CN108612709B - 一种液压驱动的往复式空压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压驱动的往复式空压机，包括连接块，所述连接块的左右两端分别安装有第一缸体和第二缸体；所述连接块内滑动连接有活塞杆，所述活塞杆的左端位于所述第一缸体内，右端位于所述第二缸体内；所述第一缸体内滑动连接有与所述活塞杆左端相连的第一活塞，所述第二缸体内滑动连接有与所述活塞杆的右端相连的第二活塞；所述连接块上设有用于控制所述活塞杆左右往复运动的自动换向阀；所述第一缸体的左端安装有用于控制空气进入的第一单向阀和用于控制空气排出的第二单向阀，所述第二缸体的右端安装有用于控制空气进入的第三单向阀和用于控制空气排出的第四单向阀；该空压机的第一缸体和第二缸体整体连接结构更加紧凑，而且活塞的往复运动无需电控。

Description

一种液压驱动的往复式空压机

技术领域

本发明涉及空压机技术领域，具体为一种液压驱动的往复式空压机。

背景技术

随着大型机械设备的大规模应用，液压驱动作为一种很重要的驱动方式得到广泛采用，液压系统及其相关技术也日趋成熟。特别是在空压机应用技术领域，传统的空压机是采用曲柄连杆机构实现活塞在缸体内往复运动进而将空气压缩，这种方式的空压机输出脉冲大、不平稳，而且在恶劣工况下容易卡住，另外在目前的液压空压机中实现活塞往复运动的换向阀，大多采用电磁换向阀和位移传感器相配合控制换向，都由接近开关控制传感器，换向不稳定、不可靠，结构复杂，更换不方便；换向装置的控制电路部分采用的是电路板控制，因为线路板是非标件，而且制作加工比较困难，损坏后维修就非常困难，同时如果出现问题后也不方便查找原因，大大降低了生产效率；现有的换向装置，如果长期持续通电，很容易损坏小器件，能满足长期通电的要求，也在一定程度上影响到了生产效率。而某些领域有极其严格的防爆要求，要求尽量的简化系统，无需外界干预，如应用在石油矿井、煤炭灌注、天然气压缩站等领域中的空压机(有防爆要求)，客观需要一种液压驱动的往复式空压机来满足无需人员近距离的干预即能自行换向而且还满足防爆的需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术上的缺陷，提供一种结构简单、加工方便、无需电控制的液压驱动的往复式空压机。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供了一种液压驱动的往复式空压机，包括连接块，所述连接块的左右两端分别安装有第一缸体和第二缸体；所述连接块内滑动连接有活塞杆，所述活塞杆的左端位于所述第一缸体内，右端位于所述第二缸体内；所述第一缸体内滑动连接有与所述活塞杆左端相连的第一活塞，所述第二缸体内滑动连接有与所述活塞杆的右端相连的第二活塞；所述连接块上设有用于控制所述活塞杆左右往复运动的自动换向阀；所述第一缸体的左端安装有用于控制空气进入的第一单向阀和用于控制空气排出的第二单向阀，所述第二缸体的右端安装有用于控制空气进入的第三单向阀和用于整体连接结构更加紧凑，而且第一活塞和第二活塞的往复运动无需电控。所述自动换向阀包括设有P油口、A油口、B油口、T油口的阀体，所述阀体内部设有两个相互平行且贯通的第一安装孔和第二安装孔；所述第一安装孔内滑动连接有用于控制油口通断的主阀芯，所述第二安装孔内滑动连接有用于控制主阀芯左右移动的先导阀芯；所述阀体上在所述第一安装孔的两端分别设有第一螺堵和第二螺堵，在所述第二安装孔的两端分别设有第三螺堵和第四螺堵；所述阀体内在所述第一螺堵和所述主阀芯的左端之间形成第一主控腔，在所述第二螺堵和所述主阀芯的右端之间形成第二主控腔；所述阀体内在所述第三螺堵和所述先导阀芯的左端之间形成第一先导腔，在所述第四螺堵和所述先导阀芯的右端之间形成第二先导腔；所述主阀芯位于右边位置时，所述P油口与所述A油口相通，所述B油口与所述T油口相通；所述主阀芯位于左边位置时，所述P油口与所述B油口相通，所述A油口与所述T油口相通；所述阀体内设有与所述P油口相通的第五通流孔，以及用于连通所述第五通流孔和所述第二安装孔的第七通流孔；所述阀体内靠近所述第二安装孔的左端设有第六通流孔，以及用于连通所述第六通流孔和所述第一主控腔的第三通流孔；所述阀体内设有用于连通所述第一主控腔和所述T油口的第十三通流孔，所述第十三通流孔内设有第三阻尼器，所述第三阻尼器的进口与所述第一主控腔相通，其出口与所述T油口相通；所述阀体内靠近所述第二安装孔的右端设有第八通流孔，以及用于连通所述第八通流孔和所述第二主控腔的第四通流孔；所述阀体内设有用于连通所述第二主控腔和所述T油口的第十四通流孔，所述第十四通流孔内设有第四阻尼器，所述第四阻尼器的进口与所述第二主控腔相通，其出口与所述T油口相通；所述先导阀芯位于左边位置时，所述第七通流孔与所述第六通流孔相通，所述先导阀芯位于所述右边位置时，所述第七通流孔与所述第八通流孔相通；所述阀体上还设有用于控制所述先导阀芯动作的溢流阀装置。

通过上述技术方案，该液压驱动的往复式空压机工作时，若自动换向阀的先导阀芯开始位于第二安装孔的右侧极限位置，则P油口的油液经过第五通流孔(和P油口一直相通)、第七通流孔、第二安装孔、第八通流孔、第四通流孔进入第二主控腔，则主阀芯向左移动(如果之前主阀芯不在左边极限位置)或者保持在左边极限位置(如果之前就在左边极限位置)，所述第一主控腔内的油液通过第十三通流孔和第三阻尼器流回T油口，这样P油口通B油口、A油口通T油口，此时油液进入第二缸体有杆腔，带动第一活塞、活塞杆、第二活塞向右运动，同时第二缸体上第三单向阀关闭，第四单向阀打开，空气压缩并排除第二缸体；第一缸体上第一单向阀打开，第二单向阀关闭空气被吸进第一缸体。当第二活塞运动到第二缸体底部时，第二缸体有杆腔压力开始升高，当压力力升高到自动换向阀溢流阀装置设定的压力时，油液由B油口进入第二先导腔，推动先导阀芯向左移动，其中第一先导腔的油液通过溢流阀装置流回T油口，这样P油口的压力经过第五通流孔、第七通流孔、第二安装孔、第六通流孔、第三通流孔进入第一主控腔，所述第二主控腔内的油液经过第十四通流孔和第四阻尼器流回T油口，主阀芯向右移动切换到P油口通A油口、B油口通T油口位置，此时油液进入第一缸体有杆腔，带动第一活塞、活塞杆、第二活塞向左运动，同时第一缸体上第一单向阀关闭，第二单向阀打开，空气压缩并排出第一缸体；第二缸体上第三单向阀打开，第四单向阀关闭空气被吸进第二缸体。当第一活塞运动到第一缸体底部时，第一缸体有杆腔压力开始升高，当压力升高到自动换向阀溢流阀装置设定的压力时，油液由A油口进入第一先导腔，推动先导阀芯向右移动，第二先导腔的油液通过溢流阀装置流回T油口，这样P油口的油液经过第五通流孔、第七通流孔、第二安装孔、第八通流孔、第四通流孔进入第二主控腔，主阀芯向左移动，所述第一主控腔内的油液通过第十三通流孔和第三阻尼器流回T油口，主阀芯向右移动切换到P油口通B油口、A油口通T油口位置，油液进入第一缸体有杆腔，带动第一活塞、活塞杆、第二活塞向右运动，至此形成循环，无需电控控制。

进一步的技术方案中，所述溢流阀装置包括设置在所述阀体上的第一溢流阀和第二溢流阀，所述第一溢流阀的进油口通过设置在所述阀体内的第十一通流孔与所述A油口相通，其溢流口通过设置在所述阀体内的第一通流孔与所述第一先导腔相通；所述阀体内设有用于连通所述第一通流孔和所述T油口的第九通流孔；所述第一通流孔内安装有第一阻尼器，所述第一阻尼器的进口与所述第一溢流阀的溢流口相通，其出口与所述第九通流孔相通；所述第二溢流阀的进油口通过设置在所述阀体内的第十二通流孔与所述B油口相通，其溢流口通过设置在所述阀体内的第二通流孔与所述第二先导腔相通；所述阀体内设有用于连通所述第二通流孔和所述T油口的第十通流孔，所述第二通流孔内安装有第二阻尼器，所述第二阻尼器的进口与所述第二溢流阀的溢流口相通，其出口与所述第十通流孔相通。

进一步的技术方案中，所述主阀芯的侧面上沿其轴向从左向右依次设有第一凸肩、第二凸肩、第三凸肩，其中所述第一凸肩和所述第三凸肩分别位于所述主阀芯的两端，且靠近所述T油口处，所述第二凸肩位于所述主阀芯的中间位置，且靠近所述P油口处。

进一步的技术方案中，所述先导阀芯的侧面上沿其轴向依次设有第四凸肩和第五凸肩，其所述第四凸肩和所述第五凸肩分别位于所述先导阀芯的两端，所述第二安装孔与所述第七通流孔的连通处位于所述第四凸肩和所述第五凸肩之间。

进一步的技术方案中，所述第五通流孔内安装有第五阻尼器，所述第五阻尼器的进口与所述P油口相通，其出口与所述第七通流孔相通。

进一步的技术方案中，所述连接块上设有用于连通所述A油口与所述第二缸体的第二流道，以及用于连通所述B油口与所述第一缸体的第一流道。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：该液压驱动的往复式空压机的第一缸体和第二缸体整体连接结构更加紧凑，而且第一活塞和第二活塞的往复运动无需电控；另外该液压驱动的往复式空压机工作时，若开始自动换向阀主阀芯在右侧极限位置，配合于第一缸体内的第一活塞运动，当第一活塞运动到第一缸体底部时，此时第一缸体有杆腔内油压升高，则自动换向阀A油口油液压力升高，当油液压力大于自动换向阀左侧溢流装置设定压力时，左侧溢流装置打开，控制先导阀芯向右运动到右侧极限位置，使P油口的油液经过第五通流孔(和P油口一直相通)、第七通流孔、第二安装孔、第八通流孔、第四通流孔进入第二主控腔，则主阀芯向左移动，这样P油口通B油口、A油口通T油口，油液流入第二缸体内，从第一缸体内流出，第一活塞与第二活塞反向运动，当第二活塞运动到第二缸体底部时，此时第二缸体有杆腔内油压升高，则自动泄压阀B同油口油液压力升高，当油液压力大于自动换向阀右侧溢流装置设定压力时，右侧溢流装置打开，控制先导阀芯向左运动到做侧极限位置，这样P油口的压力经过第五通流孔、第七通流孔、第二安装孔、第六通流孔、第三通流孔进入第一主控腔，主阀芯向右移动切换到P油口通A油口、B油口通T油口位置，至此形成循环，无需电控控制；该阀结构简单、加工方便。

附图说明

图1为本实施例中液压驱动的往复式空压机的结构示意图；

图2为本实施例中自动换向阀的剖面结构示意图；

图3为本图2中A-A处的剖面结构示意图；

图4为本图2中B-B处的剖面结构示意图；

图5为本实施例中自动换向阀的液压原理图。

具体实施方式

请参阅图1-5，本发明提供一种液压驱动的往复式空压机，包括连接块9，连接块9的左右两端分别安装有第一缸体10和第二缸体11；连接块9内滑动连接有活塞杆12，活塞杆12的左端位于第一缸体10内，右端位于第二缸体11内；第一缸体10内滑动连接有与活塞杆12左端相连的第一活塞13，第二缸体11内滑动连接有与活塞杆12的右端相连的第二活塞14；连接块9上设有用于控制活塞杆12左右往复运动的自动换向阀15；第一缸体10的左端安装有用于控制空气进入第一缸体10无杆腔内的第一单向阀16和用于控制空气排出第一缸体10无杆腔的第二单向阀17，第二缸体11的右端安装有用于控制空气进入第二缸体11无杆腔内的第三单向阀18和用于控制空气排出第二缸体11无杆腔内的第四单向阀19；通过上述设置该空压机的第一缸体10和第二缸体11整体连接结构更加紧凑，而且第一活塞13和第二活塞14的往复运动无需电控。自动换向阀15包括设有P油口103、A油口104、B油口105、T油口106的阀体1，阀体1内部设有两个相互平行且贯通的第一安装孔101和第二安装孔102；第一安装孔101内滑动连接有用于控制油口通断的主阀芯4，第二安装孔102内滑动连接有用于控制主阀芯4左右移动的先导阀芯3；阀体1上在第一安装孔101的两端分别设有第一螺堵7a和第二螺堵7b，在第二安装孔102的两端分别设有第三螺堵7c和第四螺堵7d；阀体1内在第一螺堵7a和主阀芯4的左端之间形成第一主控腔107，在第二螺堵7b和主阀芯4的右端之间形成第二主控腔108；阀体1内在第三螺堵7c和先导阀芯3的左端之间形成第一先导腔109，在第四螺堵7d和先导阀芯3的右端之间形成第二先导腔110；阀体1内设有与P油口103相通的第五通流孔1e，以及用于连通第五通流孔1e和第二安装孔102的第七通流孔1g；阀体1内靠近第二安装孔102的左端设有第六通流孔1f，以及用于连通第六通流孔1f和第一主控腔107的第三通流孔1c；阀体1内设有用于连通第一主控腔107和T油口106的第十三通流孔1m，第十三通流孔1m内设有第三阻尼器6c，第三阻尼器6c的进口与第一主控腔107相通，其出口与T油口106相通；阀体1内靠近第二安装孔102的右端设有第八通流孔1h，以及用于连通第八通流孔1h和第二主控腔108的第四通流孔1d；阀体1内设有用于连通第二主控腔108和T油口106的第十四通流孔1n，第十四通流孔1n内设有第四阻尼器6d，第四阻尼器6d的进口与第二主控腔108相通，其出口与T油口106相通；阀体1上还设有用于控制先导阀芯3动作的溢流阀装置。

所述溢流阀装置包括设置在阀体1上的第一溢流阀5a和第二溢流阀5b，第一溢流阀5a的进油口通过设置在阀体1内的第十一通流孔1k与A油口104相通，其溢流口通过设置在阀体1内的第一通流孔1a与第一先导腔109相通；阀体1内设有用于连通第一通流孔1a和T油口106的第九通流孔1i；第一通流孔1a内安装有第一阻尼器6a，第一阻尼器6a的进口与第一溢流阀5a的溢流口相通，其出口与第九通流孔1i相通；第二溢流阀5b的进油口通过设置在阀体1内的第十二通流孔1l与B油口105相通，其溢流口通过设置在阀体1内的第二通流孔1b与第二先导腔110相通；阀体1内设有用于连通第二通流孔1b和T油口106的第十通流孔1j，第二通流孔1b内安装有第二阻尼器6b，第二阻尼器6b的进口与第二溢流阀5b的溢流口相通，其出口与第十通流孔1j相通。

所述主阀芯4的侧面上沿其轴向从左向右依次设有第一凸肩401、第二凸肩402、第三凸肩403，其中第一凸肩401和第三凸肩403分别位于主阀芯4的两端，且靠近T油口106处，第二凸肩402位于主阀芯4的中间位置，且靠近P油口103处。

所述先导阀芯3的侧面上沿其轴向依次设有第四凸肩301和第五凸肩302，其第四凸肩301和第五凸肩302分别位于先导阀芯3的两端，第二安装孔102与第七通流孔1g的连通处位于第四凸肩301和第五凸肩302之间。第五通流孔1e内安装有第五阻尼器6e，第五阻尼器6e的进口与P油口103相通，其出口与第七通流孔1g相通。

连接块9上设有用于连通所述A油口与第一缸体10有杆腔的第一流道901，以及用于连通B油口与第一缸体11有杆腔的第二流道902。

使用时将P油口和T油口与液压油源相连，该液压驱动的往复式空压机工作时，若自动换向阀15的先导阀芯3开始位于第二安装孔102的右侧极限位置，则P油口103的油液经过第五通流孔1e(和P油口一直相通)、第七通流孔1g、第二安装孔102、第八通流孔1h、第四通流孔1d进入第二主控腔108，则主阀芯4向左移动(如果之前主阀芯不在左边极限位置)或者保持在左边极限位置(如果之前就在左边极限位置)，所述第一主控腔107内的油液通过第十三通流孔1m和第三阻尼器6c流回T油口106，这样P油口103通B油口105、A油口104通T油口106，此时油液进入第二缸体11的有杆腔，带动第一活塞13、活塞杆12、第二活塞14向右运动，同时第二缸体11上第三单向阀18关闭，第四单向阀19打开，空气压缩并排出第二缸体11的无杆腔；第一缸体10上第一单向阀16打开，第二单向阀17关闭空气被吸进第一缸体10的无杆腔。当第二活塞14运动到第二缸体11的底部时，第二缸体11有杆腔压力开始升高，当压力升高到自动换向阀15溢流装置5b设定的压力时，油液由B油口105通过第十二通流孔1l、第二通流孔1b进入第二先导腔110，推动先导阀芯3向左移动，其中第一先导腔109的油液通过第一通流孔1a、第一阻尼器6a、第九通流孔1i流回T油口106，这样P油口103的压力经过第五通流孔1e、第七通流孔1g、第二安装孔102、第六通流孔1f、第三通流孔1c进入第一主控腔107，第二主控腔108内的油液经过第十四通流孔1n和第四阻尼器6d流回T油口106，主阀芯4向右移动切换到P油口103通A油口104、B油口105通T油口106位置，此时油液进入第一缸体10的有杆腔，带动第一活塞13、活塞杆12、第二活塞14向左运动，同时第一缸体10上第一单向阀16关闭，第二单向阀17打开，空气压缩并排出第一缸体10的无杆腔；第二缸体11上第三单向阀18打开，第四单向阀19关闭空气被吸进第二缸体11的无杆腔。当第一活塞13运动到第一缸体10的底部时，第一缸体10有杆腔压力开始升高，当压力升高到自动换向阀15溢流装置5a设定的压力时，油液由A油口104通过第十一通流孔1k、第一通流孔1a进入第一先导腔109，推动先导阀芯3向右移动，第二先导腔110的油液通过第二通流孔1b、第二阻尼器6b、第十通流孔1j流回T油口106，这样P油口103的油液经过第五通流孔1e、第七通流孔1g、第二安装孔102、第八通流孔1h、第四通流孔1d进入第二主控腔108，主阀芯4向左移动，第一主控腔107内的油液通过第十三通流孔1m和第三阻尼器6c流回T油口106，主阀芯4向左移动切换到P油口103通B油口105、A油口104通T油口106位置，此时油液进入第二缸体11的有杆腔，带动第一活塞13、活塞杆12、第二活塞14向右运动，至此形成循环，活塞杆12在本发明的控制下来回自动运动，无需电控控制。

上部所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种液压驱动的往复式空压机，其特征在于，包括连接块，所述连接块的左右两端分别安装有第一缸体和第二缸体；所述连接块内滑动连接有活塞杆，所述活塞杆的左端位于所述第一缸体内，右端位于所述第二缸体内；所述第一缸体内滑动连接有与所述活塞杆左端相连的第一活塞，所述第二缸体内滑动连接有与所述活塞杆的右端相连的第二活塞；所述连接块上设有用于控制所述活塞杆左右往复运动的自动换向阀；所述第一缸体的左端安装有用于控制空气进入的第一单向阀和用于控制空气排出的第二单向阀，所述第二缸体的右端安装有用于控制空气进入的第三单向阀和用于控制空气排出的第四单向阀；所述自动换向阀，包括设有P油口、A油口、B油口、T油口的阀体，所述阀体内部设有两个相互平行且贯通的第一安装孔和第二安装孔；所述第一安装孔内滑动连接有用于控制油口通断的主阀芯，所述第二安装孔内滑动连接有用于控制主阀芯左右移动的先导阀芯；所述阀体上在所述第一安装孔的两端分别设有第一螺堵和第二螺堵，在所述第二安装孔的两端分别设有第三螺堵和第四螺堵；所述阀体内在所述第一螺堵和所述主阀芯的左端之间形成第一主控腔，在所述第二螺堵和所述主阀芯的右端之间形成第二主控腔；所述阀体内在所述第三螺堵和所述先导阀芯的左端之间形成第一先导腔，在所述第四螺堵和所述先导阀芯的右端之间形成第二先导腔；所述主阀芯位于右边位置时，所述P油口与所述A油口相通，所述B油口与所述T油口相通；所述主阀芯位于左边位置时，所述P油口与所述B油口相通，所述A油口与所述T油口相通；

所述阀体内设有与所述P油口相通的第五通流孔，以及用于连通所述第五通流孔和所述第二安装孔的第七通流孔；所述阀体内靠近所述第二安装孔的左端设有第六通流孔，以及用于连通所述第六通流孔和所述第一主控腔的第三通流孔；所述阀体内设有用于连通所述第一主控腔和所述T油口的第十三通流孔，所述第十三通流孔内设有第三阻尼器，所述第三阻尼器的进口与所述第一主控腔相通，其出口与所述T油口相通；所述阀体内靠近所述第二安装孔的右端设有第八通流孔，以及用于连通所述第八通流孔和所述第二主控腔的第四通流孔；所述阀体内设有用于连通所述第二主控腔和所述T油口的第十四通流孔，所述第十四通流孔内设有第四阻尼器，所述第四阻尼器的进口与所述第二主控腔相通，其出口与所述T油口相通；所述先导阀芯位于左边位置时，所述第七通流孔与所述第六通流孔相通，所述先导阀芯位于所述右边位置时，所述第七通流孔与所述第八通流孔相通；

所述阀体上还设有用于控制所述先导阀芯动作的溢流阀装置。

2.根据权利要求1所述的一种液压驱动的往复式空压机，其特征在于，

所述溢流阀装置包括设置在所述阀体上的第一溢流阀和第二溢流阀，所述第一溢流阀的进油口通过设置在所述阀体内的第十一通流孔与所述A油口相通，其溢流口通过设置在所述阀体内的第一通流孔与所述第一先导腔相通；所述阀体内设有用于连通所述第一通流孔和所述T油口的第九通流孔；所述第一通流孔内安装有第一阻尼器，所述第一阻尼器的进口与所述第一溢流阀的溢流口相通，其出口与所述第九通流孔相通；

所述第二溢流阀的进油口通过设置在所述阀体内的第十二通流孔与所述B油口相通，其溢流口通过设置在所述阀体内的第二通流孔与所述第二先导腔相通；所述阀体内设有用于连通所述第二通流孔和所述T油口的第十通流孔，所述第二通流孔内安装有第二阻尼器，所述第二阻尼器的进口与所述第二溢流阀的溢流口相通，其出口与所述第十通流孔相通。

3.根据权利要求1所述的一种液压驱动的往复式空压机，其特征在于，

所述主阀芯的侧面上沿其轴向从左向右依次设有第一凸肩、第二凸肩、第三凸肩，其中所述第一凸肩和所述第三凸肩分别位于所述主阀芯的两端，且靠近所述T油口处，所述第二凸肩位于所述主阀芯的中间位置，且靠近所述P油口处。

4.根据权利要求1所述的一种液压驱动的往复式空压机，其特征在于，

所述先导阀芯的侧面上沿其轴向依次设有第四凸肩和第五凸肩，其所述第四凸肩和所述第五凸肩分别位于所述先导阀芯的两端，所述第二安装孔与所述第七通流孔的连通处位于所述第四凸肩和所述第五凸肩之间。

5.根据权利要求1所述的一种液压驱动的往复式空压机，其特征在于，

所述第五通流孔内安装有第五阻尼器，所述第五阻尼器的进口与所述P油口相通，其出口与所述第七通流孔相通。

6.根据权利要求1所述的一种液压驱动的往复式空压机，其特征在于，

所述连接块上设有用于连通所述A油口与所述第一缸体的第一流道，以及用于连通所述B油口与所述第二缸体的第二流道。