CN114412881B - 缓冲装置、液压系统及作业机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缓冲装置、液压系统及作业机械，其中，缓冲装置包括外壳，内部具有容纳空腔，所述容纳空腔被分隔为主流通道和缓冲室，所述主流通道的两端均与所述外壳的外部空间连通；分隔板，可移动地设置在所述缓冲室内，并且将所述缓冲室分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述主流通道连通，所述第二腔室设置有供缓冲介质流入或流出所述第二腔室的阻尼通道。如此设置，解决了现有技术中的缓冲装置存在的容易出现疲劳失效的问题。

Description

缓冲装置、液压系统及作业机械

技术领域

本发明涉及缓冲设备技术领域，尤其涉及一种缓冲装置、液压系统及作业机械。

背景技术

在工程机械作业过程中，液压系统是实现其各种动作的核心驱动系统。由于工程机械面临的工作环境比较恶劣，负载多变，导致对液压系统的冲击大，液压管路中的压力在工作中不断波动，严重时会损坏液压系统。目前一般采用管路缓冲元件对压力波动进行平衡。

现有技术中的管路缓冲元件主要为皮囊式蓄能缓冲元件，其包括能够预充压的橡胶皮囊，随使用时间的增加，橡胶皮囊容易出现疲劳损坏，以致失去对压力波动的缓冲作用。

因此，如何解决现有技术中的缓冲装置存在的容易出现疲劳失效的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明提供一种缓冲装置、液压系统及作业机械，用以解决现有技术中的缓冲装置存在的容易出现疲劳失效的缺陷。

本发明提供一种缓冲装置，包括：

外壳，内部具有容纳空腔，所述容纳空腔被分隔为主流通道和缓冲室，所述主流通道的两端均与所述外壳的外部空间连通；

分隔板，可移动地设置在所述缓冲室内，并且将所述缓冲室分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述主流通道连通，所述第二腔室设置有供缓冲介质流入或流出所述第二腔室的阻尼通道。

根据本发明提供的一种缓冲装置，还包括复位件，所述复位件能够产生弹性形变并使所述分隔板复位，所述复位件设置在所述第一腔室和所述第二腔室中的至少一者的内部。

根据本发明提供的一种缓冲装置，所述外壳内部设置有主流通管，所述主流通管的两端均与所述外壳的外部空间连通，所述主流通管的内部空间构成所述主流通道，所述主流通管与所述外壳之间的空间构成所述缓冲室；

所述分隔板与所述主流通管滑动连接，滑动方向与所述主流通管的轴向一致。

根据本发明提供的一种缓冲装置，所述主流通管上设置有第一通孔，所述第一通孔连通所述第一腔室和所述主流通管的内部空间。

根据本发明提供的一种缓冲装置，所述阻尼通道设置在所述外壳上或所述主流通管上；

所述阻尼通道包括第二通孔和阻尼接头，所述阻尼接头与所述第二通孔连接。

根据本发明提供的一种缓冲装置，所述分隔板包括分隔板本体、连接轴套和导向环，所述分隔板本体呈环状结构，所述连接轴套设置在所述分隔板本体的内边缘，且与所述主流通管滑动连接，所述导向环设置在所述分隔板本体的外边缘与所述外壳之间。

根据本发明提供的一种缓冲装置，所述导向环与所述外壳之间构成间隙密封，所述分隔板还包括阻尼孔，所述阻尼孔设置在所述分隔板本体上。

根据本发明提供的一种缓冲装置，所述主流通管具有第一段和第二段，所述第一段的外直径大于所述第二段的外直径，所述分隔板与所述第二段滑动连接，所述第一通孔设置在所述第一段上。

根据本发明提供的一种缓冲装置，所述外壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体可拆卸连接；

所述第一壳体和所述第二壳体上设置有用于与管道连接的连接部，所述连接部上设置有与所述主流通道连通的第三通孔。

本发明还提供一种液压系统，包括上述的缓冲装置。

本发明还提供一种作业机械，包括上述的液压系统。

本发明提供的缓冲装置中，外壳内部具有主流通道和缓冲室，分隔板将缓冲室分隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室与主流通道连通，第二腔室设置有阻尼通道，供缓冲介质流入或流出第二腔室。主流通道的两端与外壳的外部空间均连通，使得该缓冲装置能够串联设置在管道上。在第二腔室内填充有缓冲介质，管道内的介质压力和流量稳定时，介质在主流通道内自由流动，分隔板在其两侧介质的压力作用下，处于平衡状态。当管道内的介质压力和流量瞬间增加时，管道内的介质在流经主流通道时，部分介质会进入第一腔室，第一腔室内的压力增加，推动分隔板向第二腔室移动，第二腔室内的压力增加，使第二腔室内的缓冲介质通过阻尼通道流出。第一腔室和主流通道内的压力随之减小，实现对管道压力的缓冲。如此设置，在管道内的介质压力和流量出现波动时，利用分隔板在缓冲室内的移动以及缓冲介质在阻尼通道内的流通实现对管道压力的缓冲，减小对管道的冲击。相对于橡胶皮囊，分隔板不易出现疲劳失效，能够延长缓冲装置的使用寿命，解决了现有技术中的缓冲装置存在的容易出现疲劳失效的问题。

进一步，在本发明提供的液压系统中，由于具备如上所述的缓冲装置，因此同样具备如上所述的各种优势。

进一步，在本发明提供的作业机械中，由于具备如上所述的液压系统，因此同样具备如上所述的各种优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的缓冲装置的外部结构示意图；

图2是本发明提供的缓冲装置的局部剖视图；

图3是本发明提供的缓冲装置的内部结构示意图一；

图4是本发明提供的缓冲装置的内部结构示意图二；

附图标记：

1：主流通道； 2：分隔板； 3：第一腔室；

4：第二腔室； 5：复位件； 6：主流通管；

7：第一通孔； 8：阻尼接头； 9：连接轴套；

10：导向环； 11：第一壳体； 12：第二壳体；

13：连接部； 14：第三通孔； 15：阻尼孔；

16：连接件； 17：分隔板本体； 18：第一段；

19：第二段。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图4描述本发明的缓冲装置。

如图1至图4所示，本发明实施例提供的缓冲装置，包括外壳和分隔板2，具体来说，外壳的内部具有容纳空腔，容纳空腔被分隔为主流通道1和缓冲室，分隔板2设置在缓冲室内。

主流通道1的两端均与外壳的外部空间连通，使得本实施例中的缓冲装置能够串联设置在管道上，在系统上的安装更加灵活。

上述分隔板2可移动地设置在缓冲室内，并且将缓冲室分隔为第一腔室3和第二腔室4。第一腔室3与主流通道1连通，主流通道1内的介质能够流通至第一腔室3内。第二腔室4用于填充缓冲介质，在第二腔室4设置有阻尼通道，分隔板2在缓冲室内移动时，第二腔室4内的压力会发生变化，阻尼通道能够供缓冲介质流入或流出第二腔室4。

将本实施例中的缓冲装置串联设置在管道上后，当管道内的介质压力和流量稳定时，介质在主流通道1内自由流动，分隔板2在其两侧介质的压力作用下，处于平衡状态。

当管道内的介质压力和流量瞬间增加时，管道内的介质在流经主流通道1时，部分介质会进入第一腔室3，第一腔室3内的压力增加，推动分隔板2向第二腔室4移动，第二腔室4内的压力增加，使第二腔室4内的缓冲介质通过阻尼通道流出，第一腔室3和主流通道1内的压力随之减小，实现对管道压力的缓冲。

如此设置，在管道内的介质压力和流量出现波动时，利用分隔板2在缓冲室内的移动以及缓冲介质在阻尼通道内的流通实现对管道压力的缓冲，减小对管道的冲击。相对于橡胶皮囊，分隔板2不易出现疲劳失效，能够延长缓冲装置的使用寿命，解决了现有技术中的缓冲装置存在的容易出现疲劳失效的问题。

本发明实施例中的缓冲装置还包括复位件5，复位件5设置在第一腔室3和第二腔室4中的至少一者的内部，可以仅在第一腔室3内设置复位件5，也可以仅在第二腔室4内设置复位件5，还可以在第一腔室3和第二腔室4内均设置复位件5。上述复位件5能够发生弹性形变且能够使分隔板2复位。

当第一腔室3内的压力增加时，分隔板2向第二腔室4移动，第二腔室4内的压力增加，至复位件5的弹力与分隔板2两侧的压力重新达到平衡时，分隔板2停止移动。

当管道内的介质压力和流量稳定后，第一腔室3内的压力相对减小，复位件5恢复形变，分隔板2在复位件5的作用下向第一腔室3移动、复位，从而可以反复多次对管道压力进行缓冲。

本发明实施例中，在外壳内部设置有主流通管6，主流通管6的两端均与外壳的外部空间连通。主流通管6的内部空间构成主流通道1，主流通管6与外壳之间的空间构成缓冲室。

主流通管6与外壳相对固定，具体可以使主流通管6的两端均与外壳固定连接，也可以仅使主流通管6的一端与外壳连接，另一端呈悬臂式设置，此处不作具体限定。

上述外壳设置成可拆卸连接的两部分，包括第一壳体11和第二壳体12。在第一壳体11和第二壳体12相靠近的端部设置法兰结构，利用螺栓可以实现第一壳体11与第二壳体12之间的连接。第一壳体11与第二壳体12之间设置有密封圈，确保连接的密封性。

在第一壳体11和第二壳体12上设置有连接部13，连接部13上设置有第三通孔14，第三通孔14与主流通道1连通。将连接部13与管道连接时，主流通道1即与管道连通。

上述第一壳体11和第二壳体12的横截面为圆形，在使用时，可以利用U型的连接件16将缓冲装置固定在管道附近的目标位置，保证缓冲装置的稳定性。

上述连接部13可以设置为法兰连接的形式，也可以设置为螺纹连接的形式。

上述连接部13可以设置在外壳的端面，也可以设置在外壳的侧面，具体根据使用安装需求确定。

如图3和图4所示，将连接部13设置在第一壳体11和第二壳体12相对的两端，且主流通管6的两端分别与第一壳体11和第二壳体12连接。具体可以在第一壳体11和第二壳体12上设置环形凸台，环形凸台与第三通孔14同轴设置，主流通管6的两端分别同轴安装在两个环形凸台内，保证主流通管6与外壳之间连接的稳定性与可靠性。

为实现主流通管6与第一腔室3的连通，在主流通管6上设置有第一通孔7，第一通孔7贯穿主流通管6的侧壁，以连通第一腔室3和主流通管6的内部空间，主流通管6内的介质可以通过第一通孔7流通至第一腔室3内。

上述第一通孔7设置有多个，多个第一通孔7沿主流通管6的周向均匀分布。在管道内的介质压力和流量出现波动时，能够提高介质从主流通道1向第一腔室3流动的速度，提高缓冲装置的反应速度。

需要说明的是，当仅使主流通管6的第二端与外壳连接，第一端呈悬臂式设置时，主流通管6的第一端的端部与外壳侧壁之间具有间距，分隔板2与主流通管6滑动连接。主流通管6的第一端位于分隔板2的第一侧，主流通管6的第二端位于分隔板2的第二侧。位于分隔板2第一侧的空间为第一腔室3，位于分隔板2第二侧的空间为第二腔室4。此时，主流通管6的第一端的端部与外壳侧壁之间的间距可以作为介质在主流通管6与第一腔室3之间流通的通道，避免对第一通孔7的设置，简化了缓冲装置的内部结构。

分隔板2与主流通管6滑动连接，在介质压力的作用下以及复位件5的作用下，能够沿主流通管6的轴向滑动。上述复位件5可以选用螺旋弹簧，螺旋弹簧环绕在主流通管6的外周。参照图3和图4，螺旋弹簧仅设置在第二腔室4内，此时，螺旋弹簧选用压缩弹簧。

本发明实施例中，将上述分隔板2包括分隔板本体17、连接轴套9和导向环10，具体来说，分隔板本体17设置成环状结构，分隔板本体17套设于主流通管6上。连接轴套9设置在分隔板本体17的内边缘，连接轴套9的长度大于分隔板本体17的厚度，连接轴套9与分隔板本体17连接为一体式结构。连接轴套9与主流通管6滑动配合，为分隔板本体17的滑动导向，且增加了分隔板2的稳定性。

上述主流通管6分段设置，具体包括第一段18和第二段19，第一通孔7设置在第一段18上，连接轴套9与第二段19滑动配合，使分隔板2与第二段19滑动连接。

上述第一段18的外直径大于第二段19的外直径，第一段18与第二段19连接为一体式结构，在第一段18与第二段19之间的连接位置处形成台阶结构。台阶结构可以对连接轴套9的滑动位置进行限位，限制连接轴套9滑动至第一段18，避免连接轴套9堵塞第一通孔7导致的缓冲失效的问题。

导向环10设置在分隔板本体17的外边缘，在分隔板本体17的外边缘设置有容纳槽，容纳槽沿分隔板本体17的周向延伸，导向环10嵌置于容纳槽内。

导向环10位于分隔板本体17与外壳内壁之间，为分隔板本体17的滑动导向。导向环10对分隔板本体17具有支撑作用，在分隔板本体17滑动过程中，能够防止分隔板本体17与外壳内壁发生直接接触和摩擦，起到保护外壳与分隔板本体17不被损坏的作用。

本发明实施例中，导向环10与外壳之间构成间隙密封。导向环10与外壳内壁之间存在较小的间隙，避免分隔板本体17和导向环10在滑动过程中出现卡滞的问题。

分隔板2还包括阻尼孔15，阻尼孔15设置在分隔板本体17上，供介质在第一腔室3与第二腔室4之间流通。当管道内的介质压力和流量瞬时增加时，第一腔室3内的压力增加，第一腔室3内的介质压力作用在分隔板本体17上的同时，会有一部分介质通过阻尼孔15流通至第二腔室4内，可以减小对分隔板本体17的冲击，有利于延长缓冲装置的使用寿命。

本发明实施例中，可以将阻尼通道设置在外壳上，也可以将阻尼通道设置在主流通管6上。阻尼通道包括第二通孔和阻尼接头8，阻尼接头8与第二通孔连接。

当阻尼通道设置在主流通管6上时，需要使第二腔室4内的缓冲介质与管道内输送的介质为相同的物质。当第二腔室4内的压力增加，第二腔室4内的缓冲介质通过阻尼通道以较小的速度流通至主流通管6内。

需要说明的是，主流通管6上的阻尼通道不需要与管路连接，此时，可以不设置阻尼接头8，将第二通孔设置为较小尺寸的通孔，使第二通孔作为阻尼孔。

当阻尼通道设置在外壳上时，当第二腔室4内的压力增加，第二腔室4内的缓冲介质通过阻尼通道以较小的速度流至缓冲装置的外部。第二通孔设置在外壳的侧壁上，阻尼接头8位于外壳的外部。可以通过连接管路将阻尼接头8连接至油箱或位于缓冲装置出口后方的管道上。

本发明实施例中的缓冲装置的动态响应特性与阻尼通道的尺寸和复位件5的刚度有关，阻尼通道的尺寸和复位件5的刚度可以根据具体使用需求确定。

本发明实施例中的缓冲装置通过外壳、主流通管6、分隔板2、复位件5和导向环10等零件组装而成，通用性强。当其中元件损坏后，可以单独拆卸、替换，便于维修，维修成本低。

另一方面，本发明实施例还提供一种液压系统，包括上述任一实施例提供的缓冲装置。本实施例中的液压系统通过缓冲装置能够减小对管路的冲击，且因缓冲装置的使用寿命长、方便维修、维修成本低的优点，降低了本发明实施例中的液压系统的维修频率和维修成本。本发明实施例中的液压系统的有益效果的推导过程与上述缓冲装置的有益效果的推导过程大体类似，故此处不再赘述。

又一方面，本发明实施例还提供一种作业机械，包括上述实施例提供的液压系统。上述实施例提供的液压系统具有维修频率低和维修成本低的优点，从而降低了本实施例中的作业机械的维修频率和维修成本。本发明实施例中的作业机械的有益效果的推导过程与上述液压系统的有益效果的推导过程大体类似，故此处不再赘述。

本实施例中的作业机械可以为起重机、消防车、混凝土泵车等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种缓冲装置，其特征在于，包括：

外壳，内部具有容纳空腔，所述容纳空腔被分隔为主流通道和缓冲室，所述主流通道的两端均与所述外壳的外部空间连通；

分隔板，可移动地设置在所述缓冲室内，并且将所述缓冲室分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述主流通道连通，所述分隔板上设置有阻尼孔、供介质在所述第一腔室与所述第二腔室之间流通，所述第二腔室设置有阻尼通道，所述阻尼通道能够使所述介质以较小的速度流通至所述主流通道、油箱或位于所述缓冲装置出口后方的管道。

2.根据权利要求1所述的缓冲装置，其特征在于，还包括复位件，所述复位件能够产生弹性形变并使所述分隔板复位，所述复位件设置在所述第一腔室和所述第二腔室中的至少一者的内部。

3.根据权利要求1所述的缓冲装置，其特征在于，所述外壳内部设置有主流通管，所述主流通管的两端均与所述外壳的外部空间连通，所述主流通管的内部空间构成所述主流通道，所述主流通管与所述外壳之间的空间构成所述缓冲室；

所述分隔板与所述主流通管滑动连接，滑动方向与所述主流通管的轴向一致。

4.根据权利要求3所述的缓冲装置，其特征在于，所述主流通管上设置有第一通孔，所述第一通孔连通所述第一腔室和所述主流通管的内部空间。

5.根据权利要求3所述的缓冲装置，其特征在于，所述阻尼通道设置在所述外壳上或所述主流通管上；

所述阻尼通道包括第二通孔和阻尼接头，所述阻尼接头与所述第二通孔连接。

6.根据权利要求3所述的缓冲装置，其特征在于，所述分隔板包括分隔板本体、连接轴套和导向环，所述分隔板本体呈环状结构，所述连接轴套设置在所述分隔板本体的内边缘，且与所述主流通管滑动连接，所述导向环设置在所述分隔板本体的外边缘与所述外壳之间，所述阻尼孔设置在所述分隔板本体上。

7.根据权利要求6所述的缓冲装置，其特征在于，所述导向环与所述外壳之间构成间隙密封。

8.根据权利要求4所述的缓冲装置，其特征在于，所述主流通管具有第一段和第二段，所述第一段的外直径大于所述第二段的外直径，所述分隔板与所述第二段滑动连接，所述第一通孔设置在所述第一段上。

9.根据权利要求1至8任一项所述的缓冲装置，其特征在于，所述外壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体与所述第二壳体可拆卸连接；

所述第一壳体和所述第二壳体上设置有用于与管道连接的连接部，所述连接部上设置有与所述主流通道连通的第三通孔。

10.一种液压系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的缓冲装置。

11.一种作业机械，其特征在于，包括如权利要求10所述的液压系统。