CN116292169A - 一种双作用气液增压泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双作用气液增压泵，包括通过出油钢管和进油钢管连接的上油压部组件和下油压部组件、位于两个油压部组件之间的气缸，气缸活塞安装有增压杆，增压杆的两端分别伸入上油压部组件和下油压部组件中。活塞上下运动，增压杆的一端进入相应的油压部本体中，将该油压部本体中的油液排出，而增压杆的另一端从另一油压部本体中抽离，该油压部本体内形成局部真空，从入油孔处吸入油液。双作用气液增压泵在一个工作行程中连续吸油、排油，因而泵的流量较大，压力冲击较小，既满足了夹模器的快速夹模，又避免了压力冲击对液压元件，尤其是液压密封件的破坏。

Description

一种双作用气液增压泵

技术领域

本发明涉及快速换模技术领域，具体为一种双作用气液增压泵。

背景技术

快速换模系统主要应用于冲床、注塑机、压铸机及各种自动化设备所用模具的快速更换。快速换模系统所用液压系统是通过气液增压泵提供压力油，夹模器以压力油作为动力源，夹持模具边沿，达到夹模的目的。气液增压泵是利用低压气体作为能源使液体增压的装置，具有调压范围广、能量消耗低和自动保压等特点，在很多行业中均有广泛的应用。

在快速换模系统领域，大吨位的设备配置的夹模器的体积较大、数量较多，夹模过程所需要的高压油量也相应增多，为了缩短夹模时间，就需要气液增压泵有较大的流量。目前常用的气液增压泵多为弹簧复位单作用泵，在压油行程出油，在吸油行程不出油，因而泵流量较小，压力冲击较大。另外，单作用气液增压泵还存在工作时排气噪音较大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双作用气液增压泵，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种双作用气液增压泵，包括气缸、上油压部组件和下油压部组件，上油压部组件和下油压部组件通过出油钢管和进油钢管连接，气缸位于上油压部组件和下油压部组件之间，气缸内的活塞安装有增压杆，增压杆的上端突出气缸而伸入上油压部组件的上油压部本体中，增压杆的下端突出气缸而伸入下油压部组件的下油压部本体中。

当活塞向下运动时，增压杆的下端进入下油压部本体中，将原先在下油压部本体中的油液通过出油单向阀排出，而增压杆的上端原本深入在上油压部本体中，随着活塞向下运动，增压杆的上端逐渐从上油压部本体中抽离，上油压部本体内形成局部真空，使上油压部本体从入油孔处吸入油液。

反之，当活塞向上运动时，增压杆的上端进入上油压部本体中，将吸入上油压部本体中的油液通过出油单向阀排出，增压杆的下端从下油压部本体中抽离，下油压部本体内形成局部真空，使下油压部本体从入油孔吸入油液。由于进油单向阀的阻断作用，在下油压部本体吸油时，进油钢管和上油压部组件中的油不会倒流回入油口，保证了上油压部本体吸油的连贯性，从而增大了泵出油的流量。

活塞将气缸分成气缸上腔和气缸下腔，气缸上腔连接有气缸上腔驱动气流通路，气缸下腔连接有气缸下腔驱动气流通路；气缸上腔驱动气流通路和气缸下腔驱动气流通路上设有换向阀组件，换向阀组件的换向阀芯位置，能够控制进气口与气缸上腔驱动气流通路连通，或者，与气缸下腔驱动气流通路连通。

换向阀组件设有排气口，进气口与气缸上腔驱动气流通路连通时，排气口与气缸下腔驱动气流通路连通；进气口与气缸下腔驱动气流通路连通时，排气口与气缸上腔驱动气流通路连通；排气口连接有消声器。

气缸顶部设有气缸顶盖，气缸底部设有气缸底盖，气缸顶盖和气缸底盖均设有换气组件，任一换气组件包括伸入气缸内腔的触动杆，任一触动杆被活塞触动，能够控制换向阀芯在换向阀组件中不同位置之间切换。

双作用气液增压泵在一个工作行程中连续吸油、排油，因而泵的流量较大，压力冲击较小，既满足了夹模器的快速夹模，又避免了压力冲击对液压元件，尤其是液压密封件的破坏。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

第一，双作用气液增压泵在一个工作行程中连续吸油、排油，因而泵的流量较大，压力冲击较小，既满足了夹模器的快速夹模，又避免了压力冲击对液压元件，尤其是液压密封件的破坏。

第二，换向阀组件采用全新的结构和原理，保证了气流通路的顺畅，降低了双作用气液增压泵的排气噪音。

第三，零部件少，结构简单，易于组装和维修，同时延长泵的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为双作用气液增压泵主视图；

图2为双作用气液增压泵左视图；

图3为双作用气液增压泵立体图；

图4为双作用气液增压泵剖视图；

图5为气缸顶盖组件侧视图；

图6为气缸顶盖组件剖视图；

图7为气缸底盖组件主视图；

图8为气缸底盖组件剖视图；

图9为换向阀组件主视图；

图10为换向阀组件剖视图；

图11.1为活塞及增压杆下行的示意图；

图11.2为活塞及增压杆下行至极限位置的示意图；

图11.3为活塞及增压杆上行的示意图；

图11.4为活塞及增压杆上行至极限位置的示意图。

图中符号说明：

10、气缸；101、气缸上腔；102、气缸下腔；11、缸体；12、气缸顶盖；121、顶盖换气组件；1211、顶盖换气组件的触动杆；1212、顶盖换气组件的锁紧螺钉；1213、顶盖换气组件的复位弹簧；1214、顶盖换气组件的衬垫；13、气缸底盖；131、底盖换气组件；1311、底盖换气组件的触动杆；1312、底盖换气组件的锁紧螺钉；1313、底盖换气组件的复位弹簧；1314、底盖换气组件的衬垫；14、活塞；15、增压杆；

20、换向阀组件；21、换向阀体；22、换向阀套；23、换向阀芯；24、阀盖；25、消声器；

30、上油压部组件；31、上油压部本体；311、出油单向阀；32、上入油块；321、进油单向阀；33、上出油块；

40、下油压部组件；401、入油口；402、出油口；41、下油压部本体；411、出油单向阀；42、下入油块；421、进油单向阀；422、进油单向阀；43、下出油块；

51、小通气钢管；52、大通气钢管；

61、出油钢管；62、进油钢管。

具体实施方式

结合图1至图4，一种双作用气液增压泵，主要包括气缸10、换向阀组件20、上油压部组件30和下油压部组件40等。

如图4，气缸包括缸体11、设置在气缸顶部的气缸顶盖12、设置在气缸底部的气缸底盖13、嵌套设置在气缸中的活塞14和增压杆15，气缸顶盖12和气缸底盖13通过四个内六角螺钉法兰连接。

在气缸顶盖12上设置有顶盖通气孔A，该顶盖通气孔A分别与换向阀组件20和气缸上腔连通；在气缸顶盖上设置有顶盖通气孔B，该顶盖通气孔B连同大通气钢管52分别与换向阀组件20和气缸底盖通气孔E连通；在气缸顶盖上设置有顶盖通气孔C，该顶盖通气孔C分别与换向阀组件20和顶盖换气组件121上腔连通；在气缸顶盖上设置有顶盖通气孔D，该顶盖通气孔D连同小通气钢管51分别与顶盖换气组件121下腔和底盖换气组件131上腔连通。

在气缸底盖13上设置有底盖通气孔E，该底盖通气孔E连同大通气钢管52分别与顶盖通气孔B和气缸下腔连通；在气缸底盖13上设置有底盖通气孔F，该底盖通气孔F连同小通气钢管51分别与顶盖换气组件121下腔和底盖换气组件131上腔连通；在气缸底盖13上设置有底盖通气孔G，该底盖通气孔G分别与底盖换气组件131下腔和大气连通。

结合图6、图8，在气缸顶盖12和气缸底盖13上均嵌套设置有换气组件，其结构完全相同，下面具体以气缸顶盖换气组件121为例进行说明。该换气组件主要包括：触动杆1211、锁紧螺钉1212、复位弹簧1213、衬垫1214等。触动杆1211呈T形结构，可分为头部和尾部，与气缸顶盖换气组件安装孔滑动连接；其尾部伸出顶盖12进入缸体11中，当活塞14上下运动，与触动杆1211的尾部接触时，就会推动触动杆1211向其头部方向运动。设置于换气组件安装孔中的复位弹簧1213，该复位弹簧1213位于触动杆1211头部的上方。设置于换气组件安装孔中的锁紧螺钉1212，该锁紧螺钉1212位于复位弹簧1213的上方，通过螺纹与气缸顶盖12连接。设置于换气组件安装孔中的衬垫1214，该衬垫1214过盈配合安装于孔中，防止触动杆1211上下运动时使O形圈脱落。

如图4，嵌套设置在缸体11中的活塞14和增压杆15，该活塞14中心设置有螺纹孔，外侧设置有密封槽，可在缸体11内上下移动；该增压杆15设置有轴肩、外螺纹和卡簧槽，增压杆15的两端分别伸入到上油压部本体31和下油压部本体41中，通过U型密封圈与油压部本体滑动连接；活塞14和增压杆15通过螺纹连接，并使用轴用弹性挡圈固定。

换向阀组件20通过三个螺钉连接于气缸顶盖12的外侧面。换向阀组件20主要包括换向阀体21、换向阀套22、换向阀芯23、阀盖24和消声器25等。

结合图5至图10，在换向阀体21上设置有进气孔，该进气孔与低压气体相连；在换向阀体21上设置有通气孔C＇，该通气孔C＇与进气孔和气缸顶盖12通气孔C连通；在换向阀体21上设置有通气孔B＇，该通气孔B＇与气缸顶盖12通气孔B和换向阀套22通气孔L连通；在换向阀体21上设置有通气孔A＇，该通气孔A＇与气缸顶盖12通气孔A和换向阀套22通气孔M连通；在换向阀体21上设置有通气孔D＇，该通气孔D＇与气缸顶盖12通气孔D和阀盖24通气孔R连通；在换向阀体21上设置有通气孔H，该通气孔H与换向阀套22通气孔N和消声器25连通；在换向阀体21上设置有通气孔K，该通气孔K与换向阀套22通气孔P和大气连通。

在换向阀套22上设置有通气孔L，该通气孔L一端与换向阀体21通气孔B＇连通，另一端则根据换向阀芯23的不同位置，与换向阀体21进气孔或者与换向阀套22通气孔N连通；在换向阀套22上设置有通气孔M，该通气孔M一端与换向阀体21通气孔A＇连通，另一端则根据换向阀芯23的不同位置，与换向阀芯23通气孔Q或者与换向阀套22通气孔N连通；在换向阀套22上设置有通气孔P，该通气孔P一端与换向阀体21通气孔K连通，另一端与换向阀芯23大端和换向阀套22内孔形成的腔a连通。

在换向阀芯23上设置有通气孔Q，该通气孔Q一端与换向阀体21进气孔连通，另一端则根据换向阀芯23的不同位置，与换向阀套22通气孔M连通或者被换向阀芯23上设置的O型圈和换向阀套22内孔形成的密闭腔b封堵住。

在阀盖24上设置有通气孔R，该通气孔R一端与换向阀体21通气孔D＇连通，一端与换向阀套22、换向阀芯23、阀盖24三者形成的腔c连通。

消声器25通过螺纹连接安装于换向阀体21上，用以降低缸体11上下腔排气所产生的噪音。

当换向阀芯23靠近换向阀体21进气孔位置时，由换向阀体21进气孔、换向阀芯23通气孔Q、换向阀套22通气孔M、换向阀体21通气孔A＇、气缸顶盖12通气孔A组成气缸上腔驱动气流通路I；由气缸底盖13通气孔E、大通气钢管52、气缸顶盖12通气孔B、换向阀体21通气孔B＇、换向阀套22通气孔L、换向阀套22通气孔N、换向阀体21通气孔H、消声器25组成下腔排气气流通路I＇。

当换向阀芯23远离换向阀体21进气孔位置时，由换向阀体21进气孔、换向阀套22通气孔L、换向阀体21通气孔B＇、气缸顶盖12通气孔B、大通气钢管52、气缸底盖13通气孔E组成气缸下腔驱动气流通路J；由气缸顶盖12通气孔A、换向阀体21通气孔A＇、换向阀套22通气孔M、换向阀体21通气孔H、消声器25组成上腔排气气流通路J＇。

由换向阀体21进气孔、气缸顶盖12通气孔C、气缸顶盖12通气孔D、换向阀体21通气孔D＇、阀盖24通气孔R组成换向驱动气流通路i；由阀盖24通气孔R、换向阀体21通气孔D＇、气缸顶盖12通气孔D、小通气钢管51、气缸底盖13通气孔F、气缸底盖13通气孔G组成换向排气气流通路j。

如图4，上油压部组件30主要包括上油压部本体31、上入油块32、上出油块33等。

上油压部本体31通过六角螺母与气缸顶盖锁紧连接。在上油压部本体31上设置有出油单向阀311，该单向阀311通过螺纹与上油压部本体31连接；在上油压部本体31上设置有U型密封圈安装孔和间座安装孔，间座上设置有气动密封圈。

上入油块32通过四个内六角螺钉与上油压部本体31连接。在上入油块32上设置有进油单向阀321，该单向阀通过螺纹与上入油块32连接；在上入油块32上设置有进油钢管62的插装孔。

上出油块33通过四个内六角螺钉与上油压部本体31连接。在上出油块33上设置有出油钢管61的插装孔。

下油压部组件40主要包括下油压部本体41、下入油块42、下出油块43等。

下油压部本体41与上油压部本体31结构及连接方式相同。

下入油块42通过四个内六角螺钉与下油压部本体41连接。在下入油块42上设置有进油单向阀421和进油单向阀422，通过螺纹与下入油块连接；在下入油块42上设置有进油钢管62的插装孔和入油口。

下出油块43通过四个内六角螺钉与下油压部本体41连接。在下出油块上设置有出油钢管61的插装孔和出油口。

当活塞14向下运动时，增压杆15的下端进入下油压部本体41中，将原先在下油压部本体41中的油液通过出油单向阀411和下出油块43排出，而增压杆15的上端原本深入在上油压部本体31中，随着活塞14向下运动，增压杆15的上端逐渐从上油压部本体31中抽离，上油压部本体31内形成局部真空，使上油压部本体31从入油孔处吸入油液。反之，当活塞14向上运动时，增压杆15的上端进入上油压部本体31中，将吸入上油压部本体31中的油液通过出油单向阀311、出油钢管61和下出油块43排出，增压杆15的下端从下油压部本体41中抽离，下油压部本体41内形成局部真空，使下油压部本体41从入油孔吸入油液。由于进油单向阀422的阻断作用，在下油压部本体41吸油时，进油钢管62和上入油块32中的油不会倒流回入油口，保证了上油压部本体31吸油的连贯性，从而增大了泵出油的流量。

如图11.1～11.4所示是双作用气液增压泵提供的双作用气液增压泵的工作原理图。

如图11.1所示，此时，换向阀芯23靠近换向阀体21进气孔位置，低压气体通过气缸上腔驱动气流通路I进入气缸上腔，推动活塞14和增压杆15向下运动，增压杆15的下端逐渐深入到下油压部本体41中，将下油压部本体41中的高压油液排出。随着增压杆15的上端逐渐从上油压部本体31中抽离，上油压部本体31内形成局部真空，使上油压部本体31从入油孔处吸入油液。气缸下腔内气体通过下腔排气气流通路I＇排出。在复位弹簧1213的弹力作用下，触动杆1211压紧O形圈，阻断了气缸顶盖12通气孔C与通气孔D的连通，即阻断了换向驱动气流通路i，低压气体被密封在顶盖换气组件121的上腔。

如图11.2、11.3所示，随着活塞14和增压杆15继续向下运动，直到活塞14触碰到触动杆1311的尾部时，推动触动杆1311连同O形圈向下运动，气缸底盖换气组件131上下腔被接通，使腔c与换向排气气流通路j连通，即与大气相通。此时，低压气体推动换向阀芯23向远离进气孔的一端移动，气缸下腔驱动气流通路J和上腔排气气流通路J＇均被连通。低压气体通过气缸下腔驱动气流通路J进入气缸下腔，推动活塞14和增压杆15向上运动，增压杆15的上端逐渐深入到上油压部本体31中，将上油压部本体31中的高压油液排出。随着增压杆15的上端逐渐从下油压部本体41中抽离，下油压部本体41内形成局部真空，使下油压部本体41从入油孔处吸入油液。气缸上腔内气体通过上腔排气气流通路J＇排出。活塞14脱离触动杆1311的尾部后，在复位弹簧1313的弹力作用下，触动杆1311压紧O形圈，阻断了气缸底盖13通气孔F与通气孔G的连通，换向排气气流通路j被关闭，使腔c重新回到密闭状态。

如图11.4所示，随着活塞14和增压杆15继续向上运动至与触动杆1211的尾部触碰时，推动触动杆连同O形圈向上运动，气缸顶盖换气组件121上下腔被接通，使腔c与换向驱动气流通路i连通。此时，由于腔c内的低压气体作用面积较大，换向阀芯23两侧的推力差使换向阀芯23向靠近进气孔的一端移动，气缸上腔驱动气流通路I和下腔排气气流通路I＇均被连通，使泵重新回到图11.1所示的工作状态。低压气体通过气缸上腔驱动气流通路I进入气缸上腔，推动活塞14和增压杆15向下运动，将下油压部本体41中的高压油液排出。随着增压杆15的上端逐渐从上油压部本体31中抽离，上油压部本体31内形成局部真空，使上油压部本体31从入油孔处吸入油液。气缸下腔内气体通过下腔排气气流通路I＇排出。活塞14脱离触动杆1211的尾部后，在复位弹簧1213的弹力作用下，低压气体被密封在顶盖换气组件121的上腔。如此这般循环反复，实现了将气压能转化为液压能的目的。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种双作用气液增压泵，包括气缸(10)、上油压部组件(30)和下油压部组件(40)，上油压部组件和下油压部组件通过出油钢管(61)和进油钢管(62)连接，其特征在于：气缸位于上油压部组件和下油压部组件之间，气缸内的活塞(14)安装有增压杆(15)，增压杆的上端突出气缸而伸入上油压部组件的上油压部本体中，增压杆的下端突出气缸而伸入下油压部组件的下油压部本体中。

2.如权利要求1所述的一种双作用气液增压泵，其特征在于：活塞(14)将气缸(10)分成气缸上腔和气缸下腔，气缸上腔连接有气缸上腔驱动气流通路，气缸下腔连接有气缸下腔驱动气流通路；气缸上腔驱动气流通路和气缸下腔驱动气流通路上设有换向阀组件(20)，换向阀组件的换向阀芯(23)位置，能够控制进气口与气缸上腔驱动气流通路连通，或者，与气缸下腔驱动气流通路连通。

3.如权利要求2所述的一种双作用气液增压泵，其特征在于：换向阀组件(20)设有排气口，进气口与气缸上腔驱动气流通路连通时，排气口与气缸下腔驱动气流通路连通；进气口与气缸下腔驱动气流通路连通时，排气口与气缸上腔驱动气流通路连通；排气口连接有消声器(25)。

4.如权利要求3所述的一种双作用气液增压泵，其特征在于：换向阀组件包括换向阀体(21)、换向阀套(22)、换向阀芯(23)、阀盖(24)；

换向阀体(21)上设置有进气孔、通气孔(A＇)、通气孔(B＇)、通气孔(C＇)、通气孔(D＇)、通气孔(H)、通气孔(K)；通气孔(A＇)与换向阀套(22)通气孔(M)连通，通气孔(B＇)与换向阀套(22)通气孔(L)连通，通气孔(D＇)与阀盖(24)通气孔(R)连通，通气孔(H)与换向阀套(22)通气孔(N)和消声器(25)连通，通气孔(K)与换向阀套(22)通气孔(P)和大气连通；

通气孔(L)一端与通气孔(B＇)连通，另一端则根据换向阀芯(23)的不同位置，与换向阀体(21)进气孔或者与换向阀套(22)通气孔(N)连通；通气孔(M)一端与通气孔(A＇)连通，另一端则根据换向阀芯(23)的不同位置，与换向阀芯(23)通气孔(Q)或者与换向阀套(22)通气孔(N)连通；通气孔(P)一端与换向阀体(21)通气孔(K)连通，另一端与换向阀芯(23)大端和换向阀套(22)内孔形成的腔(a)连通；

换向阀芯(23)上设置有通气孔(Q)，该通气孔(Q)一端与换向阀体(21)进气孔连通，另一端则根据换向阀芯(23)的不同位置，与通气孔(M)连通或者被换向阀芯(23)上设置的O型圈和换向阀套(22)内孔形成的密闭腔(b)封堵住；

阀盖(24)上设置有通气孔(R)，该通气孔(R)一端与通气孔(D＇)连通，一端与换向阀套(22)、换向阀芯(23)、阀盖(24)三者形成的腔(c)连通；

消声器(25)通过螺纹连接安装于换向阀体(21)上。

5.如权利要求2所述的一种双作用气液增压泵，其特征在于：气缸顶部设有气缸顶盖(12)，气缸底部设有气缸底盖(13)，气缸顶盖和气缸底盖均设有换气组件，任一换气组件包括伸入气缸内腔的触动杆，任一触动杆被活塞触动，能够控制换向阀芯(23)在换向阀组件(20)中不同位置之间切换。

6.如权利要求5所述的一种双作用气液增压泵，其特征在于：任一换气组件还包括锁紧螺钉和复位弹簧，锁紧螺钉安装在气缸顶盖(12)或气缸底盖(13)上，复位弹簧的一端与锁紧螺钉相抵，复位弹簧的另一端与触动杆相抵。

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