CN210317651U - 六腔等压等排量式油缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种六腔等压等排量式油缸，包括气缸本体，还包括中缸机构和对称设置在中缸机构两端的油气混合压缩机构。本实用新型油气混合压缩机构对称设置在中缸机构的两侧，结构对称，重量分布均匀，该油缸更适合横置，气液管路对称布置，安装、维护更加方便，往复运行速度一致、平稳；本实用新型设置的第一活塞环、第二活塞环和第三活塞环为金属材质，不会因为高温导致密封失效或者燃爆，又由于工作时对气体加压导致的温度升高，可使活塞环热膨胀，从而启到更好的密封作用；本实用新型设有可调节输出压力的测压接头和调压阀，防止气体过度压缩，保证了被充蓄能设备的安全，可靠性高。

Description

六腔等压等排量式油缸

技术领域

本实用新型涉及气体输送及压缩的设备技术领域，尤其涉及一种六腔等压等排量式油缸。

背景技术

天然气新能源汽车的推广和普及，为压缩天然气及其相关应用领域，将带来巨大的机遇。压缩天然气是新能源汽车的理想能源之一，其相关技术和应用已日趋成熟，在新能源公交车、新能源的士的普及下，显现出强大的市场潜力。

第一，天然气输送和充装时，需要使用特定的压缩设备，目前较为普遍的是传统的机械压缩机，其结构复杂，安装场地要求高，维护难度大，运转时振动和噪声大，效率低，可靠性低、污染大；

第二，另一部分设备采用液压系统，即使用一种多级天然气压缩油缸，相对于传统机械压缩机，虽然使结构简化，维护方便，降低了噪声，但由于压缩天然气设备的工况恶劣，压缩天然气时产生的高热易点燃混合着高压油腔微泄漏至气腔的油滴，导致局部燃爆产生，使油缸的密封圈烧毁的情况经常发生，造成加压设备损坏，频繁的维护降低了使用效率增加了运行成本；

第三，由于密封件失效无法及时发现，导致高压油液进入天然气压缩腔，并同天然气混合，被泵入加装车辆，导致车辆损坏，同时增加了高压燃爆的风险，安全性低，重量分布不均，无法横置，气液管路分布不对应。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种使用寿命长、重量分布均匀，适合横置，气液管路对称布置，安装、维护方便，往复运行速度一致、平稳的六腔等压等排量式油缸。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种六腔等压等排量式油缸，包括气缸本体，还包括中缸机构和对称设置在中缸机构两端的油气混合压缩机构；

所述中缸机构包括中缸筒、活塞杆总成、第一活塞环、缸头、左高压出气单向阀、左低压进气单向阀、右高压出气单向阀、右低压出气单向阀和第二活塞环，所述中缸筒内部贯穿设有活塞杆总成，所述活塞杆总成从中缸筒两端伸出，所述活塞杆总成外部套设有第一活塞环，所述第一活塞环位于中缸筒内部中心处，所述第一活塞环将中缸筒隔开并使中缸筒两侧形成高压气腔，所述中缸筒两端对称连接有缸头，左侧所述缸头顶部连接左高压出气单向阀，左侧所述缸头底部连接左低压进气单向阀，右侧所述缸头顶部连接右高压出气单向阀，右侧所述缸头底部连接右低压出气单向阀，所述缸头与活塞杆总成之间连接有第二活塞环；

所述油气混合压缩机构包括缸筒和第三活塞环，所述缸头两侧均连接有缸筒，活塞杆总成贯穿缸头与缸筒之间通过第三活塞环连接，左侧所述第三活塞环将左侧所述缸筒隔开形成左高压油腔和左低压气腔，右侧所述第三活塞环将右侧所述缸筒隔开形成右低压气腔和右高压油腔，所述左低压气腔和右低压气腔的最低势能处均设置有单向排污阀；

所述驱动机构包括缓冲柱和换向阀，所述缓冲柱设有两组且分别固定在活塞杆总成两端。

进一步地，所述气缸本体包括依次连接的左缸底、缸筒和右缸底，左侧所述缸头顶部通过左高压出气单向阀与左高压出气接头和测压接头依次连接，左侧所述缸头底部通过左低压进气单向阀与左低压进气阀连接，所述左高压出气单向阀一侧贯穿左侧所述缸头右侧，所述左低压进气单向阀两侧均贯穿左侧所述缸头。

进一步地，右侧所述缸头顶部通过右高压出气单向阀与右高压出气接头和调压阀依次连接，右侧所述缸头底部通过右低压出气单向阀与右低压进气接头连接，所述右高压出气单向阀两侧贯穿右侧所述缸头，所述右低压出气单向阀两侧贯穿右侧所述缸头。

进一步地，所述左缸底顶部连接有左接近开关，所述左缸底底部连接有左高压接头，所述右缸底顶部连接有右接近开关，所述右缸底底部连接有右高压接头。

进一步地，所述第三活塞环靠近左高压油腔和右高压油腔一侧套设有单向油封，所述第三活塞环靠近左低压气腔和右低压气腔一侧套设有单向气封。

进一步地，所述左缸底与缸筒连接处设有第一静密封，所述右缸底与缸筒连接处设有第二静密封。

本实实用新型的有益效果是：

1、油气混合压缩机构对称设置在中缸机构的两侧，结构对称，重量分布均匀，该油缸更适合横置，气液管路对称布置，安装、维护更加方便，往复运行速度一致、平稳；

2、本实用新型设置的第一活塞环、第二活塞环和第三活塞环为金属材质，不会因为高温导致密封失效或者燃爆，又由于工作时对气体加压导致的温度升高，可使活塞环热膨胀，从而启到更好的密封作用；

3、本实用新型设有可调节输出压力的测压接头和调压阀，防止气体过度压缩，保证了被充蓄能设备的安全，可靠性高；

4、高压油缸的油腔一端带有接近开关，提高了系统的工作效率；

5、结构简单传动链短，效率高；

6、维修安装方便，利用缓冲柱减少动作冲击，使得本实用新型噪音小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的图1中A部放大图；

图中：11、中缸筒；12、活塞杆总成；13、第一活塞环；14缸头；15、左高压出气单向阀；16、左低压进气单向阀；17、右高压出气单向阀；18、右低压出气单向阀；19、第二活塞环；110、高压气腔；21、缸筒；22、第三活塞环； 210、左高压油腔；220、左低压气腔；230、右低压气腔；240、右高压油腔； 111、单向排污阀；23、缓冲柱；24、换向阀；30、左缸底；31、缸筒本体；32、右缸底；101、左高压出气接头；102、测压接头；201、左低压进气阀；301、右高压出气接头；302、调压阀；401、右低压进气接头；41、左接近开关；42、左高压接头；51、右接近开关；52、右高压接头；61、单向油封；62、单向气封；71、第一静密封；72、第二静密封。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。

如图1所示，一种六腔等压等排量式油缸，包括气缸本体，还包括中缸机构、对称设置在中缸机构两端的油气混合压缩机构和驱动机构；

所述中缸机构包括中缸筒11、活塞杆总成12、第一活塞环13、缸头14、左高压出气单向阀15、左低压进气单向阀16、右高压出气单向阀17、右低压出气单向阀18和第二活塞环19，所述中缸筒11内部贯穿设有活塞杆总成12，所述活塞杆总成12从中缸筒11两端伸出，所述活塞杆总成12外部套设有第一活塞环13，所述第一活塞环13位于中缸筒11内部中心处，所述第一活塞环13将中缸筒11隔开并使中缸筒11两侧形成高压气腔110，所述中缸筒11两端对称连接有缸头14，左侧所述缸头14顶部连接左高压出气单向阀15，左侧所述缸头14底部连接左低压进气单向阀16，右侧所述缸头14顶部连接右高压出气单向阀17，右侧所述缸头14底部连接右低压出气单向阀18，所述缸头14与活塞杆总成12之间连接有第二活塞环19；

所述油气混合压缩机构包括缸筒21和第三活塞环22，所述缸头14两侧均连接有缸筒21，活塞杆总成12贯穿缸头14与缸筒21之间通过第三活塞环22 连接，左侧所述第三活塞环22将左侧所述缸筒21隔开形成左高压油腔210和左低压气腔220，右侧所述第三活塞环22将右侧所述缸筒21隔开形成右低压气腔230和右高压油腔240，所述左低压气腔220和右低压气腔230的最低势能处均设置有单向排污阀111；

所述驱动机构包括缓冲柱23和换向阀24，所述缓冲柱23设有两组且分别固定在活塞杆总成12两端。

所述气缸本体包括依次连接的左缸底30、缸筒本体31和右缸底32，左侧所述缸头14顶部通过左高压出气单向阀15与左高压出气接头101和测压接头 102依次连接，左侧所述缸头14底部通过左低压进气单向阀16与左低压进气阀 201连接，所述左高压出气单向阀15一侧贯穿左侧所述缸头14右侧，所述左低压进气单向阀16两侧均贯穿左侧所述缸头14；

右侧所述缸头14顶部通过右高压出气单向阀17与右高压出气接头301和调压阀302依次连接，右侧所述缸头14底部通过右低压出气单向阀18与右低压进气接头401连接，所述右高压出气单向阀17两侧贯穿右侧所述缸头14，所述右低压出气单向阀18两侧贯穿右侧所述缸头14；

所述左缸底30顶部连接有左接近开关41，所述左缸底30底部连接有左高压接头42，所述右缸底顶32部连接有右接近开关51，所述右缸底32底部连接有右高压接头52。

所述第三活塞环22靠近左高压油腔210和右高压油腔240一侧套设有单向油封61，所述第三活塞环22靠近左低压气腔220和右低压气腔230一侧套设有单向气封62；

所述左缸底30与缸筒21连接处设有第一静密封71，所述右缸底32与缸筒21连接处设有第二静密封72。

工作原理：本增压缸分成三个缸、六个腔，左缸两腔、右缸两腔和中缸两腔之间通过活塞隔开。左右两缸的两个活塞固定于同一活塞杆总成12上进行联动。增压缸的中缸筒11是用作增压气体的气缸，右缸的右侧和左缸的左侧是通过液压系统驱动的油缸，隔在气缸与油缸之间的低压气腔，低压气腔通过管道与待增压气源连通。低压气通过该管道，被增压气缸抽入，并利用油缸带动气缸进行增压，增压后的气体被送至储存容器，气缸的密封采用活塞环，由于活塞环是金属材质，耐磨且使用寿命长，不会因为气体压缩产生的高温导致密封件损坏，不会造成密封失效和泄漏，同时可抗燃爆；又由于工作时对气体加压导致的温度升高，可使活塞环热膨胀，从而启到更好的密封作用；低压气腔与高压油腔之间的密封采用单向气封62和单向油封61。设备运作过程中，由于低压气腔与低压气源连通，使其保持压力始终处于一个稳定的低压水平，这种工况不会产生高压，也就不会产生瞬时高热和局部燃爆，使气封和油封的寿命得到很大的延长，普通气封的就可以满足使用；由于普通气封足以胜任气密要求，所以油腔也可以采用普通的高压油封。该设计减少了生产成本和维护成本的同时，也增加了系统的可靠性；

低压气腔将高压气腔110与高压油腔隔开，起防高压燃爆作用。油缸渗漏的油液与高压气腔110泄漏的气体在低压气腔中汇集，但由于该腔不会产生高压和高温，使得气体和油汽的混合物不会因系统动作产生燃爆；

低压气腔上设有单向排污阀111，该单向排污阀111位于本实用新型安装后，低气压腔的最低重力势能处，起自清洁的作用。当油缸的油液渗漏至低压气腔后，将会因重力作用，在该腔的最低处汇集，因为此单向排污阀111的位置位于最低势能处，所以当单向排污阀111开启后，低压气腔内的低压气体(压力始终高于设备外部气压)将会吹出汇集于此的油液。吹出的油气混合物，通过过滤器滤除油液，将过滤后的气体重新送回气体输入端，并进入设备重新利用，避免了环境污染并保证了安全；

低压气腔具有一定的容积，当油缸密封破损后发生大量泄漏，可容纳一定体积的油液，防止泄漏油液直接进入气缸，启泄漏保护作用，为紧急停机预留反应时间；

油缸的油腔一端分别带有左接近开关41或右接近开关51，提高了系统的工作效率。当活塞杆总成12运动至极限位置时，左接近开关41或右接近开关51 探测到信号，并给换向阀24发送换向指令，换向阀24换向，活塞杆总成12进行反向运动；当活塞杆总成12到达另一端极限位置时，另一端的左接近开关41 或右接近开关51给换向阀24发送换向指令，让活塞杆总成12重复以上动作，使活塞杆总成12以最短的反应时间做往复运动；

高压气腔110的左高压出气单向阀15后侧设有测压接头102，启监测输出压力和调压的作用；

高压气腔110设有调压阀302，可根据需求设定输出压力。当被充气设备或高压气腔110达到设定压力上限时，高压气体将推开右高压出气单向阀17，将高压气体通过低压气腔和管路排回气体输入端，启安全防过载作用。

另外，需要说明的是，该第一活塞环13、第二活塞环19和第三活塞环22 均不能替换为常规使用的密封圈，用活塞环代替常用的密封圈，对于本领域技术人员来说并非显而易见的，传统增压油缸由高压油腔与高压气腔110组成，高压气腔110与高压油腔之间通过密封圈进行密封。密封圈是具有弹性的材质做成，一般为橡胶材质，这种材质密封性好，但耐高温性能差，容易烧毁而致使密封失效。由于活塞环的密封性不如密封圈，在越高的压力下泄漏越大，如果将密封圈改成活塞环，油液和气体将容易互相渗漏，高压气腔110将混入油雾，并被注入蓄能设备，对设备造成影响；而渗入油腔的气体会被油液带回油箱，油箱气密性差，气体将从油箱挥发至空气中，若气体为天然气等有毒、易燃易爆等气体，容易发生人员中毒或者爆炸事故，如果在传统的结构下，即密封圈前增设活塞环，而没有低压气腔，那么渗漏至活塞环与密封件之间的油和气仍旧处于高压状态，在气体压缩瞬间产生的高热还是会损坏密封圈，最终导致泄漏。

与现有技术相比，本实用新型防燃爆性能强、具有自清洁功能、维护成本低、使用寿命长、左右对称，重量分布均匀，该油缸更适合横置。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种六腔等压等排量式油缸，包括气缸本体，其特征在于：还包括中缸机构、对称设置在中缸机构两端的油气混合压缩机构和驱动机构；

所述中缸机构包括中缸筒、活塞杆总成、第一活塞环、缸头、左高压出气单向阀、左低压进气单向阀、右高压出气单向阀、右低压出气单向阀和第二活塞环，所述中缸筒内部贯穿设有活塞杆总成，所述活塞杆总成从中缸筒两端伸出，所述活塞杆总成外部套设有第一活塞环，所述第一活塞环位于中缸筒内部中心处，所述第一活塞环将中缸筒隔开并使中缸筒两侧形成高压气腔，所述中缸筒两端对称连接有缸头，左侧所述缸头顶部连接左高压出气单向阀，左侧所述缸头底部连接左低压进气单向阀，右侧所述缸头顶部连接右高压出气单向阀，右侧所述缸头底部连接右低压出气单向阀，所述缸头与活塞杆总成之间连接有第二活塞环；

所述油气混合压缩机构包括缸筒和第三活塞环，所述缸头两侧均连接有缸筒，活塞杆总成贯穿缸头与缸筒之间通过第三活塞环连接，左侧所述第三活塞环将左侧所述缸筒隔开形成左高压油腔和左低压气腔，右侧所述第三活塞环将右侧所述缸筒隔开形成右低压气腔和右高压油腔，所述左低压气腔和右低压气腔的最低势能处均设置有单向排污阀；

所述驱动机构包括缓冲柱和换向阀，所述缓冲柱设有两组且分别固定在活塞杆总成两端。

2.根据权利要求1所述的六腔等压等排量式油缸，其特征是：所述气缸本体包括依次连接的左缸底、缸筒和右缸底，左侧所述缸头顶部通过左高压出气单向阀与左高压出气接头和测压接头依次连接，左侧所述缸头底部通过左低压进气单向阀与左低压进气阀连接，所述左高压出气单向阀一侧贯穿左侧所述缸头右侧，所述左低压进气单向阀两侧均贯穿左侧所述缸头。

3.根据权利要求1所述的六腔等压等排量式油缸，其特征是：右侧所述缸头顶部通过右高压出气单向阀与右高压出气接头和调压阀依次连接，右侧所述缸头底部通过右低压出气单向阀与右低压进气接头连接，所述右高压出气单向阀两侧贯穿右侧所述缸头，所述右低压出气单向阀两侧贯穿右侧所述缸头。

4.根据权利要求2所述的六腔等压等排量式油缸，其特征是：所述左缸底顶部连接有左接近开关，所述左缸底底部连接有左高压接头，所述右缸底顶部连接有右接近开关，所述右缸底底部连接有右高压接头。

5.根据权利要求2所述的六腔等压等排量式油缸，其特征是：所述第三活塞环靠近左高压油腔和右高压油腔一侧套设有单向油封，所述第三活塞环靠近左低压气腔和右低压气腔一侧套设有单向气封。

6.根据权利要求2所述的六腔等压等排量式油缸，其特征是：所述左缸底与缸筒连接处设有第一静密封，所述右缸底与缸筒连接处设有第二静密封。

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