CN113530916A

CN113530916A - 一种单作用支撑液压缸

Info

Publication number: CN113530916A
Application number: CN202110978661.1A
Authority: CN
Inventors: 马庆国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-08-25
Filing date: 2021-08-25
Publication date: 2021-10-22

Abstract

本发明涉及一种单作用支撑液压缸，有效的解决了液压缸高压保压容易发生泄露、损坏、裂缸、爆缸的问题；解决的技术方案包括缸体和支撑组件，支撑杆的侧壁上圆周均布开有多个竖槽，每个竖槽内固定有一个竖向的芯轴，芯轴上转动安装有一个竖向的锥形辊，锥形辊偏心安装在芯轴上，支撑组件的轴线处开有一个竖向的油道，支撑杆的上部装有多个圆周均布的径向的柱塞杆，柱塞杆的外端伸入竖槽内与锥形辊上端接触，且柱塞杆与芯轴不对正，油道内安装有一个柱塞块，支撑组件顶住负载后柱塞块将径向孔的内端封闭；本发明能大大降低保压期间缸体内的压强，降低泄露、液压元件损坏、裂缸、爆缸等事故的风险。

Description

一种单作用支撑液压缸

技术领域

本发明涉及液压设备领域，具体是一种单作用支撑液压缸。

背景技术

单作用液压缸指推程由液压油驱动，回程靠复位弹簧、自重、外力或载荷将活塞推回的液压缸，主要用于对各种结构进行支撑支护作业；单作用液压缸顶升到目标位置后保压，对负载起支撑作用，目前的液压缸保压靠密封缸体内液压油的压力，缸体内在保压期间处于高压强状态，特别对于需要长时间支撑的工况，长时间的高压保压容易泄露、液压元件损坏等问题使支撑力会逐渐衰减，甚至会发生裂缸、爆缸，引发安全事故。

发明内容

为了解决单作用液压缸高压保压容易发生泄露、损坏、裂缸、爆缸等问题，本发明提供了一种单作用支撑液压缸。

其解决的技术方案是，一种单作用支撑液压缸，本发明包括缸体和支撑组件，缸体下端开有油孔，支撑组件安装在缸体内，支撑组件由活塞、安装在活塞上端的支撑杆、位于支撑杆上方的顶块组成，支撑杆上端伸出缸体外；支撑杆的侧壁上圆周均布开有多个竖槽，每个竖槽内固定有一个竖向的芯轴，芯轴上转动安装有一个竖向的锥形辊，锥形辊的小端嘲下，锥形辊偏心安装在芯轴上，锥形辊绕芯轴转动时锥形辊的一部分会漏出竖槽外；支撑组件的轴线处开有一个竖向的第一油道，支撑杆的上部开有多个圆周均布的径向孔，径向孔内端与第一油道连通，每个径向孔内装有一个柱塞杆，柱塞杆的外端伸入竖槽内与锥形辊上端接触，且柱塞杆与芯轴不对正，柱塞杆向外伸出时会推动锥形辊转动，支撑杆的上端开有多个扩容孔，每个扩容孔与一个径向孔的内端连通，扩容孔外端旋装有一个螺栓，第一油道内安装有一个柱塞块，柱塞块与顶块之间经螺杆连接，柱塞块可与顶块同步上下移动，柱塞块移动到最高位置时，径向孔位于柱塞块下方，柱塞块移动到最低位置时，柱塞块将径向孔的内端封闭。

所述的活塞侧壁上开有截面为锥形的环形槽，环形槽的槽口宽度小于槽底，环形槽内装有一个截面为锥形的锥形密封圈，活塞内开有第二油道，第二油道将环形槽底部与第一油道连通。

所述的活塞由上半部分和下半部分经螺纹连接组成，上半部分和下半部分的分割线位于环形槽的中线位置，环形槽被一分为二。

所述的活塞的侧壁上安装有多个分居在锥形密封圈上下两侧的O型密封圈。

所述的活塞的下端设有一个锥形的凸起块，缸体的底部开有一个与凸起块配合的锥形凹槽。

本发明能大大降低保压期间缸体内的压强，降低泄露、液压元件损坏、裂缸、爆缸等事故的风险。

附图说明

图1是初始状态主视剖视图。

图2是空载顶升时的主视剖视图。

图3是负载保压时的主视剖视图。

图4是支撑杆的主视图。

图5是支撑杆的主视剖视图。

图6是初始位置是支撑杆的俯视剖视图。

图7是锥形辊转动后支撑杆的俯视剖视图。

图8是图1中A位置的放大图。

图9是图1中B位置的放大图。

图10是图2中C位置的放大图。

图11是图3中D位置的放大图。

为了更多的表达柱塞杆位置的结构，图1到图3中支撑杆上端位置是沿着柱塞杆进行剖切的。

具体实施方式

以下结合附图详细说明具体实施方式。

本发明包括缸体1和支撑组件，缸体1下端开有油孔2，支撑组件安装在缸体1内，支撑组件由活塞3、安装在活塞3上端的支撑杆4、位于支撑杆4上方的顶块5组成，支撑杆4上端伸出缸体1外；支撑杆4的侧壁上圆周均布开有多个竖槽6，每个竖槽6内固定有一个竖向的芯轴7，芯轴7上转动安装有一个竖向的锥形辊8，锥形辊8的小端嘲下，锥形辊8偏心安装在芯轴7上，锥形辊8绕芯轴7转动时锥形辊8的一部分会漏出竖槽6外；支撑组件的轴线处开有一个竖向的第一油道9，支撑杆4的上部开有多个圆周均布的径向孔10，径向孔10内端与第一油道9连通，每个径向孔10内装有一个柱塞杆11，柱塞杆11的外端伸入竖槽6内与锥形辊8上端接触，且柱塞杆11与芯轴7不对正，柱塞杆11向外伸出时会推动锥形辊8转动，支撑杆4的上端开有多个扩容孔12，每个扩容孔12与一个径向孔10的内端连通，扩容孔12外端旋装有一个螺栓13，第一油道9内安装有一个柱塞块14，柱塞块14与顶块5之间经螺杆15连接，柱塞块14可与顶块5同步上下移动，柱塞块14移动到最高位置时，径向孔10位于柱塞块14下方，柱塞块14移动到最低位置时，柱塞块14将径向孔10的内端封闭。

所述的活塞3侧壁上开有截面为锥形的环形槽16，环形槽16的槽口宽度小于槽底，环形槽16内装有一个截面为锥形的锥形密封圈17，活塞3内开有第二油道18，第二油道18将环形槽16底部与第一油道9连通；缸体1内的高压液压油通过油道一和油道二作用在锥形密封圈17底部，将锥形密封圈17向外挤压，锥形密封圈17的侧壁与顶部分别与环形槽16的侧壁和缸体1侧壁接触并压紧实现密封；此密封结构缸体1内压强越大，密封效果越好，且在锥形密封圈17磨损后能自动补充，实现长久的有效密封。

所述的活塞3由上半部分和下半部分经螺纹连接组成，上半部分和下半部分的分割线位于环形槽16的中线位置，环形槽16被一分为二；此结构方便将锥形密封圈17安装在环形槽16内，具体的，将锥形密封圈17安装在活塞3的下半部分上的半个环形槽16内，然后将活塞3的上下两部分旋接在一起，锥形密封圈17被装在环形槽16内。

所述的活塞3的侧壁上安装有多个分居在锥形密封圈17上下两侧的O型密封圈19，进一步提高密封可靠性。

所述的活塞3的下端设有一个锥形的凸起块20，缸体1的底部开有一个与凸起块20配合的锥形凹槽21；支撑组件回程时，凸起块20进入锥形凹槽21内以后，缸体1的排液速度会越来越慢，从而起到缓冲作用，避免活塞3撞击缸体1底部。

本发明在进行支撑工作时，经油孔2向缸体1内注入液压油，液压油通过活塞3推动支撑组件上升，同时，缸体1内的液压油通过第一油道9作用在柱塞块14的底部，将柱塞块14推动到最顶部位置，此时径向孔10位于柱塞块14下方，顶块5与支撑杆4的上端之间有间隔，第一油道9内的液压油进入径向孔10内，推动多个柱塞杆11向外顶出，柱塞杆11向外会推动锥形辊8转动，初始位置时锥形辊8完全位于竖槽6内，多个锥形辊8形成一个锥形的笼状结构，绕芯轴7转动会使锥形辊8逐渐漏出竖槽6外，该笼状结构便会逐渐的扩大，支撑组件在任意高度上，柱塞杆11在内端液压的作用下均会推动锥形辊8转动到锥形辊8侧壁与缸体1的上端口接触的位置，且在缸体1上端口以上的位置，笼状结构的直径均大于缸体1的上端口直径。

当顶块5接触到负载后，顶块5不再上升，而支撑组件继续上升直到支撑杆4上端与顶块5接触，在此过程中，柱塞块14相对支撑杆4下降到最低位置，柱塞块14将多个径向孔10的内端封闭，径向孔10内的液压油被密封，因此柱塞杆11不能向内运动，因此，锥形辊8不能反向转动，多个锥形辊8撑住缸体1上孔口从而使支撑组件不能下降，保压期间的负载大部分由多个锥形辊8承载，因此可大幅度降低保压期间缸体1内的压强。

卸载时，将扩容孔12外端的螺栓13向外拧，扩容孔12容积增大，径向孔10内端封闭的液压油进入扩容孔12内，多个锥形辊8便可反向转动，使笼状结构的直径缩小，支撑组件便可向下运动，而柱塞块14和顶块5在缸体1内残留油压的作用下相对支撑杆4上升到最高位置，径向孔10的内端开启，支撑组件便可持续下移到最低位置；支撑组件的回位可靠回位弹簧，也可靠外力施压；下次使用时将柱塞块14顶到最高位置后将螺栓13向内拧到底即可。

支撑组件回程的最后阶段，凸起块20进入锥形凹槽21内以后，凸起块20与锥形凹槽21侧壁之间的间隙越来越小，缸体1的排液速度会越来越慢，因此支撑组件回程速度会越来越小，从而起到缓冲作用，避免活塞3撞击缸体1底部。

本发明在保压期间能够通过柱塞块14实现多个竖杆张开后的自锁，大部分负载由多个竖杆承载，大大降低保压期间缸体1内的压强，降低泄露、液压元件损坏、裂缸、爆缸等事故的风险；柱塞杆11内端虽然仍然是高压，但是高压主要集中在小区域内，只作用与柱塞杆11和柱塞块14上，如果柱塞杆11和柱塞块14发生耗损，可很方便的更换，更换小零件成本很低，且高压区域位于支撑杆4内，而不是位于缸体1等薄壁结构内，该区域承压能力强，不会发生裂纹和爆缸事故；另外，通过缸体1内的油压压紧锥形密封圈17，油压越大，密封效果越好，避免了传统密封结构高压下容易泄露的问题，且能够自动对密封圈的磨损进行压力补充，实现长久有效的密封。

Claims

1.一种单作用支撑液压缸，包括缸体（1）和支撑组件，缸体（1）下端开有油孔（2），支撑组件安装在缸体（1）内，其特征在于，支撑组件由活塞（3）、安装在活塞（3）上端的支撑杆（4）、位于支撑杆（4）上方的顶块（5）组成，支撑杆（4）上端伸出缸体（1）外；支撑杆（4）的侧壁上圆周均布开有多个竖槽（6），每个竖槽（6）内固定有一个竖向的芯轴（7），芯轴（7）上转动安装有一个竖向的锥形辊（8），锥形辊（8）的小端嘲下，锥形辊（8）偏心安装在芯轴（7）上，锥形辊（8）绕芯轴（7）转动时锥形辊（8）的一部分会漏出竖槽（6）外；支撑组件的轴线处开有一个竖向的第一油道（9），支撑杆（4）的上部开有多个圆周均布的径向孔（10），径向孔（10）内端与第一油道（9）连通，每个径向孔（10）内装有一个柱塞杆（11），柱塞杆（11）的外端伸入竖槽（6）内与锥形辊（8）上端接触，且柱塞杆（11）与芯轴（7）不对正，柱塞杆（11）向外伸出时会推动锥形辊（8）转动，支撑杆（4）的上端开有多个扩容孔（12），每个扩容孔（12）与一个径向孔（10）的内端连通，扩容孔（12）外端旋装有一个螺栓（13），第一油道（9）内安装有一个柱塞块（14），柱塞块（14）与顶块（5）之间经螺杆（15）连接，柱塞块（14）可与顶块（5）同步上下移动，柱塞块（14）移动到最高位置时，径向孔（10）位于柱塞块（14）下方，柱塞块（14）移动到最低位置时，柱塞块（14）将径向孔（10）的内端封闭。

2.根据权利要求1所述的一种单作用支撑液压缸，其特征在于，所述的活塞（3）侧壁上开有截面为锥形的环形槽（16），环形槽（16）的槽口宽度小于槽底，环形槽（16）内装有一个截面为锥形的锥形密封圈（17），活塞（3）内开有第二油道（18），第二油道（18）将环形槽（16）底部与第一油道（9）连通。

3.根据权利要求1所述的一种单作用支撑液压缸，其特征在于，所述的活塞（3）由上半部分和下半部分经螺纹连接组成，上半部分和下半部分的分割线位于环形槽（16）的中线位置，环形槽（16）被一分为二。

4.根据权利要求1所述的一种单作用支撑液压缸，其特征在于，所述的活塞（3）的侧壁上安装有多个分居在锥形密封圈（17）上下两侧的O型密封圈（19）。

5.根据权利要求1所述的一种单作用支撑液压缸，其特征在于，所述的活塞（3）的下端设有一个锥形的凸起块（20），缸体（1）的底部开有一个与凸起块（20）配合的锥形凹槽（21）。