CN113565830B - 一种单作用液压缸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单作用液压缸，有效的解决了单作用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杆，支撑杆的侧壁上圆周均布开有多个竖槽，每个竖槽内装有一个竖杆，竖杆的下端铰接在竖槽底部，支撑杆内开有竖向的油道，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竖杆上端接触，缸体内的液压油作用与柱塞杆内端从而使柱塞杆将多个竖杆的上端向外顶，油道内安装有一个柱塞块，支撑杆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液压缸。
其解决的技术方案是，一种单作用液压缸，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，每个竖槽内装有一个竖杆，竖杆的下端铰接在竖槽底部，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竖杆上端接触，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。
所述的竖杆的外侧面为与缸体的上端口曲率半径相同的弧面。
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是支撑组件的主视图。
图5是图2中A位置的放大图。
图6是图2中B位置的放大图。
图7是图3中C位置的放大图。
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内装有一个竖杆7，竖杆7的下端铰接在竖槽6底部，支撑组件的轴线处开有一个竖向的第一油道8，支撑杆4的上部开有多个圆周均布的径向孔9，径向孔9内端与第一油道8连通，每个径向孔9内装有一个柱塞杆10，柱塞杆10的外端伸入竖槽6内与竖杆7上端接触，支撑杆4的上端开有多个扩容孔11，每个扩容孔11与一个径向孔9的内端连通，扩容孔11外端旋装有一个螺栓12，第一油道8内安装有一个柱塞块13，柱塞块13与顶块5之间经螺杆14连接，柱塞块13可与顶块5同步上下移动，柱塞块13移动到最高位置时，径向孔9位于柱塞块13下方，柱塞块13移动到最低位置时，柱塞块13将径向孔9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15，环形槽15的槽口宽度小于槽底，环形槽15内装有一个截面为锥形的锥形密封圈16，活塞3内开有第二油道17，第二油道17将环形槽15底部与第一油道8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16底部，将锥形密封圈16向外挤压，锥形密封圈16的侧壁与顶部分别与环形槽15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16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15的中线位置，环形槽15被一分为二；此结构方便将锥形密封圈16安装在环形槽15内，具体的，将锥形密封圈16安装在活塞3的下半部分上的半个环形槽15内，然后将活塞3的上下两部分旋接在一起，锥形密封圈16被装在环形槽15内。
所述的活塞3的侧壁上安装有多个分居在锥形密封圈16上下两侧的O型密封圈18，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19，缸体1的底部开有一个与凸起块19配合的锥形凹槽20；支撑组件回程时，凸起块19进入锥形凹槽20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。
所述的竖杆7的外侧面为与缸体1的上端口曲率半径相同的弧面，使竖杆7能与缸体1的上端口更紧密贴合，增大受力的稳定性。
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8作用在柱塞块13的底部，将柱塞块13推动到最顶部位置，此时径向孔9位于柱塞块13下方，顶块5与支撑杆4的上端之间有间隔，第一油道8内的液压油进入径向孔9内，推动多个柱塞杆10向外顶出，柱塞杆10向外推动竖杆7的上端，使竖杆7绕下端铰接位置向外张开，竖杆7中部贴住缸体1上孔口，随着支撑组件的顶出，竖杆7持续向外张开，竖杆7与缸体1上孔口内壁始终保持接触，多个竖杆7张开形成一个大端朝上的锥形结构，且锥形结构位于缸体1外的部分直径均大于缸体1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13相对支撑杆4下降到最低位置，柱塞块13将多个径向孔9的内端封闭，径向孔9内的液压油被密封，因此柱塞杆10不能向内运动，因此，张开成锥形的多个竖杆7不能向中间收拢，多个竖杆7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竖杆7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11外端的螺栓12向外拧，扩容孔11容积增大，径向孔9内端封闭的液压油进入扩容孔11内，多个竖杆7便可收拢，支撑组件便可向下运动，而柱塞块13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9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13顶到最高位置后将螺栓12向内拧到底即可。
支撑组件回程的最后阶段，凸起块19进入锥形凹槽20内以后，凸起块19与锥形凹槽20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13实现多个竖杆7张开后的自锁，大部分负载由多个竖杆7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10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10和柱塞块13上，如果柱塞杆10和柱塞块13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16，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 (3)

1.一种单作用液压缸，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）内装有一个竖杆（7），竖杆（7）的下端铰接在竖槽（6）底部，支撑组件的轴线处开有一个竖向的第一油道（8），支撑杆（4）的上部开有多个圆周均布的径向孔（9），径向孔（9）内端与第一油道（8）连通，每个径向孔（9）内装有一个柱塞杆（10），柱塞杆（10）的外端伸入竖槽（6）内与竖杆（7）上端接触，支撑杆（4）的上端开有多个扩容孔（11），每个扩容孔（11）与一个径向孔（9）的内端连通，扩容孔（11）外端旋装有一个螺栓（12），第一油道（8）内安装有一个柱塞块（13），柱塞块（13）与顶块（5）之间经螺杆（14）连接，柱塞块（13）可与顶块（5）同步上下移动，柱塞块（13）移动到最高位置时，径向孔（9）位于柱塞块（13）下方，柱塞块（13）移动到最低位置时，柱塞块（13）将径向孔（9）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（15），环形槽（15）的槽口宽度小于槽底，环形槽（15）内装有一个截面为锥形的锥形密封圈（16），活塞（3）内开有第二油道（17），第二油道（17）将环形槽（15）底部与第一油道（8）连通；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（15）的中线位置，环形槽（15）被一分为二；活塞（3）的侧壁上安装有多个分居在锥形密封圈（16）上下两侧的O型密封圈（18）。
2.根据权利要求1所述的一种单作用液压缸，其特征在于，所述的活塞（3）的下端设有一个锥形的凸起块（19），缸体（1）的底部开有一个与凸起块（19）配合的锥形凹槽（20）。
3.根据权利要求1所述的一种单作用液压缸，其特征在于，所述的竖杆（7）的外侧面为与缸体（1）的上端口曲率半径相同的弧面。
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