CN107630848A - 一种大流量液压装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大流量液压装置，包括液压管道、液压伺服油缸、伺服作动器，液压伺服油缸与伺服作动器通过液压管道连接；液压管道包括两根直径不同的第一管道、第二管道，第二管道套设在第一管道内部；第一管道的一端与法兰固定连接，另一端套设在第二管道一端的外部以实现第二管道来回往复运动，第二管道的另一端与法兰固定连接。除此还包括设置在第一管道与第二管道相互套设空隙之间的密封系统。本发明还提供了一种实现大流量液压管道的方法，满足了伺服加载过程中液压硬管大流量及移动的试验要求，将活塞杆的密封系统创造性的应用于液压硬管中，不管从实用性能，还是外观设计角度，都大大优于液压软管的连接构成，最大程度的降低了投资成本。

Description

一种大流量液压装置及其实现方法

技术领域

本发明涉及液压装置的设计领域，具体而言，涉及一种大流量液压装置及其实现方法。

背景技术

液压管道是在液压系统中连接各部分液压元件的管道，类似电路中的电线，只不过是所传送的介质不是电而是液压油，将液压油作为介质从而驱动各个液压元件进行工作，就像人体内的血管将血液从心脏输送到各个器官一样。

液压管道所涉及的领域和范围是相当广泛的，所有以液压作为输出动力的地方都会用到液压管道，例如大型的风电齿轮箱液压管道、工业减速机液压管道、工程机械液压管道、港口机械液压管道、船舶锚机液压管道、卷扬机液压管道、海上的石油平台液压管道，以及航天航空领域等。液压系统的应用从高精尖的航天航空工业到最基础的减速机行业都能够涉及，因此这个系统中的液压管道是承载着最重要的工作之一，在某些特定的行业是不允许出现任何的问题，哪怕只是个微小的缺陷也会导致非常严重的后果，那所产生的冲击力是足以致命的，试想一下还有什么能比性命更重要的，因此液压管道的安全性是必须要保障的。

液压伺服油缸具有推力大、质量轻、集成度高、动态响应快、控制精度高等特点，在工程机械、冶金机械、船舶、航空航天、机器人等领域得到广泛应用。伺服作动器作为液压伺服油缸的执行机构，把来自液压源的液压能转换为机械能，进行动作的执行。在液压伺服加载系统中，经常会用到大流量的液压管道，通常通过硬管来实现，但是硬管的缺点是不能移动，这就满足不了在伺服加载试验过程中，既要移动，又要大流量液压油的试验要求。现在市场上的液压管道能实现移动功能的只有软管，但是单根软管的最大流量只有600L/min，要实现上万升的流量就得需要二、三十根软管。几十根软管不仅增加了安装空间，给安装带来不便，还增加了液压油的泄漏点，留下了极大的安全隐患，而且在软管的连接过程中增加了操作的繁琐性，不管从视觉美观上，还是从实用性能上，都大打折扣，这对伺服加载试验来说是不可行的。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种大流量的液压装置，所述液压装置可以完成大流量液压管道系统的建立，结构简单，实用性强，有效的解决了大流量液压管道的硬管移动和密封问题。

本发明的第二目的在于提供一种液压装置实现大流量液压管道的方法，所述方法在操作过程中既实现了液压油的大流量输送，同时也能够满足伺服加载试验过程中，与伺服作动器连接的液压油硬管移动的具体要求，且能够保证液压油硬管在实际运行时的零泄漏。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种大流量液压装置，包括：

液压管道、液压伺服油缸、伺服作动器，液压伺服油缸与伺服作动器通过液压管道连接；

液压管道包括两根直径不同的第一管道、第二管道，第二管道套设在第一管道内部；

第一管道的一端与法兰固定连接，另一端套设在第二管道一端的外部以实现第二管道来回往复运动，第二管道的另一端与法兰固定连接。

大流量的液压装置是进行伺服加载试验的基础，在本发明中，液压伺服油缸与伺服作动器通过液压管道连接，而液压管道则是由两根直径不同的硬管组成，并且相互叠加设置，主要目的还是为了实现管路的往复运动。这就同时满足了液压管道内部高达上万升的液压油流量，以及液压油硬管做进行伺服加载试验时的可移动要求。

进一步地，还包括设置在第一管道与第二管道相互套设空隙之间的密封系统。

本发明中，液压管道之间的空隙密封采用了活塞杆的形式来实现，第二管道在第一管道内的往复运行，在本发明中相当于往复运动的活塞杆。作为主要承压原件之一，密封系统单向承压，承受压力较大，直接与液压油接触。具有在静止状态下的保压性能稳定，在运动状态时的承压高，密封性能强，摩擦因数小，抗挤出能力强等优点。

进一步地，密封系统包括隔绝外界灰尘的防尘圈。

本发明中，防尘圈采用双唇型防尘圈。外唇起防尘作用，保持第二管道外壁表面干净，内唇相当于密封唇口。当第二管道外伸时，通过主密封圈粘在第二管道表层的油膜，即被双唇形防尘圈的内唇(密封唇口)刮下，这样就在主密封圈与防尘圈之间保留一层油膜，起到了润滑作用，提高了密封圈的使用寿命。

进一步地，密封系统包括用于支撑第二管道的支撑环。

支撑环安装在第二管道的外壁，且设置在密封组件的内侧，主要作用是支撑运动过程中的第二管道，防止管道不垂直受力给密封组件带来的承压不均匀，造成密封效果差和使用寿命短等问题。支撑环的作用还使相互叠加的两根管道中心同轴，在第二管道运动过程中不至于出现偏心现象，造成液压油的大量泄漏。

进一步地，密封系统还包括沿水平方向设置在所述防尘圈与所述支撑环之间的密封组件。

密封组件作为密封系统的核心元件，是往复运动执行机构中的关键零部件，不仅关系到泄漏问题，而且还将影响到整套液压装置的性能与寿命，具体由密封结构及密封圈组成。

进一步地，密封组件的密封圈为Y型圈、斯特封及V型圈的三种形式之一。

传统工艺中，活塞杆密封的截面形式与材质较多。本发明中，根据不同的工作环境，选择不同截面形式与材质的密封组件对大流量液压管道进行密封，以保证硬管形式的两根相互叠加液压油管道在移动过程中的密闭性能。

Y型密封圈是依靠密封圈的唇口受液压力作用变形，使唇口贴紧密封面进行密封，液压力越高，唇边贴得越紧，并具有磨损后自动补偿的能力。同活塞杆一样，第二管道位于第一管道密封使用Y型圈比较多，该处密封常有形式是支撑环+Y型密封圈+防尘圈。

斯特封由一个低摩擦填充聚四氟乙烯阶梯环和一个O型橡胶弹性体组成。斯特封是单向密封，一般用于活塞杆密封，有时也用于单作用的活塞密封，O形圈在内侧，适用于高压系统油缸。本发明中，由于动摩擦系数相近，是伺服油缸密封的首选，采用两个斯特封完全可以达到零泄露，一般形式是：支撑环+斯特封+双向防尘圈。

V型圈密封件被广泛应用于活塞杆处密封，V形密封圈的截面呈现V形，也是一种典型的唇形密封圈，其运动摩擦阻力比Y形密封圈大，但密封性能可靠、使用寿命长，当发生泄漏时，可只调整压环或填片而无须更换密封圈，安装V形密封圈时，同样必须将密封圈的凹口面向工作介质的高压一侧。V型圈有夹织物橡胶和聚氯乙烯两种，夹织物橡胶V形密封圈的耐压性能和耐磨性能均比聚氯乙烯V形密封圈好。而聚氯乙烯V密封圈又具有优良的密封性能。所以，若将这两种不同材质的密封圈，交替组装起来使用，便能充分发挥各自的特性，获得最佳的密封效果。

本发明中，针对不同的工作环境，针对性的设置密封系统中的密封组件，在实际运行中可以达到零泄漏的要求。

进一步地，第一管道及第二管道的材质均为金属。

金属作为硬管材质，大大增强了管道的机械强度，在实际操作过程中可以承受高强度的液压冲击，避免出现泄漏。

进一步地，第一管道及第二管道的材质为铜、不锈钢、16MnR中的其中一种。

以铜、不锈钢、16MnR等为材质的液压管道，质地优良且不会生锈，能够承受较大压力。使用寿命长，用途广泛，具有很强的普适性。

进一步地，第一管道及第二管道均与法兰采用焊接固定形式。

法兰连接作为管道中最常用的连接方式，具有本身的广泛性，零部件的维护及更换具有一定的广适性。采用焊接形式连接，能够增强系统装置的稳固性，同时也便于安装。

本发明实施例提供的所述装置结构简单，操作方便，稳定性高，安全性强，有效的解决了伺服加载试验中液压硬管移动及密封问题。

除了提供一种大流量的液压装置，本发明实施例还提供了一种液压装置实现大流量液压管道的方法，包括如下步骤：

将第一管道的法兰端面与液压伺服油缸固定，将第二管道插入第一管道的端头部分设置密封系统，将第二管道套设于第一管道的内部，将第二管道的法兰端面与伺服作动器相连。

该方法的实施步骤操作简便，实用性强。第一管道的法兰端面与液压油缸连接，使油缸内液压油进入管道系统；在第二管道插入第一管道端头之前设置密封，保证了系统整体的密封性能；将第二管道套设于第一管道内部，实现了管道之间的相互叠加，促使在正常操作时，硬管能够往复运动，满足伺服作动器的实际运动要求。

本发明实施例提供的液压装置实现大流量液压管道的方法，满足了伺服加载试验过程中的要求，将活塞杆的密封系统创造性的应用于叠加套设的液压硬管中，降低了泄漏隐患，增强了安全性能。不管是从实用性能，还是外观设计角度，都大大优于液压软管的连接构成，最大程度的降低了投资成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例1中的大流量液压装置的结构示意图。

附图标记：

1-液压伺服油缸； 2-第一管道；

3-第二管道； 4-密封系统；

5-密封组件； 6-伺服作动器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

液压装置实现大流量液压管道方法的具体运行过程如下：

首先，将材质为铜的第一管道2的法兰端面与液压伺服油缸1固定，采用螺栓固定形式将第一管道2的法兰与液压伺服油缸1的法兰相接，在试验过程中，液压伺服油缸向液压管道中输送大流量的液压油，由于是硬管连接，减少了安装空间及泄漏点，提高了安全性能。

其次，在同样为铜管的第二管道3光管部位，在插入第一管道2之前设置密封系统4。本实施例中的密封系统4包括防尘圈、支撑环及密封组件5。所设置的排列次序从外到内一般为防尘圈，密封组件及支撑环。防尘圈设置于第一管道及第二管道之间空隙的最外侧，隔绝外界灰尘进入液压系统；支撑环设置于第二管道的外壁，并设置于密封系统的最内侧，用于支撑替代传统活塞杆的第二管道。

密封组件5的密封圈为Y型圈，依靠密封圈的唇口受液压力作用变形，使唇口贴紧密封面进行密封，液压力越高，唇边贴得越紧，并具有磨损后自动补偿的能力。

再次，将设置好密封系统的第二管道套设于述第一管道的内部，在正常操作过程中，即可以实现了液压硬管在另外一根硬管内的往复移动，解决硬管不能移动的实际难题。

最后，将第二管道的法兰端面与伺服作动器6相连，通过伺服作动器6对试件进行加载试验，行程在一定程度上也不受限制。第一管道及第二管道的法兰连接均采用焊接形式，具体结构见附图1所示。

实施例2

液压装置实现大流量液压管道方法的具体运行过程如下：

首先，将材质为不锈钢的第一管道2的法兰端面与液压伺服油缸1固定，采用螺栓固定形式将第一管道2的法兰与液压伺服油缸1的法兰相接，在试验过程中，液压伺服油缸向液压管道中输送大流量的液压油，由于是硬管连接，减少了安装空间及泄漏点，提高了安全性能。

其次，在同样为不锈钢管的第二管道3光管部位，在插入第一管道之前设置密封系统4。本实施例中的密封系统4包括防尘圈、支撑环及密封组件5。所设置的排列次序从外到内一般为防尘圈，密封组件及支撑环。防尘圈设置于第一管道2及第二管道3之间空隙的最外侧，隔绝外界灰尘进入液压系统；支撑环设置于第二管道的外壁，并设置于密封系统的最内侧，用于支撑替代传统活塞杆的第二管道。

密封组件5的密封圈为斯特封，斯特封由一个低摩擦填充聚四氟乙烯阶梯环和一个O型橡胶弹性体组成。斯特封是单向密封，一般用于活塞杆密封，有时也用于单作用的活塞密封，O形圈在内侧，适用于高压系统油缸。本发明中，由于动摩擦系数相近，是伺服油缸密封的首选，采用两个斯特封完全可以达到零泄露。

再次，将设置好密封系统的第二管道3套设于述第一管道2的内部，在正常操作过程中，即可以实现了液压硬管在另外一根硬管内的往复移动，解决硬管不能移动的实际难题。

最后，将第二管道3的法兰端面与伺服作动器相连，通过伺服作动器对试件进行加载试验，行程在一定程度上也不受限制。第一管道2及第二管道3的法兰连接均采用焊接形式。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种大流量液压装置，其特征在于，包括：液压管道、液压伺服油缸、伺服作动器，所述液压伺服油缸与所述伺服作动器通过所述液压管道连接；

所述液压管道包括两根直径不同的第一管道、第二管道，所述第二管道套设在所述第一管道内部；

所述第一管道的一端与法兰固定连接，另一端套设在第二管道一端的外部以实现第二管道来回往复运动，第二管道的另一端与法兰固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种液压装置，其特征在于，还包括密封系统，所述密封系统设置在第一管道与第二管道相互套设的空隙之间。

3.根据权利要求2所述的一种液压装置，其特征在于，所述密封系统包括隔绝外界灰尘的防尘圈。

4.根据权利要求2所述的一种液压装置，其特征在于，所述密封系统包括用于支撑第二管道的支撑环。

5.根据权利要求2所述的一种液压装置，其特征在于，所述密封系统还包括密封组件，所述密封组件沿水平方向设置在所述防尘圈与所述支撑环之间。

6.根据权利要求2所述的一种液压装置，其特征在于，所述密封组件的密封圈为Y型圈、斯特封及V型圈的三种形式之一。

7.根据权利要求1所述的一种液压装置，其特征在于，所述第一管道及第二管道的材质均为金属。

8.根据权利要求7所述的一种液压装置，其特征在于，所述第一管道及第二管道的材质为铜、不锈钢、16MnR中的其中一种。

9.根据权利要求1所述的一种液压装置，其特征在于，所述第一管道及第二管道均与法兰采用焊接固定形式。

10.采用权利要求1-9任一项所述的液压装置实现大流量液压管道的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(A)将所述第一管道的法兰端面与所述液压伺服油缸固定；

(B)将所述第二管道插入第一管道的端头部分之前设置密封系统；

(C)将所述第二管道套设于所述第一管道的内部；

(D)将所述第二管道的法兰端面与伺服作动器相连，即可。