CN108006001A - 一种自动切换的往复气缸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动切换的往复气缸，包括缸体、换向芯棒、活塞、前端盖和后端盖，缸体上设有相互平行，且均为通孔的活塞孔、芯棒孔、通气孔A、通气孔B和排气孔C，通气孔A、通气孔B和排气孔C均位于活塞孔与芯棒孔之间，活塞活动安装在活塞孔中，换向芯棒活动安装在芯棒孔中，换向芯棒上设有导气槽，芯棒孔上设有环形的槽，前端盖和后端盖分别固定在缸体的两端；通气孔A和通气孔B均分别通过通孔与活塞孔和芯棒孔相通，芯棒孔和活塞孔均通过通孔与排气孔C相通，芯棒孔与进气孔相通。该复气缸无需电磁阀即可实现自动往复、结构简单实用、反响速度快、体积小、制造成本低、能耗低、使用寿命长、装配及维护方便。

Description

一种自动切换的往复气缸
技术领域
本发明涉及一种往复气缸，尤其是一种自动切换的往复气缸。
背景技术
活塞直线往复运动式气缸是以压缩空气为能源，将压缩空气能量转为机械能量，在气动系统中用作往复运动的执行元件，气缸的作用是克服负载带动元件运动。
现有技术中的气缸主要有单作用气缸和双作用气缸两种，这种气缸均控制其活塞运动的气阀相互独立。单作用气缸在气缸的一侧进气，活塞靠设置在气缸另一侧的弹簧推力复位，在向气缸充气状体下不能实现活塞的自动往复运动；双作用气缸，需要不停的转换气缸的进排气方向，才能实现活塞的往复运动，操作过程复杂。
因此，采用这两种形式的气缸驱动元件做往复直线运动时，通常都需要和专门的自动控制系统连接才能实现，造成气缸系统结构复杂，制造成本高。
目前的自动往复气缸，其换向阀及进排气管路均设于气缸外部，使气缸外形复杂，占用空间大，安装不便利，成本较高。在空间特别小的场合不能使用，而且进排气管路连接点多，即泄漏点多，维修比较复杂。
如中国专利CN103256273A公布的自动直线往复式气缸，其通过设置在活塞上的阀芯、阀芯定位装置和阀芯换向装置来控制第一气腔、第二气腔和第三气腔之间的连通关系，实现了在连续向气缸充气状态和不用其它控制设备的情况下，活塞的自动往复直线运动，但是但其将阀置于活塞头上，使得缸体内腔在运动是受到冲击，运动平稳性差，内部结构过于复杂，加工成本过高，而且使用性能不稳定。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种在不需要其它控制系统的条件下能自动实现气缸活塞的往复直线运动，从而能简化气缸系统结构、成本低的一种自动切换的往复气缸，具体技术方案为：
一种自动切换的往复气缸，包括缸体、换向芯棒、活塞、前端盖和后端盖，所述缸体上设有相互平行，且均为通孔的活塞孔、芯棒孔、通气孔A、通气孔B和排气孔C，所述通气孔A、通气孔B和排气孔C均位于活塞孔与芯棒孔之间，所述活塞活动安装在活塞孔中，换向芯棒活动安装在芯棒孔中，换向芯棒上设有导气槽，芯棒孔上设有环形的槽，前端盖和后端盖分别固定在缸体的两端；所述通气孔A和通气孔B均分别通过通孔与活塞孔和芯棒孔相通，芯棒孔和活塞孔均通过通孔与排气孔C相通，芯棒孔与进气孔相通；当换向芯棒位于缸体的另一端时，高压气体从芯棒孔进入通气孔B，从通气孔B进入活塞孔的一端，高压气体将活塞从缸体的一端向另一端推动，活塞孔另一端的气体从通气孔A进入芯棒孔，从芯棒孔进到排气孔C中，活塞移动到缸体的另一端时，高压气体从通气孔B进入芯棒孔的另一端推动环形芯棒移动到芯棒孔的一端，实现换向芯棒的移动，换向芯棒控制活塞的换向。
优选的，所述活塞孔内部设有孔D、孔E、孔F、孔G和孔H，孔D位于气缸的一端，孔H位于气缸的另一端，孔F位于气缸的中心，孔E和孔G位于孔F的两侧，所述孔D和孔E均与通气孔B相通，所述孔F与排气孔C相通，所述孔G和孔H均与通气孔A相通；
所述通气孔A内设有孔I和孔J，孔I位于缸体的一端，孔I和孔J均与芯棒孔相通；
所述通气孔B内设有孔K和孔L，孔K位于缸体的另一端，孔K和孔L均匀芯棒孔相通；
所述排气孔C内设有孔M和孔N，孔M和孔N均与芯棒孔相通；
所述芯棒孔内设有五个环形槽和进气孔，进气孔位于缸体的中间位置，环形槽从气缸的另一端向一端依次为槽O、槽P、槽Q、槽R和槽S，所述槽O与孔M相通，槽P与孔J相通，槽Q与进气孔相通，槽R与孔L相通，槽S与孔N相通；
所述通气孔A内装有堵头T，堵头T位于孔J和孔G之间，堵头T将通气孔A分割成两个通气孔；
所述通气孔B内装有堵头U，堵头U位于孔L和孔E之间，堵头U将通气孔B分割成两个通气孔；
所述换向芯棒从另一端向一端依次设有导气槽A、导气槽B、导气槽C、导气槽D、导气槽E和导气槽F，所述换向芯棒位于缸体的另一端时导气槽D将槽Q和槽R连通，换向芯棒位于缸体的一端时导气槽C将槽P和槽Q连通；
所述活塞位于缸体的一端时孔E不通，活塞位于缸体的另一端时孔F不通。
通过采用上述技术方案，实现活塞和换向芯棒的自动换向，进而实现活塞的往复移动，无需电磁阀。
优选的，所述换向芯棒的导气槽A与导气槽B、导气槽B与导气槽C，以及导气槽D与导气槽E、导气槽E与导气槽F之间均装有密封圈，所述导气槽C与导气槽D之间装有两个密封圈，两个密封圈之间的距离不小于进气孔的直径。
通过采用上述技术方案，导气槽C与导气槽D之间的两个密封圈保证换向芯棒在移动过程中不会出现进气口同时与导气槽C和导气槽D相通的情况，避免发生换向芯棒堵死的情况。
优选的，所述换向芯棒的一端装有手动杆，手动杆活动插在前端盖上。
通过采用上述技术方案，手动杆可以在换向芯棒堵死的时候推动换向芯棒移动，从新实现自动换向。
优选的，所述活塞上设有环形的槽A，槽A位于活塞外圆面的中间位置，所述活塞位于缸体的一端时，孔E位于槽A内，活塞位于缸体的另一端时，孔G位于槽A内，孔F一直位于槽A内。
通过采用上述技术方案，槽A可以防止活塞的内部有气压，并通过孔F将气体排出，活塞不易堵死。
优选的，所述堵头T和堵头U均为哑铃形，两端均装有密封圈，通气孔A和通气孔B均为阶梯孔，堵头T和堵头U均卡在阶梯孔上。
通过采用上述技术方案，既可以将通气孔隔断，也可以堵住通气孔的端部，安装方便，结构稳定，有效防止堵头松动失效。
工作时，如果换向芯棒位于最左端时，导气槽D将槽Q和槽R连通，高压气体从进气孔进入，然后从孔L进入通气孔B，在堵头U的作用下高压气体从孔D进入活塞孔，高压气体推动活塞向左移动，活塞孔右侧的气体被活塞压缩，气体从孔H进入通气孔A，在堵头T的作用下气体从孔J进入槽P，导气槽C将槽Q和槽P连通，气体从槽P的孔M进入排气孔C，气体排出；
当活塞移动到最左端时，活塞堵住孔F，孔E与活塞孔相通，高压气体从孔E进入通气孔B，在堵头U的作用下高压气体从孔K进入芯棒孔的最左端，高压气体推动换向芯棒向右移动；
当换向芯棒移动到最右端时，导气槽C将槽Q和槽P连通，高压气体从进气孔进入，然后从孔J进入通气孔A，在堵头T的作用下高压气体从孔H进入活塞孔，高压气体推动活塞向右移动，活塞孔左侧的气体被活塞压缩，气体从孔41进入通气孔B，在堵头U的作用下气体从孔L进入槽R，导气槽D将槽R和槽S连通，气体从槽S的孔N进入排气孔C，气体排出；
当活塞移动到最右端时，活塞堵住孔E，孔G与活塞孔相通，高压气体从孔G进入通气孔A，在堵头T的作用下高压气体从孔I进入芯棒孔的最右端，高压气体推动换向芯棒向左移动；
换向芯棒在最右端时，导气槽A与孔K相通，最右端的气体通过孔M排出；换向芯棒在最左端时，导气槽F与孔N相通，最左端的气体通过孔N排出。
一种自动切换的往复气缸按照上述的流程进行往复运动，实现气缸的自动切换。
普通的气缸通过电磁阀实现换向，管路复杂，装配麻烦，还需要控制系统控制电磁阀，而一种自动切换的往复气缸只有一个进气孔，只需要连接一根气管，装配非常方便，无需单独的控制系统，进气后活塞就能自动进行往复移动，当需要停止气缸时只要断开气源即可。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种自动切换的往复气缸无需电磁阀即可实现自动往复、结构简单实用、换向阀及进排气通道与活塞相分离，而不占用活塞运动空间、反响速度快、占有空间小、体积小、制造成本低、能耗低、使用寿命长、气缸密封及换向阀密封效果好、装配及维护方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是缸体的主视图；
图3是沿图2中O-O线的剖视图；
图4是沿图2中N-N线的剖视图；
图5是沿图2中P-P线的剖视图；
图6是换向芯棒的剖视图；
图7是气缸没装前端盖和后端盖的主视图；
图8是沿图7的A-A线的剖视图；
图9是沿图7中B-B线的剖视图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图9所示，一种自动切换的往复气缸，包括缸体61、换向芯棒64、活塞66、前端盖62和后端盖63，缸体61上设有相互平行，且均为通孔的活塞孔84、芯棒孔85、通气孔A81、通气孔B82和排气孔C83，缸体61、换向芯棒64、活塞66、前端盖62和后端盖63，缸体61上设有相互平行，且均为通孔的活塞孔84、芯棒孔85、通气孔A81、通气孔B82和排气孔C83，通气孔A81、通气孔B82和排气孔C83均位于活塞孔84与芯棒孔85之间，活塞66活动安装在活塞孔84中，换向芯棒64活动安装在芯棒孔85中，前端盖62和后端盖63分别固定在缸体61的两端。
如图3所示，活塞孔84内部设有孔D41、孔E42、孔F43、孔G44和孔H45，孔D41位于气缸的一端，孔H45位于气缸的另一端，孔F43位于气缸的中心，孔E42和孔G44位于孔F43的两侧，孔D41和孔E42均与通气孔B82相通，孔F43与排气孔C83相通，孔G44和孔H45均与通气孔A81相通。
如图4所示，通气孔A81内设有孔I11和孔J12，孔I11位于缸体61的一端，孔I11和孔J12均与芯棒孔85相通。
如图3所示，通气孔B82内设有孔K21和孔L22，孔K21位于缸体61的另一端，孔K21和孔L22均匀芯棒孔85相通。
如图5所示，排气孔C83内设有孔M31和孔N32，孔M31和孔N32均与芯棒孔85相通。
芯棒孔85内设有五个环形槽和进气孔74，进气孔74位于缸体61的中间位置，环形槽从气缸的另一端向一端依次为槽O95、槽P93、槽Q91、槽R92和槽S94，槽O95与孔M31相通，槽P93与孔J12相通，槽Q91与进气孔74相通，槽R92与孔L22相通，槽S94与孔N32相通。
通气孔A81内装有堵头T73，堵头T73位于孔J12和孔G44之间，堵头T73将通气孔A81分割成两个通气孔；通气孔B82内装有堵头U71，堵头U71位于孔L22和孔E42之间，堵头U71将通气孔B82分割成两个通气孔；堵头T73和堵头U71均为哑铃形，两端均装有密封圈，通气孔A81和通气孔B82均为阶梯孔，堵头T73和堵头U71均卡在阶梯孔上。
如图6所示，换向芯棒64从另一端向一端依次设有导气槽A641、导气槽B642、导气槽C643、导气槽D644、导气槽E645和导气槽F646，换向芯棒64位于缸体61的另一端时导气槽D644将槽Q91和槽R92连通，换向芯棒64位于缸体61的一端时导气槽C643将槽P93和槽Q91连通；换向芯棒64的导气槽A641与导气槽B642、导气槽B642与导气槽C643，以及导气槽D644与导气槽E645、导气槽E645与导气槽F646之间均装有密封圈，导气槽C643与导气槽D644之间装有两个密封圈，两个密封圈之间的距离不小于进气孔74的直径。换向芯棒64的一端装有手动杆65，手动杆65活动插在前端盖62上。
如图7、图8和图9所示，活塞66位于缸体61的一端时孔E42不通，活塞66位于缸体61的另一端时孔F43不通。
活塞66上设有环形的槽A661，槽A661位于活塞66外圆面的中间位置，活塞66位于缸体61的一端时，孔E42位于槽A661内，活塞66位于缸体61的另一端时，孔F43位于槽A661内。
如图8和图9所示，工作时，如果换向芯棒64位于最左端时，导气槽D644将槽Q91和槽R92连通，高压气体从进气孔74进入，然后从孔L22进入通气孔B82，在堵头U71的作用下高压气体从孔D41进入活塞孔84，高压气体推动活塞66向左移动，活塞孔84右侧的气体被活塞66压缩，气体从孔H45进入通气孔A81，在堵头T73的作用下气体从孔J12进入槽P93，导气槽C643将槽Q91和槽P93连通，气体从槽P93的孔M31进入排气孔C83，气体排出；当活塞66移动到最左端时，活塞66堵住孔F43，孔E42与活塞孔84相通，高压气体从孔E42进入通气孔B82，在堵头U71的作用下高压气体从孔K21进入芯棒孔85的最左端，高压气体推动换向芯棒64向右移动；当换向芯棒64移动到最右端时，导气槽C643将槽Q91和槽P93连通，高压气体从进气孔74进入，然后从孔J12进入通气孔A81，在堵头T73的作用下高压气体从孔H45进入活塞孔84，高压气体推动活塞66向右移动，活塞孔84左侧的气体被活塞66压缩，气体从孔41进入通气孔B82，在堵头U71的作用下气体从孔L22进入槽R92，导气槽D644将槽R92和槽S94连通，气体从槽S94的孔N32进入排气孔C83，气体排出；当活塞66移动到最右端时，活塞66堵住孔E42，孔G44与活塞孔84相通，高压气体从孔G44进入通气孔A81，在堵头T73的作用下高压气体从孔I11进入芯棒孔85的最右端，高压气体推动换向芯棒64向左移动。

Claims (6)

1.一种自动切换的往复气缸，其特征在于，包括缸体(61)、换向芯棒(64)、活塞(66)、前端盖(62)和后端盖(63)，所述缸体(61)上设有相互平行，且均为通孔的活塞孔(84)、芯棒孔(85)、通气孔A(81)、通气孔B(82)和排气孔C(83)，所述通气孔A(81)、通气孔B(82)和排气孔C(83)均位于活塞孔(84)与芯棒孔(85)之间，所述活塞(66)活动安装在活塞孔(84)中，换向芯棒(64)活动安装在芯棒孔(85)中，换向芯棒(64)上设有导气槽，芯棒孔(85)上设有环形的槽，前端盖(62)和后端盖(63)分别固定在缸体(61)的两端；所述通气孔A(81)和通气孔B(82)均分别通过通孔与活塞孔(84)和芯棒孔(85)相通，芯棒孔(85)和活塞孔(84)均通过通孔与排气孔C(83)相通，芯棒孔(85)与进气孔(74)相通；
当换向芯棒(64)位于缸体(61)的另一端时，高压气体从芯棒孔(85)进入通气孔B(82)，从通气孔B(82)进入活塞孔(84)的一端，高压气体将活塞(66)从缸体(61)的一端向另一端推动，活塞孔(84)另一端的气体从通气孔A(81)进入芯棒孔(85)，从芯棒孔(85)进到排气孔C(83)中，活塞(66)移动到缸体(61)的另一端时，高压气体从通气孔B(82)进入芯棒孔(85)的另一端推动环形芯棒移动到芯棒孔(85)的一端，实现换向芯棒(64)的移动，换向芯棒(64)控制活塞(66)的换向。
2.根据权利要求1所述的一种自动切换的往复气缸，其特征在于，所述活塞孔(84)内部设有孔D(41)、孔E(42)、孔F(43)、孔G(44)和孔H(45)；孔D(41)位于气缸的一端，孔H(45)位于气缸的另一端，孔F(43)位于气缸的中心，孔E(42)和孔G(44)位于孔F(43)的两侧，所述孔D(41)和孔E(42)均与通气孔B(82)相通，所述孔F(43)与排气孔C(83)相通，所述孔G(44)和孔H(45)均与通气孔A(81)相通；
所述通气孔A(81)内设有孔I(11)和孔J(12)，孔I(11)位于缸体(61)的一端，孔I(11)和孔J(12)均与芯棒孔(85)相通；
所述通气孔B(82)内设有孔K(21)和孔L(22)，孔K(21)位于缸体(61)的另一端，孔K(21)和孔L(22)均匀芯棒孔(85)相通；
所述排气孔C(83)内设有孔M(31)和孔N(32)，孔M(31)和孔N(32)均与芯棒孔(85)相通；
所述芯棒孔(85)内设有五个环形槽和进气孔(74)，进气孔(74)位于缸体(61)的中间位置，环形槽从气缸的另一端向一端依次为槽O(95)、槽P(93)、槽Q(91)、槽R(92)和槽S(94)，所述槽O(95)与孔M(31)相通，槽P(93)与孔J(12)相通，槽Q(91)与进气孔(74)相通，槽R(92)与孔L(22)相通，槽S(94)与孔N(32)相通；
所述通气孔A(81)内装有堵头T(73)，堵头T(73)位于孔J(12)和孔G(44)之间，堵头T(73)将通气孔A(81)分割成两个通气孔；
所述通气孔B(82)内装有堵头U(71)，堵头U(71)位于孔L(22)和孔E(42)之间，堵头U(71)将通气孔B(82)分割成两个通气孔；
所述换向芯棒(64)从另一端向一端依次设有导气槽A(641)、导气槽B(642)、导气槽C(643)、导气槽D(644)、导气槽E(645)和导气槽F(646)，所述换向芯棒(64)位于缸体(61)的另一端时导气槽D(644)将槽Q(91)和槽R(92)连通，换向芯棒(64)位于缸体(61)的一端时导气槽C(643)将槽P(93)和槽Q(91)连通；
所述活塞(66)位于缸体(61)的一端时孔E(42)不通，活塞(66)位于缸体(61)的另一端时孔F(43)不通。
3.根据权利要求2所述的一种自动切换的往复气缸，其特征在于，所述换向芯棒(64)的导气槽A(641)与导气槽B(642)、导气槽B(642)与导气槽C(643)，以及导气槽D(644)与导气槽E(645)、导气槽E(645)与导气槽F(646)之间均装有密封圈，所述导气槽C(643)与导气槽D(644)之间装有两个密封圈，两个密封圈之间的距离不小于进气孔(74)的直径。
4.根据权利要求3所述的一种自动切换的往复气缸，其特征在于，所述换向芯棒(64)的一端装有手动杆(65)，手动杆(65)活动插在前端盖(62)上。
5.根据权利要求2所述的一种自动切换的往复气缸，其特征在于，所述活塞(66)上设有环形的槽A(661)，槽A(661)位于活塞(66)外圆面的中间位置，所述活塞(66)位于缸体(61)的一端时，孔E(42)位于槽A(661)内，活塞(66)位于缸体(61)的另一端时，孔G(44)位于槽A(661)内，孔F(43)一直位于槽A(661)内。
6.根据权利要求2所述的一种自动切换的往复气缸，其特征在于，所述堵头T(73)和堵头U(71)均为哑铃形，两端均装有密封圈，通气孔A(81)和通气孔B(82)均为阶梯孔，堵头T(73)和堵头U(71)均卡在阶梯孔上。
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