CN114411869A - 油缸、破碎锤和打桩锤 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种油缸、破碎锤和打桩锤。油缸用于破碎锤或打桩锤，包括：内缸筒；活塞组件，包括活塞杆和连接于活塞杆上的活塞，活塞与内缸筒滑动配合，且与内缸筒形成位于活塞两端的第一工作腔和第二工作腔；气体容器，用于容纳气体且与第一工作腔连接，以将气体作为第一工作腔的工作介质；和外缸筒，套设于内缸筒的外侧，外缸筒与内缸筒之间形成用于容纳液压油的流体通道，流体通道与第二工作腔连通，以将液压油作为第二工作腔的工作介质，外缸筒上设置有工作端口，工作端口与流体通道连接，以使液压油通过流体通道流入或流出第二工作腔。破碎锤包括上述油缸。打桩锤包括上述油缸。本公开可以提高破碎锤或打桩锤的打击能量和工作效率。

Description

油缸、破碎锤和打桩锤

技术领域

本公开涉及工程机械领域，特别涉及一种油缸、破碎锤和打桩锤。

背景技术

随着工程技术的不断发展，工程机械设备也在逐步升级换代，例如，传统的柴油打桩锤逐渐被液压打桩锤取代，液压打桩锤作为一种高效、节能、环保的桩基础施工机械，具有优良的冲击性能，可有效穿透硬土夹层，并且作业方式灵活、受施工场地影响小。因此，在未来的桩基础施工中，液压打桩锤将得到更大的发展和推广。

开采矿石、岩石、混凝土或某些其它较硬的材料时，通常会使用破碎锤。传统的破碎锤作为挖掘机或其它工程机械中的附接装置，存在打击能量有限、施工效率低下和开采成本较高等缺点。对于作业面较大的工程，需要依赖于炸药将山体爆破之后，再用普通破碎锤将大块岩石击碎。而在无法使用炸药的场合，传统的破碎锤的破碎效率和工作速度难以满足市场需求。

为此，为提高打击能量和工作效率，液压打桩锤、破碎锤中锤芯的质量越来越大，对液压系统的流量控制的要求也越来越高，进而对液压系统中控制阀和油缸的要求也越来越高。

发明内容

本公开的目的在于提供一种油缸、破碎锤和打桩锤，以提高破碎锤或打桩锤的打击能量和工作效率。

本公开的第一方面提供一种油缸，用于破碎锤或打桩锤，包括：内缸筒；活塞组件，包括活塞杆和连接于所述活塞杆上的活塞，所述活塞与所述内缸筒滑动配合，且与所述内缸筒形成位于所述活塞两端的第一工作腔和第二工作腔；气体容器，用于容纳气体且与所述第一工作腔连接，以将所述气体作为所述第一工作腔的工作介质；和外缸筒，套设于所述内缸筒的外侧，所述外缸筒与所述内缸筒之间形成用于容纳液压油的流体通道，所述流体通道与所述第二工作腔连通，以将所述液压油作为所述第二工作腔的工作介质，所述外缸筒上设置有工作端口，所述工作端口与所述流体通道连接，以使所述液压油通过所述流体通道流入或流出所述第二工作腔。

根据本公开的一些实施例，所述油缸还包括设置于所述外缸筒上的控制阀，所述控制阀被配置为控制所述工作端口的通断。

根据本公开的一些实施例，所述工作端口包括进油端口和出油端口，所述控制阀包括设置于所述外缸筒上的进油阀和出油阀，所述进油阀被配置为控制所述进油端口的通断，所述出油阀被配置为控制所述出油端口的通断。

根据本公开的一些实施例，所述进油阀包括：第一阀体，具有第一进油口和第一出油口，所述第一出油口与所述进油端口连接；第一阀芯，具有第一控制口，所述进油阀被配置为根据所述第一进油口的压力和所述第一控制口的压力调节所述第一阀芯相对于所述第一阀体的位置，以通过控制所述第一进油口和所述第一出油口的通断控制所述进油端口的通断。

根据本公开的一些实施例，所述第一阀体还具有与所述第一出油口连接的补油口，所述补油口被配置为在所述第一进油口和所述第一出油口断开的状态下向所述第一出油口补充所述液压油。

根据本公开的一些实施例，所述出油阀包括：第二阀体，具有第二进油口和第二出油口，所述第二进油口与所述出油端口连接；和第二阀芯，具有第二控制口，所述出油阀被配置为根据所述第二进油口的压力和所述第二控制口的压力调节所述第二阀芯相对于所述第二阀体的位置，以通过控制所述第二进油口和所述第二出油口的通断控制所述出油端口的通断。

根据本公开的一些实施例，所述工作端口均设置于所述油缸的轴向的第一端，所述流体通道与所述第二工作腔在所述油缸的轴向的第二端连通。

根据本公开的一些实施例，所述内缸筒包括：内缸体；和内缸头，与所述内缸体连接于所述油缸的轴向的第二端，所述内缸头的靠近所述内缸体的一端位于所述流体通道与所述第二工作腔之间且设置有连通口，所述流体通道与所述第二工作腔通过所述连通口连通。

根据本公开的一些实施例，所述外缸筒包括：外缸体；和外缸头，与所述外缸体连接于所述油缸的轴向的第二端，所述内缸头的远离所述内缸体的一端固定安装于所述外缸头上以与所述外缸体固定连接。

根据本公开的一些实施例，所述气体容器包括容器本体和设置于所述容器本体上的充气装置，所述充气装置被配置为向所述容器本体内充入所述气体或将所述容器本体内的气体放出，以调节所述容器本体内的所述气体的压力。

根据本公开的一些实施例，所述油缸还包括设置于所述外缸筒上的安装部，所述安装部用于将所述外缸筒固定安装于所述破碎锤的外壳或所述打桩锤的外壳上。

本公开的第二方面提供一种破碎锤，包括本公开第一方面所述的油缸。

本公开的第三方面提供一种打桩锤，包括本公开第一方面所述的油缸。

本公开提供的油缸中，外缸筒与内缸筒之间形成用于容纳液压油的流体通道，第一工作腔采用气体作为工作介质，第二工作腔采用液压油作为工作介质，且外缸筒与内缸筒之间形成用于容纳液压油的流体通道，第二工作腔通过流体通道进油或出油，在第二工作腔中的液压油的压力和流向发生改变时，第一工作腔中的气体和流体通道中的液压油均可以起到缓冲作用，可以减小第二工作腔内的液压冲击，降低液压冲击对油缸和相关控制阀等液压元件的破坏，利于改善油缸在高速工作状态下的性能，从而利于提高破碎锤或打桩锤的打击能量和工作效率。本公开提供的破碎锤和打桩锤具有前述油缸所具有的优点。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开的一些实施例的油缸的结构示意图。

图2为图1所示的油缸的剖视结构示意图。

图3为图1所示的油缸的内缸头的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，这些技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

如图1至图3所示，本公开的一些实施例提供一种油缸，该油缸用于破碎锤或打桩锤。油缸包括内缸筒、活塞组件30、气体容器和外缸筒。

活塞组件30包括活塞杆和连接于活塞杆上的活塞。活塞与内缸筒滑动配合，且与内缸筒形成位于活塞两端的第一工作腔和第二工作腔。

破碎锤或打桩锤的锤头可以可拆卸地安装于活塞杆上，也可以与活塞杆一体成形，以在活塞杆的带动下往复运动从而执行破碎物料或打桩所需的往复动作。

气体容器用于容纳气体且与第一工作腔连接，以将气体作为第一工作腔的工作介质。

气体容器内的气体应当具有较为稳定的化学性质，可以是氮气，也可以是惰性气体，例如氩气。

外缸筒套设于内缸筒的外侧，外缸筒与内缸筒之间形成用于容纳液压油的流体通道R。流体通道R与第二工作腔连通，以将液压油作为第二工作腔的工作介质，外缸筒上设置有工作端口，工作端口与流体通道R连接，以使液压油通过流体通道R流入或流出第二工作腔。

工作端口可以为一个或多个，例如可以在外缸筒上设置一个工作端口，第二工作腔进油和出油共用该工作端口，也可以在外缸筒上设置一个供第二工作腔进油的工作端口和一个供第二工作腔出油的工作端口。

本公开实施例提供的油缸中，外缸筒与内缸筒之间形成用于容纳液压油的流体通道，第一工作腔采用气体作为工作介质，第二工作腔采用液压油作为工作介质，且外缸筒与内缸筒之间形成用于容纳液压油的流体通道，第二工作腔通过流体通道进油或出油，在第二工作腔中的液压油的压力和流向发生改变时，第一工作腔中的气体和流体通道中的液压油均可以起到缓冲作用，可以减小第二工作腔内的液压冲击，降低液压冲击对油缸和相关控制阀等液压元件的破坏，利于改善油缸在高速工作状态下的性能，从而利于提高破碎锤或打桩锤的打击能量和工作效率。

在一些实施例中，油缸还包括设置于外缸筒上的控制阀，控制阀被配置为控制工作端口的通断。

通过将控制阀设置于油缸的外缸筒上，可以实现控制阀与油缸的集成，利于进一步精简液压管路、优化液压管路的布局，降低液压系统的复杂程度，从而降低液压系统的故障率、提升液压元件的安装效率，并且利于减小液压系统占用的空间。

为了能够独立地控制油缸进油和出油，在一些实施例中，工作端口包括进油端口和出油端口，控制阀包括设置于外缸筒上的进油阀51和出油阀52，进油阀51被配置为控制进油端口的通断，出油阀52被配置为控制出油端口的通断。

例如，图1和图2所示的实施例中，控制阀还包括中间阀53，进油端口和出油端口与中间阀53的阀腔连接，进油阀51和出油阀52分别安装于中间阀53的两侧且进油阀51的阀腔和出油阀52的阀腔分别与中间阀53的阀腔连通。在一些未图示的实施例中，进油阀51和出油阀52也可以直接安装于外缸筒上。

为了使控制阀更加可靠地安装于外缸筒上，控制阀和外缸筒之间还可以设置相应的连接结构，以便控制阀和外缸筒之间通过连接件固定。例如，图1和图2所示的实施例中，油缸还可包括设置于外缸筒上的连接环70，连接环70与外缸筒焊接，中间阀53与连接环70通过螺栓连接。进油阀51和出油阀52也可以与中间阀53螺栓连接。

本实施例中，当进油阀51控制进油端口由接通切换为断开或由断开切换为接通，当出油阀52控制出油端口由接通切换为断开或由断开切换为接通，第一工作腔中的气体和流体通道中的液压油均可以起到缓冲作用。

在一些实施例中，如图2所示，进油阀51包括第一阀体511和第一阀芯512。第一阀体511具有第一进油口P1和第一出油口T1，第一出油口T1与进油端口连接。第一阀芯512具有第一控制口C1，进油阀51被配置为根据第一进油口P1的压力和第一控制口C1的压力调节第一阀芯512相对于第一阀体511的位置，以通过控制第一进油口P1和第一出油口T1的通断控制进油端口的通断。

本实施例中，进油阀51可以采用电磁阀或插装阀实现上述控制功能，第一进油口P1可以与液压系统的供油管路连接，第一控制口C1的压力可以设置成可变的以调节第一阀芯512相对于第一阀体511的位置。当第一进油口P1和第一出油口T1连通时，液压系统的供油管路就可以通过第一进油口P1使第二工作腔进油。

在一些实施例中，如图2所示，第一阀体511还具有与第一出油口T1连接的补油口S1，补油口S1被配置为在第一进油口P1和第一出油口T1断开的状态下向第一出油口T1补充液压油。

补油口S1可以与液压系统的供油管路连接。当进油阀51控制第一进油口P1和第一出油口T1连通以使第二工作腔进油时，活塞组件30上行，而当第一进油口P1和第一出油口T1由连通状态转换为断开状态时，活塞组件30在惯性作用下将继续上行。通过在进油阀51上设置补油口S1，可以防止活塞组件30继续上行时第二工作腔产生油液吸空现象，利于减小冲击，提升活塞组件的动作的平稳性，延长油缸的使用寿命。

在一些实施例中，如图2所示，出油阀52包括第二阀体521和第二阀芯522。第二阀体521具有第二进油口P2和第二出油口T2，第二进油口P2与出油端口连接。第二阀芯522具有第二控制口C2，出油阀52被配置为根据第二进油口P2的压力和第二控制口C2的压力调节第二阀芯522相对于第二阀体521的位置，以通过控制第二进油口P2和第二出油口T2的通断控制出油端口的通断。

本实施例中，出油阀52可以采用电磁阀或插装阀实现上述控制功能，第二进油口T2可以与液压系统的回油管路连接，第二控制口C2的压力可以设置成可变的以调节第二阀芯522相对于第二阀体521的位置。当第二进油口P2和第二出油口T2连通时，第二工作腔就可以通过第二出油口T2向液压系统的回油管路排油。

在一些实施例中，工作端口均设置于油缸的轴向的第一端，流体通道R与第二工作腔在油缸的轴向的第二端连通。

本实施例中，流体通道R由油缸的轴向的第一端延伸至油缸的轴向的第二端，可以充分利用外缸筒和内缸筒之间的空间，进一步节省液压管路、增强油缸的缓冲性能。

在一些实施例中，如图1至图3所示，内缸筒包括内缸体11和内缸头12。内缸头12与内缸体11连接于油缸的轴向的第二端，内缸头12的靠近内缸体11的一端位于流体通道R与第二工作腔之间且设置有连通口121，流体通道R与第二工作腔通过连通口121连通。

为了便于加工制造且便于液压油流通，如图3所示，连通口121可以沿内缸头12的径向贯穿内缸头12。

在一些实施例中，如图1和图2所示，外缸筒包括外缸体21和外缸头22。外缸头22与外缸体21连接于油缸的轴向的第二端，内缸头12的远离内缸体11的一端固定安装于外缸头22上以与外缸体21固定连接。

为了使内缸头更加可靠地安装于外缸体上，内缸头和外缸头之间还可以设置相应的连接结构，以便内缸头和外缸头之间通过连接件固定。例如，图1至图3所示的实施例中，内缸头12的远离内缸体11的一端可以形成法兰结构，内缸头12和外缸头22通过螺栓连接。

在一些实施例中，如图1和图2所示，气体容器包括容器本体41和设置于容器本体41上的充气装置42，充气装置42被配置为向容器本体41内充入气体或将容器本体41内的气体放出，以调节容器本体41内的气体的压力。

通过设置充气装置42调节容器本体41内的气体的压力，可以使油缸的活塞具有不同的行程，从而利于使破碎锤或打桩锤适应不同的作业工况。

图1和图2的实施例中，油缸还可以包括连接法兰60，法兰60的一端与容器本体41焊接，法兰60的另一端与中间阀53螺栓连接，中间阀53上设置有避让内缸筒的避让空间，以使第一工作腔与容器本体41连通。在一些未图示的实施例中，对于不具有中间阀53的油缸，法兰60也可以直接与内缸筒的一端螺栓连接。

在一些实施例中，如图1和图2所示，油缸还包括设置于外缸筒上的安装部80，安装部80用于将外缸筒固定安装于破碎锤的外壳或打桩锤的外壳上。

下面结合图1至图3说明本公开一些实施例的油缸的工作原理。

当需要破碎锤或打桩锤的锤头上升时，进油阀51控制第一进油口P1和第一出油口T1连通，出油阀52控制第二进油口P2和第二出油口T2断开，液压油通过第一进油口P1、第一出油口T1、进油端口、流体通道R和连通口121进入第二工作腔，活塞组件30带动破碎锤或打桩锤的锤头上移，同时第一工作腔和气体容器中的气体受到压缩，直至进油阀51控制第一进油口P1和第一出油口T1断开或第一工作腔中气体的压力与第二工作腔中液压油的压力达到平衡。

当需要破碎锤或打桩锤的锤头下落时，进油阀51控制第一进油口P1和第一出油口T1断开，出油阀52控制第二进油口P2和第二出油口T2连通，液压油从第二工作腔通过连通口121、流体通道R、出油端口、第二进油口P2和第二出油口T2排出，活塞组件30带动破碎锤或打桩锤的锤头下移，第一工作腔和气体容器中的气体膨胀，直至出油阀52控制第二进油口P2和第二出油口T2断开或第一工作腔中气体的压力与第二工作腔中液压油的压力达到平衡。

本公开的一些实施例还提供一种破碎锤，包括前述油缸。本公开实施例提供的破碎锤具有前述油缸所具有的优点。

本公开的一些实施例还提供一种打桩锤，包括前述油缸。本公开实施例提供的打桩锤具有前述油缸所具有的优点。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (13)

1.一种油缸，用于破碎锤或打桩锤，其特征在于，包括：

内缸筒；

活塞组件（30），包括活塞杆和连接于所述活塞杆上的活塞，所述活塞与所述内缸筒滑动配合，且与所述内缸筒形成位于所述活塞两端的第一工作腔和第二工作腔；

气体容器，用于容纳气体且与所述第一工作腔连接，以将所述气体作为所述第一工作腔的工作介质；和

外缸筒，套设于所述内缸筒的外侧，所述外缸筒与所述内缸筒之间形成用于容纳液压油的流体通道（R），所述流体通道（R）与所述第二工作腔连通，以将所述液压油作为所述第二工作腔的工作介质，所述外缸筒上设置有工作端口，所述工作端口与所述流体通道（R）连接，以使所述液压油通过所述流体通道（R）流入或流出所述第二工作腔。

2.根据权利要求1所述的油缸，其特征在于，所述油缸还包括设置于所述外缸筒上的控制阀，所述控制阀被配置为控制所述工作端口的通断。

3.根据权利要求2所述的油缸，其特征在于，所述工作端口包括进油端口和出油端口，所述控制阀包括设置于所述外缸筒上的进油阀（51）和出油阀（52），所述进油阀（51）被配置为控制所述进油端口的通断，所述出油阀（52）被配置为控制所述出油端口的通断。

4.根据权利要求3所述的油缸，其特征在于，所述进油阀（51）包括：

第一阀体（511），具有第一进油口（P1）和第一出油口（T1），所述第一出油口（T1）与所述进油端口连接；

第一阀芯（512），具有第一控制口（C1），所述进油阀（51）被配置为根据所述第一进油口（P1）的压力和所述第一控制口（C1）的压力调节所述第一阀芯（512）相对于所述第一阀体（511）的位置，以通过控制所述第一进油口（P1）和所述第一出油口（T1）的通断控制所述进油端口的通断。

5.根据权利要求4所述的油缸，其特征在于，所述第一阀体（511）还具有与所述第一出油口（T1）连接的补油口（S1），所述补油口（S1）被配置为在所述第一进油口（P1）和所述第一出油口（T1）断开的状态下向所述第一出油口（T1）补充所述液压油。

6.根据权利要求3所述的油缸，其特征在于，所述出油阀（52）包括：

第二阀体（521），具有第二进油口（P2）和第二出油口（T2），所述第二进油口（P2）与所述出油端口连接；和

第二阀芯（522），具有第二控制口（C2），所述出油阀（52）被配置为根据所述第二进油口（P2）的压力和所述第二控制口（C2）的压力调节所述第二阀芯（522）相对于所述第二阀体（521）的位置，以通过控制所述第二进油口（P2）和所述第二出油口（T2）的通断控制所述出油端口的通断。

7.根据权利要求1所述的油缸，其特征在于，所述工作端口均设置于所述油缸的轴向的第一端，所述流体通道（R）与所述第二工作腔在所述油缸的轴向的第二端连通。

8.根据权利要求7所述的油缸，其特征在于，所述内缸筒包括：

内缸体（11）；和

内缸头（12），与所述内缸体（11）连接于所述油缸的轴向的第二端，所述内缸头（12）的靠近所述内缸体（11）的一端位于所述流体通道（R）与所述第二工作腔之间且设置有连通口（121），所述流体通道（R）与所述第二工作腔通过所述连通口（121）连通。

9.根据权利要求8所述的油缸，其特征在于，所述外缸筒包括：

外缸体（21）；和

外缸头（22），与所述外缸体（21）连接于所述油缸的轴向的第二端，所述内缸头（12）的远离所述内缸体（11）的一端固定安装于所述外缸头（22）上以与所述外缸体（21）固定连接。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的油缸，其特征在于，所述气体容器包括容器本体（41）和设置于所述容器本体（41）上的充气装置（42），所述充气装置（42）被配置为向所述容器本体（41）内充入所述气体或将所述容器本体（41）内的气体放出，以调节所述容器本体（41）内的所述气体的压力。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的油缸，其特征在于，所述油缸还包括设置于所述外缸筒上的安装部（80），所述安装部（80）用于将所述外缸筒固定安装于所述破碎锤的外壳或所述打桩锤的外壳上。

12.一种破碎锤，其特征在于，包括根据权利要求1至11中任一项所述的油缸。

13.一种打桩锤，其特征在于，包括根据权利要求1至11中任一项所述的油缸。

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