CN109253123A - 用于道路标线的自动往复油缸 - Google Patents

Abstract

用于道路标线的自动往复油缸，包括自上而下依次同轴向连接的上缸筒、中缸筒和下缸筒，上缸筒内固定设置有阀套，中缸筒内滑动设置有活塞，下缸筒内滑动设置有驱动杆，驱动杆外径小于活塞外径，阀套、活塞和驱动杆内部同轴向设置有一根拉杆，上缸筒和下缸筒的左侧部分别连接有上进油管接头和下进油管接头，拉杆上端部同轴向固定连接有中空结构且下端敞口的阀芯。本发明通利用液压油的油压、复位弹簧的弹力以及限位弹簧的平衡弹力的共同作用，使驱动杆上下往复运动，为高压柱塞泵提供往复运动的动力，往复运动的过程十分流畅，压力波动很小，也更容易启动，大大提高了工作效率和标线质量。

Description

用于道路标线的自动往复油缸

技术领域

本发明属于道路标线机械技术领域，具体涉及一种用于道路标线的自动往复油缸。

背景技术

柱塞式常温标线机中的核心设备就是其中的自动往复油缸和高压柱塞泵，公开号为CN 105757011 A、发明名称为高压柱塞泵式常温标线机的液控压差系统中公开了一种自动往复油缸，该自动往复油缸虽然能满足使用的工况条件，但也存在许多弊端，如下：

1、工作当中，自动往复油缸出现卡滞现象，活塞经常停留到中间不动，操作过程中需要借用工具使驱动杆移动一段距离，重新启动液压油泵才能正常工作，影响了划线效率。

2、由于自动往复油缸的缸筒内下部设置复位弹簧，驱动高压柱塞泵的动力使泵出来的常温涂料压力偏低，并且自动往复油缸的往复驱动压力波动偏大，使画出来的线会经常出现宽窄不一、厚薄不均的现象。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种可消除卡滞现象、减小了工作时的压力波动、提高工作效率和提升标线质量的用于道路标线的自动往复油缸。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：用于道路标线的自动往复油缸，包括自上而下依次同轴向连接的上缸筒、中缸筒和下缸筒，上缸筒内固定设置有阀套，中缸筒内滑动设置有活塞，活塞中部开设有上下通透的穿孔，下缸筒内滑动设置有驱动杆，驱动杆外径小于活塞外径，驱动杆下端伸出下缸筒并与高压柱塞泵的动力输入端连接，驱动杆内部设置有顶部敞口的台阶孔，活塞底面同轴一体设有连接套，连接套伸入到台阶孔内并与驱动杆上部内壁螺纹连接，阀套、活塞和驱动杆内部同轴向设置有一根拉杆，拉杆下部设置有轴肩，拉杆上在轴肩的下方自上而下依次套设有上弹簧座、复位弹簧和下弹簧座，拉杆下端螺纹连接有调节螺母，在调节螺母的限位下，复位弹簧上下两端分别与上弹簧座和下弹簧座顶压配合，上弹簧座和下弹簧座的外径小于台阶孔上部的内径且大于台阶孔下部的内径；

上缸筒和下缸筒的左侧部分别连接有上进油管接头和下进油管接头，上进油管接头和下进油管接头之间通过一根进油管串联，下缸体上部内壁与驱动杆外圆之间具有环形间隙，环形间隙上端口与中缸筒内部连通，上缸筒右侧部连接有位于上进油管接头下方的出油管接头；

拉杆上端部同轴向固定连接有中空结构且下端敞口的阀芯，阀芯内径大于拉杆外径，上缸筒前侧部和后侧部分别设置有一个与阀芯上部外壁配合的弹性平衡限位机构，阀芯下部外壁与阀套内壁滑动配合，阀芯下部和阀套上设置有可随着阀芯上下移动分别与上进油管接头及出油管接头连通或封堵的孔槽结构。

阀芯上部外圆周上开设有上环形限位槽和下环形限位槽，上环形限位槽和下环形限位槽之间阀芯的外壁形状为圆滑曲面结构；

两个弹性平衡限位机构的构造相同且前后对称布置；前侧的弹性平衡限位机构包括限位螺栓、限位弹簧和钢球，上缸筒前侧部沿径向方向开设有螺孔，限位螺栓螺纹连接在螺孔内，限位螺栓上套设有与螺孔前端口密封配合的第一O型密封圈，限位螺栓内部开设有后端敞口的圆柱腔，限位弹簧和钢球均设置在圆柱腔内，钢球位于限位弹簧后端；在限位弹簧的弹力作用下，钢球被顶入到上环形限位槽或下环形限位槽内对阀芯进行轴向限位。

孔槽结构包括上环形导油槽、下环形导油槽、上导油孔、下导油孔和内导油孔，上环形导油槽和下环形导油槽均沿阀套的圆周方向开设在阀套的外壁上，上环形导油槽与上进油管接头连通，下环形导油槽与出油管接头连通，上导油孔和下导油孔均沿阀套的径向开设，上导油孔内外两端分别与阀套内腔和上环形导油槽下部连通，下导油孔内外两端分别与阀套内腔和下环形导油槽上部连通，内导油孔开设在阀芯上，阀芯上下移动时导油孔可与上导油孔或下导油孔分别连通；阀套上端部内圈开设有用于容纳下环形限位槽的环形槽。

上缸筒上部内壁设置有用于定位阀套的孔用挡圈，孔用挡圈与阀套下端之间设置有垫圈，上缸筒内壁与阀套外壁设置有三个第二O型密封圈，第一个第二O型密封圈位于上环形导油槽上方，第二个第二O型密封圈位于上环形导油槽和下环形导油槽之间，第三个第二O型密封圈位于下环形导油槽下方。

阀芯上端同轴向设置有下粗上细的锥形安装套，拉杆上端穿过锥形安装套并通过紧固螺母与锥形安装套上端压接配合，锥形安装套上开设有压力平衡透孔。

上缸筒上端设置有螺纹连接有上堵头，上堵头与上缸筒的上端口处设置有第三O型密封圈，上堵头内部设置有下端敞口、用于容纳锥形安装套和紧固螺母的容纳槽。

中缸筒的上部和下部分别伸入并螺纹连接到上缸筒和下缸筒内部，中缸筒外壁上部和下部分别与上缸筒内壁和下缸筒内壁之间设置有第四O型密封圈，中缸筒外部螺纹连接有与上缸筒下端顶压配合的背紧螺母。

活塞外圆与中缸筒内壁之间设置有第一导向环和组合密封圈，驱动杆上端口与连接套外圈之间设置有第五O型密封圈。

下缸筒内壁自上而下依次设置有与驱动杆外圆滑动配合的U型密封圈、第二导向环和防尘密封圈。

采用上述技术方案，本发明的工作原理及过程为：液压油泵通过进油管向上进油管接头和下进油管接头同时输送高压油，活塞处于中缸筒内的上止点，高压油从下进油管接头进入环形间隙，在向上进入中缸筒与驱动杆之间形成环形腔体内部，与此同时，高压油从上进油管接头进入上环形导油槽，再经上导油孔、内导油孔进入到阀芯内部，由阀芯下端口进入到活塞上方空间以及驱动杆的台阶孔内，同时高压油由阀芯上端设置的锥形安装套上开设有压力平衡透孔进入到阀芯与上缸筒之间的环形腔体内，由于活塞上端面的受压截面积大于活塞下端面的受压截面积，活塞上端面和下端面的压强一样，因此活塞上端面受到向下的压力大于活塞下端面受到向上的压力，向下的压力驱动活塞沿中缸筒内壁向下运动，活塞通过连接套带动驱动杆沿下缸筒内壁向下移动，驱动杆下端连接的高压柱塞泵的动力输入端也随着向下运动。

当连接套的下端面碰到上弹簧座的上端面时，复位弹簧被压缩，当复位弹簧的弹力大到能克服限位弹簧的弹力时，复位弹簧向下驱动下弹簧座，下弹簧座带动拉杆向下移动，拉杆带动阀芯向下动作，限位弹簧被阀芯外壁上的圆滑曲面结构压缩，钢珠由下环形限位槽进入到上环形限位槽内，同时阀芯上的内导油孔向下移动，阀芯外壁将上导油孔封堵，直到内导油孔与下导油孔连通后，活塞上方腔体内的油液由出油管接头排出，活塞上方的油压减小到零，活塞下方的油压仍然是液压油泵供油的油压，活塞下方的高压油驱动活塞向上运动，上弹簧座向上复位。活塞通过连接套带动驱动杆沿下缸筒内壁向上移动，当驱动杆内部的台阶孔内部的台阶向上触碰到下弹簧座下端面时，向上压缩复位弹簧，当复位弹簧的弹力达到一定程度时，克服限位弹簧的弹力，

复位弹簧向上驱动上弹簧座，上弹簧座推动拉杆向上移动，拉杆带动阀芯向上动作，限位弹簧被阀芯外壁上的圆滑曲面结构压缩，钢珠由上环形限位槽进入到下环形限位槽内，同时阀芯上的内导油孔向上移动，阀芯外壁将下导油孔封堵，直到内导油孔与上导油孔连通后，高压油从上进油管接头进入上环形导油槽，再经上导油孔、内导油孔进入到阀芯内部，由阀芯下端口进入到活塞上方空间以及驱动杆的台阶孔内，由于活塞上端面的受压截面积大于活塞下端面的受压截面积，活塞上端面和下端面的压强一样，因此活塞上端面受到向下的压力大于活塞下端面受到向上的压力，向下的压力驱动活塞沿中缸筒内壁向下运动，活塞通过连接套带动驱动杆沿下缸筒内壁向下移动，驱动杆下端连接的高压柱塞泵的动力输入端也随着向下运动。按照上述工作过程往复循环，从而取得高压柱塞泵上下往复运动。

本发明中的弹性平衡限位机构可平衡复位弹簧的弹力，可限定驱动杆上下往复移动的极限位置，也提高了液压泵提供高压油的压力，从而使驱动杆往复运动的动力增大，高压柱塞泵泵出来的涂料压力也增大。

锥形安装套上设置压力平衡透孔，在阀芯上下移动时，使阀芯内外的压力保持平衡。

阀套通过孔用挡圈装配在上缸筒内，便于安装和拆卸。

本发明中各构件多采用分体式装配而成，这样不仅便于制作，而且便于安装和拆卸，各构件之间均设置有密封圈或导向环，确保在高压状态下的良好密封性。

综上所述，本发明通利用液压油的油压、复位弹簧的弹力以及限位弹簧的平衡弹力的共同作用，使驱动杆上下往复运动，为高压柱塞泵提供往复运动的动力，往复运动的过程十分流畅，压力波动很小，也更容易启动，大大提高了工作效率和标线质量。

附图说明

图1是本发明中阀芯在上止点时的内部结构示意图；

图2是图1中上缸筒侧视轴向剖视图；

图3是本发明中阀芯在下止点时的内部结构示意图；

图4是图3中上缸筒侧视轴向剖视图。

具体实施方式

如图1-图4所示，本发明的用于道路标线的自动往复油缸，包括自上而下依次同轴向连接的上缸筒1、中缸筒2和下缸筒3，上缸筒1内固定设置有阀套4，中缸筒2内滑动设置有活塞5，活塞5中部开设有上下通透的穿孔6，下缸筒3内滑动设置有驱动杆7，驱动杆7外径小于活塞5外径，驱动杆7下端伸出下缸筒3并与高压柱塞泵的动力输入端连接，驱动杆7内部设置有顶部敞口的台阶孔8，活塞5底面同轴一体设有连接套9，连接套9伸入到台阶孔8内并与驱动杆7上部内壁螺纹连接，阀套4、活塞5和驱动杆7内部同轴向设置有一根拉杆10，拉杆10下部设置有轴肩，拉杆10上在轴肩的下方自上而下依次套设有上弹簧座11、复位弹簧12和下弹簧座13，拉杆10下端螺纹连接有调节螺母14，在调节螺母14的限位下，复位弹簧12上下两端分别与上弹簧座11和下弹簧座13顶压配合，上弹簧座11和下弹簧座13的外径小于台阶孔8上部的内径且大于台阶孔8下部的内径；

上缸筒1和下缸筒3的左侧部分别连接有上进油管接头15和下进油管接头16，上进油管接头15和下进油管接头16之间通过一根进油管17串联，下缸体上部内壁与驱动杆7外圆之间具有环形间隙18，环形间隙18上端口与中缸筒2内部连通，上缸筒1右侧部连接有位于上进油管接头15下方的出油管接头19；

拉杆10上端部同轴向固定连接有中空结构且下端敞口的阀芯20，阀芯20内径大于拉杆10外径，上缸筒1前侧部和后侧部分别设置有一个与阀芯20上部外壁配合的弹性平衡限位机构，阀芯20下部外壁与阀套4内壁滑动配合，阀芯20下部和阀套4上设置有可随着阀芯20上下移动分别与上进油管接头15及出油管接头19连通或封堵的孔槽结构。

阀芯20上部外圆周上开设有上环形限位槽21和下环形限位槽22，上环形限位槽21和下环形限位槽22之间阀芯20的外壁形状为圆滑曲面结构23；

两个弹性平衡限位机构的构造相同且前后对称布置；前侧的弹性平衡限位机构包括限位螺栓24、限位弹簧25和钢球26，上缸筒1前侧部沿径向方向开设有螺孔，限位螺栓24螺纹连接在螺孔内，限位螺栓24上套设有与螺孔前端口密封配合的第一O型密封圈27，限位螺栓24内部开设有后端敞口的圆柱腔，限位弹簧25和钢球26均设置在圆柱腔内，钢球26位于限位弹簧25后端；在限位弹簧25的弹力作用下，钢球26被顶入到上环形限位槽21或下环形限位槽22内对阀芯20进行轴向限位。

孔槽结构包括上环形导油槽28、下环形导油槽29、上导油孔30、下导油孔31和内导油孔32，上环形导油槽28和下环形导油槽29均沿阀套4的圆周方向开设在阀套4的外壁上，上环形导油槽28与上进油管接头15连通，下环形导油槽29与出油管接头19连通，上导油孔30和下导油孔31均沿阀套4的径向开设，上导油孔30内外两端分别与阀套4内腔和上环形导油槽28下部连通，下导油孔31内外两端分别与阀套4内腔和下环形导油槽29上部连通，内导油孔32开设在阀芯20上，阀芯20上下移动时导油孔可与上导油孔30或下导油孔31分别连通；阀套4上端部内圈开设有用于容纳下环形限位槽22的环形槽33。

上缸筒1上部内壁设置有用于定位阀套4的孔用挡圈34，孔用挡圈34与阀套4下端之间设置有垫圈36，上缸筒1内壁与阀套4外壁设置有三个第二O型密封圈35，第一个第二O型密封圈35位于上环形导油槽28上方，第二个第二O型密封圈35位于上环形导油槽28和下环形导油槽29之间，第三个第二O型密封圈35位于下环形导油槽29下方。

阀芯20上端同轴向设置有下粗上细的锥形安装套37，拉杆10上端穿过锥形安装套37并通过紧固螺母38与锥形安装套37上端压接配合，锥形安装套37上开设有压力平衡透孔39。

上缸筒1上端设置有螺纹连接有上堵头40，上堵头40与上缸筒1的上端口处设置有第三O型密封圈50，上堵头40内部设置有下端敞口、用于容纳锥形安装套37和紧固螺母38的容纳槽41。

中缸筒2的上部和下部分别伸入并螺纹连接到上缸筒1和下缸筒3内部，中缸筒2外壁上部和下部分别与上缸筒1内壁和下缸筒3内壁之间设置有第四O型密封圈42，中缸筒2外部螺纹连接有与上缸筒1下端顶压配合的背紧螺母43。

活塞5外圆与中缸筒2内壁之间设置有第一导向环44和组合密封圈45，驱动杆7上端口与连接套9外圈之间设置有第五O型密封圈46。

下缸筒3内壁自上而下依次设置有与驱动杆7外圆滑动配合的U型密封圈47、第二导向环48和防尘密封圈49。

本发明的工作原理及过程为：液压油泵通过进油管17向上进油管接头15和下进油管接头16同时输送高压油，活塞5处于中缸筒2内的上止点，高压油从下进油管接头16进入环形间隙18，在向上进入中缸筒2与驱动杆7之间形成环形腔体内部，与此同时，高压油从上进油管接头15进入上环形导油槽28，再经上导油孔30、内导油孔32进入到阀芯20内部，由阀芯20下端口进入到活塞5上方空间以及驱动杆7的台阶孔8内，同时高压油由阀芯20上端设置的锥形安装套37上开设有压力平衡透孔39进入到阀芯20与上缸筒1之间的环形腔体内，由于活塞5上端面的受压截面积大于活塞5下端面的受压截面积，活塞5上端面和下端面的压强一样，因此活塞5上端面受到向下的压力大于活塞5下端面受到向上的压力，向下的压力驱动活塞5沿中缸筒2内壁向下运动，活塞5通过连接套9带动驱动杆7沿下缸筒3内壁向下移动，驱动杆7下端连接的高压柱塞泵的动力输入端也随着向下运动。

当连接套9的下端面碰到上弹簧座11的上端面时，复位弹簧12被压缩，当复位弹簧12的弹力大到能克服限位弹簧25的弹力时，复位弹簧12向下驱动下弹簧座13，下弹簧座13带动拉杆10向下移动，拉杆10带动阀芯20向下动作，限位弹簧25被阀芯20外壁上的圆滑曲面结构23压缩，钢珠由下环形限位槽22进入到上环形限位槽21内，同时阀芯20上的内导油孔32向下移动，阀芯20外壁将上导油孔30封堵，直到内导油孔32与下导油孔31连通后，活塞5上方腔体内的油液由出油管接头19排出，活塞5上方的油压减小到零，活塞5下方的油压仍然是液压油泵供油的油压，活塞5下方的高压油驱动活塞5向上运动，上弹簧座11向上复位。活塞5通过连接套9带动驱动杆7沿下缸筒3内壁向上移动，当驱动杆7内部的台阶孔8内部的台阶向上触碰到下弹簧座13下端面时，向上压缩复位弹簧12，当复位弹簧12的弹力达到一定程度时，克服限位弹簧25的弹力，

复位弹簧12向上驱动上弹簧座11，上弹簧座11推动拉杆10向上移动，拉杆10带动阀芯20向上动作，限位弹簧25被阀芯20外壁上的圆滑曲面结构23压缩，钢珠由上环形限位槽21进入到下环形限位槽22内，同时阀芯20上的内导油孔32向上移动，阀芯20外壁将下导油孔31封堵，直到内导油孔32与上导油孔30连通后，高压油从上进油管接头15进入上环形导油槽28，再经上导油孔30、内导油孔32进入到阀芯20内部，由阀芯20下端口进入到活塞5上方空间以及驱动杆7的台阶孔8内，由于活塞5上端面的受压截面积大于活塞5下端面的受压截面积，活塞5上端面和下端面的压强一样，因此活塞5上端面受到向下的压力大于活塞5下端面受到向上的压力，向下的压力驱动活塞5沿中缸筒2内壁向下运动，活塞5通过连接套9带动驱动杆7沿下缸筒3内壁向下移动，驱动杆7下端连接的高压柱塞泵的动力输入端也随着向下运动。按照上述工作过程往复循环，从而取得高压柱塞泵上下往复运动。

图中箭头表示液压油的流动方向。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.用于道路标线的自动往复油缸，其特征在于：包括自上而下依次同轴向连接的上缸筒、中缸筒和下缸筒，上缸筒内固定设置有阀套，中缸筒内滑动设置有活塞，活塞中部开设有上下通透的穿孔，下缸筒内滑动设置有驱动杆，驱动杆外径小于活塞外径，驱动杆下端伸出下缸筒并与高压柱塞泵的动力输入端连接，驱动杆内部设置有顶部敞口的台阶孔，活塞底面同轴一体设有连接套，连接套伸入到台阶孔内并与驱动杆上部内壁螺纹连接，阀套、活塞和驱动杆内部同轴向设置有一根拉杆，拉杆下部设置有轴肩，拉杆上在轴肩的下方自上而下依次套设有上弹簧座、复位弹簧和下弹簧座，拉杆下端螺纹连接有调节螺母，在调节螺母的限位下，复位弹簧上下两端分别与上弹簧座和下弹簧座顶压配合，上弹簧座和下弹簧座的外径小于台阶孔上部的内径且大于台阶孔下部的内径；

上缸筒和下缸筒的左侧部分别连接有上进油管接头和下进油管接头，上进油管接头和下进油管接头之间通过一根进油管串联，下缸体上部内壁与驱动杆外圆之间具有环形间隙，环形间隙上端口与中缸筒内部连通，上缸筒右侧部连接有位于上进油管接头下方的出油管接头；

拉杆上端部同轴向固定连接有中空结构且下端敞口的阀芯，阀芯内径大于拉杆外径，上缸筒前侧部和后侧部分别设置有一个与阀芯上部外壁配合的弹性平衡限位机构，阀芯下部外壁与阀套内壁滑动配合，阀芯下部和阀套上设置有可随着阀芯上下移动分别与上进油管接头及出油管接头连通或封堵的孔槽结构。

2.根据权利要求1所述的用于道路标线的自动往复油缸，其特征在于：阀芯上部外圆周上开设有上环形限位槽和下环形限位槽，上环形限位槽和下环形限位槽之间阀芯的外壁形状为圆滑曲面结构；

两个弹性平衡限位机构的构造相同且前后对称布置；前侧的弹性平衡限位机构包括限位螺栓、限位弹簧和钢球，上缸筒前侧部沿径向方向开设有螺孔，限位螺栓螺纹连接在螺孔内，限位螺栓上套设有与螺孔前端口密封配合的第一O型密封圈，限位螺栓内部开设有后端敞口的圆柱腔，限位弹簧和钢球均设置在圆柱腔内，钢球位于限位弹簧后端；在限位弹簧的弹力作用下，钢球被顶入到上环形限位槽或下环形限位槽内对阀芯进行轴向限位。

3.根据权利要求2所述的用于道路标线的自动往复油缸，其特征在于：孔槽结构包括上环形导油槽、下环形导油槽、上导油孔、下导油孔和内导油孔，上环形导油槽和下环形导油槽均沿阀套的圆周方向开设在阀套的外壁上，上环形导油槽与上进油管接头连通，下环形导油槽与出油管接头连通，上导油孔和下导油孔均沿阀套的径向开设，上导油孔内外两端分别与阀套内腔和上环形导油槽下部连通，下导油孔内外两端分别与阀套内腔和下环形导油槽上部连通，内导油孔开设在阀芯上，阀芯上下移动时导油孔可与上导油孔或下导油孔分别连通；阀套上端部内圈开设有用于容纳下环形限位槽的环形槽。

4.根据权利要求3所述的用于道路标线的自动往复油缸，其特征在于：上缸筒上部内壁设置有用于定位阀套的孔用挡圈，孔用挡圈与阀套下端之间设置有垫圈，上缸筒内壁与阀套外壁设置有三个第二O型密封圈，第一个第二O型密封圈位于上环形导油槽上方，第二个第二O型密封圈位于上环形导油槽和下环形导油槽之间，第三个第二O型密封圈位于下环形导油槽下方。

5.根据权利要求1所述的用于道路标线的自动往复油缸，其特征在于：阀芯上端同轴向设置有下粗上细的锥形安装套，拉杆上端穿过锥形安装套并通过紧固螺母与锥形安装套上端压接配合，锥形安装套上开设有压力平衡透孔。

6.根据权利要求5所述的用于道路标线的自动往复油缸，其特征在于：上缸筒上端设置有螺纹连接有上堵头，上堵头与上缸筒的上端口处设置有第三O型密封圈，上堵头内部设置有下端敞口、用于容纳锥形安装套和紧固螺母的容纳槽。

7.根据权利要求1所述的用于道路标线的自动往复油缸，其特征在于：中缸筒的上部和下部分别伸入并螺纹连接到上缸筒和下缸筒内部，中缸筒外壁上部和下部分别与上缸筒内壁和下缸筒内壁之间设置有第四O型密封圈，中缸筒外部螺纹连接有与上缸筒下端顶压配合的背紧螺母。

8.根据权利要求1所述的用于道路标线的自动往复油缸，其特征在于：活塞外圆与中缸筒内壁之间设置有第一导向环和组合密封圈，驱动杆上端口与连接套外圈之间设置有第五O型密封圈。

9.根据权利要求1所述的用于道路标线的自动往复油缸，其特征在于：下缸筒内壁自上而下依次设置有与驱动杆外圆滑动配合的U型密封圈、第二导向环和防尘密封圈。