CN106194877B - 一种多级同步伸缩油缸流量补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多级同步伸缩油缸流量补偿装置，具有：成对的反方向的安装在油缸活塞(19)上的行程触发式二位二通阀(6,7)，所述二位二通阀的阀芯(8)安装在所述油缸活塞(19)的内部通道(14)；所述二位二通阀(6,7)随所述活塞在油缸内运动：当所述活塞(19)在油缸行程中部时，所述成对的二位二通阀(6,7)的行程触发开关均未触发，使所述二位二通阀关闭，实现密封；在所述油缸活塞的内部通道开设有油通道(15)，当二位二通阀(6，7)的行程触发开关触发，内部通道(14)与油通道(15)连通。装置可实现油缸伸出时为后伸出到位的某级油缸进行补油、油缸回收时为后回收到位的某级油缸进行放油。

Description

一种多级同步伸缩油缸流量补偿装置

技术领域

本发明涉及液压控制阀技术领域，尤其涉及一种多级同步伸缩油缸流量补偿装置。

背景技术

同步多级伸缩油缸在设计时尽量保证同步比(同步比为前一级活塞反腔外环面积与后一级活塞正腔面积之比)为1，但由于材料规格、加工工艺以及密封件的影响，这两者往往不可能相等，存在同步误差，导致无法实现各级油缸完全伸出或回收。若实际的同步比小于1，则油缸伸出时前一级油缸完全伸出后，后一级油缸还未完全伸出，需要在前一级油缸上设置补油装置，在前一级油缸完全伸出时为后一级油缸补充油液；反之，油缸在回收时，前一级油缸完全回收后，后一级油缸还未完全回收，需要在前一级油缸上设置放油装置，在前一级油缸完全回收时将后一级油缸多余的油液经前一级油缸回油。同样地，若实际的同步比大于1，仍需要补油、放油装置，只是将补油、放油装置设置在后一级油缸上。因此，为保证同步油缸的各级油缸能完全伸出与回收必须设置补油、放油装置，统称为同步伸缩油缸的流量补偿装置。

目前常见的同步伸缩油缸流量补偿装置是设置在各级油缸活塞底部的单向阀。但由于单向阀仅能实现补油功能，并且单向阀的开启受到活塞两端压力(即第一级油缸的无杆腔与第二级油缸的无杆腔的压力)的影响不好控制，实际的使用效果并不理想。因此，有必要研制一种既能实现补油又能放油、可靠性高的流量补偿装置。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种多级同步伸缩油缸流量补偿装置，用以解决现有流量补偿装置在各级油缸活塞底部安装单向阀，导致只能实现补油功能，且单向阀开启不好控制的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种多级同步伸缩油缸流量补偿装置，具有：成对的反方向的安装在油缸活塞(19)上的行程触发式二位二通阀(6,7)，所述二位二通阀的阀芯(8)安装在所述油缸活塞(19)的内部通道(14)，所述二位二通阀(6,7)随所述活塞在油缸内运动：当所述活塞(19)在油缸行程中部时，所述成对的二位二通阀(6,7)的行程触发开关均未触发，使所述二位二通阀关闭，实现密封；当所述活塞运动至完全伸出时，由上一级油缸端面触发其中一个所述二位二通阀行程触发开关，使所述二位二通阀开启，实现流量补偿；当所述活塞运动至完全缩回时，由上一级油缸活塞端面触发另一个反方向的所述二位二通阀行程触发开关，使所述二位二通阀开启，实现流量补偿；在所述油缸活塞的内部通道开设有油通道(15)，当二位二通阀(6，7)的行程触发开关触发，内部通道(14)与油通道(15)连通，所述油缸活塞的无杆腔侧和所述油缸有杆腔侧导通；当所述二位二通阀关闭时，所述油通道(15)阻断，所述油缸活塞的无杆腔侧和所述油缸有杆腔侧阻断，实现密封。

进一步地，所述行程触发式二位二通阀的阀芯(8)的一端设置有顶杆(18)，另一端设置有弹簧(9)，所述顶杆(18)在所述弹簧(9)的弹力作用下伸出所述活塞(19)端面，封闭所述油通道(15)，实现所述二位二通阀的关闭；伸出所述活塞(19)端面的顶杆(18)随所述活塞(19)运动至极限位置时，在外力作用下压缩弹簧(9)并缩回所述活塞(19)内，同时打开所述油通道(15)，实现所述二位二通阀的开启；其中所述活塞运动至极限位置包括所述活塞运动至完全伸出和完全缩回。

进一步地，在所述油缸活塞的内部通道设置有阀座(10)，所述弹簧(9)一端抵在所述二位二通阀的阀芯(8)端面，另一端抵在所述阀座(10)上。

进一步地，在所述二位二通阀的阀芯(8)连接有弹簧的端面设置有凹槽(17)，所述弹簧(9)安装在所述凹槽(17)内。

进一步地，在所述二位二通阀的阀芯凹槽(17)壁上开设有阻尼孔(13)，在所述油缸活塞(19)的内部通道(14)侧面开设有能够与所述阻尼孔(13)相匹配的阻尼通道(16)，当所述二位二通阀关闭时，所述阻尼孔(13)与所述阻尼通道(16)配合，连通所述凹槽(17)和所述油缸的腔体，可以使作用于阀芯端部的压力油反馈至阀芯凹槽，也就是弹簧腔，通过合理设置弹簧参数，保证阀芯不受压力扰动影响，保证密封性。

进一步地，所述二位二通阀的阀芯与所述油缸活塞的内部通道之间依次设置有O型圈和格来圈，保证动态密封性。

进一步地，根据所述多级同步伸缩油缸的流量需求，所述流量补偿装置设置有多对所述二位二通阀。

本发明有益效果如下：

本发明提供的多级同步伸缩油缸流量补偿装置可实现油缸伸出时为后伸出到位的某级油缸进行补油、油缸回收时为后回收到位的某级油缸进行放油，同时该装置设置阻尼孔作为压力反馈通道，使流量补偿装置不受各级缸容腔内压力扰动的影响，在各级油缸均未到位时阀口关闭、可靠密封，在某级油缸到位后阀口开启、可靠导通，实现补油或放油功能。由于本发明二位二通阀的反方向相对安装的，阀芯的顶杆分别朝向活塞的两侧，因此无论活塞处于完全伸出还是完全缩回状态，总有一个阀芯处于打开状态，因此各级油缸补油和放油功能均能实现。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明流量补偿装置安装结构示意图；

图2为本实施例二位二通阀结构示意图；

图3为本实施例油缸活塞完全伸出时状态图；

图4为图3所示状态下流量补偿装置的状态图；

图5为本实施例油缸活塞完全缩回时状态图；

图6为图5所示状态下流量补偿装置的状态图；

其中，1-下缸盖，2-缸体，3-一级油缸，4-二级油缸，5-上缸盖，6-第一二位二通阀，7-第二二位二通阀，8-阀芯，9-弹簧，10-阀座，11-o型圈，12-格来圈，13-阻尼孔，14-通道，15-油通道，16-阻尼通道，17-凹槽，18-顶杆，19-活塞。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

本实施例提供一种多级同步伸缩油缸流量补偿装置，在活塞内部安装有成对的两个二位二通阀，能够随着活塞运动；所述二位二通阀是一种行程触发式二位二通阀，二位二通阀的一端具有行程触发开关，当二位二通阀随着活塞运动到极限位置时，由于行程触发开关与外界阻挡物的接触(相邻油缸端面和相邻油缸活塞端面)，对行程触发开关产生外界作用力，从而触发行程触发开关，开启所述流量补偿装置，由于两个所述二位二通阀安装方向相反时，因此当活塞运动至完全伸出时，其中第一二位二通阀6与前一级油缸端面接触，触发其中第一二位二通阀开启，第二二位二通阀保持关闭，当活塞运动至完全缩回时，其中第二二位二通阀与前一级油缸活塞端面接触，触发第二二位二通阀开启，第一二位二通阀保持关闭关闭；当活塞在两个极限位置之间运动时，行程触发开关保持关闭，则二位二通阀也均保持关闭，同时保证密封性。

所述二位二通阀的阀芯安装在所述油缸活塞19的内部通道14，在所述活塞19的内部通道14侧面开设有油通道15，当二位二通阀(6，7)的行程触发开关触发，内部通道(14)与油通道(15)连通，所述油缸活塞的无杆腔侧和所述油缸有杆腔侧导通；当所述二位二通阀关闭时，所述油通道(15)阻断，所述油缸活塞的无杆腔侧和所述油缸有杆腔侧阻断，实现密封。

以二级油缸为例，安装结构如图1所示，在一级油缸3活塞19两端开设有内部通道14，在所述内部通道14内安装有反方向的两个二位二通阀，两个二位二通阀随着活塞19在油缸2内运动，当活塞19运动至完全伸出时，其中第二二位二通阀7与油缸2端面接触，触发其中第二二位二通阀7开启，第一二位二通阀6保持关闭，通过第二二位二通阀向一级油缸内补充油液，促使二级油缸活塞完全伸出；当活塞19运动至完全缩回时，其中第一二位二通阀6与下缸盖1端面接触，触发第一二位二通阀6开启，第二二位二通阀7保持关闭，通过第一二位二通阀6对一级油缸放油，从而促使二级油缸4活塞完全缩回；当活塞19在两个极限位置之间运动时，行程触发开关保持关闭，则二位二通阀也均保持关闭，同时保证密封性。

二位二通阀的具体结构如图2所示，二位二通阀的阀芯8一端设置有顶杆18，另一端设置有凹槽17，在凹槽17内部设置有弹簧9，弹簧9一端抵住在凹槽17的端面，一端抵在阀座10上，阀座10通过螺纹安装在活塞19的内部通道14上，弹簧9舒展时，所述阀芯8在弹簧9作用下与阀座10分离，阀芯8在弹簧力作用下向外移动，从而将顶杆18从活塞19内部通道14伸出，从而伸出活塞19的端面，同时封闭油通道15，将二位二通阀关闭；如果伸出活塞19端面的顶杆18受到外界作用力(当活塞运动至完全伸出或者完全缩回时)，就会缩回，同时压缩弹簧9，同时将阀芯抵靠在阀座10上，这时油通道15打开，二位二通阀开启。

二位二通阀的阀芯凹槽17壁上开设有阻尼孔13，在所述油缸活塞19的内部通道14侧面开设有能够与所述阻尼孔13相匹配的阻尼通道16，当所述二位二通阀关闭时，所述阻尼孔13与所述阻尼通道16配合，连通所述凹槽17和所述油缸的腔体，可以使作用于阀芯端部的压力油反馈至阀芯凹槽，也就是弹簧腔，通过合理设置弹簧参数，保证阀芯不受压力扰动影响，保证密封性。

二位二通阀的阀芯8与所述油缸活塞19的内部通道14之间依次设置有两个格来圈12，阀座10与油缸活塞19的内部通道14之间设置有O形圈，保证动态密封性，当阀芯8在内部通道14内运动时保证密封性。

具体在使用过程中，以二级油缸结构为例，流量补偿装置具有三种状态，其中一种状态如图1所述，在一级油缸的活塞19上安装两个方向相反的两个二位二通阀，活塞19在油缸2行程中部，两个二位二通阀的阀芯8在弹簧9的作用下伸出活塞19端面一段距离，油通道15封闭，二位二通阀关闭，使活塞19封闭，这时阻尼孔13和阻尼通道16配合，使压力油反馈至凹槽17内，保证阀芯不受压力干扰，无论阀芯8两端的压力如何变化，阀芯8均可以可靠密封，保证同步伸缩油缸各级油缸的可靠同步运动；

完全伸出状态如图3所示，将第二二位二通阀7的顶杆18朝向本级油缸的有杆腔方向，也就是指向一级油缸3方向，将第一二位二二通阀6的顶杆18朝向本级无杆腔方向，也就是下缸盖1的方向；当活塞19完全伸出时，如图4所示，第二二位二通阀的顶杆18碰触到油缸2的端面，使第二二位二通阀7的顶杆18受力缩回，直至与活塞19端面平齐，这时阀芯8在顶杆18受力的情况下也向内部通道14缩回，从而压缩弹簧9，使油通道15开启，这样油液从油缸2的无杆腔进入有杆腔，然后进入一级油缸3的无杆腔，从而对二级油缸4的活塞的完全伸出进行补油。这时第一二位二通阀处于封闭状态，阻尼通道16个阻尼孔13的配合形成压力油反馈通道，保证密封性。

完全缩回状态如图5所示，当活塞19完全缩回时，如图6所示，第一二位二通阀的顶杆18碰触到下缸盖1的端面，在下缸盖1端面的作用下，压迫顶杆18收缩，直至与活塞19端面平齐，这时阀芯8在顶杆18受力的情况下也向内部通道14缩回，从而压缩弹簧9，使油通道15开启，这样一级油缸3无杆腔内的油液通过油缸2的有杆腔进入到下缸盖1的出油口，从而实现放油功能，将二级油缸4的活塞完全缩回。对于多级同步伸缩油缸，在油缸2之前还有前一级油缸，则油液会通过油缸2的有杆腔进入到油缸2的无杆腔，然后进入到前一级的有杆腔，从而使前一级油缸活塞完全缩回。

对于多级同步伸缩油缸，其末级油缸活塞不需要安装流量补偿装置，其他级别的油缸活塞上根据需要安装流量补偿装置；对于二级油缸结构，仅需要一级油缸活塞上安装流量补偿装置。

实际应用中，可根据流量需求在活塞上设计多对二位二通阀，以满足油缸快速运动的需求。

综上所述，本发明实施例提供了一种多级同步伸缩油缸流量补偿装置，二位二通阀的反方向相对安装，阀芯的顶杆分别朝向活塞的两侧，因此无论活塞处于完全伸出还是完全缩回状态，总有一个阀芯处于发开状态，因此各级油缸补油和放油功能均能实现；同时该装置设置阻尼孔作为压力反馈通道，使流量补偿装置不受各级缸容腔内压力扰动的影响，在各级油缸均未到位时阀口关闭、可靠密封，在某级油缸到位后阀口开启、可靠导通，实现补油或放油功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多级同步伸缩油缸流量补偿装置，其特征在于，具有：

成对的反方向的安装在油缸活塞(19)上的行程触发式二位二通阀(6,7)，所述二位二通阀的阀芯(8)安装在所述油缸活塞(19)的内部通道(14)，所述二位二通阀(6,7)随所述油缸活塞在油缸内运动：

当所述油缸活塞(19)在油缸行程中部时，成对的所述二位二通阀(6,7)的行程触发开关均未触发，使所述二位二通阀关闭，实现密封；当所述油缸活塞运动至完全伸出时，由上一级油缸端面触发其中一个所述二位二通阀行程触发开关，使所述二位二通阀开启，实现流量补偿；当所述油缸活塞运动至完全缩回时，由上一级油缸活塞端面触发另一个反方向的所述二位二通阀行程触发开关，使所述二位二通阀开启，实现流量补偿；

在所述油缸活塞的内部通道开设有油通道(15)，当二位二通阀(6，7)的行程触发开关触发，内部通道(14)与油通道(15)连通，所述油缸活塞的无杆腔侧和所述油缸有杆腔侧导通；当所述二位二通阀关闭时，所述油通道(15)阻断，所述油缸活塞的无杆腔侧和所述油缸有杆腔侧阻断，实现密封；

所述二位二通阀的阀芯(8)的一端设置有顶杆(18)，另一端设置有弹簧(9)，所述顶杆(18)在所述弹簧(9)的弹力作用下伸出所述油缸活塞(19)端面，封闭所述油通道(15)，实现所述二位二通阀的关闭；伸出所述油缸活塞(19)端面的顶杆(18)随所述油缸活塞(19)运动至极限位置时，在外力作用下压缩弹簧(9)并缩回所述油缸活塞(19)内，同时打开所述油通道(15)，实现所述二位二通阀的开启；

其中所述油缸活塞运动至极限位置包括所述油缸活塞运动至完全伸出和完全缩回；

在所述油缸活塞的内部通道设置有阀座(10)，所述弹簧(9)一端抵在所述二位二通阀的阀芯(8)端面，另一端抵在所述阀座(10)上；在所述二位二通阀的阀芯(8)连接有弹簧的端面设置有凹槽(17)，所述弹簧(9)安装在所述凹槽(17)内；

在所述二位二通阀的阀芯凹槽(17)壁上开设有阻尼孔(13)，在所述油缸活塞(19)的内部通道(14)侧面开设有能够与所述阻尼孔(13)相匹配的阻尼通道(16)，当所述二位二通阀关闭时，所述阻尼孔(13)与所述阻尼通道(16)配合，连通所述凹槽(17)和所述油缸活塞外部的油缸腔体；

所述阀座(10)通过螺纹安装在所述油缸活塞(19)的所述内部通道(14)上。

2.根据权利要求1所述多级同步伸缩油缸流量补偿装置，其特征在于，所述二位二通阀的阀芯(8)与所述油缸活塞的内部通道(14)之间依次设置有O型圈(11)和格来圈(12)，保证静态、动态密封性。

3.根据权利要求1所述多级同步伸缩油缸流量补偿装置，其特征在于，根据所述多级同步伸缩油缸的流量需求，所述流量补偿装置设置有多对所述二位二通阀。