CN111688129B - 热流道系统的流体循环机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了热流道系统的流体循环机构,包括内设有空腔的缸体,所述空腔内设有与缸体配合的活塞,所述活塞将空腔分为上腔体与下腔体,所述缸体上端密封配合安装有缸盖,所述缸盖开设有连通上腔体的上槽口,所述缸体设有连通下腔体的下槽口,所述缸盖内壁与缸体外壁之间留有与上槽口连通的间隙,所述缸体的壁体上设有连通空腔与间隙的通槽,当活塞上行至行程顶部时,所述下腔体、通槽、间隙与上槽口相互连通,通过上述设置,将缸体组内部吸收的热量通过通槽输送至外部,降低缸体组的温度。

Description

热流道系统的流体循环机构
技术领域
本发明涉及热流道系统的技术领域,特别涉及热流道系统的流体循环机构。
背景技术
由于热流道长期处于高温工况,目前用于热流道的液压缸和气动缸(以下统称为缸体组)均须通过冷却水降低温度以提升可靠性。尽管这种方案已经在市面上得到的广泛的应用,但随着时间的推移,许多不足之处渐渐暴露。
现在所采用的冷却水方案需要在缸体组上建立冷却回路通道,并且还需采用管路和接头将它们与外部的冷却设备连接,这将导致加工成本增加且结构变得复杂;更重要的是,当应用在水质较硬的北方或水质较差的场合时,缸体组上的冷却通道十分容易堵塞,使得原本的冷却设计失效,缸体组的可靠性因此大大降低;除了堵塞的问题外,冷却回路各部位连接的可靠性,也存在泄漏的隐患。
发明内容
本发明的目的是提供热流道系统的流体循环机构,将缸体组内部吸收的热量通过通槽输送至外部,降低缸体组的温度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:热流道系统的流体循环机构,包括内设有空腔的缸体,所述空腔内滑移设有与缸体配合的活塞,所述活塞将空腔分为上腔体与下腔体,所述缸体上端密封配合安装有缸盖,所述缸盖开设有连通上腔体的上槽口,所述缸体设有连通下腔体的下槽口,所述缸盖内壁与缸体外壁之间留有与上槽口连通的间隙,所述缸体的壁体上设有连通空腔与间隙的通槽,当活塞上行至行程顶部时,所述下腔体、通槽、间隙与上槽口相互连通。
进一步地,所述缸体内凸设有凸缘,所述活塞设有延伸至凸缘内的下筒部,所述凸缘内安装有与下筒部密封配合的密封圈,密封圈用于密封下腔体。
进一步地,所述凸缘内安装有与下筒部导向配合的导向环,通过设置导向环,使得活塞能更加稳定地在空腔内滑移,同时可避免下筒部与凸缘直接接触,防止下筒部长时间滑移造成磨损而降低使用寿命。
进一步地,所述导向环设有一缺口,该导向环上设置有一缺口,使得导向环能产生一定形变,进而便于安装于凸缘内。
进一步地,所述活塞周壁开设有环槽,所述环槽内安装有弹性环,所述弹性环的外周设有与缸体密封配合的密封环,通过上述设置,由于活塞在空腔内频繁运动,使得密封环与缸体内壁频繁摩擦,造成密封环磨损而造成直径变小,通过增设弹性环,将密封环向外扩展,补偿活塞直径磨损,进而保证活塞的密封效果与使用寿命。
进一步地,所述缸体的下部设有隔热槽,所述隔热槽设置于导向环(162)的下端,所述隔热槽用于切断从分流板传递的热量,进而减少热量对设置于空腔内的部件产生影响。
进一步地,所述活塞的上端面设有沟槽,所述沟槽与上槽口对应设置,通过设置沟槽,当流体从上槽口流入时,流体将优先填充沟槽,并驱动活塞向下运动而不会通过溢流孔发生卸荷,保证活塞向下驱动能瞬间完成。
进一步地,所述活塞的上端面开设有的避空孔,通过设置避空孔, 使得活塞吸收更少的热能并减少热传递。
进一步地,所述缸盖设有用于开启或密封通槽的封堵件,通过上述设置,客户可选择地关闭或开启通槽。
进一步地,所述通槽为溢流孔,且所述溢流孔的直径为0.2-0.3mm,通过上述设置,当活塞运行到行程顶部时,流体将通过溢流孔和间隙向上腔体输送低压流体,由于这个输送过程是持续的,因此流体在空腔内持续流动,有助于带走凸缘、活塞以及整个空腔的热量,进而降低缸体内部的温度,同时相对于开设水路,该结构提高了降温的可靠性。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
在下槽口内输入流体时,流体直接对该凸缘进行冷却,所述缸体通过开设通槽,当活塞上行至行程顶部时,流体通过通槽和缸体和缸盖之间的间隙向上腔体输送低压流体,由于这个输送过程是持续的,因此流体在空腔内持续流动,有助于将凸缘、活塞以及整个空腔的热量输送至外部,降低缸体组的温度,该结构提高了降温的可靠性;同时由于不需要额外的冷却回路通道,使得整体结构更加紧凑高效,有助于降低成本。
附图说明
图1是热流道系统的整体结构示意图;
图2是热流道系统的A处剖视图;
图3是本发明气源从上槽口流入的示意图;
图4是本发明气源从下槽口流入的示意图;
图5是本发明的B处放大图;
图6是本发明液压油从上槽口流入的示意图;
图7是本发明液压油从下槽口流入的示意图;
图8是本发明的通槽打开状态的示意图;
图9是本发明的通槽密封状态的示意图;
图10是本发明的缸体的结构示意图;
图11是本发明的导向环的结构示意图。
图中:1、缸体;11、空腔;12、下槽口;13、外台阶;14、通槽;15、内台阶;16、凸缘;161、密封圈;162、导向环;1621、缺口;17、密封平面;18、隔热槽;2、活塞;21、下筒部;22、环槽;23、密封环;24、弹性环;25、沟槽;26、避空孔;27、凸起部;3、缸盖;31、上槽口;32、圆柱头螺丝;33、间隙;4、封堵件;5、支撑座;6、分流板;61、加热器;62、阀销;7、喷嘴;8、气源;81、消声器;82、两位五通换向阀;83、两位四通换向阀;84、油箱;85、溢流阀;86、液压泵;87、冷却器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1-11所示,在本发明的描述中,需要理解的是,图2中的缸盖3为上端,上槽口31为右端,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
热流道系统的流体循环机构,该流体循环机构通过支撑座5安装于分流板6,所述分流板6的下部设有喷嘴7,所述分流板6上安装有加热器61,所述分流板6内设有阀销62。
所述流体循环机构包括缸体组,所述缸体组包括缸体1、活塞2与缸盖3,所述缸体1内设有空腔11,所述活塞2滑移安装于空腔11内且与缸体1密封配合,使得活塞2将空腔11密封分为上腔体与下腔体,所述阀销62上端与活塞2连接,所述阀销62的下端延伸至喷嘴7口。
所述缸盖3开设有连通上腔体的上槽口31,所述缸体1设有连通下腔体的下槽口12,通过在上槽口31或下槽口12输入带有压力的流体驱动活塞2在空腔11内做活塞2运动,所述流体介质可采用气体或液压油,本发明中以气体为例,上槽口31与下槽口12通过两位五通换向阀82连接气源81,所述两位五通换向阀82连接有消声器81;流体介质为液压油时的回路,与气体工作原理一致,上槽口31与下槽口12通过两位四通换向阀83连接油箱84,所述两位四通换向阀83与油箱84连接有溢流阀85、液压泵86与冷却器87。
所述缸盖3下部与缸体1密封配合,具体地,该缸体1的上端设有外台阶13,所述缸盖3底部抵接外台阶13并通过四个竖直向下的四个圆柱头螺丝32将缸盖3与缸体1锁紧为一体,使得该外台阶13端面形成较强的压强,另一方面,缸盖3的下底面向上倾斜,减少与外台阶13的接触面,进一步增大了压强,以防止介质从间隙33流至缸体1外。
所述缸盖3内壁与缸体1外壁之间留有与上槽口31连通的间隙33,所述缸体1的壁体上设有连通空腔11与间隙33的通槽14,所述通槽14为溢流孔,且所述溢流孔的直径为0.2-0.3mm,当活塞2上行至行程顶部时,所述下腔体、通槽14、间隙33与上槽口31相互连通,当活塞2下行至行程底部时,上腔体、通槽14、间隙33与上槽口31相互连通,具体地,所述活塞2的上端面中心设有凸起部27,所述缸体1内部设有内台阶15,当活塞2上行至行程顶部时,凸起部27抵接于缸盖3,当活塞2下行至行程底部时,活塞2抵接于内台阶15,通过上述设置,气源通过两位五通换向阀向下槽口12输入气体,活塞2向上运动,上腔体通过消声器将腔内气体排出,但这个过程并不会随着活塞2上行至行程顶部而终止;结合视图4,当活塞2上行至行程顶部时,下腔体通过溢流孔和间隙33与上腔体连通;此时气源仍然在往下腔体内持续地输入压力气体,由于通槽14直径只有0.2-0.3mm,根据伯努利定理可知气体将快速流过溢流孔到达另外一侧,而另外一侧即间隙33侧的气压低于下腔体,所以活塞2将始终保持在空腔11顶部位置;通过通槽14流出的气体将通过上槽口31再通过消声器排出,因此气源将持续地向下腔体补充气体,构成一个流动的回路;在补充气体的过程中气体将环绕凸缘16、缸体1、活塞2及凸缘16内的组件并将温度通过上述途径排出,进而降低缸体1内部的温度,同时相对于开设水路,该结构提高了降温的可靠性。
所述缸盖3设有用于开启或密封通槽14的封堵件4,具体地,所述封堵件4包括可调节安装于缸盖3的螺钉及连接于螺钉的螺母,通过上述设置,客户可选择地关闭或开启通槽14,所述缸体1周壁设有位于外台阶13上部的密封平面17,所述密封平面17与缸体1一体成型,当操作者需要密封通槽14时,封堵件4的端面与密封平面17接触实现密封。
所述缸体1内设有凸缘16,本发明中,所述凸缘16向下延伸至支撑座5的内腔,所述活塞2设有延伸至凸缘16内的下筒部21,所述凸缘16内安装有与下筒部21密封配合的密封圈161,所述密封圈161采用U型密封圈161,所述密封圈161用于密封下腔体。
所述凸缘16内安装有与下筒部21导向配合的导向环162,所述导向环162位于密封圈161的下端,本发明中所述导向环162采用硬质呢绒材质, 通过设置导向环162,使得活塞2能更加稳定地在空腔11内滑移,同时可避免下筒部21与凸缘16直接接触,防止下筒部21长时间滑移造成磨损而降低使用寿命,该导向环162上设置有一缺口1621,使得导向环162能产生一定形变,进而便于安装于凸缘16内,所述缺口1621倾斜设置,使得下筒部21的周壁与导向环162实现整圆接触。
所述缸体1的下部设有隔热槽18,所述隔热槽18设置于导向环162的下端,所述隔热槽18用于切断从分流板6传递的热量,进而减少热量对设置于空腔11内的部件产生影响。
所述活塞2周壁开设有环槽22,所述环槽22内安装有与缸体1内壁密封配合的密封环23,通过上述设置,使得活塞2将空腔11密封分割成上腔体与下腔体,所述环槽22内安装有弹性环24,所述弹性环24位于密封环23的内圈用于将弹性环24向外扩展,通过上述设置,由于活塞2在空腔11内频繁运动,使得密封环23与缸体1内壁频繁摩擦,造成密封环23磨损而造成直径变小,通过增设弹性环24,将密封环23向外扩展,补偿活塞2直径磨损,进而保证活塞2的密封效果与使用寿命。
所述活塞2的上端面设有沟槽25,当活塞2上行至行程顶部时,所述上槽口31与沟槽25连通,通过设置沟槽25,当流体从上槽口31流入时,流体将优先填充沟槽25,并驱动活塞2向下运动而不会通过溢流孔发生卸荷,保证活塞2向下驱动能瞬间完成。
所述活塞2的上端面开设有的避空孔26,通过设置避空孔26, 使得活塞2吸收更少的热能并减少热传递。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.热流道系统的流体循环机构,包括内设有空腔(11)的缸体(1),所述空腔(11)内设有与缸体(1)配合的活塞(2),所述活塞(2)将空腔(11)分为上腔体与下腔体,所述缸体(1)上端密封配合安装有缸盖(3),所述缸盖(3)开设有连通上腔体的上槽口(31),所述缸体(1)设有连通下腔体的下槽口(12),其特征在于:所述缸盖(3)内壁与缸体(1)外壁之间留有与上槽口(31)连通的间隙(33),所述缸体(1)的壁体上设有连通空腔(11)与间隙(33)的通槽(14),当活塞(2)上行至行程顶部时,所述下腔体、通槽(14)、间隙(33)与上槽口(31)相互连通;所述活塞(2)周壁开设有环槽(22),所述环槽(22)内安装有弹性环(24),所述弹性环(24)的外周设有与缸体(1)密封配合的密封环(23);所述活塞(2)的上端面设有沟槽(25),所述沟槽(25)与上槽口(31)对应设置;所述活塞(2)的上端面开设有避空孔(26)。
2.根据权利要求1所述的热流道系统的流体循环机构,其特征在于:所述缸体(1)内设有凸缘(16),所述活塞(2)设有延伸至凸缘(16)内的下筒部(21),所述凸缘(16)内安装有与下筒部(21)密封配合的密封圈(161)。
3.根据权利要求2所述的热流道系统的流体循环机构,其特征在于:所述凸缘(16)内安装有与下筒部(21)导向配合的导向环(162)。
4.根据权利要求3所述的热流道系统的流体循环机构,其特征在于:所述导向环(162)设有一缺口(1621)。
5.根据权利要求3所述的热流道系统的流体循环机构,其特征在于:所述缸体(1)的下部设有隔热槽(18),所述隔热槽(18)设置于导向环(162)的下端。
6.根据权利要求1所述的热流道系统的流体循环机构,其特征在于:所述缸盖(3)设有用于开启或密封通槽(14)的封堵件(4)。
7.根据权利要求1所述的热流道系统的流体循环机构,其特征在于:所述通槽(14)为溢流孔,且所述溢流孔的直径为0.2-0.3mm。
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