CN114929971B - 液压破碎机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压破碎机。阀安装在缸衬套的内表面和缸内径部上，以可以沿竖直方向移动。该阀包括：上阀部，其具有上端表面，上缸室的压力作用在上端表面上；下阀部，其具有下端表面，上缸室的压力作用在下端表面上；第一阀扩径部，其形成在上阀部和下阀部之间，该第一阀扩径部的外径扩展至大于上阀部和下阀部的外径，并且在该第一阀扩径部中，第一上阀液压区与第一和第二流道连通；以及第二阀扩径部，其形成在第一阀扩径部和下阀部之间，该第二阀扩径部的外径扩展至大于第一阀扩径部的外径，并且在该第二阀扩径部中，第二上阀液压区与第四流道连通，并且阀切换室的压力作用在下阀液压区上，该下阀液压区的面积大于第一上阀液压区的面积。

Description

液压破碎机

技术领域

本发明涉及使用液压作为驱动力来破碎破碎目标的液压破碎机，并且更特别涉及液压破碎机的阀结构。

背景技术

液压破碎机是将通过使用液压使活塞在缸中往复运动而产生的动能传递至凿部、将动能转换成冲击能、并且利用冲击能来破碎破碎目标的装置。液压破碎机用于压碎混凝土、在采石场处开采石料、建筑内部施工以及在道路施工期间在道路周围打桩。

通常，液压破碎机包括具有上缸室和下缸室的缸、安装成可竖直移动并且穿过缸的活塞、安装在缸下方以被活塞撞击的凿部、以及控制液压油以使活塞往复运动的阀。

图9是示出了传统液压破碎机的阀设备的截面图。图10是示出了图9所示阀设备的操作的截面图。

如图9所示，由于阀1的下端部的面积S1小于阀1的上端部的面积S2，所以当在上缸室2中产生压力时，阀1总是处于下降状态。如图10所示，当活塞5向上移动并且将液压油供应至阀切换室3时，由于阀1的中心部分区SF，建立了(SF+S1)＞S2的关系，并且阀1向上移动。

可以根据上缸室2中的压力使作用在阀1的上端部和下端部上的力发生变化，并且可以通过阀孔4的尺寸来确定上缸室2的压力。

当上缸室2的压力保持恒定时，作用在阀1的上端部和下端部上的力同样保持恒定，并且均匀和有规律地执行阀1的往复运动。然而，当温度升高时，由于液压油的粘性降低，所以通过阀孔4排出的液压油的流量增加，因此，由于上缸室2的压力下降，所以作用在阀1的上端部和下端部上的压力发生变化。

另外，当活塞5往复运动时，由于上缸室2与高压流道Pr和低压流道Ps交替连通，上缸室2的压力频繁变化，因此施加在阀1的上端部和下端部上的压力发生变化。当作用在阀1的上端部和下端部上的压力发生变化时，由于阀1的上升和下降速度和时间发生变化，所以阀1可能不会均匀并且有规律地移动。在这方面，存在如美国专利No.5,960,893(于1999年10月5日登记)中公开的技术。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种液压破碎机，即使在液压油随着温度而发生粘度和流量变化时，该液压破碎机也能够均匀有规律地操作。

技术方案

本发明的一个方面提供了一种液压破碎机，其包括缸、活塞、凿部、后头部、缸衬套和阀。在缸中，在中心部中形成缸内径部，在向下方向上顺序形成有上缸室、缸低压室、缸切换室和下缸室，并且在上缸室中在向下方向上顺序形成有阀低压室和阀切换室。缸包括：第一流道，在上缸室和下缸室连接的状态下，该第一流道与液压油入口连接；第二流道，该第二流道使下缸室和上缸室连接；第三流道，该第三流道使缸切换室和阀切换室连接；以及第四流道，在缸低压室和阀低压室连接的状态下，该第四流道与液压油出口连接。

活塞可以安装在缸内径部中以可以沿竖直方向移动。凿部可以安装在缸下方以被活塞撞击。后头部可以布置在缸上并且可以包括气室，活塞的上端部插入该气室中。缸衬套可以安装在缸内径部中并且可以与活塞同轴，并且活塞可以容纳为可以沿竖直方向移动。

阀可以安装在缸衬套的内表面和缸内径部上以可以沿竖直方向移动。阀可以包括：上阀部，该上阀部具有上端表面，上缸室的压力作用在该上端表面上；下阀部，该下阀部具有下端表面，上缸室的压力作用在该下端表面上；第一阀扩径部，该第一阀扩径部形成在上阀部和下阀部之间，该第一阀扩径部的外径扩展至大于上阀部的外径和下阀部的外径，并且在该第一阀扩径部中，第一上阀液压区与第一流道和第二流道连通；以及第二阀扩径部，该第二阀扩径部形成在第一阀扩径部与下阀部之间，该第二阀扩径部的外径扩展至大于第一阀扩径部的外径，并且在该第二阀扩径部中，第二上阀液压区与第四流道连通，并且阀切换室的压力作用在下阀液压区上，该下阀液压区的面积大于第一上阀液压区的面积。

另外，上阀部的上端表面和下阀部的下端表面可以具有相同面积。活塞可以包括流道槽，当活塞沿竖直方向移动时，该流道槽选择性地允许或阻断缸切换室和缸低压室之间的连通。

有益效果

根据本发明，当与传统阀相比时，由于阀可以仅通过高压而竖直移动而不受上缸室压力的影响，因此即使在液压油随着温度而发生粘度和流量变化的情况下，阀也可以均匀有规律地操作。

根据本发明，由于活塞被容纳为沿缸的内径部和缸衬套的内径部竖直移动，所以阀可以定位成尽可能靠近活塞的滑动部，缸的长度减小，因此具有降低制造成本的效果。

附图说明

图1是示出了根据本发明的一个实施例的液压破碎机的截面图。

图2是示出了图1的阀区域的放大截面图。

图3是示出了图2所示的阀的操作状态的截面图。

图4是示出了包括在图2中的阀的截面图。

图5至图8是描述液压破碎机的操作的截面图。

图9是示出了传统液压破碎机的阀设备的截面图。

图10是示出了图9所示阀设备的操作的截面图。

具体实施方式

以下，将参照附图对本发明进行详细描述。这里，相同的附图标记表示相同的元件，并且对于重复描述和使本发明的主旨可能产生不必要模糊的已知功能和构造的详细描述，将不再重复。提供本发明的实施例以便向本领域技术人员充分解释本发明。因此，为了更清楚地描述，可能会夸大附图中的元件的形状和尺寸。

图1是示出了根据本发明的一个实施例的液压破碎机的截面图。图2是示出了图1的阀区域的放大截面图。图3是示出了图2所示的阀的操作状态的截面图。图4是示出了包括在图2中的阀的截面图。

参照图1至图4，根据本发明的一个实施例的液压破碎机包括缸100、活塞200、凿部300、后头部400、缸衬套500和阀600。

在缸100的中心部中形成有缸内径部110。缸100支撑活塞200，使得在活塞200容纳在缸内径部110中的状态下，活塞200可以沿竖直方向移动。在缸100中，在向下方向上顺序形成有上缸室111、缸低压室112、缸切换室113和下缸室114。在缸100中，在上缸室111中在向下方向上顺序形成有阀低压室121和阀切换室122。

缸100包括：第一流道131，在上缸室111和下缸室114连接的状态下，该第一流道131与液压油入口135连接；第二流道132，该第二流道132使下缸室114和上缸室111连接；第三流道133，该第三流道133使缸切换室113和阀切换室122连接；以及第四流道134，在缸低压室112和阀低压室121连接的状态下，该第四流道134与液压油出口136连接。

在阀600关闭的状态下，上缸室111通过阀孔650与第四流道134连通，并且当阀600打开时，上缸室111与第一流道131的分支流道131a和第二流道132的分支流道132a连通。安装有液压破碎机的装置的液压供应源与液压油入口135连接。

引入液压油入口135的液压油被分流至第一流道131的分支流道131a和第二流道132的分支流道132a，并且通过第一流道131和第二流道132被供应至下缸室114。因此，由于在下缸室114中总是维持高压状态，所以施加有使活塞200向上移动的力。

活塞200安装在缸内径部110中，以可以沿竖直方向移动。活塞200可以具有这样的形式：在上端部210和下端部220之间形成的大直径部230的直径大于上端部210的直径和下端部220的直径。活塞200的上端部210的直径小于活塞200的下端部220的直径。

因此，在活塞200中，由于上端部210和下端部220之间的直径差，上端活塞液压区231形成在大直径部230的上表面上，并且下端活塞液压区232形成在大直径部230的下表面上。在这种情况下，由于活塞200的上端部210的直径小于活塞200的下端部220的直径，因此上端活塞液压区231形成为大于下端活塞液压区232。

另外，当将施加压力的液压油供应至上端活塞液压区231和下端活塞液压区232时，由于由液压油产生的力的大小存在差异，所以会执行活塞200的向上冲程和向下冲程。

活塞200可以包括流道槽240，当活塞200沿竖直方向移动时，该流道槽240选择性地允许或阻断缸切换室113和缸低压室112之间的连通。在活塞200向下移动至下止点的状态下，流道槽240允许缸切换室113和缸低压室112彼此连通，并且在活塞200向上移动至上止点的状态下，流道槽240阻断缸切换室113和缸低压室112之间的连通。

在活塞200中形成有流道槽240的情况下，即使当在活塞200中仅形成一个大直径部230而不是单独形成两个以上的大直径部时，缸切换室113和缸低压室112也可以彼此连通，并且由于大直径部230可以形成为具有较长长度，因此当活塞200向上移动时，活塞200在缸的内径内移动，因此，在缸和活塞上的划痕方面存在优点，并且还可以制造具有坚固结构的活塞200。

凿部300安装在缸100下方以被活塞200撞击。凿部300可以通过与缸100的下侧连接的前头部310安装。前头部310连接成其上开口与缸100的下开口连通。凿部300部分地插入通过前头部310的下开口，并且凿部300通过活塞200的向下运动被撞击并且破碎破碎目标。

后头部400布置在缸100上并且包括气室410，该气室410中插入有活塞200的上端部。后头部400组装在缸100的上表面上，固定缸衬套500的上端，并且在活塞200的上端部上方形成气室410。压缩气体填充气室410的内部，使得向下的力总是作用在活塞200的上端表面上。在这种情况下，填充气室的气体的压力设定为施加的力小于作用在活塞200的下端活塞液压区232上的向上力。

缸衬套500安装在缸内径部110中并且与活塞200同轴，并且活塞200容纳在缸衬套500中以可以沿竖直方向移动。缸衬套500包括竖直穿过的中空部，并且活塞200穿过该中空部而容纳在缸衬套500中。由于活塞200容纳为可以在竖直方向上沿缸内径部110和缸套500的内径部移动，所以阀600可以布置成尽可能靠近活塞200的滑动部，因此，具有通过缩短缸100的长度来降低制造成本的优点。

通过安装在缸衬套500的内周向表面上的密封件520，可以维持缸衬套500和活塞200的外径部之间的气密性。缸衬套500可以包括缸衬套孔510，该缸衬套孔510根据阀600的竖直运动而与阀孔650连通或阻断。缸衬套孔510与第一流道131的分支流道131a和第二流道132的分支流道132a连通。

阀600安装在缸衬套500的内表面以及缸内径部110上，以能够沿竖直方向移动。阀600控制通过液压油入口135引入的液压油以使活塞200往复运动。阀600包括上阀部610、下阀部620、第一阀扩径部630和第二阀扩径部640。阀600形成为上阀部610、下阀部620、第一阀扩径部630和第二阀扩径部640为一体的形式。

在上阀部610中，上缸室111的压力作用在上端表面611上。上阀部610具有中空部，并且活塞200穿过该中空部。上阀部610具有在竖直方向上恒定的内径和外径。上阀部610在其外径部与缸衬套500的内径部彼此接触并且彼此支撑的状态下竖直移动。在上阀部610向上移动至上止点的状态下，上阀部610与缸衬套500的内径部的台阶部接触并且停止。

在下阀部620中，上缸室111的压力作用在下端表面621上。下阀部620具有中空部，并且活塞200穿过该中空部。下阀部620具有在竖直方向上恒定的内径和外径。下阀部620和上阀部610具有相同的内径。在下阀部620在其外径部与缸内径部110彼此接触并且彼此支撑的状态下竖直移动。在下阀部620向下移动至下止点的状态下，下阀部620与缸内径部110的台阶部接触并且停止。

第一阀扩径部630形成在上阀部610与下阀部620之间，使得第一阀扩径部630的外径扩展至大于上阀部610的外径和下阀部620的外径。第一阀扩径部630具有中空部，并且活塞200穿过该中空部。第一阀扩径部630具有在竖直方向上恒定的内径和外径。第一阀扩径部630的内径与上阀部610的内径相同。

在第一阀扩径部630中，第一上阀液压区631与第一流路131的分支流路131a和第二流路132的分支流路132a连通。因此，高压总是施加至第一上阀液压区631。第一阀扩径部630具有阀孔650。当阀600移动至下止点时，阀孔650与第一流道131的分支流道131a和第二流道132的分支流道132a阻断，并且当阀600移动至上止点时，阀孔650与第一流道131的分支流道131a和第二流道132的分支流道132a连通。

第二阀扩径部640形成在第一阀扩径部630和下阀部620之间，使得第二阀扩径部640的外径扩展至大于第一阀扩径部630的外径。第二阀扩径部640具有中空部，并且活塞200穿过该中空部。第二阀扩径部640具有在竖直方向上恒定的内径和外径。第二阀扩径部640的内径与下阀部620的内径相同。

在第二阀扩径部640中，第二上阀液压区641与第四流道134连通，下阀液压区642与第三流道133连通，并且下阀液压区642通过第三流道133与阀切换室122连通。因此，阀切换室122的压力作用在面积大于第一上阀液压区631的下阀液压区642上。在这种情况下，由于第二上阀液压区641与总是处于低压的第四流道134连通，所以阀600的运动不受影响。

在阀切换室122的压力所作用的下阀液压区642上选择性地作用有高压或低压。由于下阀液压区642的面积大于第一上阀液压区631的面积，所以可以通过阀切换室122的压力来执行阀600的向上冲程或向下冲程。

即，当液压油没有供应至阀切换室122时，总是通过第一流道131的分支流道131a和第二流道132的分支流道132a将高压施加至第一上阀液压区631，因此阀600维持下降(降低)状态。当活塞200向上移动，并且通过第三流道133将液压油供应至阀切换室122时，由于下阀液压区642宽于第一上阀液压区631，所以阀600向上移动。

在阀600中，在阀600不受上缸室111的压力影响的水平(高度)处的上阀部610的上端表面611和下阀部620的下端表面621之间可能存在面积差异。例如，上阀部610的上端表面611和下阀部620的下端表面621可以具有相同面积。因此，根据本发明，由于阀600的竖直运动可以仅通过高压来执行而不受上缸室111的压力影响，所以即使在液压油随着温度而发生粘度和流量变化的情况下，阀600也可以均匀有规律地操作。

下文将参照图5至图8对液压破碎机的操作进行描述。

如图5所示，在液压破碎机的初始操作状态下，活塞200处于下降状态，阀切换室122通过第三流道133与缸切换室113连接。缸切换室113通过活塞200的大直径部230的流道槽240与缸低压室112连接，缸低压室112通过第四流道134与阀低压室121连接，并且第四流道134与液压油出口136连接。

结果，相对较小的力作用在阀切换室122的液压区上，并且高压总是施加至阀600的第一上阀液压区631，使得由于在向下方向上作用的力使阀600维持下降状态。在这种情况下，由于阀600维持下降状态，所以上缸室111通过阀孔650与第四流道134连通，并且上缸室111与液压油出口136连接，使得上缸室111进入低压状态。

因此，当操作员操作液压破碎机时，高压液压油通过第一流道131被引入下缸室114中，因此下缸室114的压力增加。因此，作用在活塞200的下端活塞液压区232上的向上力增加，并且活塞200向上移动。在这种情况下，后头部400中的气体被压缩以增加气室410中的压力。

然后，如图6所示，活塞200向上移动，当活塞200的下端活塞液压区232经过缸切换室113时，下缸室114与缸切换室113连通。由于缸切换室113通过第三流道133与阀切换室122连接，所以在阀切换室122中产生的高压与下缸室114中的压力相同。因此，由于下阀液压区642宽于阀600的第一上阀液压区631，作用在下阀液压区642上的向上力大于作用在第一上阀液压区631上的向下力，因此阀600向上移动。

然后，如图7所示，当阀600上升时，上缸室111通过阀孔650与第四流道134断开，并且该上缸室111与第一流道131的分支流道131a和第二流道132的分支流道132a连通，使得类似于与第一流道131连接的下缸室114，在上缸室111中产生高压。在这种情况下，由于活塞200的上端活塞液压区231大于下端活塞液压区232，因此向下力作用在活塞200上。因此，活塞200停止向上冲程并且开始向下冲程。

然后，如图8所示，在阀600打开后，活塞200继续向下冲程以撞击凿部300，并且当活塞200移动至活塞200与凿部300相遇处的撞击点时，活塞200的流道槽240顺序通过缸低压室112和缸切换室113。

此时，阀切换室122通过第三流道133与缸切换室113连接，并且缸切换室113与缸低压室112彼此连通。因此，由于阀切换室122的液压油通过第三流道133、缸切换室113和缸低压室112而被排出至液压油出口136，所以阀切换室122从高压状态变为低压状态。

因此，在阀600中，由于向下力大于向上力，阀600沿返回方向移动并且返回至图5所示的初始状态，并且活塞200再次向上移动。由于这种操作原理，液压破碎机重复向上冲程和向下冲程以将动能传递至破碎目标并且破碎破碎目标。

已经参照附图中所示的一个实施例对本发明进行描述，但是这仅是示例性的。本领域技术人员将理解的是，可以进行各种变型和等效的其它实施例。因此，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (3)

1.一种液压破碎机，包括：

缸，其中在中心部中形成有缸内径部，在向下方向上顺序形成有上缸室、缸低压室、缸切换室和下缸室，并且在所述上缸室中在所述向下方向上顺序形成有阀低压室和阀切换室；

活塞，其安装在所述缸内径部中以能够沿竖直方向移动；

凿部，其安装在所述缸的下方以被所述活塞撞击；

后头部，其布置在所述缸上并且包括气室，所述活塞的上端部插入至所述气室中；

缸衬套，其安装在所述缸内径部中并且与所述活塞同轴，所述活塞容纳在所述缸衬套中以能够沿所述竖直方向移动；以及

阀，其安装在所述缸衬套的内表面和所述缸内径部上以能够沿所述竖直方向移动，

其中，所述缸包括：第一流道，其在所述上缸室和所述下缸室连接的状态下与液压油入口连接，

第二流道，其连接所述下缸室和所述上缸室，

第三流道，其连接所述缸切换室和所述阀切换室，以及

第四流道，其在所述缸低压室与所述阀低压室连接的状态下与液压油出口连接，并且

所述阀包括：上阀部，其具有上端表面，所述上缸室的压力作用在所述上端表面上，

下阀部，其具有下端表面，所述上缸室的压力作用在所述下端表面上，

第一阀扩径部，其形成在所述上阀部与所述下阀部之间，所述第一阀扩径部的外径扩展至大于所述上阀部的外径和所述下阀部的外径，并且在所述第一阀扩径部中，第一上阀液压区与所述第一流道和所述第二流道连通，以及

第二阀扩径部，其形成在所述第一阀扩径部与所述下阀部之间，所述第二阀扩径部的外径扩展至大于所述第一阀扩径部的外径，并且在所述第二阀扩径部中，第二上阀液压区与所述第四流道连通，并且所述阀切换室的压力作用在下阀液压区上，所述下阀液压区的面积大于所述第一上阀液压区的面积。

2.根据权利要求1所述的液压破碎机，其中，所述上阀部的上端表面和所述下阀部的下端表面具有相同面积。

3.根据权利要求1所述的液压破碎机，其中，所述活塞包括流道槽，当所述活塞沿所述竖直方向移动时，所述流道槽选择性地允许或阻断所述缸切换室和所述缸低压室之间的连通。

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