CN106245704A - 一种氮爆式高频破碎锤 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氮爆式高频破碎锤，包括激振器、破碎锤头、驱动系统、氮爆装置以及反力架，至少一个氮爆装置设置在激振器上方，所述氮爆装置的柱塞与激振器的激振箱体固定连接，所述激振器和氮爆装置设置在反力架内，所述氮爆装置与反力架固定连接，所述激振器在反力架内沿竖直方向上作线性往复运动，并带动所述氮爆装置的柱塞压缩氮气及接受氮气膨胀力作用，所述破碎锤头上端与激振箱体底部固定连接，其下端穿过反力架底部，所述驱动系统用于为激振器提供动力。本发明可提高高频破碎锤在工作全过程的能量利用率，相对于现有液压破碎锤提高了3～6倍的产能，降低了综合油耗及噪声污染，具有有效增强破碎能力、冲击力大、破碎效率高的优势。

Description

一种氮爆式高频破碎锤

技术领域

本发明属于工程机械领域使用的液压破碎锤，特别涉及一种主要针对岩土体等材料破碎的氮爆式高频破碎锤。

背景技术

液压破碎锤作为一种冲击能量大、可靠性高、适应能力强的液压冲击机械，目前已广泛运用于采矿、山体岩石开挖、公路水泥混凝土路面大修、机场跑道大修、建筑物拆除等方面。液压破碎锤根据产生破碎力的原理，主要有液压活塞式和惯性偏心块式两种方式。

液压活塞式破碎锤的工作原理是以高压油为动力，通过控制转向阀体换向，实现活塞的往复直线运动，锤击钎杆并将力传递到所需破碎物体表面上。以氮爆式液压破碎锤为例，冲程时，破碎锤中缸的后腔进高压液压油，活塞在上缸中的压缩氮气和高压油的共同作用下冲击钎杆，钎杆输出冲击能，作用在物体上，破碎物体；回程时，中缸前腔接通高压油，推动活塞回程，并使上缸体的氮气压缩，这样完成一个工作循环。液压活塞式破碎锤中活塞是将压力能转化为机械能的冲击部件，活塞的上端伸入到上缸体内氮气中，回程时压缩氮气，氮气积蓄能量，冲程时，利用氮气的爆炸膨胀作用，将氮爆力传递给活塞，并进一步传递给钎杆。活塞中间段与连通换向阀的中缸内孔精密配合，实现换向往复运动，换向频率受到活塞回程的换向长度的影响，在液压压力一定的情况下，活塞回程越短，冲击频率越大，冲击能越小，作用在物体的击打力就越小，对于要求冲击能和击打力较大的中重型液压破碎锤的，冲击频率一般不超过1200次/min。同时，活塞的下端直接冲击钎杆，活塞冲击端面经常出现下凹、崩裂、掉块，活塞与中缸精密配合段拉伤、断裂等病害，一般一支活塞的使用寿命在4-5个月（按每日工作8小时计算），而活塞的加工精度和原材料要求高，加工时消耗材料多，因此，液压活塞式破碎锤的使用成本较高。

惯性偏心块式破碎锤的工作原理是指将液压能传递给液压马达，带动振动箱内的若干个偏心轮转动产生离心力，并将力传递到破碎头，形成对物体的冲击破碎。现有的惯性偏心块式破碎锤结构中，由于激振器采用液压马达驱动，通过调节液压流量控制液压转速，调节液压压力控制转矩，因此锤击频率和锤击力更容易控制，锤击频率可达1300~3000次/min，因此相比液压活塞式破碎锤，这种高频破碎锤具有击打频率高、产能高、综合能耗低、易损件少及维护量少等优势。为减少震动及噪音，高频破碎锤在破碎机构的安装台上设置了减振装置，该减震装置一般设置成普通弹簧或者空气弹簧，该空气弹簧包含橡胶气囊和螺旋弹簧，螺旋弹簧置于橡胶气囊内部。该空气弹簧一方面主要起缓冲作用外，另一方面，设置于橡胶气囊内部的螺旋弹簧还可以通过释放弹力在一定程度上可以增加一小部分振动破碎能力。但由于在实际应用中，高频破碎锤在高频往复运动状态下，螺旋弹簧具有一定的滞后性，螺旋弹簧的增强破碎能力有限，如果设置不合理，甚至可能产生反效果，即在激振器向下运动锤击物体时，由于弹簧的弹性恢复力作用，产生一个与激振器运动方向相反的弹性恢复力的作用，使得作用在物体上的破碎力抵消了一部分。工作过程中，由于高频破碎锤的激振器的水平离心力是相互抵消的，只存在竖向离心力，且是相互叠加的，上下运动状态下结构都存在较大的运动能量，向下运动时通过破碎作用消耗大部分能量，还有一部分能量转化为反弹运动的能量，并与激振器在竖直向上的离心运动产生的能量产生叠加，该向上运动的能量除了一部分克服重力势能外，大部分转化为空气弹簧的势能以及压缩空气转化的热能，由于螺旋弹簧的高频往复运动，造成很大一部分能量通过弹簧及空气的发热而浪费掉了，同时，由于空气弹簧的发热，也会进一步引响该减震装置的性能及寿命。因此，该结构存在能量利用率仍然不高、增强破碎能力有限、减震装置寿命降低等问题，而且在击打时容易水平偏移，造成无法使破碎位置精确到点。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种噪音低、可增强破碎能力、能量利用率高、破碎效率高的氮爆式高频破碎锤。

本发明技术的技术方案实现方式：一种氮爆式高频破碎锤，其特征在于：包括激振器、破碎锤头、驱动系统、氮爆装置以及反力架，至少一个氮爆装置设置在激振器上方，所述氮爆装置的柱塞与激振器的激振箱体固定连接，所述激振器和氮爆装置设置在反力架内，所述氮爆装置与反力架固定连接，所述激振器在反力架内沿竖直方向上作线性往复运动，并带动所述氮爆装置的柱塞压缩氮气及接受氮气膨胀力作用，所述破碎锤头上端与激振箱体底部固定连接，其下端穿过反力架底部，所述驱动系统用于为激振器提供动力。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，其所述激振器包含激振箱体、安装在激振箱体上的振动轴、安装在振动轴上的偏心轮以及振动轴之间相互啮合的齿轮，所述激振器至少包含两根振动轴，所述振动轴横向排列，且所述振动轴的中心轴构成一平面，所述平面的中心法线与氮爆装置的中心轴线及破碎锤头的中心轴线平行或重合，每根振动轴上的偏心轮的数量至少包含一个，所述偏心轮按同步反向运动，水平方向的离心力相互抵消，竖向方向的离心力相互叠加。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，其所述激振器包含激振箱体、安装在激振箱体上的振动轴、安装在振动轴上的偏心轮以及振动轴之间相互啮合的齿轮，所述激振器至少包含两根振动轴，所述振动轴竖向排列，且所述振动轴的中心轴构成一竖面，所述竖面与氮爆装置的中心轴线及破碎锤头的中心轴线平行或重合，每根振动轴上的偏心轮的数量至少包含一个，所述偏心轮按同步反向运动，水平方向的离心力相互抵消，竖向方向的离心力相互叠加。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，其在所述反力架内设置有导向限位装置，所述导向限位装置包括用于对激振器水平运动进行限制的第一导向限位装置，所述第一导向限位装置包括至少一对相对地设置在反力架与激振箱体之间的导向座以及导轨。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，其所述导向限位装置还包括用于对破碎锤头进行导向限位的第二导向限位装置，所述第二导向限位装置包括设置在反力架底部的导向限位体以及设置在导向限位体上端面的缓冲垫块，所述导向限位体为沿纵向延伸的凸台结构，所述导向限位体设置有通孔，所述通孔孔径不小于破碎锤头中间部分的外径，所述破碎锤头穿过第二导向限位装置且与第二导向限位装置保持动配合关系。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，当激振器振动轴横向排列时，其所述反力架包括反力架外壳、反力架内壳以及顶盖，所述反力架外壳、反力架内壳和顶盖固定连接在一起构成整体结构，所述第一导向限位装置设置在反力架内壳的内侧壁与激振器箱体外侧壁之间，所述第二导向限位装置的导向限位体设置在反力架内壳底部，所述氮爆装置顶部与顶盖固定连接，所述驱动系统贯穿反力架外壳的侧壁。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，当激振器振动轴竖向排列时，其所述反力架包括反力架外壳和顶盖，所述反力架外壳和顶盖固定连接在一起构成整体结构，所述第一导向限位装置设置在反力架外壳的内侧壁与激振器箱体外侧壁之间，所述第二导向限位装置的导向限位体设置在反力架外壳底部，所述氮爆装置顶部与顶盖固定连接，所述驱动系统贯穿反力架外壳的侧壁。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，其所述破碎锤头在导向限位体的上方、靠近破碎锤头上端设有沿纵向延伸的突出部分，当激振器运动至下极限位置时，所述破碎锤头的突出部分与缓冲垫块接触，所述激振器从上极限位置运动至下极限位置的运动幅度不大于所述氮爆装置的柱塞由上极限位置移动到下极限位置的行程。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，其当所述激振器上方仅设置有一个氮爆装置时，所述氮爆装置设置在激振器运动方向的中心纵轴线上，当所述激振器上方设置有多个氮爆装置时，所述多个氮爆装置以激振器运动方向的中心纵轴线对称分布，所述氮爆装置的中心轴线、激振器的中心轴线以及破碎锤头的中心轴线平行或重合，并且与激振器的运动方向平行。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，其所述氮爆装置包括缸体以及置于缸体内的柱塞，所述缸体下部沿纵向设置有至少两道向缸体内侧凸起的导向臂，所述柱塞与导向臂之间设置有密封装置，所述缸体与柱塞配合，在所述缸体内、柱塞上方形成充满一定压力氮气的缸体腔，在所述缸体内、相邻两道导向臂之间形成充满一定压力油液的储油腔，所述储油腔内的油压不小于缸体腔内的初始气压，在所述缸体的侧壁设置有与储油腔连通的油孔，所述柱塞顶部沿径向向外侧形成凸起部，所述柱塞顶部的凸起部与缸体内最上面一道导向臂配合，形成柱塞的下极限位置，所述缸体为上下贯通开口的结构，在所述缸体顶部固定连接有顶盖，在所述顶盖上设置有与缸体腔连通的气孔。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，其所述氮爆装置的缸体腔内的氮气压力值控制在0Mpa～15Mpa之间，所述氮气压力值优选0.5Mpa～5Mpa之间。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，其在所述柱塞底部连接有安装限位板，所述安装限位板用于对柱塞的上极限行程进行控制，所述安装限位板的外径或边长大于柱塞的外径，当所述柱塞在下极限位置时，所述安装限位板上端面至缸体下端面之间的距离为柱塞的上下极限运动幅度b，即柱塞由下极限位置移动到上极限位置或者由上极限位置移动到下极限位置的行程，所述柱塞的上下极限运动幅度b小于柱塞在下极限位置时缸体内腔体的净高度a。

本发明所述的氮爆式高频破碎锤，其所述顶盖内壁设置有向下的延伸部分，所述延伸部分底面与柱塞顶面之间的距离d不大于缸体底面与安装限位板之间的距离b，所述延伸部分用于对柱塞的上极限行程进行控制，所述延伸部分的底面与顶盖内壁之间的距离c满足安全行程要求，当柱塞运动至上极限位置时，所述柱塞顶部与延伸部分接触。

基于上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置氮爆装置，可提高高频破碎锤在全过程的能量利用率，当高频破碎锤做回程运动时，该结构能将激振器的反弹运动和激振器在竖直向上的离心运动的动能通过压缩氮爆装置的氮气，将其能量储存，当高频破碎锤向下锤击破碎物体时，将绝大部分储存的能量转化为向下击打的氮爆力，此时，作用在激振器的氮爆力、激振器的自身重力和激振器的激振力三者叠加作用，迅速破碎物体，因此本发明的高频破碎锤具有有效增强破碎能力、冲击力大、破碎效率高、能量利用率高的优势。

2、由于高频破碎锤在回程运动过程中，压缩的是氮爆装置的氮气，不存在与刚性结构之间碰撞等问题，因此，使得本发明的高频破碎锤噪音更低，可以应用在噪音要求较高的场合。

3、本发明的高频破碎锤的工作频率高，一般能够达到2000～3000次/分，产能提高了3~6倍。

4、本发明的高频破碎锤中设置了多道导向限位装置，能够在击打时限制机构的水平（或横向）的位移偏差，防止无法精确击打到点的问题。同时，所设置的导向限制装置具有防止空打对结构损伤的作用。

5、本发明的高频破碎锤由于不存在在高频往复运动中螺旋弹簧发热而导致性能及寿命降低的问题，因此使得易损件及维修量更少，设备使用寿命更长。

6、与现有的活塞式液压破碎锤相比，本发明的高频破碎锤改变了传统的往复活塞式工作原理，解决了现有活塞式液压破碎锤工作频率不高、结构复杂、换向控制困难、活塞缸体加工难度大的缺点。

7、本发明中的氮爆装置把高难度的高压气体动密封转化为相对比较成熟、容易的高压油的动密封，因此其动密封更容易实现，可靠性更高；而且利用储油腔内高压油本身来密封高压气体，使得氮爆装置的密封从单一的固体密封变为固体和液体两种方式密封，提高了氮爆装置的密封效果，同时这种结构可使氮气腔与储油腔的压差降低，使得密封装置的接触压力降低，从而进一步降低了动密封的难度；此外，储油腔内的油液可长期有效地起到润滑作用，降低柱塞与密封装置的摩擦力，同时储油腔内的油液还可以持续吸收因柱塞与密封装置在高速高频工作中产生的热量，从而进一步降低温度，提高密封装置的寿命，降低了柱塞拉伤和密封失效等问题

8、本发明中的氮爆装置对柱塞的上下行程进行了精确的控制，可适用于复杂工作环境，起到有效保护氮爆装置的目的。

附图说明

图1是本发明的激振器横排时高频破碎锤的结构示意图。

图2是图1中去除反力架的结构示意图。

图3是图1中去除反力架和激振箱盖的两振动轴的结构示意图。

图4是图1中去除反力架和激振箱盖的三振动轴的结构示意图。

图5是本发明中氮爆装置的结构剖面图。

图6是本发明中氮爆装置的一种上限位实施例。

图7是本发明中氮爆装置的另一种上限位实施例。

图8是本发明中激振器横排时的反力架结构示意图。

图9是本发明中激振器横排时反力架内壳的结构示意图。

图10是本发明中激振器竖排时高频破碎锤的结构示意图。

图11是本发明中激振器竖排时反力架的结构示意图。

图12是本发明中竖排式两振动轴激振系统结构示意图。

图13是本发明中竖排式三振动轴激振系统结构示意图。

图14是本发明中竖排式四振动轴激振系统结构示意图。

图中标记：1为激振器，11为激振箱体，12为振动轴，13为偏心轮，14为齿轮，111为激振箱顶部，112为激振箱体侧壁，113为激振箱底部，2为破碎锤头，21为安装部分，22为突出部分，23为中间部分，24为锤头头部，3为驱动系统，31为液压马达，4为氮爆装置，41为缸体，43为柱塞，44为密封装置，46为防尘罩，412为顶盖，413为缸体腔，414为储油腔,415为气孔，416为油孔，417为延伸部分，421为安全阀,422为充气阀，431为凸起部，433为安装限位板，511为导向座，512为导轨，521为导向限位体，522为缓冲垫块，6为反力架，61为反力架外壳，62为反力架内壳，63为顶盖，611为外壳侧壁，612为臂部，613为底板，614为面板，621为内壳侧壁，622为底板，623为延伸安装平台。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

尽管本发明容许有不同形式的实施例，但本说明书和附图仅仅公开了如本发明的示例的一些特定形式。然而本发明并不试图限于所述的实施例。本发明的范围在所附的权利要求中给出。

为了方便描述，本发明的实施例以典型的取向示出，所述取向使得当氮爆装置竖直静置时以柱塞或活塞杆为底，气阀为顶部，描述中使用的“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等术语都是参照这个位置而使用的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，应理解的是本发明可以不同于所述的位置的取向进行制造、存放、运送、使用和销售。

本发明的高频破碎锤适用于破碎各种岩土材料、混凝土材料或其他具有一定结构和强度的材料，例如可用于包含但不限于山体岩石、土体开挖，矿物开挖，公路路面结构、市政道路路面结构、机场跑道、港口道路、房屋结构、桥梁结构的破碎。

本发明的高频破碎锤可适用于各种传统或特定的机械载体，包含但不限于各种挖掘机等，其细节虽然没有示出或描述，但是这对于本领域技术人员以及理解这种机械载体的人员来说将是显而易见的。在此描述的这种机械载体本身不形成本发明的高频破碎锤的最主要方面的任何部分，因此不试图对其进行限制。本领域技术人员还将理解的是新颖的且非显而易见的创造性方面唯有在本发明所述的高频破碎锤中得到具体的体现。

尽管与本发明的高频破碎锤结合使用的机械载体不构成本发明本身的最主要方面的一部分，但是应认识到，高频破碎锤的至少一部分可选择性地可设置成为机械载体的整体一部分或延伸部分。然而，在所示的优选实施例中，高频破碎锤是完全分开的物品或单元（例如单独的高频破碎锤），其可包含一个单件或者多个件的组件，并适于可移动地或不可移动地安装在机械载体上。

本发明中，所述氮爆式高频破碎锤，包括激振器1、破碎锤头2、驱动系统3、氮爆装置4以及反力架6，至少一个氮爆装置4设置在激振器1上方，当所述激振器1上方仅设置有一个氮爆装置4时，所述氮爆装置4设置在激振器1运动方向的中心纵轴线M上，当所述激振器1上方设置有多个氮爆装置4时，所述多个氮爆装置4以激振器1运动方向的中心纵轴线M对称分布，所述氮爆装置4的柱塞43与激振器1的激振箱体11固定连接，所述激振器1和氮爆装置4设置在反力架6内，所述反力架用于保护激振器等内部构件以及外接机械载体，并提供反力，所述氮爆装置4与反力架6固定连接，所述激振器1在反力架6内沿竖直方向上作线性往复运动，并带动所述氮爆装置4的柱塞43压缩氮气及接受氮气膨胀力作用，所述氮爆装置具有储能减振、增强向下振动能力的作用，所述破碎锤头2上端与激振箱体11底部固定连接，其下端穿过反力架6底部，用于击打破碎物体，所述氮爆装置4的中心轴线、激振器1的中心轴线以及破碎锤头2的中心轴线平行或重合，并且与激振器1的运动方向平行，所述驱动系统3用于为激振器1提供动力。

其中，所述激振器1包含激振箱体11、安装在激振箱体11上的振动轴12、安装在振动轴12上的偏心轮13以及振动轴12之间相互啮合的齿轮14，所述激振箱体11包含激振箱顶部111、激振箱体侧壁112以及激振箱底部113。所述激振器1至少包含两根振动轴12，每根振动轴12上的偏心轮13的数量至少包含一个，通过齿轮14相互啮合的相邻振动轴12之间按同步反向运动。为使激振器1在竖直（或纵向）方向上作直线往复振动，激振器1的所有偏心轮13在运动过程中其水平（或横向）方向的离心力相互抵消，竖向（或纵向）方向的离心力相互叠加。其中，至少一根振动轴12外接驱动系统，与激振器1连接的外接驱动系统包含但不限于电动式、电液式、电磁式、液压式的一种。在本实施例中，所述驱动系统包括液压马达31，所述液压马达安装在激振器1的激振箱体11上，并与振动轴12联接上，液压马达带动所述偏心组件旋转，产生激振力。

如图1至4所示，示出了本发明的氮爆式高频破碎锤激振器横排式的一种优选实施例，激振器1包含激振箱体11、安装在激振箱体11上的振动轴12、安装在振动轴上的偏心轮13以及振动轴12之间相互啮合的齿轮14，所述激振器1至少包含两根振动轴12，所述振动轴12横向排列，且振动轴12的中心轴构成一平面，所述平面的中心法线与氮爆装置4的中心轴线及破碎锤头2的中心轴线重合，每根振动轴12上的偏心轮13的数量至少包含一个，偏心轮13按同步反向运动，水平方向的离心力相互抵消，竖向方向的离心力相互叠加。

其中，如图3所示，为本发明中为横排式两振动轴时激振系统的一种优选实施例。所述振动轴包含一根主动轴和一根从动轴；特殊地，振动轴可以是两根主动轴，即两根振动轴均与液压马达连接。其中，主动轴和从动轴横向排列，并且主动轴和从动轴的中心轴构成一水平面，该水平面的中心法线与激振系统的中心纵向轴线M重合，该中心纵向轴线M与氮爆装置中心轴线、破碎锤头中心轴线重合。因此，本实施例所给出的结构能够使得氮爆力、激振器的激振力以及结构重力在同一条作用线上，也使得它们的运动在同一条线上。

为了实现横排式两振动轴激振系统在水平方向的离心力相互抵消，竖直方向的离心力相互叠加，必须具备如下条件：（1）与主动轴和从动轴连接的偏心轮规格相同或者两偏心轮产生的离心力相同，本实施例优选地将主动轴和从动轴上的偏心轮规格设为相同。（2）两偏心轮在初始安装时，保证两偏心轮沿纵向轴线M放置同轴心位置时关于纵向轴线M对称；（3）通过齿轮相互啮合，实现主动轴和从动轴强制同步。

其中，如图4所示，为本发明中横排式三振动轴时激振系统的一个优选的实施例。所述激振器设置三根振动轴，其中，主动轴的数量为一根，从动轴的数量为两根，主动轴的左、右位置各布置有一根从动轴。主动轴和从动轴横向排列，并且主动轴和从动轴的中心轴构成一水平面，该水平面的中心法线与激振系统的一中心纵向轴线M重合，该中心纵向轴线M与氮爆装置中心轴线、破碎锤头中心轴线重合。因此，本实施例所给出的结构能够使得氮爆力、激振器的激振力、结构重力在同一条作用线上，也使得它们的运动在同一条线上。

为了实现横排式三振动轴破碎系统在水平方向的离心力相互抵消，竖直方向的离心力相互叠加，必须具备如下条件：（1）与主动轴连接的偏心轮和与从动轴连接的偏心轮规格不相同，与从动轴连接的两个偏心轮规格可相同或不同，但须满足与从动轴连接的偏心轮产生的离心力的合力与主动轴连接的偏心轮产生的离心力相同，本实施例优选地将从动轴上的两偏心轮规格设为相同；（2）三偏心轮在初始安装时，保证与从动轴连接的偏心轮具有相同初始相位，并且与从动轴连接的偏心轮和与主动轴连接的偏心轮沿纵向轴线M放置同轴心位置时初始位置关于纵向轴线M对称；（3）通过齿轮相互啮合，实现主动轴和从动轴强制同步。

如图10至14所示，示出了本发明的氮爆式高频破碎锤激振器竖排式的一种优选实施例。激振器1包含激振箱体11、安装在激振箱体11上的振动轴12、安装在振动轴上的偏心轮13以及振动轴12之间相互啮合的齿轮14，所述激振器1至少包含两根振动轴12，所述振动轴12竖向排列，且所述振动轴12的中心轴构成一竖面，所述竖面与氮爆装置4的中心轴线及破碎锤头2的中心轴线重合，每根振动轴12上的偏心轮13的数量至少包含一个，所述偏心轮13按同步反向运动，水平方向的离心力相互抵消，竖向方向的离心力相互叠加。

其中，如图12所示，为本发明中激振器的一种优选实施例，为竖排式两振动轴激振系统。所述激振器设置两根振动轴，所述振动轴包含一根主动轴和一根从动轴；特殊地，振动轴可以是两根主动轴，即两根振动轴均与液压马达连接。其中，主动轴和从动轴竖向排列，并且主动轴和从动轴的中心轴构成一竖直面，该竖直面与激振系统的中心纵向轴线M重合，该中心纵向轴线M与氮爆装置中心轴线、破碎锤头中心轴线重合。因此，本实施例所给出的结构能够使得氮爆力、激振器的激振力以及结构重力在同一条作用线上，也使得它们的运动在同一条线上。

为了实现竖排式两偏心激振系统在水平方向的离心力相互抵消，竖直方向的离心力相互叠加，必须具备如下条件：（1）与主动轴和从动轴连接的偏心轮规格相同或者两偏心轮产生的离心力相同，本实施例优选地将主动轴和从动轴上的偏心轮规格设为相同。（2）两偏心轮在初始安装时，保证两偏心轮沿纵向轴线M放置同轴心位置时关于纵向轴线M对称；（3）通过齿轮相互啮合，实现主动轴和从动轴强制同步。

如图13所示，为本发明中激振器的另一个优选的实施例，为竖排式三振动轴激振系统。所述激振器设置三根振动轴，其中，主动轴的数量为一根，从动轴的数量为两根，主动轴的上、下位置各布置有一根从动轴。主动轴和从动轴竖向（或纵向）排列，并且主动轴和从动轴的中心轴构成一竖直面，该竖直面与激振系统的一中心纵向轴线M重合，该中心纵向轴线M与氮爆装置中心轴线、破碎锤头中心轴线重合。因此，本实施例所给出的结构能够使得氮爆力、激振器的激振力、结构重力在同一条作用线上，也使得它们的运动在同一条线上。

为了实现竖排式三偏心破碎系统在水平方向的离心力相互抵消，竖直方向的离心力相互叠加，必须具备如下条件：（1）与主动轴连接的偏心轮和与从动轴连接的偏心轮规格不相同，与从动轴连接的两个偏心轮规格可相同或不同，但须满足与从动轴连接的偏心轮产生的离心力的合力与主动轴连接的偏心轮产生的离心力相同，本实施例优选地将从动轴上的两偏心轮规格设为相同；（2）三偏心轮在初始安装时，保证与从动轴连接的偏心轮具有相同初始相位，并且与从动轴连接的偏心轮和与主动轴连接的偏心轮沿纵向轴线M放置同轴心位置时初始位置关于纵向轴线M对称；（3）通过齿轮相互啮合，实现主动轴和从动轴强制同步。

如图14所示，为本发明中激振器的另一个优选的实施例，为竖排式四振动轴激振系统。所述激振器设置四根振动轴，其中，主动轴和从动轴的数量各为两根，相应地，与主动轴连接的液压马达的数量也为两个。主动轴和从动轴竖向（或纵向）排列，并且主动轴和从动轴的中心轴构成一竖直面，该竖直面与破碎系统的一中心纵向轴线M重合，该中心纵向轴线M与氮爆装置中心轴线、破碎锤头中心轴线重合。因此，本实施例所给出的结构能够使得氮爆力、激振器的激振力、结构重力在同一条作用线上，也使得它们的运动在同一条线上。

为了实现竖排式四偏心破碎系统在水平方向的离心力相互抵消，竖直方向的离心力相互叠加，必须具备如下条件：（1）与主动轴和从动轴连接的偏心轮规格相同，或者与从动轴连接的偏心轮产生的离心力的合力和与主动轴连接的偏心轮产生的离心力合力相等，主动轴上偏心轮输出的离心力合力与从动轴上偏心轮输出的离心力合力相等；或者还存在另一种情况，以任意两根振动轴上的偏心轮为一组，只需满足任意一组的偏心轮在水平方向的离心力相互抵消或者其中一组偏心轮的离心力的合力与另一组偏心轮的离心力的合力相互抵消，该种布置可以与主动轴和从动轴无关。本实施例优选地将主动轴和从动轴上的偏心轮规格设为相同。（2）四偏心轮在初始安装时，保证间隔的两偏心轮初始相位相同，相邻的两偏心轮的沿中心纵向轴线M放置同轴心位置时初始位置关于中心纵向轴线M对称；（3）通过齿轮相互啮合，实现主动轴和从动轴强制同步。

可以预期地，以上实施例中，激振器1的安装方式可以有多种，偏心轮13可以内装在激振箱体11里面，也可以外挂在激振箱体11外面，或者两者都有；偏心轮13之间可以相对式布置，也可以相错式布置，相对式布置限定相邻偏心轮13的垂直于振动轴12的中心横截面重合，相错式布置限定相邻偏心轮的垂直于振动轴的中心横截面错开一定距离。可替换地，也可用构架代替激振箱体11，振动轴12安装在构架上。

如图8至11所示，高频破碎锤在工作过程中，一方面为了保证激振器不发生横向偏移，使得破碎锤头对某一位置能够持续精确击打，另一方面为了保证与激振器上表面联接的柱塞能够平行于缸体的中心轴线运动，防止因柱塞偏移导致密封装置损坏，氮气泄漏而失效，本高频破碎锤在所述反力架6内设置有导向限位装置，所述导向限位装置包括用于对激振器1水平运动进行限制的第一导向限位装置以及用于对破碎锤头2进行导向限位的第二导向限位装置。

其中，所述第一导向限位装置包括至少一对相对地设置在反力架6与激振箱体11之间的导向座511以及设置在激振箱体11外侧面的导轨512。特殊的，导轨512可以是激振器外侧面的一部分，所述部分设置成凸起构形，导向座511可以是反力架内侧面的一部分，所述部分设置成凹形构形。可以预期的，上述第一导向限位装置的导向座511和导轨512的设置位置可以互换。同时，可替换地，第一导向限位装置还可以设置成滚珠式构形。

所述第二导向限位装置包括设置在反力架6底部的导向限位体521以及设置在导向限位体521上端面的缓冲垫块522，优先的，所述导向限位体521为沿内部纵向延伸的凸台结构，但也不排除为向外侧延伸的凸台结构，所述导向限位体521所述导向限位体521设置有通孔，所述通孔孔径不小于破碎锤头2中间部分的外径，所述破碎锤头2穿过第二导向限位装置且与第二导向限位装置保持动配合关系，所述导向限位体521使得破碎锤头只允许上下运动，横向运动被约束，进一步提高了高频破碎锤的锤击一点的精度和稳定性，这种设置尤其有利于破碎岩石表面极不平整的情况。所述缓冲垫块522与导向限位体521可以有多种方式连接，包含但不限于粘接、焊接、螺栓连接等。破碎锤头2在导向限位体521的上方、靠近破碎锤头上端设有沿纵向延伸的突出部分22，当激振器1运动至下极限位置时，所述破碎锤头的突出部分22与缓冲垫块522接触，所述激振器1从上极限位置运动至下极限位置的运动幅度不大于所述氮爆装置4的柱塞43由上极限位置移动到下极限位置的行程。即在工作状态时，缓冲垫块522与导向限位体521连同破碎锤头的突出部分22一起，可以用于当激振器运动至极限位置时提供防空打作用。即当激振器启动后，由于提升动作或遇到其他情况下，导致激振器的激振力并没有击打破碎物体时，激振器运动到下极限位置，此时破碎锤头的突出部分22被限制在第二导向限位装置上，并通过缓冲垫块522实现减震消能，从而防止空打现象对结构的严重损害。在非工作状态时，高频破碎锤头需要被提起，此时，破碎锤头的突出部分22也被限制在第二导向限位装置上，起到静态支撑作用。无论是在工作状态还是非工作状态，激振器1向下运动的极限位置始终应小于在运动到下极限位置时保证氮爆装置柱塞43上端面不离开缸体41的距离。

其中，当激振器1的振动轴12横向排列时，如图8、图9所示，所述反力架6包括反力架外壳61、反力架内壳62以及顶盖63，所述反力架外壳61、反力架内壳62和顶盖63固定连接在一起构成整体结构。反力架外壳61包括一对相对放置的外壳侧壁611以及与外接机械载体的连接部分，所述连接部分为从侧壁斜向上延伸一定长度的臂部612，所述臂部612至少设置有一对连接销钉（或吊耳），用于外接机械载体，例如挖掘机等；所述反力架内壳62包括一对相对放置的内壳侧壁621、连接两侧壁的底板622以及用于与顶盖63连接接的延伸安装平台623。所述导向座511设置在反力架内壳62的内侧壁，所述导轨512设置在反力架外壳61的外侧壁，所述导向限位体521设置在反力架内壳62内底部，所述氮爆装置4顶部与顶盖63固定连接，所述驱动系统3设置在反力架外壳61侧壁上。

当激振器1的振动轴12竖向排列时，如图10、图11所示，所述反力架6包括反力架外壳61和顶盖63，所述反力架外壳61和顶盖63固定连接在一起构成整体结构，所述第一导向限位装置设置在反力架外壳61的内侧壁与激振器箱体11外侧壁之间，所述第二导向限位装置的导向限位体521设置在反力架外壳61底板613，所述氮爆装置4顶部与顶盖63固定连接，所述驱动系统3贯穿反力架外壳61的侧壁。反力架外壳61的侧壁611之间设置了连接杆或面板614以固定反力架外壳61，反力架外壳61顶部与顶盖63通过螺栓固接，反力架外壳61通过设置在其上的斜向上延伸的臂部612的至少一对连接销钉或连接孔与外部机械载体（未示出）联接。

如图5所示，为本发明中氮爆装置的一种结构示意图，所述氮爆装置4包括缸体41以及置于缸体41内的柱塞43，所述缸体41下部沿纵向设置有至少两道向缸体41内侧凸起的导向臂，在本实施例中，优选两道导向臂，即第一导向臂和第二导向臂，所述柱塞43顶部沿径向向外侧形成凸起部431，所述柱塞43顶部的凸起部431与缸体41内最上面的第一导向臂配合，形成柱塞43的下极限位置，所述柱塞43与导向臂之间设置有密封装置44，所述缸体41与柱塞43配合，在所述缸体41内、柱塞43上方形成充满一定压力氮气的缸体腔413，在所述缸体41内、第一导向臂和第二导向臂之间形成充满一定压力油液的储油腔414，所述缸体腔内的氮气压力值可控制在0MPa～15MPa之间，由于氮气压力值控制在小于5MPa以内时，氮气接近绝热工作状态，在此工作状态下转化为热量比较小，有利于更高效率的能量转化。当氮气压力值大于5Mpa时，不仅转化为热量的量增加，而且会造成高频破碎锤的启动困难，因此，一般优选地将氮气压力值控制在0.5～5Mpa之间。

其中，所述储油腔414内的油压不小于缸体腔413内的初始气压，在所述缸体41的侧壁设置有与储油腔414连通的油孔416，用于注入或排出油液，所述缸体41为上下贯通开口的结构，在所述缸体41顶部固定连接有顶盖412，在所述顶盖412上设置有与缸体腔413连通的气孔415，所述柱塞用于压缩氮气和接受氮气膨胀力，所述缸体腔具有足够的空间以提供柱塞在上下极限运动的空间。

为了解决气体动密封干摩擦状态引起摩擦力大、磨损严重导致高压气体产生泄漏，降低动密封寿命的问题，尤其是针对要求能在高频高速运动的工作环境条件，本发明中氮爆装置的带储油腔的结构设计把高难度的高压气体动密封转化为相对比较成熟简单的高压油的动密封，并利用高压油液自身密封高压气体的方式，进一步提高其密封效果，同时高压油液还能对氮爆装置起到自润滑和降低温度的作用，因此该氮爆装置能大大提高其工作频率和使用寿命。

为保证氮爆装置安全、稳定工作，氮爆装置设置了多种提供柱塞或活塞杆的上极限行程控制方式，这种上极限行程控制使得氮爆装置适用于复杂工作环境下使用，例如，由于操作不当导致破碎设备突然落地，或者由于工程条件复杂（例如表面凹凸不平），导致氮爆装置过行程，使其承受过大的压力情况。

一种优选地控制柱塞上极限行程的实施例，如图6所示，在所述柱塞43底部连接有安装限位板433，所述安装限位板433用于对柱塞43的上极限行程进行控制，所述安装限位板433的外径或边长大于柱塞43的外径，当所述柱塞43在下极限位置时，所述安装限位板433上端面至缸体41下端面之间的距离为柱塞43的上下极限运动幅度b，即柱塞43由下极限位置移动到上极限位置或者由上极限位置移动到下极限位置的行程，所述柱塞43的上下极限运动幅度b小于柱塞43在下极限位置时缸体41内腔体的净高度a，且两者之差c满足安全行程要求。

另一种优选地控制柱塞上极限行程的实施例，如图7所示，所述顶盖412内壁设置有向下的延伸部分417，所述延伸部分417底面与柱塞43顶面之间的距离d不大于缸体41底面与安装限位板433之间的距离b，所述延伸部分417用于对柱塞43的上极限行程进行控制，所述延伸部分417的底面与顶盖412内壁之间的距离c满足安全行程要求，当柱塞43运动至上极限位置时，所述柱塞43顶部与延伸部分417接触。

其中，所述气孔415连接有气阀组成，所述气阀组成贯穿反力架的顶盖并显露出来，该气阀组成可用于充入氮气或排出氮气，特殊地，气阀也可用于需要调节气体压力的情况，例如当外界环境（力、温度等因素）变化，导致缸体腔内氮气压力值超过规定的合理工作范围或者超出安全设定值时，需要进行卸压，或者由于破碎设备工作一段时间后，氮气部分泄漏导致压力下降，需要进行补充时，或者为了适应破碎设备更加复杂的工况环境，需要动态调整氮气压力时，均可通过气阀组成实现调节。

在本实施例中，所述气阀组成包括安全阀421及充气阀422，安全阀和充气阀可独立设置。在氮爆装置工作过程中，受到外界高温环境或其他原因，导致缸体腔内氮气压力超过正常工作设定的压力时，安全阀自动排气泄压，保持氮气压力稳定。可替换地，所述气阀组成中的安全阀和充气阀也可设置成一体的结构。

另外，为了防止工作过程中的粉尘或外界环境中的灰尘进入氮爆装置的缸体腔413内，所述缸体41底部与柱塞43底部之间设置防尘罩46，所述防尘罩46的拉伸长度不小于柱塞43的上下极限运动幅度，以保证氮爆装置具有在上下极限位置运动的空间。

破碎锤头2是将氮爆力、重力和激振器的激振力传递给所需破碎物体或表面的必需部件，根据破碎锤头2的部件组合关系，破碎锤头2可设置成整体式的也可以设置成组合式的破碎锤头。

优选地，破碎锤头2可设置成整体式的，该破碎锤头2包含与激振器连接的安装部分21，用于限位的突出部分22、小于突出部分尺寸的中间部分23以及与破碎物体接触的锤头头部24，各部分是整体加工而成的。

可替换地，破碎锤头2可设置成组合式的，所述锤头头部24与中间部分23为可拆卸的，这样便于更换因磨耗严重或工作过程遭损坏的锤头头部24，所述中间部分23与锤头头部24之间设置联接，所述联接包含但不限于螺栓连接或卡槽式联接。

取决于破碎锤头2的具体用途，锤头头部24可设置成尖状或钝状构形，例如包含但不限于锥形、倒三角等尖形以及圆弧形、倒梯形、倒锥台形、倒圆角形等钝形的一种。一般情况下，尖状构形的锤头头部24用于通过劈裂方式破碎物体，钝状构形的破碎锤头头部24用于通过共振破碎方式破碎物体。

本发明增强破碎能力、提高能量利用率的原理如下：本发明主要是利用了氮气的特有性质：受到外力作用时压缩，氮气将储存压缩时的能量，卸下外力停止压缩时，氮气发生迅速膨胀，产生氮爆现象。以本发明的一个工作过程为例，介绍其原理。当破碎锤头在完成击打物体后，受到激振器向上的惯性力和被破碎物体的反弹作用，柱塞做回程运动，此时压缩缸体腔内的氮气，氮气压力增大，相应地作用在柱塞上的阻力增大，柱塞运动速度减缓直至停止压缩，在压缩过程中，缸体腔内的氮气不仅起到缓冲作用，还可以积蓄能量，即将动能转化为压缩氮气的压力能，当柱塞停止压缩并向下运动时，氮气瞬间膨胀，将积蓄能量迅速释放，柱塞受到氮气膨胀力的作用，连同激振器、破碎锤头一起被迅速加速，在氮爆力、重力和激振器的激振力三者叠加下，作用在被破碎物体上。

本发明的工作过程如下：首先，调整高频破碎锤与物体表面接触状况，一般情况下，可以利用高频破碎锤自身的自然重量，压缩缸体腔内的氮气，使之达到自然平衡；然后，在调整接触状况后，启动高频破碎锤液压马达，使激振器工作，激振器输出激振力，并通过破碎锤头将力传递至所需破碎物体上，然后移动高频破碎锤，在其他位置进行破碎。

本发明的高频破碎锤改变了传统的往复活塞式工作原理，解决了现有活塞式液压破碎锤工作频率不高、因高压油压频繁换向导致的控制困难、结构复杂、活塞缸体制造工艺高的缺点，同时，有效提高了3～6倍产能，降低了综合油耗及噪声污染。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限与这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱了本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (13)

1.一种氮爆式高频破碎锤，其特征在于：包括激振器（1）、破碎锤头（2）、驱动系统（3）、氮爆装置（4）以及反力架（6），至少一个氮爆装置（4）设置在激振器（1）上方，所述氮爆装置（4）的柱塞（43）与激振器（1）的激振箱体（11）固定连接，所述激振器（1）和氮爆装置（4）设置在反力架（6）内，所述氮爆装置（4）与反力架（6）固定连接，所述激振器（1）在反力架（6）内沿竖直方向上作线性往复运动，并带动所述氮爆装置（4）的柱塞（43）压缩氮气及接受氮气膨胀力作用，所述破碎锤头（2）上端与激振箱体（11）底部固定连接，其下端穿过反力架（6）底部，所述驱动系统（3）用于为激振器（1）提供动力。

2.根据权利要求1所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：所述激振器（1）包含激振箱体（11）、安装在激振箱体（11）上的振动轴（12）、安装在振动轴上的偏心轮（13）以及振动轴（12）之间相互啮合的齿轮（14），所述激振器（1）至少包含两根振动轴（12），所述振动轴（12）横向排列，且所述振动轴（12）的中心轴构成一平面，所述平面的中心法线与氮爆装置（4）的中心轴线及破碎锤头（2）的中心轴线平行或重合，每根振动轴（12）上的偏心轮（13）的数量至少包含一个，所述偏心轮（13）按同步反向运动，水平方向的离心力相互抵消，竖向方向的离心力相互叠加。

3.根据权利要求1所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：所述激振器（1）包含激振箱体（11）、安装在激振箱体（11）上的振动轴（12）、安装在振动轴上的偏心轮（13）以及振动轴（12）之间相互啮合的齿轮（14），所述激振器（1）至少包含两根振动轴（12），所述振动轴（12）竖向排列，且所述振动轴（12）的中心轴构成一竖面，所述竖面与氮爆装置（4）的中心轴线及破碎锤头（2）的中心轴线平行或重合，每根振动轴（12）上的偏心轮（13）的数量至少包含一个，所述偏心轮（13）按同步反向运动，水平方向的离心力相互抵消，竖向方向的离心力相互叠加。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：在所述反力架（6）内设置有导向限位装置，所述导向限位装置包括用于对激振器（1）水平运动进行限制的第一导向限位装置，所述第一导向限位装置包括至少一对相对地设置在反力架（6）与激振箱体（11）之间的导向座（511）以及导轨（512）。

5.根据权利要求4所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：所述导向限位装置还包括用于对破碎锤头（2）进行导向限位的第二导向限位装置，所述第二导向限位装置包括设置在反力架（6）底部的导向限位体（521）以及设置在导向限位体（521）上端面的缓冲垫块（522），所述导向限位体（521）为沿纵向延伸的凸台结构，所述导向限位体（521）设置有通孔，所述通孔孔径不小于破碎锤头（2）中间部分的外径，所述破碎锤头（2）穿过第二导向限位装置且与第二导向限位装置保持动配合关系。

6.根据权利要求5所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：当激振器振动轴横向排列时，所述反力架（6）包括反力架外壳（61）、反力架内壳（62）以及顶盖（63），所述反力架外壳（61）、反力架内壳（62）和顶盖（63）固定连接在一起构成整体结构，所述第一导向限位装置设置在反力架内壳（62）的内侧壁与激振器箱体（11）外侧壁之间，所述第二导向限位装置的导向限位体（521）设置在反力架内壳（62）底部，所述氮爆装置（4）顶部与顶盖（63）固定连接，所述驱动系统（3）贯穿反力架外壳（61）的侧壁。

7.根据权利要求5所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：当激振器振动轴竖向排列时，所述反力架（6）包括反力架外壳（61）和顶盖（63），所述反力架外壳（61）和顶盖（63）固定连接在一起构成整体结构，所述第一导向限位装置设置在反力架外壳（61）的内侧壁与激振器箱体（11）外侧壁之间，所述第二导向限位装置的导向限位体（521）设置在反力架外壳（61）底部，所述氮爆装置（4）顶部与顶盖（63）固定连接，所述驱动系统（3）贯穿反力架外壳（61）的侧壁。

8.根据权利要求6或7所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：所述破碎锤头（2）在导向限位体（521）的上方、靠近破碎锤头上端设有沿纵向延伸的突出部分（22），当激振器（1）运动至下极限位置时，所述破碎锤头的突出部分（22）与缓冲垫块（522）接触，所述激振器（1）从上极限位置运动至下极限位置的运动幅度不大于所述氮爆装置（4）的柱塞（43）由上极限位置移动到下极限位置的行程。

9.根据权利要求1所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：当所述激振器（1）上方仅设置有一个氮爆装置（4）时，所述氮爆装置（4）设置在激振器（1）运动方向的中心纵轴线上，当所述激振器（1）上方设置有多个氮爆装置（4）时，所述多个氮爆装置（4）以激振器（1）运动方向的中心纵轴线对称分布，所述氮爆装置（4）的中心轴线、激振器（1）的中心轴线以及破碎锤头（2）的中心轴线平行或重合，并且与激振器（1）的运动方向平行。

10.根据权利要求1所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：所述氮爆装置（4）包括缸体（41）以及置于缸体（41）内的柱塞（43），所述缸体（41）下部沿纵向设置有至少两道向缸体（41）内侧凸起的导向臂，所述柱塞（43）与导向臂之间设置有密封装置（44），所述缸体（41）与柱塞（43）配合，在所述缸体（41）内、柱塞（43）上方形成充满一定压力氮气的缸体腔（413），在所述缸体（41）内、相邻两道导向臂之间形成充满一定压力油液的储油腔（414），所述储油腔（414）内的油压不小于缸体腔（413）内的初始气压，在所述缸体（41）的侧壁设置有与储油腔（414）连通的油孔（416），所述柱塞（43）顶部沿径向向外侧形成凸起部（431），所述柱塞（43）顶部的凸起部（431）与缸体（41）内最上面一道导向臂配合，形成柱塞（43）的下极限位置，所述缸体（41）为上下贯通开口的结构，在所述缸体（41）顶部固定连接有顶盖（412），在所述顶盖（412）上设置有与缸体腔（413）连通的气孔（415）。

11.根据权利要求10所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：所述氮爆装置（4）的缸体腔（413）内的氮气压力值控制在0Mpa～15Mpa之间，所述氮气压力值优选0.5Mpa～5Mpa之间。

12.根据权利要求10所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：在所述柱塞（43）底部连接有安装限位板（433），所述安装限位板（433）用于对柱塞（43）的上极限行程进行控制，所述安装限位板（433）的外径或边长大于柱塞（43）的外径，当所述柱塞（43）在下极限位置时，所述安装限位板（433）上端面至缸体（41）下端面之间的距离为柱塞（43）的上下极限运动幅度b，即柱塞（43）由下极限位置移动到上极限位置或者由上极限位置移动到下极限位置的行程，所述柱塞（43）的上下极限运动幅度b小于柱塞（43）在下极限位置时缸体（41）内腔体的净高度a。

13.根据权利要求10所述的氮爆式高频破碎锤，其特征在于：所述顶盖（412）内壁设置有向下的延伸部分（417），所述延伸部分（417）底面与柱塞（43）顶面之间的距离d不大于缸体（41）底面与安装限位板（433）之间的距离b，所述延伸部分（417）用于对柱塞（43）的上极限行程进行控制，所述延伸部分（417）的底面与顶盖（412）内壁之间的距离c满足安全行程要求，当柱塞（43）运动至上极限位置时，所述柱塞（43）顶部与延伸部分（417）接触。