CN116447179A - 一种同时输出推力和拉力的液压增压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同时输出推力和拉力的液压增压器，属于液压技术领域，包括推力液压缸、连接盖、拉力液压缸和输液管，推力增压腔内设推力增压活塞，推力增压活塞连接推力增压杆，推力腔内设推力杆，推力杆一端延伸至推力缸体外侧，推力杆另一端开设中空通道，推力增压杆的自由端延伸至中空通道内，拉力增压腔内设拉力增压活塞，拉力增压活塞连接拉力增压杆，拉力腔内设拉力活塞，拉力活塞连接拉力杆，拉力杆自由端延伸至拉力缸体外侧，拉力杆内设中空空间，拉力增压杆自由端贯穿拉力活塞并延伸至拉力杆的中空空间内，输液管依次贯穿拉力杆、拉力活塞、拉力增压杆和拉力增压活塞并延伸至连接盖内。有益效果，可以同时输出推力和拉力，输出压力大。

Description

一种同时输出推力和拉力的液压增压器

技术领域

本发明涉及液压技术领域，具体涉及一种同时输出推力和拉力的液压增压器。

背景技术

液压系统以其结构紧凑、操作方便、灵活布置等特点广泛应用于各个行业。液压缸是液压系统的液压执行元件，通过活塞在液压缸内做直线往复运动将液压能转变为机械能。传统的液压缸的输出力与缸体的大小以及输入压力相关，较大的输出力，就需要采用较大直径的缸体或采用较高的输入压力，而采用较高的输入压力，则会显著增加液压缸对密封性能的要求，导致常规的密封系统无法满足要求，因此，传统通常采用增大缸体直径的方法来满足高输出力的需求，这会导致液压缸的体积和规格变大，使其在一些精密型的精确设备或狭小空间内无法适用。而且，液压缸活塞杆伸出时，液压缸向外界提供推力，液压缸活塞杆退回时，液压缸向外界提供拉力，传统的液压缸在活塞杆的一次运动中，要么提供推力，要么提供拉力，无法同时提供推力和压力。

目前现有技术中也有一种双活塞杆液压缸，其主要是在活塞的两侧分别固接一个活塞杆，在活塞移动时，一个活塞杆提供推力，另一个活塞杆提供拉力。这种结构虽然能够同时提供推力和拉力，但推力和拉力是依靠同一个活塞提供，这两个力的大小在任何时间都是相同的，无法灵活调节推力和压力的大小，输出力小。而且，其两个活塞杆的移动方向相同，无法实现推力与拉力同时增压。

发明内容

本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种同时输出推力和拉力的液压增压器，占据空间小，同时输出推力和拉力，输出压力大。

本发明的目的是通过以下技术措施达到的：一种同时输出推力和拉力的液压增压器，包括推力液压缸，还包括连接盖、拉力液压缸和输液管，所述拉力液压缸和推力液压缸分别与连接盖的两端连接，所述推力液压缸包括推力缸体，所述推力缸体包括推力增压腔和推力腔，推力增压腔与连接盖连通，推力增压腔内设推力增压活塞，推力增压活塞连接有推力增压杆，所述推力腔内设推力杆，推力杆的一端延伸至推力缸体外侧，推力杆的另一端开设中空通道，推力增压杆的自由端延伸至中空通道内，所述拉力液压缸包括拉力缸体，所述拉力缸体包括拉力增压腔和拉力腔，所述拉力增压腔与连接盖连通，所述拉力增压腔内设有拉力增压活塞，拉力增压活塞连接有拉力增压杆，所述拉力腔内设有拉力活塞，拉力活塞连接有拉力杆，所述拉力杆的自由端延伸至拉力缸体外侧，所述拉力杆内设有中空空间，所述中空空间通过第三开口与拉力腔连通，所述拉力增压杆的自由端贯穿拉力活塞并延伸至拉力杆的中空空间内，所述输液管依次贯穿拉力杆、拉力活塞、拉力增压杆和拉力增压活塞并延伸至连接盖内。

进一步地，所述推力杆与推力缸体之间、所述拉力活塞与拉力缸体之间、所述拉力活塞与拉力增压杆之间、拉力杆与拉力缸体之间以及输液管与拉力杆之间均设有密封组件。

进一步地，所述推力缸体包括第一缸体、推力中盖和第二缸体，所述推力中盖的两端分别与第一缸体和第二缸体的一端连接，所述第二缸体的另一端连接有推力前盖。

进一步地，所述推力前盖与推力杆之间设有导向环和防尘圈，所述防尘圈设在导向环远离推力中盖的一侧。

进一步地，所述推力增压杆与推力中盖之间设有密封组件。

进一步地，所述密封组件包括改性PTFE密封环、铜挡环和密封环。

进一步地，所述密封环为2个。

进一步地，所述拉力缸体包括第三缸体、拉力中盖和第四缸体，所述拉力中盖的两端分别与第三缸体和第四缸体的一端连接，所述第四缸体的另一端连接有拉力前盖。

进一步地，所述连接盖与推力液压缸之间以及连接盖与拉力液压缸之间均设有密封O型圈、O型圈挡圈和防水O型圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本申请中压力源是通过输液管从整个设备的一端输入，转化为推力增压活塞和拉力增压活塞的驱动力。通过连接盖、推力液压缸、拉力液压缸以及输液管的设置，输液管向连接盖内充入压力介质，压力介质分别驱动推力增压活塞和拉力增压活塞，最终实现同时输出推力和拉力，而且输出的推力和拉力互相分离，互不影响。

2、本申请推力液压缸通过设置推力增压活塞、推力增压杆以及推力杆等结构，利用推力增压活塞及推力增压杆实现低压到高压的转换并利用高压液压油驱动推力杆，实现大推力的输出，在有限的安装空间内，通过调节增压比，利用低压即可输出较大的推力。例如，连接盖内的压力介质的输入压力P1为30Mpa，推力增压活塞的直径为φ80mm，截面积为S1，推力增压杆的直径为φ25mm,截面积为S2时，增压比P2：P1=S1：S2=10.24：1，在输入压力P1为30MPa时，推力增压腔输出的压力P2可达到307.2Mpa，利用300Mpa的高压液压油驱动推力杆输出的推力甚至可达到100吨以上。

3、本申请拉力液压缸通过设置拉力增压活塞、拉力增压杆以及拉力增压活塞、拉力杆等结构，在有限的安装空间内，通过调节增压比，可实现大拉力的输出。例如，拉力增压活塞的直径为φ80mm，截面积为S1，拉力增压活塞杆的直径为φ35mm，截面积为S3，输液管的直径为φ16mm，截面积为S4，增压比P3：P1=S1：（S3-S4）=6.6:1。当P1=45.5MPa时，P3=300.3Mpa。

4、本申请中推力和拉力的增压比可单独设置，推力和拉力灵活调节，互不影响，还可实现推力和拉力的同时增压，同时输出较大的推力和拉力。

5、本申请还设置了密封组件，采用改性PTFE密封环强度高，并通过铜挡环支撑改性PTFE密封环，进一步提高强度，同时铜挡环还可以减少改性PTFE密封环的挤出间隙，同时还设置了2个密封环，即使少许液压油渗透过改性PTFE密封环及铜挡环，也会被2个密封环密封。通过密封组件的设置可显著提高液压增压器的密封性能，密封性能的提高也会提高液压增压器的耐压性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中A部位的放大图。

图3是推力液压缸的结构示意图。

图4是图3中B部位的放大图。

图5是图3中C部位的放大图。

图6是推力缸体的结构示意图。

图7是拉力液压缸的结构示意图。

图8是图7中D部位的放大图。

图9是图7中E部位的放大图。

图10是图7中F部位的放大图。

图11是图7中G部位的放大图。

图12是图7中H部位的放大图。

图13是图7中I的局部放大图。

图14是拉力缸体的结构示意图。

其中，1、推力液压缸，2、拉力液压缸，3、连接盖，4、密封O型圈，5、O型圈挡圈，6、防水O型圈，7、输液管，8、推力增压腔，9、推力腔，10、推力增压活塞，11、推力增压杆，12、推力杆，13、中空通道，14、第一缸体，15、推力中盖，16、第二缸体，17、改性PTFE密封环，18、铜挡环，19、密封环，20、支撑环，21、导向环，22、防尘圈，23、推力前盖，24、拉力增压腔，25、拉力腔，26、拉力增压活塞，27、拉力增压杆，28、拉力活塞，29、拉力杆，30、中空空间，31、第三缸体，32、拉力中盖，33、第四缸体，34、拉力前盖，35、第一开口，36、第二开口，37、第三开口，38、第四开口，39、第五开口。

具体实施方式

如图1至14所示，一种同时输出推力和拉力的液压增压器，包括推力液压缸1，还包括连接盖3、拉力液压缸2和输液管7，所述拉力液压缸2和推力液压缸1分别与连接盖3的两端连接，所述推力液压缸1包括推力缸体，所述推力缸体包括推力增压腔8和推力腔9，推力增压腔8与连接盖3连通，推力增压腔8内设推力增压活塞10，推力增压活塞10连接有推力增压杆11，所述推力增压活塞10可带动推力增压杆11在推力增压腔8内移动，所述推力腔9内设推力杆12，推力杆12的一端延伸至推力缸体外侧，用于向外界提供推力，推力杆12的另一端开设中空通道13，推力增压杆11的自由端延伸至中空通道13内，所述中空通道13内充入液压油，具体地，所述中空通道13的直径略大于推力增压杆11的直径。所述拉力液压缸2包括拉力缸体，所述拉力缸体包括拉力增压腔24和拉力腔25，所述拉力增压腔24与连接盖3连通，所述拉力增压腔24内设有拉力增压活塞26，拉力增压活塞26连接有拉力增压杆27，拉力增压活塞26可带动拉力增压杆27在拉力增压腔24内移动，所述拉力腔25内设有拉力活塞28，拉力活塞28连接有拉力杆29，拉力活塞28可带动拉力杆29在拉力腔25内移动，所述拉力杆29的自由端延伸至拉力缸体外侧，用于向外界提供拉力，所述拉力杆29内设有中空空间30，所述中空空间30通过第三开口37与拉力腔25连通，所述拉力杆29中空空间30内充入液压油，而且液压油可通过第三开口37进入拉力活塞28与拉力杆29连接的一侧的拉力腔25内。所述拉力增压杆27的自由端贯穿拉力活塞28并延伸至拉力杆29的中空空间30内，所述输液管7依次贯穿拉力杆29、拉力活塞28、拉力增压杆27和拉力增压活塞26并延伸至连接盖3内。

当需要提供推力和压力时，通过输液管7向连接盖3内通入压力介质，所述压力介质可以是水或液压油，随着压力介质的通入，压力介质同时推动推力增压活塞10和拉力增压活塞26移动，当压力介质推动推力增压活塞10移动时，推力增压活塞10带动推力增压杆11移动，随着推力增压杆11的移动，推力增压杆11的自由端逐渐被推入推力杆12的中空通道13内，并将中空通道13内的液压油从中空通道13与推力增压杆11之间的间隙排出，液压油进入推力杆12靠近推力增压杆11一侧的推力腔9内，并推动推力杆12向推力缸体外侧移动，向外界输出推力。当压力介质推动拉力增压活塞26移动时，拉力增压活塞26带动拉力增压杆27移动，随着拉力增压杆27的移动，拉力增压杆27的自由端逐渐被推入拉力杆29的中空空间30内，并将中空空间30内的液压油通过第三开口37排入拉力活塞28与拉力杆29连接的一侧的拉力腔25内，并推动拉力活塞28带动拉力杆29向拉力缸体内侧移动，向外界输出拉力。

进一步地，所述推力增压腔8还设有第一开口35，所述第一开口35用于排出位于推力增压活塞10有杆侧的推力增压腔8内的气体或液体，还可用于通入压力介质辅助推力增压活塞10复位。所述推力腔9还设有第二开口36，所述第二开口36用于排出推力腔9靠近推力前盖23一侧的气体或液体，还可用于通入压力介质辅助推力杆12复位。所述拉力增压腔24还设有第五开口39，所述第五开口39用于排出位于拉力增压活塞26有杆侧的拉力增压腔24内的气体或液体，还可用于通入压力介质辅助拉力增压活塞26复位。所述拉力腔25还设有第四开口38，所述第四开口38用于排出位于拉力活塞28无杆侧的拉力腔25内的气体或液体，还可用于通入压力介质辅助拉力活塞28复位。

本申请通过单独设置推力液压缸1和拉力液压缸2，实现推力和拉力的分离，同时还可通过设置推力增压比以及拉力增压比，单独调节推力及拉力的大小，调节灵活。本申请还可实现推力和拉力的同时增压，同时输出较大的推力和拉力。例如，本申请通过将推力增压比设置为10.24：1，可实现利用30MPa的压力介质增压至307.2Mpa，输出推力可达100吨以上。通过将拉力增压比设置为6.6:1，可实现利用45.5MPa的压力介质增压至300.3Mpa，输出拉力可达100吨以上。

所述推力杆12与推力缸体之间、所述拉力活塞28与拉力缸体之间、所述拉力活塞28与拉力增压杆27之间、拉力杆29与拉力缸体之间以及输液管7与拉力杆29之间均设有密封组件。具体地，所述推力杆12与推力缸体之间设置密封组件可防止液压油从推力腔9的靠近推力增压腔8的一侧沿推力杆12与推力缸体之间泄漏至推力腔9的另一侧。所述拉力活塞28与拉力缸体之间设置密封组件可防止液压油从拉力活塞28与拉力杆29的连接侧泄漏至拉力活塞28的另一侧。所述拉力活塞28与拉力增压杆27之间设置密封组件可防止液压油从拉力活塞28与拉力杆29的连接侧泄漏至拉力活塞28的另一侧。所述拉力杆29与拉力缸体之间设置密封组件可防止液压油泄漏至拉力缸体外侧。所述输液管7与拉力杆29之间设置密封组件可防止液压油从拉力杆29的中空空间30泄漏至拉力缸体外侧。本申请通过密封组件的设置可显著提高液压增压器的耐压性。

所述密封组件包括改性PTFE密封环17、铜挡环18和密封环19。具体地，所述改性PTFE密封环17可采用填充改性PTFE密封环，其相比于常规的PTFE密封环具有硬度高、密封性好的优点。所述密封环19可采用常规的密封环，例如轴用密封圈或孔用密封圈。当所述密封组件设在推力杆12与推力缸体之间时，所述改性PTFE密封环17、铜挡环18和密封环19沿推力杆12提供推力的方向顺序排布，所述密封环19远离铜挡环18的一侧还设有支撑环20。当所述密封组件设在拉力活塞28与拉力缸体之间时，所述改性PTFE密封环17、铜挡环18和密封环19沿靠近拉力增压腔24的方向顺序排布。当所述密封组件设在拉力活塞28与拉力增压杆27之间时，所述改性PTFE密封环17、铜挡环18和密封环19沿靠近拉力增压腔24的方向顺序排布。当所述密封组件设在拉力杆29与拉力缸体之间时，所述改性PTFE密封环17、铜挡环18和密封环19沿远离拉力腔25的方向顺序排布。当所述密封组件设在输液管7与拉力杆29之间时，所述改性PTFE密封环17、铜挡环18和密封环19沿远离拉力腔25的方向顺序排布。

所述密封环19为2个。2个所述密封环19顺序排布。

所述推力缸体包括第一缸体14、推力中盖15和第二缸体16，所述推力中盖15的两端分别与第一缸体14和第二缸体16的一端连接，所述第二缸体16的另一端连接有推力前盖23。具体地，所述推力增压腔8设在第一缸体14内，所述推力腔9设在第二缸体16内，所述推力中盖15上开设有与推力增压杆11相匹配的通道，所述推力前盖23上开设有与推力杆12相匹配的出口。

所述推力前盖23与推力杆12之间设有导向环21和防尘圈22，所述防尘圈22设在导向环21远离推力中盖15的一侧。所述推力前盖23与推力杆12之间通过导向环21支撑导向，通过防尘圈22密封，防尘防水。

所述推力增压杆11与推力中盖15之间设有密封组件。具体地，所述密封组件用于防止液压油从推力腔9泄漏至推力增压腔8，所述密封组件包括改性PTFE密封环17、铜挡环18和密封环19。所述改性PTFE密封环17、铜挡环18和密封环19沿远离推力腔9的方向顺序排布，所述密封环19远离铜挡环18的一侧还设有导向环21。

所述拉力缸体包括第三缸体31、拉力中盖32和第四缸体33，所述拉力中盖32的两端分别与第三缸体31和第四缸体33的一端连接，所述第四缸体33的另一端连接有拉力前盖34。具体地，所述拉力增压腔24设在第三缸体31内，所述拉力腔25设在第四缸体33内，所述拉力中盖32上开设有与拉力增压杆27相匹配的通道，所述拉力前盖34上开设有与拉力杆29相匹配的出口，所述拉力前盖34与第四缸体33之间通过两道O型圈和挡圈来实现静密封。

所述连接盖3与推力液压缸1之间以及连接盖3与拉力液压缸2之间均设有密封O型圈4、O型圈挡圈5和防水O型圈6。

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 (9)

1.一种同时输出推力和拉力的液压增压器，包括推力液压缸（1），其特征在于：还包括连接盖（3）、拉力液压缸（2）和输液管（7），所述拉力液压缸（2）和推力液压缸（1）分别与连接盖（3）的两端连接，所述推力液压缸（1）包括推力缸体，所述推力缸体包括推力增压腔（8）和推力腔（9），推力增压腔（8）与连接盖（3）连通，推力增压腔（8）内设推力增压活塞（10），推力增压活塞（10）连接有推力增压杆（11），所述推力腔（9）内设推力杆（12），推力杆（12）的一端延伸至推力缸体外侧，推力杆（12）的另一端开设中空通道（13），推力增压杆（11）的自由端延伸至中空通道（13）内，所述拉力液压缸（2）包括拉力缸体，所述拉力缸体包括拉力增压腔（24）和拉力腔（25），所述拉力增压腔（24）与连接盖（3）连通，所述拉力增压腔（24）内设有拉力增压活塞（26），拉力增压活塞（26）连接有拉力增压杆（27），所述拉力腔（25）内设有拉力活塞（28），拉力活塞（28）连接有拉力杆（29），所述拉力杆（29）的自由端延伸至拉力缸体外侧，所述拉力杆（29）内设有中空空间（30），所述中空空间（30）通过第三开口（37）与拉力腔（25）连通，所述拉力增压杆（27）的自由端贯穿拉力活塞（28）并延伸至拉力杆（29）的中空空间（30）内，所述输液管（7）依次贯穿拉力杆（29）、拉力活塞（28）、拉力增压杆（27）和拉力增压活塞（26）并延伸至连接盖（3）内。

2.根据权利要求1所述的同时输出推力和拉力的液压增压器，其特征在于：所述推力杆（12）与推力缸体之间、所述拉力活塞（28）与拉力缸体之间、所述拉力活塞（28）与拉力增压杆（27）之间、拉力杆（29）与拉力缸体之间以及输液管（7）与拉力杆（29）之间均设有密封组件。

3.根据权利要求2所述的同时输出推力和拉力的液压增压器，其特征在于：所述推力缸体包括第一缸体（14）、推力中盖（15）和第二缸体（16），所述推力中盖（15）的两端分别与第一缸体（14）和第二缸体（16）的一端连接，所述第二缸体（16）的另一端连接有推力前盖（23）。

4.根据权利要求3所述的同时输出推力和拉力的液压增压器，其特征在于：所述推力前盖（23）与推力杆（12）之间设有导向环（21）和防尘圈（22），所述防尘圈（22）设在导向环（21）远离推力中盖（15）的一侧。

5.根据权利要求3所述的同时输出推力和拉力的液压增压器，其特征在于：所述推力增压杆（11）与推力中盖（15）之间设有密封组件。

6.根据权利要求2或5所述的同时输出推力和拉力的液压增压器，其特征在于：所述密封组件包括改性PTFE密封环（17）、铜挡环（18）和密封环（19）。

7.根据权利要求6所述的同时输出推力和拉力的液压增压器，其特征在于：所述密封环（19）为2个。

8.根据权利要求1所述的同时输出推力和拉力的液压增压器，其特征在于：所述拉力缸体包括第三缸体（31）、拉力中盖（32）和第四缸体（33），所述拉力中盖（32）的两端分别与第三缸体（31）和第四缸体（33）的一端连接，所述第四缸体（33）的另一端连接有拉力前盖（34）。

9.根据权利要求1所述的同时输出推力和拉力的液压增压器，其特征在于：所述连接盖（3）与推力液压缸（1）之间以及连接盖（3）与拉力液压缸（2）之间均设有密封O型圈（4）、O型圈挡圈（5）和防水O型圈（6）。