CN108547807A - 增压机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压机构，本发明的增压机构通过设置缓冲机构使得换向阀在切换油路时，第一活塞、第二活塞不会产生大的速度波动，对应地，第一腔室和第二腔室内的压力不会产生大的压力波动，这样会使执行元件、以及增压机构与执行元件之间的控制元件的压力波动减小，从而为执行元件提供更加平稳的压力，且因压力波动减小，增压器自身以及执行元件和控制元件内的相关部件的冲击减小，噪音也减小。

Description

增压机构

技术领域

本发明涉及液压技术领域，特别涉及一种的增压机构。

背景技术

液压系统常用于工业工程中，例如，应用于如轧钢机等固定设备上，或者应用于摊铺机等移动车辆上。液压系统通常由油箱、动力元件(如，泵)、控制元件(如，换向阀、溢流阀、增压阀、减压阀、节流阀)，执行元件(如，油缸、马达)以及连接它们的液压管路。

控制元件与执行元件的不同组合和连接可实现某种功能，例如，现有技术中的控制元件与执行元件进行组合形成了增压机构。

具体地，现有技术中的增压机构包括增压器、换向阀和两个单项阀组成。增压器具有两个直径不同的腔室，对应地腔室内设置匹配的活塞，两个活塞的腔室由一刚性杆连接，两个腔室分别通过液压管路与换向阀的两个工作口连接，连接直径较小的腔室与换向阀的液压管路上设置其中一个单项阀，直径较小的腔室与执行元件通过液压管路连接，并在该管路上设置其中另一个单项阀，换向阀的进油口与系统管路连接，通过换向阀交替向两个腔室通过液压油。当向直径较大的腔室中通入液压油时，使得小腔室内的液压油压力大于大腔室(或称大于液压系统的系统管路内的液压油的压力)，从而压力升高，满足执行元件的要求，而通过换向阀向直径较小的腔室内通过液压油时，两个活塞反向运动，这个过程另一个单向阀使得液压油不得进入执行元件，当活塞运动到极限位置时，再次通过换向阀使液压油再次进入大腔室，如此循环为执行元件提供压力大于系统压力的液压油。

现有技术中的增压机构存在如下缺点：

1、换向阀使得液压油在两个腔室进行切换的瞬间因两个腔室内的液压油的瞬时压力波动较大，使得切换时的相关部件所受到的冲击很大，并产生较大噪音。

2、现有技术中的两个活塞之间的距离不能改变，一方面不利用调节两个活塞在两个腔室中的相对位置；另一方面不能应用于具有其他轴向尺寸的腔室的增压器中。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种增压机构。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：

一种增压机构，包括：

换向阀，其有具第一工作口、第二工作口、回油口以及进油口；所述回油口与液压系统中的油箱连通；进油口与液压系统中的系统管路连通；

增压器，其包括阀体、阀芯；所述阀体内开设有贯通的第一腔室和第二腔室；所述阀芯包括设置于所述第一腔室内的第一活塞、设置于所述第二腔室中的第二活塞以及连接所述第一活塞和所述第二活塞的缓冲机构；所述第一腔室通过第一管路与所述第一工作口连通，所述第二腔室通过第二管路与第二工作口连通；

第一单向阀，其设置于所述第二管路上，且所述第一单向阀的进口与所述第二工作口连通；

执行元件，其通过第三管路与所述第二腔室连接；

第二单向阀，其设置于所述第三管路上，且所述第二单向阀的进油与所述第二腔室连通；其中：

所述换向阀的阀芯通过移动而使系统管路内的液压油分别通过第一工作口和第二工作口交替进入所述第一腔室和所述第二腔室；

所述缓冲机构至少用于减小液压油进入所述第一腔室或者所述第二腔室瞬时所产生的压力波动。

优选地，所述缓冲机构包括：

轴套，其第一端设置于所述第一活塞上；

窜动轴，其第一端设置于所述第二活塞上，所述窜动轴的第二端自所述轴套的第二端伸入至所述轴套中，所述窜动轴位于所述轴套中的部分具有轴肩；

弹性缓冲件，其设置于所述轴套中以用于推抵所述窜动轴；

止挡环，其位于所述轴套中，并与所述轴套形成螺纹连接；所述止挡环与所述轴肩抵靠以使所述弹性缓冲件具有预定变形量。

优选地，所述缓冲机构还包括第三活塞；所述第三活塞设置于所述轴套中且与所述窜动轴的第二端连接；其中：

所述第三活塞、所述轴套以及所述第一活塞围成第三腔室；

所述第一活塞上开设有连通所述第一腔室与所述第三腔室的导流通道；

所述导流通过形成一段节流孔；

所述弹性缓冲件为弹簧，所述弹簧位于所述第三腔室中。

优选地，所述第一活塞朝向所述第二活塞的一端开设有安装槽；所述增压机构还包括垫块和连接盘；

所述连接盘嵌设于所述安装槽中并与所述第一活塞设置成可拆卸连接；

所述轴套与所述连接盘设置成可拆卸地连接；

所述垫块选择性地替代所述弹簧以填充于所述第三腔室中以与所述止挡环配合限制所述窜动轴相对所述轴套轴向移动。

优选地，所述第一腔室轴向上的两个腔壁上分别设置有第一缓冲垫和第二缓冲垫。

优选地，所述阀体上还开设有回油口，所述阀体的回油口与位于第一活塞和所述第二活塞之间的腔室连通，回油口以直接回油的方式与所述油箱连通。

优选地，位于所述执行元件与所述第二单向阀之间的第三管路上连接有溢流阀。

优选地，所述换向阀为二位四通换向阀。

与现有技术相比，本发明公开的增压机构的有益效果是：本发明的增压机构通过设置缓冲机构使得换向阀在切换油路时，第一活塞、第二活塞不会产生大的速度波动，对应地，第一腔室和第二腔室内的压力不会产生大的压力波动，这样会使执行元件、以及增压机构与执行元件之间的控制元件的压力波动减小，从而为执行元件提供更加平稳的压力，且因压力波动减小，增压器自身以及执行元件和控制元件内的相关部件的冲击减小，噪音也减小。

附图说明

图1为本发明的实施例所提供的增压机构的连接关系示意图。

图2为本发明的实施例所提供的增压机构中的增压器的结构示意图。

图3为本发明的实施例所提供的增压机构中的增压器的处于第一种状态的结构示意图。

图4为本发明的实施例所提供的增压机构中的增压器的处于第二种状态的结构示意图。

图5为本发明的实施例所提供的增压机构中的增压器的处于第三种状态的结构示意图。

图6为本发明的实施例所提供的增压机构中的增压器的处于第四种状态的结构示意图。

图7为本发明的实施例所提供的增压机构中的增压器的处于第五种状态的结构示意图。

图8为本发明的实施例所提供的增压机构中的增压器的处于第六种状态的结构示意图。

图9为本发明的实施例所提供的增压机构中的扭转缓冲机构的结构示意图。

图10为图9的A-A向剖视图。

图11为第一阀芯与第二阀芯之间的抵靠关系图。

图12为本发明的实施例所提供的增压机构替换部件后的结构示意图。

图中：

10-增压机构；11-阀体；111-回油口；12-第一活塞；13-第二活塞；14-缓冲机构；141-套体；142-窜动轴；1421-轴肩；146-止挡环；147-连接盘；1471-导流通道；1472-节流孔；148-垫块；151-第一缓冲垫；152-第二缓冲垫；161-第一腔室；162-第二腔室；20-换向阀；30-第一单向阀；40-第二单向阀；41-第三管路；50-溢流阀；60-执行元件；70-扭转缓冲机构；71-阀体；711-进口；712-出口；72-第一阀芯；721-第一过流孔；73-第二阀芯；731-第二过流孔；74-重叠面积；75-阶梯；81-第一管路；82-第二管路；83-系统管路；90-油箱。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

如图1和图2所示，本发明的实施例公开一种增压机构10，该增压机构10用于升高液压系统的额定压力，以满足执行元件60的要求(该执行元件60正常运行所需压力高于液压系统的额定压力)。该增压机构10包括换向阀20、增压器、第一单向阀30、执行元件60、第二单向阀40。其中，换向阀20可为二位四通换向阀20，该换向阀20的阀芯具有两个位置，该换向阀20具有第一工作口、第二工作口、回油口111以及进油口；回油口111与液压系统中的油箱90连通，进油口与液压系统中的系统管路83连通。增压器包括阀体11、阀芯；阀体11内开设有贯通的第一腔室161和第二腔室162；阀芯包括设置于第一腔室161内的第一活塞12、设置于第二腔室162中的第二活塞13以及连接第一活塞12和第二活塞13的缓冲机构14；第一腔室161通过第一管路81与第一工作口连通，第二腔室162通过第二管路82与第二工作口连通，并且阀体11上还开设有回油口111，该回油口111与第一活塞12和第二活塞13之间的腔室连通(即，该腔室是第一腔室161与第二腔室162贯通的部分)；使该回油口111不经过任何控制元件直接与油箱90连通。第一单向阀30设置于第二管路82上，且第一单向阀30的进口711与第二工作口连通。执行元件60通过第三管路41与第二腔室162连接。第二单向阀40设置于第三管路41上，且第二单向阀40的进油与第二腔室162连通。其中，当换向阀20的阀芯在第一位置时，系统管路83中的液压油经过换向阀20及第一工作口进入第一腔室161；当换向阀20的阀芯在第二位置时，系统管路83中的液压油经过换向阀20及第二工作口进入第二腔室162。

缓冲机构14具体包括轴套、窜动轴142、弹性缓冲件、止挡环146。轴套的第一端设置于第一活塞12上；窜动轴142的第一端设置于第二活塞13上，窜动轴142的第二端自轴套的第二端伸入至轴套中，窜动轴142位于轴套中的部分具有轴肩1421；弹性缓冲件设置于轴套中以用于推抵窜动轴142；止挡环146位于轴套中，并与轴套形成螺纹连接；止挡环146与轴肩1421抵靠以使弹性缓冲件具有预定变形量。

下面介绍一下本发明上述实施例所公开的增压机构10的工作过程，并借此来体现本发明的增压机构10的优点。

不妨从第一活塞12位于第一腔室161的第一端(即，附图所展现的第一腔室161的右端)的位置开设介绍增压机构10的工作过程。

当控制换向阀20，使换向阀20的阀芯切换至第一位置时，系统管路83的液压有经过换向阀20、第一工作管路进入第一腔室161中，如图3所示，当进入第一腔室161的瞬间，液压油以一定压力推抵第一活塞12向右运动，由于套体141内设置有弹性缓冲件，如图4所示，该弹性缓冲件开始被压缩，使得第二活塞13与第一活塞12在液压油进入第一腔室161瞬间产生差动，即，第二活塞13开始不会与第一活塞12同步移动，而是过一段时间后才达到与第一活塞12同步移动的速度，这样使得第二腔室162内的液压油不会突然跳跃至所要求的压力值，而是具有一个压力升高过程，该过程与弹性缓冲件的变形过程一致。如图5所示，当第二活塞13运动至第一腔室161的第二端而切换换向阀20时，如图6所示，弹性缓冲件进行弹性复位，弹性缓冲件的复位过程会至少使得第二活塞13继续向左运动，在第二活塞13运动时，第二腔室162内的压力逐渐变小，这样，当换向阀20切换的阀芯切换至第二位置时，第二腔室162内的压力与通过换向阀20和第二工作口进入第二腔室162内的液压油的压力相差不大，从而使液压油进入第二腔室162的瞬间，第二腔室162内的压力波动不大。当进入第二腔室162内的液压油使得第二活塞13推动第一活塞12时，第二活塞13的速度大于第一活塞12的速度，第二活塞13与第一活塞12再次产生差动，此时，如图7所示，弹性缓冲件再次被压缩，这样，第一腔室161内的液压油不会通过第一活塞12产生对第二活塞13的反力，从而使第二腔室162内的液压油不会产生跳跃的波动。当第二活塞13推抵第一活塞12运动至第一腔室161的右端且换向阀20再次进行阀芯位置切换时，弹性滑槽件开始复位，弹性缓冲件的复位动作，如图8所示，至少使得第二活塞13最先朝第二腔室162的左端移动，这样使得第二腔室162内的液压油的压力在此瞬间不会立刻跌落，以当换向阀20切换再次切换至第一位置后，在第一活塞12驱动第二活塞13时，不会使第二腔室162内的液压油的压力从一个跌落的较低压力值瞬间跳跃至一个较高压力值，从而较小了压力波动。

根据上述可知，本发明所提供的增压机构10的优势在于：本发明的增压机构10通过设置缓冲机构14使得换向阀20在切换油路时，第一活塞12、第二活塞13不会产生大的速度波动，对应地，第一腔室161和第二腔室162内的压力不会产生大的压力波动，这样会使执行元件60、以及增压机构10与执行元件60之间的控制元件的压力波动减小，从而为执行元件60提供更加平稳的压力，且因压力波动减小，增压器自身以及执行元件60和控制元件内的相关部件的冲击减小，噪音也减小。

对于由轴套、窜动轴142、弹性缓冲件、止挡环146构成的缓冲机构14，其优势还在于：

通过旋转止挡环146，可改变弹性缓冲件的预变形程度，从而用于减小不同压力比下的压力波动。例如，当执行元件60与系统管路83的压力之比较大时，止挡环146朝右端调节，使弹性缓冲件的预变形程度增大，当执行元件60与系统管路83的压力之比较小时，止挡环146朝左端调节，使弹性缓冲件的预变形程度减小。

应该说明的是：本发明的又一个优势在于：使阀体11的回油口111不经过任何控制元件与油箱90直接连通，这使得第一活塞12与第二活塞13之间的腔室的液压油不会干扰弹性缓冲件的弹性变形或弹性复位，进而不会干扰弹性缓冲件对压力波动所起的调节作用。

优选地，弹性缓冲件为弹簧。

应该理解，弹性缓冲件在减小压力波动中起了重要作用，然而，弹性缓冲件对于压力的调节属于机械变形式调节，这种机械变形式的压力调节使得调节过程不够柔和，也就是说，弹性缓冲件在减小压力波动方便所涉及的对压力的调节过程并不够柔和。

为解决上述问题，在本发明的一个优选实施例中，如图2至8所示，缓冲机构14还包括第三活塞；第三活塞设置于轴套中且与窜动轴142的第二端连接；其中：第三活塞、轴套以及第一活塞12围成第三腔室；第一活塞12上开设有连通第一腔室161与第三腔室的导流通道1471；导流通过形成一段节流孔1472；弹性缓冲件为弹簧，弹簧位于第三腔室中。在本实施例中，在弹簧的弹性变形和复位与第三腔室的大小的改变同步，因此，当弹簧通过弹性变形和复位使减小压力波动时，第三腔室的容积同步发生改变而使第三腔室的内的液压油经过导流通道1471流入第一腔室161，或者第一腔室161内的液压油经过导流通道1471流入第三腔室，由于导向通道有一段为节流孔1472，节流孔1472对液压油的流动产生一定阻尼作用，使得第一腔室161的容积的变化速度减缓，进而影响弹簧的弹性变形和复位过程，而使弹簧的弹性变形和复位过程更加柔和。

优选地，第一腔室161轴向上的两个腔壁上分别设置有第一缓冲垫151和第二缓冲垫152。第一缓冲垫151和第二缓冲垫152对换向阀20切换油路瞬间所产生的压力波动也具有一定的减小作用。

如图1所示，为能够给执行元件60提供一个恒定且预定的压力，位于执行元件60与第二单向阀40之间的第三管路41上连接有溢流阀50。该溢流阀50能够在未出现压力波动时给执行元件60提供恒定且预定的压力，该预定的压力通常为执行元件60运行时所要求的额定压力。

为进一步减小进入执行元件60的液压油的压力波动，在第二单向阀40与执行元件60之间的第三管路41上设置一扭转缓冲机构70。如图9至11所示，该扭转缓冲机构70包括阀体11、第一阀芯72和第二阀芯73；阀体11的两端具有进口711和出口712，进口711与第二单向阀40连通，出口712与执行元件60连通；第一阀芯72设置在阀体71内并靠近进口711的一端，第二阀芯73设置于阀芯内并设置于靠近出口712的一端；第一阀芯72与第二阀芯73分别开设有轴向贯通的第一过流孔721和第二过流孔731；第一阀芯72和第二阀芯73之间设置扭转弹性件，该扭转弹性件的两端分别与第一阀芯72和第二阀芯73连接，并且，使第一阀芯72保持相对固定，使第二阀芯73能够相对第一阀芯72转动，且使第一阀芯72与第二阀芯73通过阶梯75在周向上相抵靠，在第一阀芯72与第二阀芯73相抵靠时，第一阀芯72的第一过流孔721和第二阀芯73的第二过流孔731相对的端口部分的重叠，且扭转弹性件存在一定弹性扭转势能，且当使第二阀芯73朝重叠面积74增大的方向转动时，扭转弹性件的弹性扭转势能增大。

当压力波动经过上述实施例所提供的增压器未能完全消除时，该压力波动会通过第三管路41传递给执行元件60，实际上，产生压力波动的根本原因是经过元件的流量突然产生变化，也就是说，可通过控制流经元件和管路的液压油的流量而减小压力波动，上述实施例所提供的扭转缓冲机构70便是通过对流量的变化产生缓冲作用而进一步减小压力波动以阻止压力波动直接传递给执行元件60。具体地，当经过第三管路41的液压油的流量突然增大时，即，当第三管路41内的液压油的压力突然增大，进而产生压力波动时，液压油通过第一过滤孔后，驱动第二阀芯73朝两个孔的重叠面积74增大的方向转动，以使其适应流量增大的情况，由于扭转弹性件使得第二阀芯73始终具有朝重叠面积74减小的方向转动的驱动，进而使得扭转弹性件对流量的增大具有一定阻碍作用，进而使得液压油的流量在经过该机构时，流量的增速减缓，进而有效减小了流量增大而带来的压力波动对执行元件60的影响；当第三管路41内的液压油的流量突然减小时，即，当第三管路41内的液压油使得压力突然减小，进而产生压力波动时，扭簧弹性件即可使得第二阀芯73朝重叠面积74减小的方向转动，使得重叠面积74减小，使经过第一过流孔721和第二过滤孔的通流截面减小，从而一定程度上与流量向匹配，进而减缓了压力降低的速度，从而减小了压力波动。

在有些工况下，反而需要利用增压机构10自身产生的较大的压力波动，例如，增压机构10应用于凿岩设备上，凿岩设备的冲头需要具有一定冲击力，这需要使增压器在增压过程中产生较大的压力波动，进而使冲头产生较大冲击。

为使本发明即能够具有减小压力波动的配置，也具有使其自身具有压力波动的配置，在本发明的一个优选实施例中，第一活塞12朝向第二活塞13的一端开设有安装槽；增压机构10还包括垫块148和连接盘147；连接盘147嵌设于安装槽中并与第一活塞12设置成可拆卸连接；轴套与连接盘147设置成可拆卸地连接；垫块148选择性地替代弹簧以填充于第三腔室中以与止挡环146配合限制窜动轴142相对轴套轴向移动。其中，安装槽的槽底开设置有用于与套体141结合的结合部。在本实施例中，连接盘147与第一活塞12可通过螺纹紧固件进行可拆卸连接，套体141与连接盘147也可通过螺纹紧固件进行可拆卸的连接。结合部可以为与套体141的螺纹紧固件对应的螺纹孔。

上述实施例所提供的增压器，如图12所示，当需要使其自身具有压力波动以满足工况对执行元件60的要求时，将连接盘147拆下，使套体141与第一活塞12直接连接，并同时用垫块148替换弹簧，并重新调节止挡环146，而使套体141与窜动轴142直接压紧垫块148，如此，缓冲机构14便不具有减小压力波动的作用，缓冲机构14相对于现有技术中的增压器中连接两个活塞的刚性杆，进而使其自身具有压力波动能力以满足工况对执行元件60的要求。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种增压机构，其特征在于，包括：

换向阀，其有具第一工作口、第二工作口、回油口以及进油口；所述回油口与液压系统中的油箱连通；进油口与液压系统中的系统管路连通；

增压器，其包括阀体、阀芯；所述阀体内开设有贯通的第一腔室和第二腔室；所述阀芯包括设置于所述第一腔室内的第一活塞、设置于所述第二腔室中的第二活塞以及连接所述第一活塞和所述第二活塞的缓冲机构；所述第一腔室通过第一管路与所述第一工作口连通，所述第二腔室通过第二管路与第二工作口连通；

第一单向阀，其设置于所述第二管路上，且所述第一单向阀的进口与所述第二工作口连通；

执行元件，其通过第三管路与所述第二腔室连接；

第二单向阀，其设置于所述第三管路上，且所述第二单向阀的进油与所述第二腔室连通；其中：

所述换向阀的阀芯通过移动而使系统管路内的液压油分别通过第一工作口和第二工作口交替进入所述第一腔室和所述第二腔室；

所述缓冲机构至少用于减小液压油进入所述第一腔室或者所述第二腔室瞬时所产生的压力波动。

2.根据权利要求2所的增压系统，其特征在于，所述缓冲机构包括：

轴套，其第一端设置于所述第一活塞上；

窜动轴，其第一端设置于所述第二活塞上，所述窜动轴的第二端自所述轴套的第二端伸入至所述轴套中，所述窜动轴位于所述轴套中的部分具有轴肩；

弹性缓冲件，其设置于所述轴套中以用于推抵所述窜动轴；

止挡环，其位于所述轴套中，并与所述轴套形成螺纹连接；所述止挡环与所述轴肩抵靠以使所述弹性缓冲件具有预定变形量。

3.根据权利要求2所的增压系统，其特征在于，所述缓冲机构还包括第三活塞；所述第三活塞设置于所述轴套中且与所述窜动轴的第二端连接；其中：

所述第三活塞、所述轴套以及所述第一活塞围成第三腔室；

所述第一活塞上开设有连通所述第一腔室与所述第三腔室的导流通道；

所述导流通过形成一段节流孔；

所述弹性缓冲件为弹簧，所述弹簧位于所述第三腔室中。

4.根据权利要求3所的增压机构，其特征在于，所述第一活塞朝向所述第二活塞的一端开设有安装槽；所述增压机构还包括垫块和连接盘；

所述连接盘嵌设于所述安装槽中并与所述第一活塞设置成可拆卸连接；

所述轴套与所述连接盘设置成可拆卸地连接；

所述垫块选择性地替代所述弹簧以填充于所述第三腔室中以与所述止挡环配合限制所述窜动轴相对所述轴套轴向移动。

5.根据权利要求2所的增压机构，其特征在于，所述第一腔室轴向上的两个腔壁上分别设置有第一缓冲垫和第二缓冲垫。

6.根据权利要求1所的增压机构，其特征在于，所述阀体上还开设有回油口，所述阀体的回油口与位于第一活塞和所述第二活塞之间的腔室连通，回油口以直接回油的方式与所述油箱连通。

7.根据权利要求3所的增压机构，其特征在于，位于所述执行元件与所述第二单向阀之间的第三管路上连接有溢流阀。

8.根据权利要求1所的增压机构，其特征在于，所述换向阀为二位四通换向阀。