的拉伸状态剖面图。
图4是本发明油缸第四个实施例的剖面图。
图5是本发明油缸第五个实施例的拉伸状态剖面图。
图6是本发明油缸第六个实施例的剖面图。
图7是本发明油缸第七个实施例的拉伸状态剖面图。
图8是本发明油缸第八个实施例的剖面图。
图中1.囊膜，2.囊膜，3.囊膜，4.囊膜，5.缸筒，6.活塞杆，7.有杆腔，8.有杆腔，9.低压腔。
具体实施方式
在图1第一个实施例中，活塞杆（6）与缸筒（5）同轴装配，活塞杆（6）沿缸筒（5）端口轴向滑动，囊膜（1）、囊膜（2）分别夹持在缸筒（5）、活塞杆（6）间隙之间，囊膜（1）与囊膜（2）的开口端分别连接在缸筒（5）、活塞杆（6）上并包围形成有杆腔（8），其中囊膜（2）与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积大，且囊膜（2）布置在与低压腔（9）相邻的位置，囊膜（1）与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积小，当有杆腔（8）为高压腔时，活塞杆（6）往活动压力面积大的囊膜（2）一方作轴向运动，有杆腔（8）容积增加，低压腔(9)向外排出油或气体，活塞杆（6）收缩，油缸拉伸与压缩过程中囊膜(1)、囊膜（2）只与缸筒(5)内壁、活塞杆(6)外壁翻卷贴合，图1是第一个实施例油缸拉伸状态。
在图2第二个实施例中，活塞杆（6）与缸筒（5）同轴装配，活塞杆（6）沿缸筒（5）端口轴向滑动，囊膜（1）、囊膜（2）、囊膜（3）、囊膜（4）夹持在缸筒（5）、活塞杆（6）间隙之间，囊膜（1）与囊膜（2）的开口端分别连接在缸筒（5）、活塞杆（6）上并包围形成有杆腔（8），囊膜（3）与囊膜（4）的开口端分别连接在缸筒（5）、活塞杆（6）上并包围形成有杆腔（7），囊膜（2）、囊膜（3）分别与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积大，且布置在油缸中间部位，形成双作用油缸形式。
在图3第三个实施例中，囊膜（2）与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积大，且囊膜（2）布置在活塞杆（6）伸出的一端，当有杆腔（8）通入高压油或高压气体，低压腔(9)容积增加，活塞杆（6）拉伸，图3是第三个实施例油缸拉伸状态。
在图4第四个实施例中，囊膜（1）、囊膜（2）、囊膜（3）、囊膜（4）夹持在缸筒（5）、活塞杆（6）间隙之间，囊膜（1）与囊膜（2）的开口端分别连接在缸筒（5）、活塞杆（6）上并包围形成有杆腔（8），囊膜（3）与囊膜（4）的开口端分别连接在缸筒（5）、活塞杆（6）上并包围形成有杆腔（7），囊膜（2）、囊膜（3）分别与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积大，且囊膜（2）、囊膜（3）布置在油缸两端，囊膜（1）、囊膜（4）分别与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积小，布置在油缸中间位置，形成双作用油缸形式。
在图5第五个实施例中，囊膜（1）、囊膜（2）、缸筒（5）、活塞杆（6）包围形成有杆腔（8），在油缸径向方向上囊膜（2）在囊膜（1）外侧包围，囊膜（1）两开口端分别连在活塞杆（6）、缸筒（5）内层缸筒壁上，囊膜（2）两开口端分别连在活塞杆（6）外层杆壁、缸筒（5）上，其中囊膜（2）与缸筒（5）、活塞杆（6）外层杆壁连接形成的活动压力面积大，且布置在与低压腔（9）相邻的位置。
在图6第六个实施例中，在油缸径向方向上囊膜（2）在囊膜（1）外侧包围、囊膜（3）在囊膜（4）外侧包围，囊膜（1）、囊膜（4）的两开口端分别连在活塞杆（6）、缸筒（5）内层筒壁上，囊膜（2）、囊膜（3）两开口端分别连在活塞杆（6）外层杆壁、缸筒（5）上，囊膜（1）、囊膜（2）、缸筒（5）、活塞杆（6）包围形成有杆腔（8），囊膜（3）、囊膜（4）、缸筒（5）、活塞杆（6）包围形成有杆腔（7），其中囊膜（2）、囊膜（3）分别与缸筒（5）、活塞杆（6）外层杆壁连接形成的活动压力面积大，且在布置在油缸中间位置。
在图7第七个实施例中，在油缸径向方向上囊膜（2）在囊膜（1）外侧包围，囊膜（1）的两开口端分别连在活塞杆（6）、缸筒（5）内层缸筒壁上，囊膜（2）两开口端分别连在活塞杆（6）外层杆壁、缸筒（5）上，囊膜（2）与缸筒（5）、活塞杆（6）外层杆壁连接形成的活动压力面积大，且布置在活塞杆（6）伸出的一端。
在图8第八个实施例中，在油缸径向方向上囊膜（2）在囊膜（1）外侧包围、囊膜（3）在囊膜（4）外侧包围，囊膜（1）、囊膜（4）的两开口端分别连在活塞杆（6）、缸筒（5）内层缸筒壁上，囊膜（2）、囊膜（3）两开口端分别连在活塞杆（6）外层杆壁、缸筒（5）上，囊膜（1）、囊膜（2）、缸筒（5）、活塞杆（6）包围形成有杆腔（8），囊膜（3）、囊膜（4）、缸筒（5）、活塞杆（6）包围形成有杆腔（7），其中囊膜（2）、囊膜（3）分别与缸筒（5）、活塞杆（6）外层杆壁连接形成的活动压力面积大，且在布置在油缸两端。
Claims (8)
1.一种油缸或气缸，包括囊膜（1）、囊膜（2）、缸筒（5）、活塞杆（6），其中，活塞杆（6）与缸筒（5）同轴装配，活塞杆（6）沿缸筒（5）端口作轴向滑动，囊膜（1）与囊膜（2）夹持在缸筒（5）、活塞杆（6）之间，囊膜（1）与囊膜（2）的两端口边分别与缸筒（2）、活塞杆（3）连接，其特征是：囊膜（1）、囊膜（2）、缸筒（5）、活塞杆（6）包围形成油缸的有杆腔（8），囊膜（2）与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积大于囊膜（1）与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积，且囊膜（2）与低压腔（9）相邻布置，活塞杆（6）在缸筒（5）内部一端的杆径大于在缸筒（5）外部一端的杆径。
2.根据权利要求1所述的油缸，囊膜（3）、囊膜（4）、缸筒（5）、活塞杆（6）包围形成油缸的有杆腔（7），形成双作用油缸形式，其特征是：囊膜（2）、囊膜（3）分别与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积大于囊膜（1）、囊膜（4）分别与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积，且囊膜（2）、囊膜（3）相对布置在油缸中间部位。
3.根据权利要求1所述的油缸，其特征是：囊膜（2）布置在活塞杆（6）伸出的一端，活塞杆（6）在缸筒（5）内部一端的杆径小于在缸筒（5）外部一端的杆径，注入高压油或气体后油缸伸长。
4.根据权利要求3所述的油缸，囊膜（3）、囊膜（4）、缸筒（5）、活塞杆（6）包围形成油缸的有杆腔（7），形成双作用油缸形式，其特征是：囊膜（2）、囊膜（3）分别与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积大于囊膜（1）、囊膜（4）分别与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积，且囊膜（2）、囊膜（3）相对布置在油缸两端位置。
5.根据权利要求1所述的油缸，缸筒（5）活塞杆孔的一端有内层缸筒结构，活塞杆（6）在缸筒（5）内部的一端有外层杆壁结构，其特征是：在径向方向上囊膜（2）在囊膜（1）外侧包围，囊膜（1）两开口端分别连在活塞杆（6）、缸筒（5）内层筒壁上，囊膜（2）两开口端分别连在活塞杆（6）外层杆壁、缸筒（5）的筒壁上，囊膜（2）与缸筒（5）、活塞杆（6）外层杆壁连接形成的活动压力面积大于囊膜（1）与缸筒（5）内层缸筒壁、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积，且囊膜（2）与低压腔（9）相邻布置。
6.根据权利要求5所述的油缸，缸筒（5）两端有内层缸筒结构，活塞杆（6）在缸筒（5）内部的中间部位有外层杆壁结构，囊膜（3）、囊膜（4）、缸筒（5）、活塞杆（6）包围形成油缸的有杆腔（7），形成双作用油缸形式，其特征是：囊膜（2）、囊膜（3）分别与缸筒（5）、活塞杆（6）外层杆壁，连接形成的活动压力面积大于囊膜（1）、囊膜（4）分别与缸筒（5）内层缸筒、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积，且囊膜（2）、囊膜（3）相对布置在油缸中间部位。
7.根据权利要求1所述的油缸，缸筒（5）内部有内层缸筒结构，活塞杆（6）在缸筒（5）外部的一端有外层杆壁结构，其特征是：在径向方向上囊膜（2）在囊膜（1）外侧包围，囊膜（1）两开口端分别连在活塞杆（6）、缸筒（5）的内层缸筒上，囊膜（2）两开口端分别连在活塞杆（6）外层杆壁、缸筒（5）上，囊膜（2）与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积大于囊膜（1）与缸筒（5）、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积，且囊膜（2）布置在活塞杆（6）伸出的一端，有杆腔（8）注入高压油或气体后油缸伸长。
8.根据权利要求7所述的油缸，缸筒（5）内部中间位置有内层缸筒结构，活塞杆（6）两端有外层杆壁结构，囊膜（3）、囊膜（4）、缸筒（5）、活塞杆（6）包围形成油缸的有杆腔（7），形成双作用油缸形式，其特征是：囊膜（2）、囊膜（3）分别与缸筒（5）、活塞杆（6）外层杆壁连接形成的活动压力面积大于囊膜（1）、囊膜（4）分别与缸筒（5）内层缸筒、活塞杆（6）连接形成的活动压力面积，且囊膜（2）、囊膜（3）相对布置在油缸两端部位。
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