CN115159380A - 一种集成式大吨位液压举升装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种集成式大吨位液压举升装置，包括上端开口的一级缸筒，一级缸筒的下半部设有向外延伸的托座，一级缸筒中设有二级缸筒，所述二级缸筒中设有活塞杆，托座上固定有蓄能器，蓄能器包括壳体，壳体的内腔通过第一活塞分隔为上气腔和下油腔，托座中集成有双向泵，双向泵的上油口与蓄能器的下油腔连通，双向泵的下油口与一级缸筒和二级缸筒的正腔连通。本集成式大吨位液压举升装置结构紧凑，多级缸油液闭式运行，将蓄能与举升功能一体化，其输出功率大，可以有效降低能耗，实现大吨位物体的快速举升。
Description
技术领域
本发明涉及流体传动技术领域，具体涉及一种集成式大吨位液压举升装置。
背景技术
液压系统因其可靠性高、承载能力强，一直是重载举升的优秀选择，但存在性能不足的问题，即泵输出流量不足时举升速度缓慢，要增大泵输出的流量，则需要液压动力单元体积增大、质量增重、耗能增多。大吨位物体的快速举升在现代工业生产中具有广泛使用前景，尤其是同步实现举升时间短、占用空间少、需求功率小和可以车载使用的大吨位举升装置成为当前研究热点。
发明内容
本发明从提升大吨位举升性能的角度出发，创新的提供了一种集成式大吨位液压举升装置，本发明结构紧凑，多级缸油液闭式运行，将蓄能与举升功能一体化，其输出功率大，可以有效降低能耗，实现大吨位物体的快速举升。
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种集成式大吨位液压举升装置，
一种集成式大吨位液压举升装置，其特征在于，包括上端开口的一级缸筒，所述一级缸筒的下半部设有向外延伸的托座，所述一级缸筒中设有二级缸筒，所述二级缸筒中设有活塞杆，所述托座上固定有蓄能器，所述蓄能器包括壳体，所述壳体的内腔通过第一活塞分隔为上气腔和下油腔，所述托座中集成有双向泵，所述双向泵的上油口与蓄能器的下油腔连通，所述双向泵的下油口与一级缸筒和二级缸筒的正腔连通。
进一步的，本发明一种集成式大吨位液压举升装置，其中所述二级缸筒的周壁中设有第一油道，所述第一油道的上端口与二级缸筒的反腔连通，所述第一油道的下端口与一级缸筒的反腔连通，所述活塞杆的内腔通过第二活塞分隔为上储能腔和下储油腔，所述第二活塞通过储能弹簧与活塞杆的内腔顶壁连接，所述下储油腔通过第一油口与二级缸筒的反腔连通，所述一级缸筒的反腔、二级缸筒的反腔和活塞杆的下储油腔中充有液压油。
进一步的，本发明一种集成式大吨位液压举升装置，其中所述一级缸筒的托座中设有旁通油道，所述旁通油道的上端口与蓄能器的下油腔连通，所述旁通油道的下端口与一级缸筒的正腔和二级缸筒的正腔连通，所述旁通油道中设有液控单向阀，所述液控单向阀的控制油口与双向泵的下油口连通。
进一步的，本发明一种集成式大吨位液压举升装置，其中所述蓄能器为套在一级缸筒外侧的环状结构，所述双向泵和旁通油道分别对称设有两个。
进一步的，本发明一种集成式大吨位液压举升装置，其中所述托座中设有与一级缸筒的正腔和二级缸筒的正腔连通的公共油道，所述双向泵的下油口和旁通油道的下端口均与公共油道连通。
进一步的，本发明一种集成式大吨位液压举升装置，其中所述二级缸筒的下端设有第三活塞，所述一级缸筒的内腔通过第三活塞分隔为一级缸筒正腔和一级缸筒反腔，所述活塞杆的下端设有第四活塞，所述二级缸筒的内腔通过第四活塞分隔为二级缸筒正腔和二级缸筒反腔，所述一级缸筒正腔和二级缸筒正腔均与公共油道连通，所述一级缸筒反腔和二级缸筒反腔均与活塞杆的下储油腔连通。
进一步的，本发明一种集成式大吨位液压举升装置，其中所述二级缸筒的周壁中的第一油道竖直设置且左右对称设置为两个，两个所述第一油道的上端口均紧挨二级缸筒的内顶壁，两个所述第一油道的下端口均紧挨第三活塞的上表面。
进一步的，本发明一种集成式大吨位液压举升装置，其中所述第一油口设置在活塞杆的下端，且所述第一油口左右对称设置为两个，两个所述第一油口均紧挨第四活塞的上表面。
进一步的，本发明一种集成式大吨位液压举升装置，其中所述旁通油道竖直设置在双向泵后侧的托座中。
进一步的，本发明一种集成式大吨位液压举升装置，其中所述第三活塞的中央设有第二油口，所述一级缸筒的下端设有与公共油道连通的第三油口，且所述第三油口的内径大于第二油口的内径。
本发明一种集成式大吨位液压举升装置与现有技术相比，具有以下优点：本发明可以适用于重载快速举升使用工况的要求，使用双向泵作为液压动力单元，实现径向尺寸最小化结构紧凑；采用多级缸油液的闭式运行方式，并将蓄能与举升功能一体化，可有效降低能耗，并且达到大功率快速举升的目的，对于液压泵的输出功率要求低，低于同类型设备的能耗水平；可以实现重载物体的快速举升和收拢状态的体积最小化；举升和收拢依靠液压泵的运行工况控制，运行精度高，相比其他装置降低了控制难度，提升车载大吨位快速举升装置的性能。
附图说明
图1为本发明一种集成式大吨位液压举升装置的举升初始状态的剖视结构示意图；
图2为本发明一种集成式大吨位液压举升装置的收拢初始状态的剖视结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的效果、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅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。
如图1-2所示，本发明一种集成式大吨位液压举升装置的具体实施例，具体包括上端开口的一级缸筒1，一级缸筒1的下半部设有向外延伸的托座11，一级缸筒1中设有二级缸筒2，二级缸筒2中设有活塞杆3，托座11上固定有蓄能器4，蓄能器4包括壳体41，壳体41的内腔通过第一活塞42分隔为上气腔43和下油腔44，托座11中集成有双向泵5，双向泵5的上油口与蓄能器4的下油腔44连通，双向泵5的下油口与一级缸筒1和二级缸筒2的正腔连通。
并在二级缸筒2的周壁中设有第一油道21，第一油道21的上端口与二级缸筒2的反腔连通，第一油道21的下端口与一级缸筒1的反腔连通，活塞杆3的内腔通过第二活塞31分隔为上储能腔32和下储油腔33，第二活塞31通过储能弹簧34与活塞杆3的内腔顶壁连接，下储油腔33通过第一油口35与二级缸筒2的反腔连通，一级缸筒1的反腔、二级缸筒2的反腔和活塞杆3的下储油腔33中充有液压油。
一级缸筒1整体呈现上半部外径大于下半部外径的“凸”字形结构，托座11即为“凸”字形结构的下半部，并将双向泵5集成在托座1，可以大幅减少液压举升装置整体的尺寸。在实际应用中，蓄能器4中的油液流入一级缸筒1和二级缸筒2的正腔，活塞杆3正腔连通腔中，一级缸筒1的反腔和二级缸筒2的反腔中的油液流入活塞杆3的下储油腔33中，二级缸筒2和活塞杆3举升；在收拢过程中，一级缸筒1和二级缸筒2的正腔中的油液流回蓄能器4中，活塞杆3的下储油腔33中的油液流回一级缸筒1的反腔和二级缸筒2的反腔中中，二级缸筒2和活塞杆3回落。
在本实施例中，采用双向泵5作为液压动力单元，双向泵5可以选用齿轮泵、叶片泵或柱塞泵，本实施例中优选用叶片泵中的集成电机泵，来达到径向尺寸最小化和结构紧凑的目的，当双向泵5正向运转时，进行举升过程，当双向泵5反向运转时，进行收拢过程；本装置的各级缸的正腔相互连通，各级缸的反腔相互连通，在实际使用时，多级缸油液的采用闭式运行方式(即在举升时，蓄能器4中的油液流入各级缸的正腔，蓄能器4释能，各级缸反腔的油液流入顶级活塞杆3的下储油腔33内；在收拢时，各级缸正腔的油液流回蓄能器4中，蓄能器4蓄能，活塞杆3的下储油腔33中的油流回各级缸的反腔中，以此循环往复，正腔与反腔中的油液在各级缸内循环流动)，蓄能器4不仅用于储存和释放能量，也作为举升时液压缸正腔的供油腔和收拢时液压缸正腔的收油腔，达到蓄能与举升功能一体化的目的，可有效降低能耗，并且达到大功率快速举升的目的；在举升过程中蓄能器4释能，对于双向泵5的输出功率要求低，低于同类型设备的能耗水平；同时还可以实现重载物体的快速举升和收拢状态的体积最小化；举升和收拢依靠双向泵5的运行工况控制，运行精度高，相比其他装置降低了控制难度，提升车载大吨位快速举升装置的性能。
在本发明的一实施中，可以将二级缸筒2的周壁中的第一油道21竖直设置且左右对称设置为两个，并将第一油口35设置在活塞杆3的下端，且第一油口35左右对称设置为两个，来加快油液流动速度，进而提升举升速度以及回收速度。让两个第一油道21的上端口均紧挨二级缸筒2的内顶壁，两个第一油道21的下端口均紧挨第三活塞22的上表面，并让两个第一油口35均紧挨第四活塞36的上表面，来防止憋油现象的产生，提高装置运行的稳定性，将性能发挥到极致。
在本发明的一实施中，在一级缸筒1的托座11中设有旁通油道12，旁通油道12的上端口与蓄能器4的下油腔44连通，旁通油道12的下端口与一级缸筒1的正腔和二级缸筒2的正腔连通，旁通油道12中设有液控单向阀6，液控单向阀6的控制油口61与双向泵5的下油口连通。当双向泵5正向运转时，液控单向阀6控制油口61压力增加，液控单向阀6导通，蓄能器4中的油液就会由旁通油道12流入各级缸的正腔，同时双向泵5的下油口也会向各级缸的正腔泵入油液，这样在举升过程中，就会形成两条为各级缸正腔供油的通路，提升举升速度；当双向泵5反向运转时，液控单向阀6控制油口61压力减小，液控单向阀6不导通，油液流回蓄能器4，此时蓄能器4蓄能。
在本发明的一实施中，蓄能器4为套在一级缸筒1外侧的环状结构，双向泵5和旁通油道12分别对称设有两个。在需要进行举升操作时，蓄能器4壳体41的下油腔44蓄满油液，蓄能器4处于蓄能状态，双向泵5正向运转，下油腔44中的油液流入各级缸的正腔；在收拢过程中，双向泵5反向运转，各级缸正腔中的油液在双向泵5的作用下流回下油腔44，使得蓄能器4处于蓄能状态，以备下次举升操作。将蓄能器4设置为环状，使得无论托座11上安装有多少个双向泵5都能与自身直接连接，来提高集成度，也可以避免漏液现象的发生。在提升整体集成度的基础上使装置整体运行更加稳定，为了进一步的提升集成度，将旁通油道12竖直设置在双向泵5后侧的托座11中，这样液控单向阀6的控制油口61距离双向泵5的下油口最近，保证托座11结构稳定的基础上使得装置整体的集成度更高。
为了使装置整体结构更加紧凑，在托座11中设有与一级缸筒1的正腔和二级缸筒2的正腔连通的公共油道13，双向泵5的下油口和旁通油道12的下端口均与公共油道13连通。这样相对于通过外接高压油管连接的方式，可以缩短油路，提升举升速度，同时提高液压举升装置的集成度。具体地，可以在二级缸筒2的下端设有第三活塞22，使得一级缸筒1的内腔通过第三活塞22分隔为一级缸筒1正腔和一级缸筒1反腔，并在活塞杆3的下端设有第四活塞36，使得二级缸筒2的内腔通过第四活塞36分隔为二级缸筒2正腔和二级缸筒2反腔，让一级缸筒1正腔和二级缸筒2正腔均与公共油道13连通，并让一级缸筒1反腔和二级缸筒2反腔均与活塞杆3的下储油腔33连通，进一步的缩短油路，提升举升速度，同时提高液压举升装置的集成度。
为了提升举升过程的稳定性，在第三活塞22的中央设有第二油口23，并在一级缸筒1的下端设有与公共油道13连通的第三油口14，且让第三油口14的内径大于第二油口23的内径，这样在举升过程中因第三油口14的内径大于第二油口23的内径，油液首先作用于二级缸筒2的正腔，使得二级缸筒2首先举升，之后活塞杆3伸出，现实二级缸筒2先举升活塞杆3后举升的目的，使得举升过程更加稳定可靠。
需要说明的是，各级缸筒之间的滑动密封配合方式、各级缸筒之间的到位防脱结构以及各部件之间的密封固定连接方式为现有技术中的公知技术，再此不在赘述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间通过螺栓的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
以上实施例仅是对本发明的优选实施例进行的描述，并非对本发明请求保护范围的限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本发明的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种集成式大吨位液压举升装置，其特征在于，包括上端开口的一级缸筒(1)，所述一级缸筒(1)的下半部设有向外延伸的托座(11)，所述一级缸筒(1)中设有二级缸筒(2)，所述二级缸筒(2)中设有活塞杆(3)，所述托座(11)上固定有蓄能器(4)，所述蓄能器(4)包括壳体(41)，所述壳体(41)的内腔通过第一活塞(42)分隔为上气腔(43)和下油腔(44)，所述托座(11)中集成有双向泵(5)，所述双向泵(5)的上油口与蓄能器(4)的下油腔(44)连通，所述双向泵(5)的下油口与一级缸筒(1)和二级缸筒(2)的正腔连通。
2.根据权利要求1所述的一种集成式大吨位液压举升装置，其特征在于，所述二级缸筒(2)的周壁中设有第一油道(21)，所述第一油道(21)的上端口与二级缸筒(2)的反腔连通，所述第一油道(21)的下端口与一级缸筒(1)的反腔连通，所述活塞杆(3)的内腔通过第二活塞(31)分隔为上储能腔(32)和下储油腔(33)，所述第二活塞(31)通过储能弹簧(34)与活塞杆(3)的内腔顶壁连接，所述下储油腔(33)通过第一油口(35)与二级缸筒(2)的反腔连通，所述一级缸筒(1)的反腔、二级缸筒(2)的反腔和活塞杆(3)的下储油腔(33)中充有液压油。
3.根据权利要求2所述的一种集成式大吨位液压举升装置，其特征在于，所述一级缸筒(1)的托座(11)中设有旁通油道(12)，所述旁通油道(12)的上端口与蓄能器(4)的下油腔(44)连通，所述旁通油道(12)的下端口与一级缸筒(1)的正腔和二级缸筒(2)的正腔连通，所述旁通油道(12)中设有液控单向阀(6)，所述液控单向阀(6)的控制油口(61)与双向泵(5)的下油口连通。
4.根据权利要求3所述的一种集成式大吨位液压举升装置，其特征在于，所述蓄能器(4)为套在一级缸筒(1)外侧的环状结构，所述双向泵(5)和旁通油道(12)分别对称设有两个。
5.根据权利要求4所述的一种集成式大吨位液压举升装置，其特征在于，所述托座(11)中设有与一级缸筒(1)的正腔和二级缸筒(2)的正腔连通的公共油道(13)，所述双向泵(5)的下油口和旁通油道(12)的下端口均与公共油道(13)连通。
6.根据权利要求5所述的一种集成式大吨位液压举升装置，其特征在于，所述二级缸筒(2)的下端设有第三活塞(22)，所述一级缸筒(1)的内腔通过第三活塞(22)分隔为一级缸筒(1)正腔和一级缸筒(1)反腔，所述活塞杆(3)的下端设有第四活塞(36)，所述二级缸筒(2)的内腔通过第四活塞(36)分隔为二级缸筒(2)正腔和二级缸筒(2)反腔，所述一级缸筒(1)正腔和二级缸筒(2)正腔均与公共油道(13)连通，所述一级缸筒(1)反腔和二级缸筒(2)反腔均与活塞杆(3)的下储油腔(33)连通。
7.根据权利要求6所述的一种集成式大吨位液压举升装置，其特征在于，所述二级缸筒(2)的周壁中的第一油道(21)竖直设置且左右对称设置为两个，两个所述第一油道(21)的上端口均紧挨二级缸筒(2)的内顶壁，两个所述第一油道(21)的下端口均紧挨第三活塞(22)的上表面。
8.根据权利要求6所述的一种集成式大吨位液压举升装置，其特征在于，所述第一油口(35)设置在活塞杆(3)的下端，且所述第一油口(35)左右对称设置为两个，两个所述第一油口(35)均紧挨第四活塞(36)的上表面。
9.根据权利要求6所述的一种集成式大吨位液压举升装置，其特征在于，所述旁通油道(12)竖直设置在双向泵(5)后侧的托座(11)中。
10.根据权利要求6所述的一种集成式大吨位液压举升装置，其特征在于，所述第三活塞(22)的中央设有第二油口(23)，所述一级缸筒(1)的下端设有与公共油道(13)连通的第三油口(14)，且所述第三油口(14)的内径大于第二油口(23)的内径。
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