CN116066448A - 一种高效的三级压气油缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效的三级压气油缸，它涉及油缸技术领域。液压油缸的两侧分别设有左气缸、右气缸，左气缸的端部安装有左端盖，左端盖与左气缸体内安装有左微动活塞，左微动活塞与左端盖之间安装有左复位弹簧，左微动活塞与左气缸的缸底之间形成有左间隙，左微动活塞与左气缸活塞之间形成有左滑动腔；左气缸活塞通过活塞杆与右气缸中的右气缸活塞连接，右气缸的端部安装有右端盖，右端盖与右气缸体内安装有右微动活塞，右微动活塞与右端盖之间安装有右复位弹簧，右微动活塞与右气缸的缸底之间形成有右间隙，右微动活塞与右气缸活塞之间形成有右滑动腔。本发明简化管路布置，根除余隙，提高压气油缸的工作效率，应用前景广阔。

Description

一种高效的三级压气油缸

技术领域

本发明涉及的是油缸技术领域，具体涉及一种高效的三级压气油缸。

背景技术

目前，现有的液压活塞式压缩机采用的压气油缸，根据其运行工作原理气缸活塞每次都不会运行到气缸缸底，即气缸活塞每次压缩气体不能完全排出，存在一定的余隙。

图1所示的现有的压气油缸结构由左一级排气阀1、左气缸2、左连接体3、左二级进气阀4、液压油缸5、右二级进气阀6、右气缸7、右一级排气阀8、右一级进气阀9、右气缸活塞10、右二级排气阀11、右连接体12、油缸活塞13、活塞杆14、左二级排气阀15、左气缸活塞16、左一级进气阀17组成，其中油口A和油口B是液压油缸5上的控制油口。在气缸和左连接体3有隔离腔将左气缸2和液压油缸5隔开并保证密封，右连接体12和气缸之间有隔离腔将右气缸12和液压油缸5隔开并保证密封。当液压油从油口A进入液压油缸5左腔时，液压油缸5右腔从油口B回油，油缸活塞13在液压油推动下右移，左气缸2无杆腔进行吸气，通过活塞杆14连接的右气缸活塞10相应右移，并对右气缸7无杆腔内的气体进行一级压缩，压缩气体经右一级排气阀8和右二级进气阀6进入右气缸7有杆腔内；另一方面，左气缸活塞16右移对左气缸2有杆腔内压缩气体进行二级压缩，然后经左二级排气阀15排出，同时左气缸活塞16右移使左气缸2无杆腔体积增大，气体经左一级进气阀17进入左气缸2。

当油缸活塞13运行到换向位置时，电控设备发出换向信号，油口A和油口B液压油流动反向。液压油从油口B进入液压油缸5右腔时，液压油缸5左腔从油口A回油，油缸活塞13在液压油推动下左移，通过活塞杆14连接左气缸活塞16相应左移，并对左气缸2无杆腔内的气体进行一级压缩，压缩气体经左一级排气阀1和左二级进气阀4进入左气缸2有杆腔内；另一方面，右气缸活塞10左移对右气缸7有杆腔内压缩气体进行二级压缩，然后经右二级排气阀11排出，同时右气缸活塞10左移使右气缸7无杆腔体积增大，气体经右一级进气阀9进入右气缸7无杆腔进行吸气。如此往复，完成对气体进行连续压缩。

压气油缸的左气缸活塞16在左气缸2中运动位置C和运动位置D(图2)，左气活缸塞16由运动位置C活动到运动位置D的运动距离为S，左气缸活塞16由运动位置D到左气缸2端部的距离为H。当左气缸活塞16运动到设定的换向位B后，将位置信号传递到电控设备，由电控设备将换向指令发送到换向机构，换向机构开始动作。由于换向机构处于换向过程，液压泵卸载，液压油缸5的油口A和油口B均连通液压油箱，作用在油缸活塞13上的油压力消失。左气缸活塞16惯性运动到位置A时，换向机构的换向动作完成，压力油开始注入液压缸，在压力油的作用下，左气缸活塞16迅速制动，从位置A开始反向，整个换向过程结束。A、B两点之间这段位移S即为左气缸活塞16换向过程的惯性冲程，余隙则为A点到左气缸2缸底的距离H。由于余隙H的存在，余隙H的容腔内存在有高压气体，在压气换向后，左气缸活塞16后退，余隙H容腔内的高压气体体积向外膨胀，此时压气油缸是不吸气的，当缸内气体压力低于外界压力时，油缸才开始吸气。所以，由于余隙的存在，有大量的气体存在于气缸之中，大大降低了压气油缸的工作效率。

为了解决现有压气油缸存在余隙，导致压气油缸工作效率低的问题，设计一种新型的高效的三级压气油缸尤为必要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种高效的三级压气油缸，结构设计合理，简化管路布置，根除余隙，提高压气油缸的工作效率，实用性强，易于推广使用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种高效的三级压气油缸，包括左端盖、左复位弹簧、左进气孔、左排气阀、左进气阀、左微动活塞、左滑动腔、左间隙、右端盖、右复位弹簧、右进气孔、右排气阀、右进气阀、右微动活塞、右滑动腔、右间隙、左气缸、液压油缸、右气缸、活塞杆、左气缸活塞和右气缸活塞，液压油缸的两侧分别设置有左气缸、右气缸，左气缸的端部安装有左端盖，左端盖与左气缸体内安装有左微动活塞，左微动活塞与左端盖之间安装有左复位弹簧，左微动活塞上设置有左排气阀，左气缸的缸内设置有左进气孔，左进气孔处安装有左进气阀，左微动活塞与左气缸的缸底之间形成有左间隙，左微动活塞与左气缸活塞之间形成有左滑动腔；所述的左气缸活塞通过活塞杆与右气缸中的右气缸活塞连接，右气缸的端部安装有右端盖，右端盖与右气缸体内安装有右微动活塞，右微动活塞与右端盖之间安装有右复位弹簧，右微动活塞上设置有右排气阀，右气缸的缸内设置有右进气孔，右进气孔处安装有右进气阀，右微动活塞与右气缸的缸底之间形成有右间隙，右微动活塞与右气缸活塞之间形成有右滑动腔。

作为优选，所述的左端盖与左气缸通过止扣连接，右端盖与右气缸通过止扣连接。

作为优选，所述的左微动活塞、右微动活塞分别与左端盖、右端盖内孔可作相对滑动，左微动活塞、右微动活塞的一端均设置有圆台，左微动活塞、右微动活塞分别滑动设置在左气缸、右气缸的内孔中并利用档板限位。

作为优选，所述的左微动活塞、右微动活塞的中心均设置有盲孔，左复位弹簧、右复位弹簧安装在对应的盲孔中，分别用左端盖、右端盖以预压力将左复位弹簧、右复位弹簧压紧，利用复位弹簧的预压力将左微动活塞、右微动活塞压紧。

本发明的有益效果：本装置采用微动活塞，实现无隙设计，根除余隙，并通过合理的压比分配，解决压气油在低进气压力段效率低的问题，简化管路布置，提高压气油缸的工作效率，应用前景广阔。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为背景技术中现有压气油缸的结构示意图；

图2为图1中压气油缸余隙的结构示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图3-4，本具体实施方式采用以下技术方案：一种高效的三级压气油缸，包括左端盖18、左复位弹簧19、左进气孔20、左排气阀21、左进气阀22、左微动活塞23、左滑动腔24、左间隙25、右端盖26、右复位弹簧27、右进气孔28、右排气阀29、右进气阀30、右微动活塞31、右滑动腔32、右间隙33、左气缸2、液压油缸5、右气缸7、活塞杆14、左气缸活塞16和右气缸活塞10，液压油缸5的两侧分别设置有左气缸2、右气缸7，左气缸2的端部安装有左端盖18，左端盖18与左气缸2通过止扣连接，左端盖18与左气缸2体内安装有左微动活塞23，左微动活塞23与左端盖18之间安装有左复位弹簧19，左微动活塞23上设置有左排气阀21，左气缸2的缸内设置有左进气孔20，左进气孔20处安装有左进气阀22，左微动活塞23与左气缸2的缸底之间形成有左间隙25，左微动活塞23与左气缸活塞16之间形成有左滑动腔24；所述的左气缸活塞16通过活塞杆14与右气缸7中的右气缸活塞10连接，右气缸7的端部安装有右端盖26，右端盖26与右气缸7通过止扣连接，右端盖26与右气缸7体内安装有右微动活塞31，右微动活塞31与右端盖26之间安装有右复位弹簧27，右微动活塞31上设置有右排气阀29，右气缸7的缸内设置有右进气孔28，右进气孔28处安装有右进气阀30，右微动活塞31与右气缸7的缸底之间形成有右间隙33，右微动活塞31与右气缸活塞10之间形成有右滑动腔32。

值得注意的是，所述的左微动活塞23、右微动活塞31分别与左端盖18、右端盖26内孔可作相对滑动，左微动活塞23、右微动活塞31的一端均设置有圆台，左微动活塞23、右微动活塞31分别滑动设置在左气缸2、右气缸7的内孔中并利用档板限位。

此外，所述的左微动活塞23、右微动活塞31的中心均设置有盲孔，左复位弹簧19、右复位弹簧27安装在对应的盲孔中，分别用左端盖18、右端盖26以预压力将左复位弹簧19、右复位弹簧27压紧，利用复位弹簧的预压力将左微动活塞23、右微动活塞31压紧。

本具体实施方式的工作原理：活塞杆14带动左气缸活塞16在左气缸2内向左运动，对左气缸2无杆腔内气体进行压缩。左气缸活塞16与左微动活塞23的端面接触，对左微动活塞23产生向左的瞬时冲击力，通过左复位弹簧19和左端盖18内的气腔形成缓冲，减小左气缸活塞16与左微动活塞23的端面接触振动。高压气体通过右微动活塞31上的单向阀进入该微动活塞与右气缸7缸底间隙内，左间隙25与右滑动腔32内的高压气体压力近似相等，左微动活塞23继续向左运动，左滑动腔24与左气缸空腔内气体被压缩体积逐渐减小，液压油缸完成换向。

活塞杆14带动右气缸活塞10在右气缸7内向右运动，在换向瞬间，活塞杆14带动左气缸活塞16在左气缸2内不受液压力，处于自由状态，左气缸活塞16受到左微动活塞23与缸底左间隙25高压气体以及左复位弹簧19向右的推力。左微动活塞23继续向右运动，当左微动活塞23端面与缸底贴合时，限制左微动活塞23向右移动，此时左进气阀22打开，活塞杆14带动右气缸活塞10在气缸内向右运动，实现气缸无杆腔吸气。

本具体实施方式由三级构成，在压气缸体外设置冷却流道并设有水套，大幅增加压气缸的冷却面积，提升冷却效率，使得气体的压缩更加趋近于恒温压缩，降低能耗，提高气体压缩效率，同时在三级压气缸内设有专门的隔离腔体，将气体与液压油缸完全隔离，在每一级之间设置气体散热器，极大幅度降低气体的压缩温度，

本具体实施方式采用微动活塞设计结构，实现了无余隙设计，彻底根除余隙，同时采用合理的压比分配，通过不同缸径和杆径的组合，达到合理分压比的效果，解决压气油在低进气压力段效率低的问题，本装置通过合理的压气缸体布置，在满足压气功能的前提下，提升压气油缸的吸气效率，简化管路布置，拓展液压压气油缸的使用范围，可应用于CNG和H2等气体压缩领域，具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种高效的三级压气油缸，其特征在于，包括左端盖(18)、左复位弹簧(19)、左进气孔(20)、左排气阀(21)、左进气阀(22)、左微动活塞(23)、左滑动腔(24)、左间隙(25)、右端盖(26)、右复位弹簧(27)、右进气孔(28)、右排气阀(29)、右进气阀(30)、右微动活塞(31)、右滑动腔(32)、右间隙(33)、左气缸(2)、液压油缸(5)、右气缸(7)、活塞杆(14)、左气缸活塞(16)和右气缸活塞(10)，液压油缸(5)的两侧分别设置有左气缸(2)、右气缸(7)，左气缸(2)的端部安装有左端盖(18)，左端盖(18)与左气缸(2)体内安装有左微动活塞(23)，左微动活塞(23)与左端盖(18)之间安装有左复位弹簧(19)，左微动活塞(23)上设置有左排气阀(21)，左气缸(2)的缸内设置有左进气孔(20)，左进气孔(20)处安装有左进气阀(22)，左微动活塞(23)与左气缸(2)的缸底之间形成有左间隙(25)，左微动活塞(23)与左气缸活塞(16)之间形成有左滑动腔(24)；所述的左气缸活塞(16)通过活塞杆(14)与右气缸(7)中的右气缸活塞(10)连接，右气缸(7)的端部安装有右端盖(26)，右端盖(26)与右气缸(7)体内安装有右微动活塞(31)，右微动活塞(31)与右端盖(26)之间安装有右复位弹簧(27)，右微动活塞(31)上设置有右排气阀(29)，右气缸(7)的缸内设置有右进气孔(28)，右进气孔(28)处安装有右进气阀(30)，右微动活塞(31)与右气缸(7)的缸底之间形成有右间隙(33)，右微动活塞(31)与右气缸活塞(10)之间形成有右滑动腔(32)。

2.根据权利要求1所述的一种高效的三级压气油缸，其特征在于，所述的左端盖(18)与左气缸(2)通过止扣连接，右端盖(26)与右气缸(7)通过止扣连接。

3.根据权利要求1所述的一种高效的三级压气油缸，其特征在于，所述的左微动活塞(23)、右微动活塞(31)分别与左端盖(18)、右端盖(26)内孔作相对滑动，左微动活塞(23)、右微动活塞(31)的一端均设置有圆台，左微动活塞(23)、右微动活塞(31)分别滑动设置在左气缸(2)、右气缸(7)的内孔中并利用档板限位。

4.根据权利要求1所述的一种高效的三级压气油缸，其特征在于，所述的左微动活塞(23)、右微动活塞(31)的中心均设置有盲孔，左复位弹簧(19)、右复位弹簧(27)安装在对应的盲孔中，分别用左端盖(18)、右端盖(26)以预压力将左复位弹簧(19)、右复位弹簧(27)压紧，利用复位弹簧的预压力将左微动活塞(23)、右微动活塞(31)压紧。

Images