CN112594251B - 一种带辅助缸的同步伸缩多级缸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带辅助缸的同步伸缩多级缸，包括：辅助缸和同步伸缩多级缸，所述辅助缸为压力缸，其一腔与同步伸缩多级缸的第一级有杆腔连通，另一腔与同步伸缩多级缸的第一级无杆腔连通；其中，同步伸缩多级缸中的前一级压力缸的有杆腔与后一级压力缸的无杆腔连通。

Description

一种带辅助缸的同步伸缩多级缸
技术领域
本发明涉及液压技术领域，具体涉及一种带辅助缸的同步伸缩多级缸。
背景技术
在液压技术领域中，多级缸的应用是很广泛的，但是普通并联多级缸运动时是逐级伸缩的，存在难以消除的换级冲击，在一些稳定性要求高或者有同步要求的场合无法满足应用要求。串联式同步伸缩多级缸各级之间是串联关系，运动时各级同时伸缩，从根本上杜绝了换级冲击，使得运行平稳。但是串联式同步伸缩多级缸由于结构关系，在同等推力情况下，缸径比普通并联多级缸大很多。因此同步伸缩多级缸的应用，尤其是适用于大载荷的同步伸缩多级缸受到很大限制。
具体地，现有技术中的多级缸主要存在以下技术问题：
1、并联多级缸各级在伸出时，各级从大到小逐级伸出，由于各级活塞面积由大变小，所以在换级时，存在明显的换级冲击。由于换级冲击无法消除，因此在对冲击要求较高的场合，不能使用。由于普通多级缸各级面积不一样，因此多台多级缸同步控制也很难实现。
2、串联式同步伸缩多级缸各级之间串联，即第n级有杆腔与第n+1级无杆腔连通(其中，n为正整数)，当多级缸第n级缸伸出时，可以实现多级缸第n级有杆腔油液进入到第n+1级无杆腔，第n+1级与第n级缸同时伸出。此种多级缸的优点是各级同时伸缩，可以解决并联多级缸换级冲击的问题；但是，为了达到各级同时伸缩的目的，需要满足第n级有杆腔面积等于第n+1级无杆腔面积。由此可见，串联同步伸缩多级缸随着级数的增多，缸径增加是很显著的，这就大大限制了串联多级缸的应用范围。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种带辅助缸的同步伸缩多级缸，能够大大减小同步伸缩多级缸的缸径。
本发明的技术方案为：一种带辅助缸的同步伸缩多级缸，包括：辅助缸和同步伸缩多级缸，所述辅助缸为压力缸，其一腔与同步伸缩多级缸的第一级有杆腔连通，另一腔与同步伸缩多级缸的第一级无杆腔连通；其中，同步伸缩多级缸中的前一级压力缸的有杆腔与后一级压力缸的无杆腔连通。
优选地，所述辅助缸包括：辅助缸缸底、辅助缸活塞、辅助缸筒和辅助缸头；所述辅助缸筒为两端开口的筒体，其两端分别固连有辅助缸头和辅助缸缸底，且其内滑动连接有辅助缸活塞，将辅助缸筒分为辅助缸上腔和辅助缸下腔。
优选地，所述同步伸缩多级缸包括：两级以上同轴套装且同步伸缩的液压缸。
优选地，所述同步伸缩多级缸包括：三级液压缸，且三级液压缸包括：三级缸头、二级缸头、一级缸头、一级缸筒、二级缸筒、三级缸筒、活塞杆、缸底、二级活塞、三级套管、一级活塞、二级套管、一级套管和三级活塞；
所述三级缸头固连在三级缸筒的上端内部，活塞杆穿过三级缸头的内孔伸入三级缸筒内部，并与该内孔滑动配合；活塞杆伸入三级缸筒的一端的外圆周面上同轴固连有三级活塞，且三级活塞的外圆周面与三级缸筒的内筒面滑动配合，形成一级缸组件；
一级缸组件同轴套装于二级缸筒中，二级缸筒的上端通过二级缸头与三级缸筒的外筒面滑动配合，其中，二级缸头的外壁面与二级缸筒的内壁面固连，内壁面与三级缸筒的外筒面滑动配合；二级缸筒的下端内壁面与三级缸筒下端设置的外翻边滑动配合；将二级活塞固连在三级缸筒的下端内部，并通过三级套管与活塞杆中设置的外层油管的外圆周面滑动配合，将一级活塞固连在二级缸筒的下端内部，并通过二级套管与活塞杆中设置的中层油管的外圆周面滑动配合，形成同步伸缩两级缸组件；其中，三级套管的外圆周面固连在二级活塞中心的螺纹孔内，内圆周面与活塞杆中设置的外层油管的外圆周面滑动配合，二级套管的外圆周面固连在一级活塞的中心，内圆周面与活塞杆中设置的中层油管的外圆周面滑动配合；其中，活塞杆内设有三层同轴套装的可伸缩油管；
同步伸缩两级缸组件同轴套装于一级缸筒内，一级缸筒的上端通过一级缸头与二级缸筒的外筒面滑动配合，其中，一级缸头与一级缸筒固连，与二级缸筒的外筒面滑动配合；一级缸筒的下端内壁面与二级缸筒下端设置的外翻边滑动配合，一级缸筒的下端外壁面与缸底固连，形成同步伸缩三级缸组件；
活塞杆中设置的内层油管的外圆周面通过一级套管与缸底螺纹固连。
优选地，所述一级活塞与缸底之间形成第一级无杆腔，二级活塞与一级活塞所托起的二级缸筒的底部之间形成第二级无杆腔S2，三级活塞与二级活塞所托起的三级缸筒的底部之间形成第三级无杆腔S3；一级缸筒与二级缸筒之间的空腔为第一级有杆腔，二级缸筒与三级缸筒之间的空腔为第二级有杆腔S5，三级缸筒与活塞杆之间的空腔为第三级有杆腔S6；且使第三级无杆腔S3与第二级有杆腔S5联通，第二级无杆腔S2与第一级有杆腔联通，第一级无杆腔与辅助缸下腔联通，第三级有杆腔S6与设置在缸底中的油口B联通，油口B与活塞杆中设置的内层油管连通，设置在缸底中的油口A与多级缸第一级无杆腔联通。
优选地，所有固连均采用螺纹连接，且螺纹连接处设置静密封。
优选地，所有滑动配合处均采用动密封。
有益效果：
本发明中的同步伸缩多级缸，增设了辅助缸，能够大大减小同步伸缩多级缸的缸径，从而显著减小多级缸的外形尺寸，便于减小安装空间，使用了辅助缸技术的同步多级缸的外径能够达到同等级的并联多级缸的水平，有利于显著扩展同步伸缩多级缸的应用；同时，多级缸各级同步伸缩，没有换级冲击，运行平稳，且多级缸运行速度为各级速度之和，能够有效提高多级缸运行的运行速度。
附图说明
图1为本发明同步伸缩多级缸的结构示意图。
图2为本发明同步伸缩多级缸中各腔室的结构示意图。
其中，1-三级缸头，2-二级缸头，3-一级缸头，4-一级缸筒，5-二级缸筒，6-三级缸筒，7-活塞杆，8-缸底，9-二级活塞，10-三级套管，11-一级活塞，12-二级套管，13-一级套管，14-辅助缸连接管路，15-辅助缸缸底，16-辅助缸活塞，17-辅助缸筒，18-辅助缸头，19-三级活塞，S1-第一级无杆腔，S2-第二级无杆腔，S3-第三级无杆腔，S4-第一级有杆腔，S5-第二级有杆腔，S6-第三级有杆腔，S7-辅助缸下腔，S8-辅助缸上腔。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本实施例提供了一种带辅助缸的同步伸缩多级缸，能够大大减小同步伸缩多级缸的缸径。
如图1所示，该同步伸缩多级缸包括：三级缸头1、二级缸头2、一级缸头3、一级缸筒4、二级缸筒5、三级缸筒6、活塞杆7、缸底8、二级活塞9、三级套管10、一级活塞11、二级套管12、一级套管13、辅助缸连接管路14、辅助缸缸底15、辅助缸活塞16、辅助缸筒17、辅助缸头18和三级活塞19；
该同步伸缩多级缸的连接关系为：三级缸头1螺纹固连在三级缸筒6的上端内部，活塞杆7穿过三级缸头1的内孔伸入三级缸筒6内部，并与该内孔滑动配合；活塞杆7伸入三级缸筒6的一端的外圆周面上同轴固定连接有三级活塞19，且三级活塞19的外圆周面与三级缸筒6的内筒面滑动配合，形成一级缸组件；
一级缸组件同轴套装于二级缸筒5中，二级缸筒5的上端通过二级缸头2与三级缸筒6的外筒面滑动配合(二级缸头2的外壁面与二级缸筒5的内壁面螺纹固连，内壁面与三级缸筒6的外筒面滑动配合)，二级缸筒5的下端内壁面与三级缸筒6下端设置的外翻边滑动配合；将二级活塞9螺纹固连在三级缸筒6的下端内部，并通过三级套管10与活塞杆7中设置的外层油管的外圆周面滑动配合，将一级活塞11螺纹固连在二级缸筒5的下端内部，并通过二级套管12与活塞杆7中设置的中层油管的外圆周面滑动配合，形成同步伸缩两级缸组件；其中，三级套管10的外圆周面螺纹固连在二级活塞9中心的螺纹孔内，内圆周面与活塞杆7中设置的外层油管的外圆周面滑动配合，二级套管12的外圆周面螺纹固连在一级活塞11中心的螺纹孔内，内圆周面与活塞杆7中设置的中层油管的外圆周面滑动配合；其中，活塞杆7内部设有三层同轴套装的可伸缩油管；
同步伸缩两级缸组件同轴套装于一级缸筒4内，一级缸筒4的上端通过一级缸头3与二级缸筒5的外筒面滑动配合(一级缸头3与一级缸筒4螺纹固连，与二级缸筒5的外筒面滑动配合)，一级缸筒4的下端内壁面与二级缸筒5下端设置的外翻边滑动配合，一级缸筒4的下端外壁面与缸底8螺纹固连，形成同步伸缩三级缸组件；
活塞杆7中设置的内层油管的外圆周面通过一级套管13与缸底8螺纹固连；
辅助缸筒17为两端开口的筒体，其两端分别螺纹固连有辅助缸头18和辅助缸缸底15，且其内滑动连接有辅助缸活塞16，形成辅助缸；辅助缸一端一级缸筒4连通，另一端通过辅助缸连接管路14与缸底8连通；
所有滑动配合处动密封，所有螺纹固连处静密封；
其中，一级活塞11与缸底8之间形成第一级无杆腔S1，二级活塞9与一级活塞11所托起的二级缸筒5的底部之间形成第二级无杆腔S2，三级活塞19与二级活塞9所托起的三级缸筒6的底部之间形成第三级无杆腔S3；一级缸筒4与二级缸筒5之间的空腔为第一级有杆腔S4，二级缸筒5与三级缸筒6之间的空腔为第二级有杆腔S5，三级缸筒6与活塞杆7之间的空腔为第三级有杆腔S6；辅助缸活塞16与辅助缸缸底15所托起的辅助缸筒17的底部之间形成辅助缸下腔S7，辅助缸活塞16与辅助缸头18之间对应的辅助缸筒17的空腔为辅助缸上腔S8；且使第三级无杆腔S3与第二级有杆腔S5联通，第二级无杆腔S2与第一级有杆腔S4联通(即辅助缸上腔S8与第二级无杆腔S2和第一级有杆腔S4均联通)，第一级无杆腔S1与辅助缸下腔S7联通，第三级有杆腔S6与设置在缸底8中的油口B联通(油口B与活塞杆7中设置的内层油管连通)，设置在缸底8中的油口A与多级缸第一级无杆腔S1联通。
该同步伸缩多级缸的工作原理为：多级缸各级串联，即多级缸的第n级有杆腔与第n+1级无杆腔联通，辅助缸的一端与多级缸的第一级有杆腔S4连通，另一端与多级缸的第一级无杆腔S1连通，可以实现多级缸各级同步伸缩功能，又大大减小串联多级缸同步伸缩对应结构体积大的问题；
如图2所示，同步伸出过程：油口A进油，油液进入第一级无杆腔S1和辅助缸下腔S7中，油液推动一级活塞11和辅助缸活塞16上升，由于一级活塞11和辅助缸活塞16的上升运动，油液进入第一级有杆腔S4和辅助缸上腔S8，且该油液能够继续进入第二级无杆腔S2中，二级活塞9上升，由于二级活塞9的上升运动，使油液进入第二级有杆腔S5，第二级有杆腔S5中的油液进入到第三级无杆腔S3中，三级活塞19上升；由于三级活塞19的上升运动，油液进入第三级有杆腔S6，并从油口B回油箱；
同步缩回过程：油口B进油，油液进入到第三有杆腔S6中，三级活塞19下移；由于三级活塞19的下移，油液进入第三级无杆腔油S3，进而进入第二级有杆腔S5中，二级活塞9随之下移；由于二级活塞9的下移，油液进入第二级无杆腔S2，进而进入到第一级有杆腔S4和辅助缸上腔S8中，一级活塞11随之下移，辅助缸活塞16也随之下移；由于一级活塞11和辅助缸活塞16的下移运动，油液进入辅助缸下腔S7和第一级无杆腔S1，进而从油口A回油箱。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带辅助缸的同步伸缩多级缸，其特征在于，包括：辅助缸和同步伸缩多级缸，所述辅助缸为压力缸，其一腔与同步伸缩多级缸的第一级有杆腔(S4)连通，另一腔与同步伸缩多级缸的第一级无杆腔(S1)连通；其中，同步伸缩多级缸中的前一级压力缸的有杆腔与后一级压力缸的无杆腔连通；
所述辅助缸包括：辅助缸缸底(15)、辅助缸活塞(16)、辅助缸筒(17)和辅助缸头(18)；所述辅助缸筒(17)为两端开口的筒体，其两端分别固连有辅助缸头(18)和辅助缸缸底(15)，且其内滑动连接有辅助缸活塞(16)，将辅助缸筒(17)分为辅助缸上腔(S8)和辅助缸下腔(S7)。
2.如权利要求1所述的带辅助缸的同步伸缩多级缸，其特征在于，所述同步伸缩多级缸包括：两级以上同轴套装且同步伸缩的液压缸。
3.如权利要求2所述的带辅助缸的同步伸缩多级缸，其特征在于，所述同步伸缩多级缸包括：三级液压缸，且三级液压缸包括：三级缸头(1)、二级缸头(2)、一级缸头(3)、一级缸筒(4)、二级缸筒(5)、三级缸筒(6)、活塞杆(7)、缸底(8)、二级活塞(9)、三级套管(10)、一级活塞(11)、二级套管(12)、一级套管(13)和三级活塞(19)；
所述三级缸头(1)固连在三级缸筒(6)的上端内部，活塞杆(7)穿过三级缸头(1)的内孔伸入三级缸筒(6)内部，并与该内孔滑动配合；活塞杆(7)伸入三级缸筒(6)的一端的外圆周面上同轴固连有三级活塞(19)，且三级活塞(19)的外圆周面与三级缸筒(6)的内筒面滑动配合，形成一级缸组件；
一级缸组件同轴套装于二级缸筒(5)中，二级缸筒(5)的上端通过二级缸头(2)与三级缸筒(6)的外筒面滑动配合，其中，二级缸头(2)的外壁面与二级缸筒(5)的内壁面固连，内壁面与三级缸筒(6)的外筒面滑动配合；二级缸筒(5)的下端内壁面与三级缸筒(6)下端设置的外翻边滑动配合；将二级活塞(9)固连在三级缸筒(6)的下端内部，并通过三级套管(10)与活塞杆(7)中设置的外层油管的外圆周面滑动配合，将一级活塞(11)固连在二级缸筒(5)的下端内部，并通过二级套管(12)与活塞杆(7)中设置的中层油管的外圆周面滑动配合，形成同步伸缩两级缸组件；其中，三级套管(10)的外圆周面固连在二级活塞(9)中心的螺纹孔内，内圆周面与活塞杆(7)中设置的外层油管的外圆周面滑动配合，二级套管(12)的外圆周面固连在一级活塞(11)的中心，内圆周面与活塞杆(7)中设置的中层油管的外圆周面滑动配合；其中，活塞杆(7)内设有三层同轴套装的可伸缩油管；
同步伸缩两级缸组件同轴套装于一级缸筒(4)内，一级缸筒(4)的上端通过一级缸头(3)与二级缸筒(5)的外筒面滑动配合，其中，一级缸头(3)与一级缸筒(4)固连，与二级缸筒(5)的外筒面滑动配合；一级缸筒(4)的下端内壁面与二级缸筒(5)下端设置的外翻边滑动配合，一级缸筒(4)的下端外壁面与缸底(8)固连，形成同步伸缩三级缸组件；
活塞杆(7)中设置的内层油管的外圆周面通过一级套管(13)与缸底(8)螺纹固连。
4.如权利要求3所述的带辅助缸的同步伸缩多级缸，其特征在于，所述一级活塞(11)与缸底(8)之间形成第一级无杆腔(S1)，二级活塞(9)与一级活塞(11)所托起的二级缸筒(5)的底部之间形成第二级无杆腔S2，三级活塞(19)与二级活塞(9)所托起的三级缸筒(6)的底部之间形成第三级无杆腔S3；一级缸筒(4)与二级缸筒(5)之间的空腔为第一级有杆腔(S4)，二级缸筒(5)与三级缸筒(6)之间的空腔为第二级有杆腔S5，三级缸筒(6)与活塞杆(7)之间的空腔为第三级有杆腔S6；且使第三级无杆腔S3与第二级有杆腔S5联通，第二级无杆腔S2与第一级有杆腔(S4)联通，第一级无杆腔(S1)与辅助缸下腔(S7)联通，第三级有杆腔S6与设置在缸底(8)中的油口B联通，油口B与活塞杆(7)中设置的内层油管连通，设置在缸底(8)中的油口A与多级缸第一级无杆腔(S1)联通。
5.如权利要求3所述的带辅助缸的同步伸缩多级缸，其特征在于，所有固连均采用螺纹连接，且螺纹连接处设置静密封。
6.如权利要求3所述的带辅助缸的同步伸缩多级缸，其特征在于，所有滑动配合处均采用动密封。
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