CN206000793U - 一种油缸增压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种油缸增压系统，涉及液压系统技术领域，为解决液压系统增压时可靠性差及成本高的问题而设计。该油缸增压系统包括执行机构和增压机构，其中，执行机构包括沿其进油方向通过油液管路依次连通的油箱、液压泵、执行机构换向阀和执行机构油缸，在液压泵与执行机构换向阀之间设有增压机构。增压机构包括至少一个增压模块，增压模块包括通过油液管路依次连通的增压机构换向阀、第一单向阀和增压机构油缸；增压机构油缸为双作用油缸，其无杆腔与增压机构换向阀相连，其有杆腔与执行机构换向阀相连。本实用新型提供的油缸增压系统用于提高液压系统增压时的可靠性。

Description

一种油缸增压系统

技术领域

本实用新型涉及液压系统技术领域，尤其涉及一种油缸增压系统。

背景技术

在负载工况较为恶劣的情况下，往往需要执行机构油缸具备较大的执行压力，才能够使负载正常工作。在液压系统中，受液压泵等元件的压力等级限制，执行机构油缸所获得的执行压力一般无法达到所需的压力级别，这就需要通过采取一定方法增加执行机构油缸的执行压力。

目前，常用的增加执行压力的方法为采用增压油缸，增压油缸的结构原理及其实现增压的方案如图1所示。该增压油缸实质上是将两个缸径不同的油缸集中在一起，并将其活塞杆刚性连接而形成的，缸径较大的油缸(A油缸)的无杆腔有效面积为W₁，有杆腔有效面积为Y₁，缸径较小的油缸(B油缸)的无杆腔有效面积为W₂，有杆腔有效面积为Y₂，A油缸的无杆腔及有杆腔通过油路与一三位四通阀相连，B油缸的无杆腔及有杆腔通过油路与执行机构油缸相连，在B油缸的无杆腔及有杆腔还分别设置有补油油路1和补油油路2。该增压油缸的增压过程为：当1YA得电时，三位四通换向阀的左位接入系统，液压油经过液压泵的驱动进入A油缸的无杆腔中，驱动A油缸的活塞杆向右伸出，对应的，B油缸的活塞杆向右缩回，此时，B油缸的无杆腔获得W₁/W₂倍的系统压力；当2YA得电时，三位四通换向阀的右位接入系统，液压油经过液压泵的驱动进入A油缸的有杆腔中，驱动A油缸的活塞杆向左缩回，对应的，B油缸的活塞杆向左伸出，此时，B油缸的有杆腔获得Y₁/Y₂倍的系统压力。

这种增压油缸的缺点在于，当负载惯量较大或者需要快速增压时，必须对B油缸中的有杆腔或者无杆腔进行补油或泄油，如：A油缸的活塞杆向右伸出进行增压时，就需要另外设置补油油路2为B油缸的有杆腔进行补油或泄油，以防止B油缸的有杆腔被吸空形成负压或多余的油无法释放而憋压，从而破坏内部零件，这就需要外接复杂的阀组与油路，成本较高。并且，对于通用系列的液压缸，W₁/W₂与Y₁/Y₂的值很难保证完全相等，同时，由于B油缸的有杆腔和无杆腔的内部容积不等，会造成执行机构获得的伸出压力和缩回压力不相等，出现增压比不一致的现象，从而导致液压系统工作的可靠性降低。若想使执行机构油缸每次工作时的增压比一致，就需要特殊制造的液压缸，其制造过程复杂，制造成本较高，通用性差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油缸增压系统，以解决上述液压系统增压时可靠性差且成本较高的技术问题。

本实用新型是一种油缸增压系统，包括执行机构，所述执行机构包括沿其进油方向通过油液管路依次连通的油箱、液压泵、执行机构换向阀和执行机构油缸，所述液压泵与所述执行机构换向阀之间设有增压机构。

所述增压机构包括至少一个增压模块，所述增压模块包括通过油液管路依次连通的增压机构换向阀、第一单向阀和增压机构油缸；沿所述执行机构的进油方向，所述增压机构换向阀和所述第一单向阀依次设在所述液压泵和所述执行机构换向阀之间的执行机构进油管路上；所述增压机构油缸为双作用油缸，且位于与所述执行机构进油管路相并联的支路管路上，其无杆腔与所述增压机构换向阀相连，其有杆腔与所述执行机构换向阀相连。

进一步的，所述增压模块至少有两个，且串联设置在同一个执行机构进油管路上。

进一步的，所述增压模块至少有两个，分别设在并联设置的执行机构进油管路上；沿所述执行机构的进油方向，并联设置的执行机构进油管路的一端汇合于第一管路节点，另一端汇合于第二管路节点，所述第一管路节点位于所述液压泵的油液输出端，所述第二管路节点位于所述执行机构换向阀的油液输入端；且在各并联设置的执行机构进油管路上，所述第二管路节点与其临近的所述增压模块之间设有第二单向阀。

进一步的，所述液压泵与所述第一管路节点之间的执行机构进油管路上设有至少一个所述增压模块；

或者，第二管路节点与所述执行机构换向阀之间的执行机构进油管路上设有至少一个所述增压模块。

进一步的，所述增压机构换向阀为三位四通换向阀或二位四通换向阀。

进一步的，所述二位四通换向阀为二位四通电磁换向阀或二位四通电液换向阀。

进一步的，所述二位四通电液换向阀包括四个插装式锥阀和一个二位四通电磁先导阀，四个所述插装式锥阀与所述二位四通电磁先导阀相连通。

进一步的，所述执行机构油缸为双作用油缸。

进一步的，所述执行机构换向阀为O型中位机能的三位四通电磁换向阀；

或者，所述执行机构换向阀为H型或Y型中位机能的三位四通电磁换向阀，并在H型或Y型所述三位四通电磁换向阀与所述执行机构油缸之间设有双向液压锁。

进一步的，所述增压机构油缸的无杆腔与所述油箱之间的回油管路上设有溢流阀。

本实用新型带来的有益效果是：

在本实用新型中，通过在油液管路的液压泵与执行机构油缸之间设置增压模块，利用液压泵将液压油箱中的油液抽取至增压模块的进油油路中，并利用增压机构换向阀的换向作用，将压力油输送至增压机构油缸的无杆腔，根据增压机构油缸无杆腔与有杆腔的面积与压力成反比的原理，实现了在增压机构油缸的有杆腔获得较高压力等级的油液；其中，增压模块的增压机构换向阀和第一单向阀是沿执行机构进油方向依次设在液压泵和执行机构换向阀之间的执行机构进油管路上，即第一单向阀设在了增压机构换向阀与执行机构换向阀之间的执行机构进油管路上，这样可以阻止从增压机构油缸有杆腔获得的高压回流至油箱，从而保证高压油液通过液压油路输送给执行机构油缸，使执行机构油缸获得较高等级的执行压力。当实际生产中需要较大的执行压力来驱动负载工作，可以通过在液压系统中增加增压模块的数量，以使执行机构油缸获得所需的执行压力。

本实用新型通过在液压系统中设置增压模块，达到了在执行机构油缸获得较高压力油液的目的。而且，由于高压油液的获取是通过增压机构油缸无杆腔与有杆腔的面积比实现的，执行机构油缸每次获得的油液增压压力是一致的，因而不会在液压油路中出现回流冲击等恶劣工况，从而保证了负载工作的可靠性。而且，本实用新型仅通过更换不同规格系列的增压机构油缸即可实现不同等级的增压需求，通用性强，且成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的增压机构油缸方案示意图；

图2为本实用新型实施例一油缸增压系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一油缸增压系统的结构示意图，其中，执行机构换向阀为H型中位机能三位四通电磁换向阀；

图4为本实用新型实施例一油缸增压系统的结构示意图，其中，执行机构换向阀为Y型中位机能三位四通电磁换向阀；

图5为本实用新型实施例一油缸增压系统的结构示意图，其中，增压机构换向阀为二位四通电磁换向阀；

图6为本实用新型实施例一油缸增压系统的结构示意图，其中，增压机构换向阀包括四个插装式锥阀和与其相连通的二位四通电磁先导阀；

图7为本实用新型实施例二油缸增压系统的结构示意图，其中，增压模块为两个，且相互串联；

图8为本实用新型实施例三油缸增压系统的结构示意图，其中，增压模块为两个，且相互并联；

图9为本实用新型实施例三油缸增压系统的结构示意图，其中，增压模块为四个；

图10为本实用新型实施例四油缸增压系统的一种结构示意图，其中，增压模块为三个，且两个增压模块先并联再与第三个增压模块串联；

图11为本实用新型实施例四油缸增压系统的另一种结构示意图，其中，增压模块为三个。

附图标记：

10-油箱，20-过滤器，30-截止阀，40-液压泵，50-增压模块，

60-执行机构换向阀，70-执行机构油缸，80-溢流阀，

90-第二单向阀，100-双向液压锁；

501-增压机构换向阀，502-第一单向阀，503-增压机构油缸；

5011-插装式锥阀，5012-二位四通电磁先导阀；

1001-第一液控单向阀，1002-第二液控单向阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图2所示，本实施例提供了一种油缸增压系统，包括执行机构和增压机构。

执行机构包括沿其进油方向通过油液管路依次连通油箱10、液压泵40、执行机构换向阀60和执行机构油缸70。其中，执行机构油缸70用于为负载提供执行压力，油箱10用于存储油液，液压泵40的进口通过液压油路与油箱10相连，用于抽取油箱10中的油液，并通过液压油路将油液输送给执行机构油缸70。

增压机构设在液压泵40与执行机构换向阀60之间，包括至少一个增压模块50。如图2所示，本实施例以增压机构设置一个增压模块为例，其中，增压模块50包括通过油液管路依次连通的增压机构换向阀501、第一单向阀502和增压机构油缸503，沿执行机构的进油方向，增压机构换向阀501和第一单向阀502依次设在液压泵40和执行机构换向阀60之间的执行机构进油管路上，即第一单向阀502设在了增压机构换向阀501与执行机构换向阀60之间的执行机构进油管路上。

所述增压机构油缸503为双作用油缸，且位于与所述执行机构进油管路相并联的支路管路上，通过该支路管路，该增压机构油缸503的无杆腔与增压机构换向阀501相连，其有杆腔与所述执行机构换向阀60相连。

在本实施例中，通过在液压油路的液压泵40与执行机构油缸70之间设置增压模块50，利用液压泵40将油箱10中的油液抽取至增压模块50的进油油路中，并利用增压机构换向阀501的换向作用，将压力油输送至增压机构油缸503的无杆腔，根据增压机构油缸503无杆腔与有杆腔的面积与压力成反比的原理，实现了在增压机构油缸503的有杆腔获得较高压力等级的油液，同时，增压机构换向阀501与执行机构换向阀60之间的执行机构进油管路上的第一单向阀502阻止了从增压机构油缸503有杆腔获得的高压油液回流至油箱10，从而保证高压油液通过液压油路输送给执行机构油缸70，使执行机构油缸70获得较高等级的执行压力。当实际生产中需要较大的执行压力来驱动负载工作，可以通过在液压系统中增加增压模块50的数量，以使执行机构油缸70获得所需的执行压力。

本实施例通过在液压系统中设置增压模块50，达到了在执行机构油缸70获得较高压力油液的目的。而且，由于高压油液的获取是通过增压机构油缸503无杆腔与有杆腔的面积比实现的，执行机构油缸70每次获得的油液增压压力是一致的，因而不会在液压油路中出现回流冲击等恶劣工况，从而保证了负载工作的可靠性。而且，本实施例仅通过更换不同规格系列的增压机构油缸503即可实现不同等级的增压需求，通用性强，且成本较低。

本实施例中，在增压模块50中，与液压泵40出油口相连的增压机构换向阀501可以为如图2所示的三位四通电磁换向阀，上述三位四通换向阀的进油口P1通过液压油路与液压泵40的出油口相连，回油口T1通过液压油路与油箱10相连，供油口A1通过液压油路与增压机构油缸503的有杆腔相连，供油口B1通过液压油路与增压机构油缸503的无杆腔相连，在供油口A1与增压机构油缸503有杆腔相连的液压油路上还设有第一单向阀502。为了将高压油液输出至执行机构油缸70，在上述第一单向阀502与增压机构油缸503有杆腔相连的液压油路上还设有一支路管路，上述分支管路用于将压力油液输出至执行机构油缸70中。

在增压模块50与执行机构油缸70之间还设有执行机构换向阀60，具体的，如图2所示，执行机构换向阀60可以是中位机能为O型的三位四通电磁换向阀，其进油口P与增压机构油缸503的分支油路相连，出油口T通过液压油路与油箱10相连，供油口A通过液压油路与执行机构油缸70的无杆腔相连，供油口B通过液压油路与执行机构油缸70的有杆腔相连。当然，该执行机构换向阀60还可以为二位四通换向阀。

本实施例油缸增压系统的增压原理为：如图2所示，当液压油液进入增压机构油缸503的无杆腔时，增压机构油缸503的活塞左侧受到向右的推力F₁，活塞杆向右伸出，根据牛顿第三定律，此时活塞的右侧受到与F₁大小相等、方向相反的反作用力F₂，利用帕斯卡定律可知，F₁＝p₁*M₁，F₂＝p₂*N₁，式中，p₁和p₂分别为活塞左侧和右侧受到的压力，M₁和N₂分别为无杆腔和有杆腔的有效面积，由于从上述分析已得到F₁＝F₂，故p₁*M₁＝p₂*N₁，因此p₂/p₁＝M₁/N₁，故在增压机构油缸503的有杆腔处获得M₁/N₁倍的系统压力，实现对液压油液的增压。

请继续参照图2，在本实施例中，液压泵40作为能源装置，其进口与油箱10通过液压油路相连，其出口通过液压油路与增压模块50相连。经液压泵40输出的液压油液经过增压模块50增压后，成为压力油液，压力油液通过液压油路进入执行机构油缸70中，使执行机构油缸70获得较高等级的压力油。在液压系统工作过程中，液压泵40通过将机械能转化为油液的压力能，将油箱10中的油液抽取并输送至执行机构油缸70进油油路中，驱动负载正常运行。

需要说明的是，本实施例中将执行机构油缸70作为执行装置，但实际使用过程中，并不局限于上述这种执行装置形式，也可以采用其他形式的执行装置，如液压马达，其只要是通过这种形式的执行装置能够将液压油液的压力能转换成机械能，并输送至负载驱动其正常工作即可。

液压油液中经常会混入杂质，为了降低因油液杂质大量积聚而造成液压系统发生故障的可能性，在液压泵40的进口油路与油箱10之间还可以设置过滤器20。当油箱10中的油液存在大量杂质微粒时，过滤器20通过过滤材料的阻隔作用将杂质颗粒阻留在其表面上，实现了对进油油路中油液过滤的目的，降低了磨粒性污染物对液压元件造成的磨损，改善了由于污染物颗粒堵塞阀孔而造成的控制阀组卡死现象，从而降低了本实施例油缸增压系统发生故障的频率。

本实施例中，为了实现对液压油路的控制，在过滤器20和液压泵40的进油油路上还可以设置截止阀30。开启截止阀30后，液压油路处于通路状态，油缸增压系统工作，液压泵40将液压油液吸入至执行机构油缸70的进油油路中，驱动负载工作；在需要维修更换油泵与管路时，切断截止阀30，以防止油箱的油泄漏。

进一步的，在执行机构油缸70的进油油路上还可以设置压力表，同时配套设置相应的压力传感器和测压接头，当压力传感器通过测压接头检测到油路中的压力后，通过压力表进行实时显示。当油路中的压力超过一定范围时，压力表发出报警提示。

为了对液压系统进行安全保护，在增压机构换向阀501和增压机构油缸503无杆腔之间的液压油路上还可以设置有溢流阀80。当油缸增压系统工作时，如果系统压力过高，溢流阀80开启，通过阀口的溢流作用，使液压系统油路的压力维持恒定，实现稳压、调压的作用。同时防止系统压力过高，保护系统。

需要说明的是，上述溢流阀80可以为普通直动式溢流阀，也可以是比例溢流阀。比例溢流阀进口压力的高低与输入信号电流的大小成正比，即进口油压受输入电磁铁的电流大小控制。若输入信号电流是连续地按照比例或一定程序变化，则比例溢流阀也会连续地按比例或一定程序调节增压机构油缸503无杆腔的压力，从而实现根据增压比比例来调节执行机构油缸70的压力。

具体的，如图2所示，本实施例油缸增压系统的工作原理为：开启截止阀30，当DT2得电时，增压机构换向阀501右位接入油路，P1与A1口导通，T1与B1口导通，液压泵40从油箱10中抽取油液，使油液从P1口流入，从A1口流出。当DTX得电时，执行机构换向阀60的左位接入油路，P与B口导通，T与A口导通，从A1口流出的油液经过第一单向阀502后，从P口流入，从B口流出，进入执行机构油缸70的有杆腔，驱动执行机构油缸70活塞杆向左缩回。此时，执行机构油缸70无杆腔中的油液从执行机构换向阀60的A口流入，从T口流出，实现回油。同时，一部分油液经过第一单向阀502后，经液压油路流进增压机构油缸503的有杆腔，使增压机构油缸503的有杆腔完全缩回，为后续增压做准备。上述过程通过控制增压机构换向阀501和执行机构换向阀60的得电状态，实现了执行机构油缸70的轻载左进，并使增压机构油缸503做好增压准备。

当DT1得电时，增压机构换向阀501左位接入油路，P1与B1口导通，T1与A1口导通，液压油液从P1口流入，从B1口流出，并流进增压机构油缸503的无杆腔，此时，增压机构油缸503的活塞受到方向向右的推力作用，使活塞杆向右伸出，并在有杆腔获得M₁/N₁倍的系统压力。当DTX得电时，执行机构换向阀60的左位接入油路，P与B口导通，T与A口导通，增压机构油缸503的有杆腔将高压油液压出，由于在增压机构换向阀501与增压机构油缸503有杆腔之间设有一阻止油液倒流的第一单向阀502，故从增压机构油缸503有杆腔流出的高压油液只能从执行机构换向阀60的P口流入，并从B口流出至执行机构油缸70的有杆腔中。此时，执行机构油缸70的有杆腔获得经增压机构油缸503增压后的M₁/N₁倍的系统压力，使活塞杆向左缩回，实现了执行机构油缸70的增压左进。同时，执行机构油缸70无杆腔中的油液从执行机构换向阀60的A口流入，从T口流出，实现回油。

当DT2得电时，增压机构换向阀501右位接入油路，P1与A1口导通，T1与B1口导通，同时，当DTY得电时，执行机构换向阀60的右位接入油路，P口与A口导通，T口与B口导通。液压油液从P1口流入，从A1口流出，经过第一单向阀502后，一部分油液通过液压油路流入增压机构油缸503的有杆腔，使活塞杆向左缩回运动，当活塞杆完全回程后，有杆腔充满油液，为增压机构油缸503的下次增压做准备。同时，其余油液从执行机构换向阀60的P口流入，从A口流出，进入执行机构油缸70的无杆腔，此时，执行机构油缸70获得向右的推力作用，使活塞杆向右伸出，实现了执行机构油缸70的轻载右进。同时，执行机构油缸70有杆腔中的油液从执行机构换向阀60的B口流入，从T口流出，实现回油。

当DT1得电时，增压机构换向阀501左位接入油路，P1口与B1口导通，T1口与A1口导通，同时，当DTY得电时，执行机构换向阀60的右位接入油路，P口与A口导通，T口与B口导通。液压油液从P1口流入，从B1口流出，并流进增压机构油缸503的无杆腔，此时，增压机构油缸503的活塞受到方向向右的推力作用，使活塞杆向右伸出，并在有杆腔获得M₁/N₁倍的系统压力。随后，高压油液从执行机构换向阀60的P口流入，从A口流出，进入执行机构油缸70的无杆腔，驱动活塞杆向右伸出运动，实现了执行机构油缸70的增压右进。同时，执行机构有杆腔中的油液从执行机构换向阀60的B口流入，从T口流出，实现回油。

实际使用过程中，当增压机构油缸503的有杆腔容积较小时，可以使DT2单独得电，此时，增压机构换向阀501右位接入油路，液压油液在液压泵40的作用下从P1口流入，从A1口流出，经过第一单向阀502后，流进增压机构油缸503的有杆腔，使其有杆腔充满油液，同时，其无杆腔中的油液从B1口流入，从T1口流出，实现回油。经过上述过程，增压机构油缸503的有杆腔再次充满油液，此时，再使DT1得电，同时通过控制执行机构换向阀60的DTX和DTY得电顺序，以实现执行机构油缸70不同方向的增压动作。

本实施例中，通过控制增压机构换向阀501和执行机构换向阀60的得电情况，实现了本实施例油缸增压系统在轻载左进、增压左进、轻载右进、增压右进及增压机构油缸503活塞杆向左缩回做增压准备五种工作模式的快速切换，液压油路简单，容易控制。而且，由于每次增压动作都是通过增压机构油缸503的面积比实现的，故执行机构油缸70每次都可以获得相同的面积比，改善了传统增压方案中因增压比不一致而造成的流量脉动现象，提高了负载工作的可靠性。

请继续参照图2，本实施例中，执行机构换向阀60采用中位机能为O型的三位四通电磁换向阀，在实际工作过程中，当需要执行机构油缸70能够在任意位置停留时，可以开启上述三位四通电磁换向阀的中位机能，此时，与执行机构油缸70相连的各个油口全部封闭，执行机构油缸70处于封闭状态，从而保证了执行机构油缸70在停留后不会因外力作用而移动位置。

需要说明的是，除了通过采用上述中位机能为O型的三位四通电磁换向阀来实现执行机构油缸70的锁紧以外，还可以采用双向液压锁100，同时配合设置中位机能为H型的三位四通电磁换向阀，如图3所示；或者为双向液压锁100配合设置中位机能为Y型的三位四通电磁换向阀，如图4所示。具体的，当执行机构换向阀60右位接入油路时，液压油液经第一液控单向阀1001进入执行机构油缸70左腔，同时液压油液亦进入第二液控单向阀1002的控制油口K，打开第二液控单向阀1002，使执行机构油缸70有杆腔的回油可经第二液控单向阀1002及执行机构换向阀60流回油箱10，活塞杆向右伸出运动。反之，活塞杆向左缩回运动。到了需要停留的位置，由于执行机构换向阀60的中位为H型机能或Y型机能，故只要将执行机构换向阀60的中位接入液压油路，此时，第一液控单向阀1001和第二液控单向阀1002均关闭，即可实现对执行机构油缸70的双向锁紧。锁紧油路的设计，使得执行机构油缸70的活塞杆能够实现任意位置的停留，且活塞杆的这种停留不会因外力作用而随意移动位置，保证了与活塞杆相连的负载的可靠运行。

如图5所示，增压机构换向阀501可以采用上述三位四通电磁换向阀，还可以采用二位四通电磁换向阀。当增压机构换向阀501处于图示状态时，P1口与A1口导通，T1口与B1口导通，配合执行机构换向阀60的得电状态，即可实现执行机构油缸70轻载左进、轻载右进及增压机构油缸503活塞杆向左缩回做增压准备这三种工作状态；当DT5得电时，增压机构换向阀501的左位接入油路，P1口与B1口导通，T1口与A1口导通，配合执行机构换向阀60的得电状态，即可实现执行机构油缸70增压左进及增压右进这两种工作状态，其具体实现过程如前所述，在此不再赘述。

如图6所示，当流经液压系统的油液流量较大且压力较高时，可以采用由四个插装式锥阀5011与二位四通电磁先导阀5012组成的二位四通电液换向阀。当增压机构换向阀501处于图示的断电状态时，P1口与A1口导通，T1口与B1口导通，配合执行机构换向阀60的得电状态，即可实现执行机构油缸70轻载左进、轻载右进及增压机构油缸503活塞杆向左缩回做增压准备这三种工作状态；当DT6得电时，增压机构换向阀501的左位接入油路，P1口与B1口导通，T1口与A1口导通，配合执行机构换向阀60的得电状态，即可实现执行机构油缸70增压左进及增压右进这两种工作状态，其具体实现过程如前所述，在此不再赘述。插装式锥阀5011的通流能力很大，可达1000L/min，采用由插装式锥阀5011及相应的先导阀组成的电液换向阀，实现了在大流量液压系统下对油液的控制，而且插装式锥阀5011的密封性较好，压力损失小，降低了液压油液的泄漏。而且，插装式锥阀5011结构较为简单，易于实现标准化，成本较低。

需要说明的是，本实施例中的油缸增压系统只设置了一个增压模块50，在实际使用过程中，还可以设置多个增压模块50，各增压模块50之间可以通过采用串联方式设置在油路中，其具体实现方式如下述各实施例所述。

实施例二

如图7所示，本实施例也是一种油缸增压系统，该油缸增压系统实现增压的基本原理与上述实施例一所述的油缸增压系统基本相同，都是利用增压机构油缸503无杆腔与有杆腔的面积比实现增压的，其不同之处如下所述。

具体的，如图7所示，本实施例中的油缸增压系统，增压机构设置了两个增压模块50，两个增压模块50依次设置在液压泵40出口与执行机构换向阀60之间的液压油路上，即该两个增压模块50串联设置在同一执行机构进油管路上。其中，上方增压机构油缸503的无杆腔面积为M₂，有杆腔面积为N₂。其具体连通方式为：下方增压机构换向阀501的进油口P1通过油路与液压泵40出口相连，上方增压模块50通过油路连接在第一单向阀502与增压机构油缸503之间，上方增压机构油缸503有杆腔通过油路与执行机构换向阀60的进油口相连。需要说明的是，沿执行机构进油方向，油液依次流过下方增压模块50和上方增压模块50。

本实施例油缸增压系统的工作原理为：开启截止阀30，令DT2、DT4和DTX同时得电，此时下方增压机构换向阀501的右位、上方增压机构换向阀501的右位和执行机构换向阀60的左位均接入油路。液压油液经液压泵40抽取后，从P1口流入，从A1口流出，一路流入下方增压机构油缸503的有杆腔，下方增压机构油缸503的活塞杆向左缩回运动，当活塞杆走完全部行程时，下方增压机构油缸503的有杆腔充满液压油液，为后续实现系统的增压做准备，另一路流入上方增压机构换向阀501，从P2口流入，从A2口流出，此时液压油液再次分为两路，一路流入上方增压机构油缸503的有杆腔，使上方增压机构油缸503的有杆腔充满液压油液，为后续实现系统的增压做准备，而另一路经上方第一单向阀502流入执行机构换向阀60。当DTX得电时，执行机构油缸70实现轻载左进，此时下方增压机构油缸503和上方增压机构油缸503的有杆腔全部被液压油液充满。

随后，令DT1、DT3和DTX同时得电，此时，液压油液经液压泵40抽取后，从P1口流入，从B1口流出，进入下方增压机构油缸503的无杆腔中，驱动下方增压机构油缸503的活塞杆向右运动，此时在下方增压机构油缸503的有杆腔中获得M₁/N₁倍的系统压力。之后，高压油液经油路从P2口流入，从B2口流出，进入上方增压机构油缸503的无杆腔中，驱动上方增压机构油缸503的活塞杆向右运动，此时在上方增压机构油缸503的有杆腔中获得(M₁/N₁)*(M₂/N₂)倍的系统压力。当DTX得电时，从上方增压机构油缸503有杆腔流出的高压油液从P口流入，从B口流出，进入执行机构油缸70的有杆腔中，实现执行机构油缸70的增压左进。

经过两个增压模块50的一次增压左进后，如果执行机构油缸70活塞杆的行程没有达到所需行程，令DT2和DT4同时得电，此时，液压油液经油路分别流入两个增压机构油缸503有杆腔中，并将其充满，为执行机构油缸70下次增压做准备。该油液充满过程与上述实施例一所描述的油液充满过程类似，在此不再赘述。

执行机构油缸70增压右进的原理与其增压左进过程基本相同，只需切换每个增压机构换向阀501及执行机构换向阀60的得电顺序和得电状态即可，在此不再赘述。

本实施例的油缸增压系统通过在液压油路中依次串联设置两个增压模块50，形成二级增压油路，实现了对执行机构油缸70更高压力等级的增压驱动。当执行机构油缸70需要获得某压力等级的油液时，只需通过选择面积比适合的增压机构油缸503，再依次将各增压模块50串联接入液压油路中即可。而当执行机构油缸70需要获得更高压力等级的油液时，除了上述通过选择面积比适合的油缸以外，还可以继续串联三个、四个甚至更多增压模块50，以在执行机构油缸70处获得所需压力等级的执行压力。

本实施例的油缸增压系统还可以实现执行机构油缸70的连续增压，具体的，连续增压过程的增压原理为：开启截止阀30，先令DT2、DT4和DTX得电，此时，两个增压机构换向阀501的右位和执行机构换向阀60的左位接入油路，与之前各实施例所述的执行机构油缸70的轻载左进过程类似，油液经液压泵40的抽取作用使得执行机构油缸70轻载左进，同时使两个增压机构油缸503的有杆腔充满油液，为后续的增压过程做准备。随后，令DT1、DT4和DTX得电，此时，下方增压机构换向阀501的左位、上方增压机构换向阀501的右位和执行机构换向阀60的左位接入油路，油液经过液压泵40的抽取后，进入下方增压机构油缸503的无杆腔，并在下方增压机构油缸503的有杆腔中获得M1/N1倍的系统压力，由于DT4处于得电状态，此时高压油液将依次经过上方增压机构换向阀501和上方第一单向阀502，流入执行机构换向阀60的进油口，并从B口流入执行机构油缸70的有杆腔中，实现在下方增压模块50一次增压作用下执行机构油缸70的增压左进。同理，当只令DT2、DT3和DTX得电时，即可实现在上方增压模块50一次增压作用下执行机构油缸70的增压左进。

执行机构油缸70增压右进的原理与其增压左进过程基本相同，只需切换每个增压机构换向阀501及执行机构换向阀60的得电顺序和得电状态即可，在此不再赘述。

通过上述单独控制各个增压模块50的动作，使两个增压模块50配合工作，实现了对执行机构油缸70的连续增压过程。当两个增压机构油缸503的无杆腔和有杆腔的面积比相等时，执行机构油缸70每次便可获得增压比一致的执行压力；当两个增压机构油缸503的无杆腔和有杆腔的面积比不相等时，执行机构油缸70则可获得增压比交替的执行压力。

这种油缸增压系统的通用性较强，通过更换增压机构油缸503的型号或者增加增压模块50的数量，就能够使执行机构油缸70获得多种压力级别的执行压力，更换成本较低，且更换方便，适用性强。

实施例三

如图8所示，本实施例也是一种油缸增压系统，该油缸增压系统实现增压的基本原理与上述实施例一和实施例二所述的油缸增压系统基本相同，都是通过设置增压模块50，利用增压机构油缸503无杆腔与有杆腔的面积比实现增压的，其不同之处如下所述。

具体的，如图8所示，本实施例中的油缸增压系统，增压机构设置了两个增压模块50，其具体连通方式为：两个增压模块50分别设在了由液压泵40出口分出的两个并联设置的执行机构进油管路上，而且，沿执行机构的进油方向，并联设置的执行机构进油管路的一端汇合于第一管路节点，另一端汇合于第二管路节点，第一管路节点位于液压泵40的油液输出端，第二管路节点位于执行机构换向阀60的油液输入端；且在各并联设置的执行机构进油管路上，第二管路节点与其临近的增压模块50之间设有第二单向阀90。即，每个增压模块50中的增压机构油缸503均通过液压油路与执行机构换向阀60的进油口相连，在每个增压模块50与执行机构换向阀60之间的执行机构进油管路上还设置有第二单向阀90。

本实施例油中的缸增压系统的工作原理为：开启截止阀30，令DT2和DT4同时得电，此时，P1口与A1口导通，T1口与B1口导通，P2口与A2口导通，T2口与B2口导通。当执行机构换向阀60的左位接入油路，即DTX得电时，P口与B口导通，T口与A口导通。液压油液经过液压泵40的抽取，油液依次流过增压机构换向阀501和第一单向阀502后，均分支成两路，一路经过第二单向阀90流入执行机构换向阀60，当DTX得电时，实现执行机构油缸70的轻载左进，当DTY得电时，实现执行机构油缸70的轻载右进，而另一路则分别流入各增压机构油缸503的有杆腔中，使各增压机构油缸503有杆腔均充满油液，为后续的增压做准备。

当DT1与DTX同时得电时，P1口与B1口导通，T1口与A1口导通，P口与B口导通，T口与A口导通，此时油液从P1口流入，从B1口流出，并进入左侧增压机构油缸503的无杆腔，驱动左侧增压机构油缸503的活塞杆向右伸出运动，此时，在左侧增压机构油缸503的有杆腔中获得M₁/N₁倍的系统压力，随后高压油液经过左侧支路的第二单向阀90和执行机构换向阀60的换向作用后，流入执行机构油缸70的有杆腔，实现执行机构油缸70的增压左进。

经过左侧增压模块50的一次增压左进后，如果执行机构油缸70活塞杆的行程没有达到所需行程，此时，令DT3和DTX同时得电，右侧增压模块50将会以同样的方式、同样的增压比实现执行机构油缸70的增压左进，其具体增压过程同上述左侧增压模块50，在此不再赘述。在右侧增压模块50驱动执行机构油缸70增压左进的同时，DT2得电，左侧增压模块50的右位接入油路，由于此时从右侧增压机构油缸503有杆腔输出的油液为高压油液，故当DT2得电时，油液不会进入执行机构换向阀60中，而只能从P1口流入，从A1口流出，并进入到左侧增压机构油缸503的有杆腔中，驱动其活塞杆向左缩回运动，使有杆腔充满油液，为左侧增压模块50的下次增压动作做准备。如果两次增压仍无法使执行机构油缸70活塞杆缩回至所需行程，则重复上述工作过程，实现对执行机构油缸70的多次连续增压。

执行机构油缸70增压右进的原理与其增压左进过程基本相同，只需切换每个增压机构换向阀501及执行机构换向阀60的得电顺序和得电状态即可，在此不再赘述。

本实施例的油缸增压系统将两个完全相同的增压模块50并联，通过控制每个增压机构换向阀501及执行机构换向阀60的得电顺序和得电状态，实现了执行机构油缸70的连续增压，使执行机构油缸70的增压动作能够持续进行，改善了因执行机构油缸70增压动作不连续而造成的负载停机问题，从而降低了液压系统的故障率。而且由于每次增压的增压比一定，使得液压油路中的流量脉动现象得以改善，从而保证了负载的稳定运行。

需要说明的是，本实施例中的油缸增压系统通过将两个完全相同的增压模块50并联，实现了执行机构油缸70的连续增压，当执行机构油缸70活塞杆的行程比较大，通过将两个增压模块50相互并联无法实现连续增压要求时，可以在此基础并联第三个、第四个甚至更多个的增压模块50，以保证执行机构油缸70能够实现大行程下的连续增压。

还需要说明的是，当所并联的增压模块50数量较多，一个液压泵40的输出无法满足油液供给要求时，可以通过为每个增压模块50单独配置液压泵40，以满足各个增压模块50的油液供给要求。

在实际使用过程中，当负载需要较高级别的连续执行压力来驱动时，如图9所示，该油缸增压系统可以通过采用四个增压模块50来实现上述功能。具体的，先将两个增压模块50通过执行机构进油管路串联，再将经过两个增压模块50串联完成的油液管路并联，这样在各并联支路最后一级的增压机构油缸503上均可以获得增压比为(M₁/N₁)*(M₂/N₂)倍系统压力的压力油液，再根据上述所述的连续增压过程，即可在执行机构油缸70处连续获得压力大小为(M₁/N₁)*(M₂/N₂)倍系统压力的增压油液。

还需要说明的是，图9中只给出了采用四个增压模块50来获得较高级别压力油的连续增压过程，而面对负载工况较为恶劣需要更高级别的压力油液时，还可以增加各并联执行机构进油管路上增压模块50的数量，或者增加并联执行机构进油管路的数量，或者采用增加增压模块50数量和增加并联执行机构进油管路数量相结合的方式，以满足实际工况所需。

实施例四

如图10所示，本实施例也是一种油缸增压系统，该油缸增压系统实现增压的基本原理与上述实施例一、实施例二和实施例三所述的油缸增压系统基本相同，都是利用增压机构油缸503无杆腔与有杆腔的面积比实现增压的，其不同之处如下所述。

具体的，如图10所示，本实施例中的油缸增压系统，设置了三个增压模块50，先将两个增压模块50并联在两个执行机构进油管路上，沿执行机构的进油方向，并联设置的执行机构进油管路的一端汇合于第一管路节点，另一端汇合于第二管路节点，第一管路节点位于液压泵40的油液输出端，第二管路节点位于执行机构换向阀60的油液输入端；且在各并联设置的执行机构进油管路上，第二管路节点与其临近的增压模块50之间设有第二单向阀90，三个增压模块50配合工作实现增压。

其具体连通方式为：两个增压模块50分别设置在液压泵40出口分出的两条并联设置的执行机构进油管路上，这两个增压模块50再与第三个增压模块50串联，上方增压机构油缸503的有杆腔通过油路与执行机构换向阀60的进油口相连，以驱动执行机构油缸70增压动作。

本实施例油缸增压系统的工作原理为：开启截止阀30，令DT2、DT4、DT6和DTX同时得电，此时左侧增压机构换向阀501的右位、右侧增压机构换向阀501的右位、上方增压机构换向阀501的右位和执行机构换向阀60的左位均接入油路。液压油液经液压泵40抽取后，分为两路，一路从P1口流入，从A1口流出，流入左侧增压机构油缸503的有杆腔，左侧增压机构油缸503的活塞杆向左缩回运动，当活塞杆走完全部行程时，左侧增压机构油缸503的有杆腔充满液压油液，另一路流入右侧增压机构油缸503的有杆腔，使右侧增压机构油缸503的有杆腔充满油液。同时，从各增压机构换向阀501流出的油液分别经过各执行机构进油管路的第一单向阀502，并汇合，汇合油路从上方增压机构换向阀501的P3口流入，从A3口流出，此时，一路油液流入上方增压机构油缸503的有杆腔中，使上方增压机构油缸503的有杆腔充满油液，而当DTX得电时，另一路将从执行机构换向阀60的P口流入，从B口流出，进入执行机构油缸70的有杆腔中，使执行机构油缸70轻载左进。至此，三个增压机构油缸503的有杆腔均充满液压油液，为后续增压过程做准备。

当令DT1、DT3、DT5和DTX同时得电时，经液压泵40抽取的油液依次先经过两个增压模块50进行增压，在左侧增压机构油缸503有杆腔和右侧增压机构油缸503有杆腔分别得到M₁/N₁倍的系统压力，随后，两路高压油液通过各执行机构进油管路上的第一单向阀502，汇合流入上方增压模块50中。相汇合的高压油液进入上方增压机构油缸503的无杆腔，从而在上方增压机构油缸503的有杆腔处获得(M₁/N₁)*(M₂/N₂)倍的系统压力，之后，高压油液进入执行机构油缸70的有杆腔，驱动执行机构油缸70增压左进。

两个增压模块50共同为与相串联的增压模块50供给高压油液，根据油液流速的计算公式t＝V/q，式中，V为油液的体积，q为油液的流量，t为流过油液体积V所需的时间。由于执行机构油缸70有杆腔的容积固定，当进入执行机构有杆腔的流量增大时，流过容腔的时间就会缩短，实现了执行机构油缸70的快速增压左进。

执行机构油缸70快速增压右进的原理与其快速增压左进过程基本相同，只需切换每个增压机构换向阀501及执行机构换向阀60的得电顺序和得电状态即可，在此不再赘述。

本实施例的油缸增压系统通过设置两个相互并联的增压模块50，再将并联后的汇合油路与另一增压模块50相互串联，通过控制各换向阀的得电状态，实现了执行机构油缸70的快速增压左进，从而提高了油缸增压系统的工作效率。

需要说明的是，如图11所示，还可以使液压油液先经过一个增压模块50，再经过由两个增压模块50并联形成的执行机构进油管路中，最后进入执行机构换向阀60实现对执行机构油缸70的增压。这种增压模块50布置形式的油缸增压系统实现连续增压的过程与实施例二和实施例三的过程相似，具体不再赘述。

需要说明的是，上述实施例二、实施例三和实施例四只列举了实现执行机构油缸70连续增压、多级增压和快速增压五种基本形式的液压油路，在实际生产过程中，并不仅仅局限于上述这五种形式，还可以以上述各实施例所描述的液压油路为基础，通过增加增压模块50的数量和改变增压模块50接入油路中的形式，以实现执行机构油缸70的多级连续增压、多级快速增压、快速连续增压或者多级快速连续增压。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种油缸增压系统，其特征在于，包括执行机构，所述执行机构包括沿其进油方向通过油液管路依次连通的油箱(10)、液压泵(40)、执行机构换向阀(60)和执行机构油缸(70)，所述液压泵(40)与所述执行机构换向阀(60)之间设有增压机构；

所述增压机构包括至少一个增压模块(50)，所述增压模块(50)包括通过油液管路依次连通的增压机构换向阀(501)、第一单向阀(502)和增压机构油缸(503)；沿所述执行机构的进油方向，所述增压机构换向阀(501)和所述第一单向阀(502)依次设在所述液压泵(40)和所述执行机构换向阀(60)之间的执行机构进油管路上；所述增压机构油缸(503)为双作用油缸，且位于与所述执行机构进油管路相并联的支路管路上，其无杆腔与所述增压机构换向阀(501)相连，其有杆腔与所述执行机构换向阀(60)相连。

2.根据权利要求1所述的油缸增压系统，其特征在于，所述增压模块(50)至少有两个，且串联设置在同一个执行机构进油管路上。

3.根据权利要求1所述的油缸增压系统，其特征在于，所述增压模块(50)至少有两个，分别设在并联设置的执行机构进油管路上；沿所述执行机构的进油方向，并联设置的执行机构进油管路的一端汇合于第一管路节点，另一端汇合于第二管路节点，所述第一管路节点位于所述液压泵(40)的油液输出端，所述第二管路节点位于所述执行机构换向阀(60)的油液输入端；且在各并联设置的执行机构进油管路上，所述第二管路节点与其临近的所述增压模块(50)之间设有第二单向阀(90)。

4.根据权利要求3所述的油缸增压系统，其特征在于，所述液压泵(40)与所述第一管路节点之间的执行机构进油管路上设有至少一个所述增压模块(50)；

或者，所述第二管路节点与所述执行机构换向阀(60)之间的执行机构进油管路上设有至少一个所述增压模块(50)。

5.根据权利要求1所述的油缸增压系统，其特征在于，所述增压机构换向阀(501)为三位四通换向阀或二位四通换向阀。

6.根据权利要求5所述的油缸增压系统，其特征在于，所述二位四通换向阀为二位四通电磁换向阀或二位四通电液换向阀。

7.根据权利要求6所述的油缸增压系统，其特征在于，所述二位四通电液换向阀包括四个插装式锥阀(5011)和一个二位四通电磁先导阀(5012)，四个所述插装式锥阀(5011)与所述二位四通电磁先导阀(5012)相连通。

8.根据权利要求1-7任一项所述的油缸增压系统，其特征在于，所述执行机构油缸(70)为双作用油缸。

9.根据权利要求8所述的油缸增压系统，其特征在于，所述执行机构换向阀(60)为O型中位机能的三位四通电磁换向阀；

或者，所述执行机构换向阀(60)为H型或Y型中位机能的三位四通电磁换向阀，并在H型或Y型所述三位四通电磁换向阀与所述执行机构油缸(70)之间设有双向液压锁(100)。

10.根据权利要求8所述的油缸增压系统，其特征在于，所述增压机构油缸(503)的无杆腔与所述油箱(10)之间的回油管路上设有溢流阀(80)。