CN201963635U - 活塞油缸及具有该活塞油缸的混凝土泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活塞油缸及具有该活塞油缸的混凝土泵，该活塞油缸包括：油缸组件，包括油缸缸体、所述油缸缸体底端设置的端盖和所述油缸缸体顶端内面设置的导向套；活塞组件，包括活塞与活塞杆，所述导向套对所述活塞杆起导向作用，所述活塞组件具有底端开口的空腔；缓冲组件，包括塞体与限流通道，所述塞体连接于所述端盖，所述活塞向所述端盖靠近的过程中所述塞体闭合所述空腔形成封闭空间，所述限流通道对所述封闭空间内的液压油的退出起到限流作用以对所述活塞杆的运动形成缓冲。本实用新型的活塞油缸支承能力强，抗偏载能力强。

Description

活塞油缸及具有该活塞油缸的混凝土泵

技术领域

本实用新型涉及一种混凝土泵及其部件，尤其涉及一种活塞油缸及具有该活塞油缸的混凝土泵。

背景技术

现有技术中，对于混凝土泵送机械摆阀切换驱动油缸，在设计上其闭合安装距一般都受到安装空间的制约：在紧凑的安装距离下，油缸的行程却要求较长；同时，成对使用的该种油缸，由于切换运动速度快，驱动的混凝土摆阀机构转动惯量过大，在油缸活塞杆缩回运动到行程末端时，还必须具有可靠的缓冲装置。因此，需要兼顾安装空间、支承能力及缓冲性能。

综合上述该种油缸的实际安装条件要求与必须的性能设计要求，按常规的设计，在保证上述要求时，必定会造成该油缸的活塞支承及活塞杆支承布置的空间距离严重不足，这种常规设计的油缸，由于活塞杆支承能力严重不足，就造成了油缸抗偏载能力的严重不足，这样的油缸，在快速、重载驱动混凝土摆阀机构时，其产生的巨大偏载下，往往会造成活塞密封、活塞杆密封的液压油泄漏故障，乃至更为严重的“拉杆、拉缸”故障。目前，对于上述情况的解决方法大体有以下几种：

一是采用柱塞缸式摆缸：由于取消了油缸的活塞，其多出的原活塞的设计空间位置，就可以全部用来加强柱塞、柱塞杆的支承空间，以达到足够的支承能力。其缺点是：该种油缸在转运安装时，或者装在泵送摆阀机构上时，由于机构运功故障时，往往油缸的柱塞杆会从油缸缸体中脱出。另外，为获得足够的油缸驱动推力，该种结构的油缸柱塞杆圆截面，理论上应与活塞式油缸的活塞圆截面等粗，较粗的柱塞杆更易于与其驱动的泵送摆阀机构在运动中产生干涉。

二是采用常规结构设计的活塞缸式摆缸：这种结构的摆缸，由于支承能力先天不足，抗偏载能力严重不足。活塞、活塞杆密封液压油的泄漏故障较多，甚至会造成“拉杆、拉缸”的故障。严重影响着泵送机械的运行可靠性。

三是采用常规结构设计、但油缸行程缩短的活塞缸式摆缸：这种结构的摆缸，通过行程缩短，节约出设计空间。多出的设计空间全部用来加强油缸活塞、活塞杆的支承空间，以达到足够的活塞、活塞杆支承能力。其缺点是：由于缩短了油缸行程，使得相应的泵送摆阀机构的摇杆长度必须相应减小，这就造成在相同的摆缸缸径下能获得的摆阀切换力矩变少，在混凝土阻力较大时有“摆不动”的趋势。

综上，现有技术的混凝土泵送机械摆阀切换驱动油缸，并不能兼顾安装空间、支承能力、抗偏载能力及缓冲性能的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的为提供一种活塞油缸，以解决现有技术的混凝土泵送摆阀切换驱动油缸不能兼顾安装空间、支承能力、抗偏载能力及缓冲性能的技术问题。

本实用新型的另一目的为提供一种混凝土泵。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种活塞油缸，包括：油缸组件，包括油缸缸体、所述油缸缸体底端设置的端盖和所述油缸缸体顶端内面设置的导向套；活塞组件，包括活塞与活塞杆，所述导向套对所述活塞杆起导向作用，所述活塞组件具有底端开口的空腔；缓冲组件，包括塞体与限流通道，所述塞体连接于所述端盖，所述活塞向所述端盖靠近的过程中所述塞体闭合所述空腔形成封闭空间，所述限流通道对所述封闭空间内的液压油的退出起到限流作用以对所述活塞杆的运动形成缓冲。

本实用新型的活塞油缸，优选的，所述塞体为圆柱形的柱塞，所述空腔由设置于所述活塞杆内的圆柱形盲孔形成，所述活塞套设于所述活塞杆顶端的外周。

本实用新型的活塞油缸，优选的，所述限流通道包括所述柱塞内开设的沿所述柱塞轴向延伸至所述柱塞底端的阻尼小孔。

本实用新型的活塞油缸，优选的，所述限流通道包括所述圆柱形盲孔的孔壁与所述柱塞的外圆柱面之间的间隙。

本实用新型的活塞油缸，优选的，所述限流通道还包括所述柱塞径向开设的穿心通孔、所述柱塞根部开设的过油环形槽和所述活塞杆顶端开设的穿心矩形槽。

本实用新型的活塞油缸，优选的，所述柱塞的顶部具有便于所述柱塞导入所述圆柱形盲孔的导向锥体。

本实用新型的活塞油缸，优选的，所述柱塞与所述端盖一体成型，所述油缸缸体与所述端盖通过焊接或法兰固定连接。

本实用新型的活塞油缸，优选的，所述阻尼小孔的顶端装配有阻尼器。

本实用新型的活塞油缸，优选的，所述活塞和所述导向套的材质为铜或铸铁。

本实用新型的混凝土泵，其泵送摆阀切换驱动油缸为本实用新型的活塞油缸。

本实用新型的有益效果在于，一方面，本实用新型的活塞油缸，其活塞运动行程末端的缓冲组件，全部集成设计到了油缸的活塞杆中，这种活塞行程末端缓冲结构的独特设计形式，能使整个缓冲组件不单独占用安装空间，故能为活塞及活塞杆的支承部分的设计，争取到足够的空间位置，以充分保证所设计油缸的活塞、活塞杆支承能力，满足必须的油缸抗偏载能力。

另一方面，由于采用了空心活塞杆结构，它减轻了油缸运动惯性，本实用新型的混凝土泵，在其泵送摆阀机构快速摆动切换时，有利于减小产生的惯性冲击和改善其力学连接部的受力状况。另外，本实用新型的活塞油缸的缓冲组件，没有常用的单向阀结构，简化了油缸的设计结构，同时降低了油缸的制造成本。

本实用新型的活塞油缸，既具有柱塞式摆缸的强大支承能力、抗偏载能力，也具有活塞式摆缸的各方面优点，结构简单，性能可靠，成本低廉。

附图说明

图1：为本实用新型第一实施例的活塞油缸示意图。

图2：为本实用新型第二实施例的活塞油缸示意图。

图3：为本实用新型第一实施例的活塞油缸的工作过程示意图。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

本实用新型实施例的混凝土泵，具有本实用新型实施例的活塞油缸。本实用新型的活塞油缸结构，可作为柱塞油缸使用，一般成对的应用于混凝土泵送摆阀机构，执行混凝土泵送摆阀的摆动切换。

但本实用新型实施例的活塞油缸，并不局限于用于混凝土泵，也可用于其他类型的需要执行摆阀的摆动切换的机械设备。

下面以混凝土泵的为例具体介绍本实用新型优选实施例的活塞油缸。本说明书中，约定以所述活塞油缸的端盖一侧的方向为底侧，活塞杆进出的一侧为顶侧。靠近活塞杆轴心的一侧为内侧，反之为外侧。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的活塞油缸，包括三大部分，即油缸组件、活塞组件和缓冲组件，下面分别介绍这三部分及本实用新型活塞油缸的工作原理。

一、油缸组件

本实用新型实施例的活塞油缸，其油缸组件主要包括油缸缸体7、设置于油缸缸体7底侧的端盖18和设置于油缸缸体7顶侧的导向套4。

油缸缸体7上靠近导向套4的位置设置有有杆腔进油口6，是液压油进出有杆腔23的通道；在靠近端盖18的位置，设置有无杆腔进油口14，是液压油进出无杆腔13的通道；在有杆腔进油口6和无杆腔进油口14之间的油缸缸体7上，还设置有引出小油口10。

端盖18与油缸缸体7的连接有两种方式，如图1的第一实施例的活塞油缸所示，油缸缸体7与端盖18通过连接法兰固定相连，端盖18顶侧的凸台伸入油缸缸体的底部，螺钉25将端盖18顶侧的法兰与油缸缸体7底侧的法兰相连接。在所述凸台外周面和油缸缸体7底侧内面之间用密封圈30进行密封，所述凸台的外侧台阶面与油缸缸体7底端之间，也用密封圈30进行密封。

如图2的第二实施例所示，油缸缸体7与端盖18之间也可以采用焊接为整体的连接方式。

导向套4用于对活塞杆的运动起导向作用。导向套4的材质需为耐磨材料，因此优选的为铜或铸铁。导向套4的顶侧为变细的台阶部，所述台阶部的底端与油缸缸体7内面之间通过环形键20进行连接，所述台阶部靠近顶端的位置开设有环形槽，所述环形槽中设置有弹性轴用挡圈19，在环形键20的顶面与弹性轴用挡圈19的底面之间具有隔圈2，且隔圈2是套设于所述台阶部的外周面。导向套4为活塞杆8提供了杆支承，导向套4与油缸缸体7之间通过环形键20、隔圈2及弹性轴用挡圈19达到了可靠定位连接。为了增加导向套4与油缸缸体7之间的密封性能，在导向套4上还设置有密封圈21。

在导向套4的内周面，靠近导向套4顶侧的位置，设置有挡圈19；在导向套4轴向大概中部的位置，导向套4的内周面上设置于OK型密封圈，用以保证导向套4与活塞杆8之间的密封。

二、活塞组件

活塞组件包括活塞12与活塞杆8，活塞12连接于活塞杆8外周面的底端。活塞12的材质例如为铜或铸铁等耐磨材料。

活塞杆8靠近底端的位置，在活塞杆外圆柱表面加工有环形键槽，并在所述环键槽中紧密装配着分块式环形键11，分块环形键11的分块数可为3个、4个或6个等，即每一分块为三分之一、四分之一或六分之一圆周，但分块的个数并不局限于此。活塞12与活塞杆8底端的外圆柱面精密定位，并通过螺纹15与活塞杆8螺纹连接，密封圈26用于活塞12与活塞杆8间的密封，内六角紧定螺钉28用于螺纹15的防松。

活塞杆8优选的为具有内空腔22的空心的活塞杆8，活塞杆8的底端开设有内圆柱孔34，内圆柱孔34与内空腔22相连通。活塞杆8的外圆柱面、导向套4底面、油缸缸体7内面与活塞12的顶面之间围成有杆腔23；而在活塞12向油缸缸体7顶侧运动的过程中，端盖18顶面、油缸缸体7内面与活塞12底面围成无杆腔13。

如图3所示，活塞杆8的底端略微凸出于活塞12的底端，因而活塞12底面、活塞杆8外圆柱面和端盖18的顶面之间围成环形区域29，环形区域29是无杆腔13的一部分。

活塞12的外圆柱面上内嵌有OK型密封圈，以保证活塞12与油缸缸体7之间的密封性能。油缸缸体7在无杆腔进油口14对应的位置，其内圆柱表面上，加工有一条环形扩展内沟槽35，环形扩展内沟槽35也是无杆腔13的一部分。

三、缓冲组件

所述缓冲组件包括柱塞24与限流通道，柱塞24连接于端盖18，可与端盖18一体成型，或者单独制作后装配于端盖18。柱塞24为顶侧开口，底侧封闭的中空结构。柱塞24也为圆柱，与内圆柱孔34同轴，柱塞24的外圆柱面与内圆柱孔34孔壁的形状相匹配，在活塞杆8向端盖18运动的过程中，柱塞24的外圆柱面与内圆柱孔34的孔壁重合后，柱塞24与圆柱形孔34之间形成相对封闭空间，为了增强封闭效果，可以在柱塞24的外圆柱上套设密封圈。且所述封闭空间的体积逐渐被活塞12所压缩，在所述封闭空间内的液压油需退出至无杆腔13，所述限流通道即对内圆柱孔34与柱塞24间的液压油的退出起到限流作用，阻止其迅速退出，以使被压缩的液压油对活塞12形成反作用力，因而对活塞杆8的运动形成缓冲。

柱塞24的顶部还可以具有利于柱塞24导入内圆柱孔34的导向锥体33。

上述限流通道的实现包括但不限于以下的两种形式：

限流通道的第一实施例：

本实用新型第一实施例的限流通道依次包括阻尼小孔31、穿心通孔36、过油环形槽17和穿心矩形槽16。

阻尼小孔31是柱塞24的中空部分的底部开设的，沿柱塞24的轴向通向无杆腔13，阻尼小孔31的顶端可设置有阻尼器，用以调节阻尼小孔31的流量。

在柱塞24与端盖18一体成型时，沿柱塞24轴向延伸的阻尼小孔31无法直接到达无杆腔13，需要在柱塞24的底端，即柱塞24与端盖18相连接的部位开设沿柱塞24径向延伸的穿心通孔36，所谓的“穿心”是指穿过柱塞24的圆柱面的轴心，以将阻尼小孔31的底端与无杆腔13进行连接。

如果活塞杆8的设计行程达到端盖18，则抵顶于端盖18的活塞杆8同样会阻断穿心通孔36与无杆腔进油口14的环形扩展内沟槽35之间的通路。因此本实用新型第一实施例的限流通道还包括在活塞杆8的底端开设的穿心矩形槽16，这里所谓的“穿心”是指矩形槽中心线的延长线通过柱塞24的轴心。为了有效的保证穿心通孔36与穿心矩形槽16的连通，在柱塞24根部(即底端)的外周，开设有过油环形槽17。这样，从柱塞24内退出的液压油经过阻尼小孔31、穿心通孔36、过油环形槽17和穿心矩形槽16，即可进入无杆腔13的环形扩展内沟槽35并流向无杆腔进油口14。

若柱塞24装配于端盖18，例如用多个连接柱连接于端盖18时，柱塞24与端盖18之间具有间隙，则阻尼小孔31自然通过环形扩展内沟槽35与无杆腔13相连通，则无需设置穿心通孔36与过油环形槽17。

限流通道的第二实施例：

本实施例中，是利用柱塞24与内圆柱孔34之间的间隙作为限流通道的始端，从所述间隙中流出的液压油，在通过第一实施例中所述的过油环形槽17和穿心矩形槽16，即可进入无杆腔并流向无杆腔进油口14。本实施例中，在柱塞24的外圆柱面上还可开设有减压环槽32。

第一实施例中的限流通道中，通过调节阻尼小孔31的直径可实现对液压油的流量控制，而第二实施例中，需要调节柱塞24与内圆柱孔34之间的间隙的大小来调节流量。

四、本实用新型的活塞油缸的工作原理

当活塞12由靠近导向套4快速向柱塞24方向运动、在接近端盖18时，柱塞24能顺利导入活塞杆8的内圆柱孔34中，使得活塞杆内空腔22由开放变为封闭，封闭的液压油由阻尼小孔31流出封闭腔22，起到必要的油缸行程末端缓冲作用。当油缸再由无杆腔13进油，活塞杆8做伸出运动时，大量的液压油通过无杆腔进油口14进入环形扩展内沟槽35及环形区域29内，油压直接作用在活塞12上，使得内圆柱孔34与柱塞24迅速脱离，封闭腔重新开放。

在上述实施例中，本实用新型的活塞油缸的形成空腔的内圆柱孔34采用圆柱孔的结构，作为塞体的柱塞24也是圆柱状，但是，本实用新型并不局限于此，本实用新型活塞油缸的活塞组件的所述空腔可以如上所述开设在活塞杆上，若活塞是安装在活塞杆的顶端，则所述空腔也可以开设在活塞上，且所述空腔与活塞杆内的内空腔连通。空腔的形状与塞体的形状也可以是圆锥或圆台，或者是圆柱面与圆锥面的结合。并且，空腔的形状也可以与塞体的形状不相同，通过空腔内设置的缓冲密封圈与塞体的配合来形成封闭空间。另外，端盖18与活塞杆8可以是如图1至图3所示的带球头的油缸安装方式，也可以是其他连接形式的油缸安装方式。

本实用新型的活塞油缸，因为该油缸运动行程末端的缓冲装置，全部集成设计到了油缸的空心活塞杆中，这种油缸行程末端缓冲结构的独特设计形式，能使整个缓冲装置不单独占用空间，故能为油缸活塞及活塞杆的支承部分的设计，争取到足够的空间位置，以充分保证所设计油缸的活塞、活塞杆支承能力，满足必须的油缸抗偏载能力。

本实用新型的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本实用新型所附的权利要求所揭示的本实用新型的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本实用新型的权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活塞油缸，其特征在于，所述活塞油缸包括：

油缸组件，包括油缸缸体、所述油缸缸体底端设置的端盖和所述油缸缸体顶端内面设置的导向套；

活塞组件，包括活塞与活塞杆，所述导向套对所述活塞杆起导向作用，所述活塞组件具有底端开口的空腔；

缓冲组件，包括塞体与限流通道，所述塞体连接于所述端盖，所述活塞向所述端盖靠近的过程中所述塞体闭合所述空腔形成封闭空间，所述限流通道对所述封闭空间内的液压油的退出起到限流作用以对所述活塞杆的运动形成缓冲。

2.如权利要求1所述的活塞油缸，其特征在于，所述塞体为圆柱形的柱塞，所述空腔由设置于所述活塞杆内的圆柱形盲孔形成，所述活塞套设于所述活塞杆顶端的外周。

3.如权利要求2所述的活塞油缸，其特征在于，所述限流通道包括所述柱塞内开设的沿所述柱塞轴向延伸至所述柱塞底端的阻尼小孔。

4.如权利要求2所述的活塞油缸，其特征在于，所述限流通道包括所述圆柱形盲孔的孔壁与所述柱塞的外圆柱面之间的间隙。

5.如权利要求3所述的活塞油缸，其特征在于，所述限流通道还包括所述柱塞径向开设的穿心通孔、所述柱塞根部开设的过油环形槽和所述活塞杆顶端开设的穿心矩形槽。

6.如权利要求2所述的活塞油缸，其特征在于，所述柱塞的顶部具有便于所述柱塞导入所述圆柱形盲孔的导向锥体。

7.如权利要求2所述的活塞油缸，其特征在于，所述柱塞与所述端盖一体成型，所述油缸缸体与所述端盖通过焊接或法兰固定连接。

8.如权利要求5所述的活塞油缸，其特征在于，所述阻尼小孔的顶端装配有阻尼器。

9.如权利要求5所述的活塞油缸，其特征在于，所述活塞和所述导向套的材质为铜或铸铁。

10.一种混凝土泵，其特征在于，该混凝土泵的泵送摆阀切换驱动油缸为权利要求1-9任一所述的活塞油缸。

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