CN210978046U - 一种双向增力液压缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液压缸，具体涉及一种双向增力液压缸。双向增力液压缸包括沿直线滑动配合的活塞缸和活塞，设定两者沿上下方向滑动配合；活塞缸包括缸套，活塞包括径向间隔地设于缸套中的活塞杆，两者形成环空；缸套和活塞杆中的其中一个为固定件，另一个为活动件；固定件上沿轴向间隔排布有至少三个固定件隔环，固定件隔环与活动件的相应周面滑动密封配合，以将环空分隔为至少两个上下独立的子腔室；活动件上对应于各子腔室固设有活动件隔环，活动件隔环与固定件的相应周面滑动密封配合，并将对应的子腔室分隔为上腔室和下腔室；上管路，与各上腔室相连；下管路，与各下腔室相连；上、下管路交替为进液管路和回液管路，以驱使活动件往复移动。

Description

一种双向增力液压缸

技术领域

本实用新型涉及一种液压缸，具体涉及一种双向增力液压缸。

背景技术

液压缸是将油液的动力能转换为机械能，用来驱动工作机构直接运动或摆线运动的一种能量转换装置。授权公告号为CN202391847U的中国实用新型专利公开了一种双作用增力液压缸，该双作用增力液压缸包括液体缸，液压缸的中部由侧壁分为两个腔室，上腔室中活动地安装有上活塞，下腔室中活动地安装有下活塞，上活塞的活塞杆朝上穿出并与固定的支架相连，下活塞的活塞杆朝下穿出并与运动部件相连，液压缸的下端也与运动部件相连。上活塞、下活塞分别与液压缸形成两个腔室，每个腔室都对应有一个节流阀。使用时，通过开闭各节流阀，能够实现液压缸、下活塞中的至少一个的伸出和回缩。

现有技术汇总的双作用增力液压缸能够实现双向作用并实现了作用力的叠加，但是存在以下弊端，当液压缸和下活塞同时与运动部件相连时，液压缸和下活塞同时驱动运动部件向下移动，液体流入由下活塞、液压缸构成的无杆腔时，虽然液体能够推动下活塞向下移动，但是液体同时会对液压缸产生向上的反向作用力，阻碍液压缸的下行，导致运动部件受到的整体下行作用力减小。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双向增力液压缸，以解决现有技术中液压缸多级施力时运动部件受到的整体顶推作用力较小的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型双向增力液压缸的技术方案是：一种双向增力液压缸，包括沿直线滑动配合的活塞缸和活塞，设定两者沿上下方向滑动配合；

活塞缸包括缸套，活塞包括径向间隔地设于缸套中的活塞杆，两者形成环空；

缸套和活塞杆中的其中一个为使用时固定布置的固定件，另一个为使用时可往复移动的活动件；

固定件上沿轴向间隔排布有至少三个固定件隔环，固定件隔环与活动件的相应周面滑动密封配合，以将环空分隔为至少两个上下独立的子腔室；

活动件上对应于各子腔室固设有活动件隔环，活动件隔环与固定件的相应周面滑动密封配合，并将对应的子腔室分隔为上腔室和下腔室；

上管路，与各上腔室相连，各上腔室并联布置；

下管路，与各下腔室相连，各上腔室并联布置；

上、下管路交替为进液管路和回液管路，以驱使活动件往复移动。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的双向增力液压缸中，无论是上腔室还是下腔室，形成腔室的都是一个固定件隔环和一个活动件隔环，在向腔室中注入液体后，腔室内的液体会同时对固定件隔环和活动件隔环施加作用力，由于固定夹隔环固定不动，液体只能推动活动件隔环移动。各上腔室和各下腔室并联布置，多个活动件隔环配合能够实现增力，通过上、下管路的交替互换，能够实现活动件的往复移动。本实用新型的双向增力液压缸在使用时没有阻碍力的产生，能够更好地利用液体的流动动力，在相同液体压力下，本实用新型的液压缸施力更大。

进一步地，定义固定件隔环中位于最上端的为上固定件隔环，位于最下端的为下固定件隔环，位于两者之间的为中固定件隔环，所述上固定件隔环、中固定件隔环以及各活动件隔环分别设置有上下对应贯通的上管路穿孔，还分别设置有上下对应贯通的下管路穿孔，上管路穿孔和下管路穿孔沿周向间隔排布，上、下管路均为刚性管，上管路由上到下贯穿各上管路穿孔且上端延伸至上固定件隔环上方，下管路由上到下贯穿各下管路穿孔且上端延伸至上固定件隔环上方，上管路上于各上腔室对应位置处设置有上管路径向开孔，下管路上于各下腔室对应位置处设置有下管路径向开孔。上管路和下管路都为刚性管，刚性管由上到下贯穿各穿孔且延伸入各腔室中，通过在上、下管路上开设径向开孔来与各腔室相连，使用时只需要将刚性管的一端与进液通道和回液通道相连接，连接时更加简便，且减小了液压缸的整体外径尺寸。

进一步地，所述活塞杆和缸套均由上下依次相连的多个分段依次螺纹插套形成，所述上固定件隔环、中固定件隔板和各活动件隔环均被上下夹装固定于相邻两分段之间。各分段螺纹插套，组装方便且能够拆卸更换，上固定件隔环、中固定件隔环和活动件隔环被上下夹装，在组装各分段时，能够避免上固定件隔环、中固定件隔环和活动件隔环被带动旋转，从而保证上固定件隔环、中固定件隔环和活动件隔环上的穿孔能够上下对应。

进一步地，所述下固定件隔环一体成型于对应的分段上。由于下固定件隔环中不再开设穿孔，采用一体成型的方式与分段相连，结构上更加简单。

进一步地，上固定件隔环、中固定件隔环以及各活动件隔环上于各上管路穿孔和下管路穿孔的上下孔口处均设置有密封圈，密封圈与对应的上管路和下管路滑动密封配合。采用密封圈后，能够保证上、下腔室内的液体不会经管路实现连通。

进一步地，所述活塞杆为所述固定件，缸套为所述活动件，缸套的下端朝下延伸至固定件隔环的下方，且下端具有缩颈段，缩颈段为连接段。缸套设置缩颈段，便于与其他的零部件以及管体连接。

附图说明

图1为本实用新型双向增力液压缸实施例中配套的液压整形管柱的使用状态图；

图2为图1中液压锚定器的结构示意图；

图3为本实用新型双向增力液压缸实施例中整形状态时液压换向器和双向助力器的配合示意图；

图4为图3中A-A截面的示意图；

图5为图3中B-B截面的示意图；

图6为本实用新型双向增力液压缸实施例中举拔状态时液压换向器和双向助力器的配合示意图；

图7为本实用新型双向增力液压缸实施例中液压换向器的结构示意图；

图8为本实用新型双向增力液压缸实施例中双向助力器的结构示意图；

图9为本实用新型双向增力液压缸实施例中整形通道和整形管路的连接示意图；

图10为本实用新型双向增力液压缸实施例中整形器的结构示意图；

图标记说明：100-套管；11-套管变形段；200-油管；300-液压锚定器；31-锚体；32-螺栓；33-弹簧；34-压条；35-锚牙；400-液压换向器；41-换向器主体；42-传压管；43-小径段；44-压帽；45-进液通道；46-大径段；47-进液通道出口；48-整形通道泄压孔；49-整形通道；410-中心孔；411-举拔通道；412-举拔通道泄压孔；500-双向助力器；51-活塞；52-活塞缸；53-缸套；54-活动件隔环；55-举拔管路径向开孔；56-整形管路径向开孔；57-整形腔室；58-举拔腔室；59-举拔管路；510-整形管路；511-活塞杆；512-固定件隔环；513-活塞杆分段；514-缸套分段；515-管路压帽；516-管路连接管；517-通道连接管；518-通道压帽；519-通道固定管；520-紫铜垫；600-整形器；61-上接头；62-整形器主体；63-钢球；64-挡板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的双向增力液压缸的具体实施例，如图1至图10所示，本实施例中将双向增力液压缸应用于具体的实际环境中来进行介绍，具体地，将双向增力液压缸应用在液压整形管柱上进行介绍，液压整形管柱能够对油气井中套管的变形段进行扩径修复。当然，本实用新型的双向增力液压缸能够适用于其他的使用环境。

液压整形管柱包括由上到下依次螺纹相连的油管200、液压锚定器300、液压换向器400、双向助力器500(即本实用新型中的双向增力液压缸)和整形器600。

油管200为市场常见的普通油管，中间具有中心通道。

液压锚定器300的结构如图2所示，液压锚定器300包括锚体31，锚体31中间有与油管200连通的中心通道，组装时，锚体31上端与油管200螺纹相连，下端与液压换向器400螺纹相连。锚体31的侧壁上沿周向间隔均匀安装有三个锚牙35，锚牙35沿锚体31的径向导向移动装配在锚体31上，锚牙35的内侧面与锚体31中的中心通道连通。在锚体31的外部对应于每一个锚牙35所在的位置通过螺栓32安装有压条34，锚牙35的径向外侧面上设置有凹槽，压条34能够沿径向嵌入凹槽内，压条34与锚牙35之间压装有弹簧33，弹簧33一端顶在压条34上，另一端顶在锚牙35上，对锚牙35施加径向朝内的作用力。

使用时，油管200内加压时，锚牙35在液体压力的作用力克服弹簧33的弹性作用力而径向外移，锚牙35咬合在套管100的内壁上，有效地锚定管柱，保证整形器600顺利下行。在油管200泄压后，锚牙35在弹簧33的弹性回复力下径向内移，与套管100内壁脱开。

液压换向器400的结构如图3至图8所示，液压换向器400包括换向器主体41，换向器主体41的上端端面上开设有中心孔410，中心孔410为开口朝上的盲孔，换向器主体41的下端端面上开设有内螺纹孔，内螺纹孔用来与双向助力器500相连。如图7所示，换向器主体41中设有整形通道49和举拔通道411，整形通道49和举拔通道411分设在中心孔410的两侧，整形通道49和举拔通道411为弯折通道，下端由换向器主体41中穿出，上端水平延伸并与中心孔410连通。中心孔410中位于下端的部分为密封段，整形通道49于中心孔410的密封段孔壁上具有整形通道进口，举拔通道411于中心孔410的密封段孔壁上具有举拔通道进口。由图7可以看出，整形通道进口和举拔通道进口均为环形开口。

由图7可以看出，液压换向器400还包括传压管42，传压管42中具有进液通道45，进液通道45为弯折通道，上端与液压锚定器300的中心通道连通，下端水平延伸，进液通道45于传压管42的水平侧部具有进液通道出口47，由图7可以看出，进液通道出口47为环形开口。传压管42包括上端的小径段43和下端的大径段46，大径段46和小径段43形成朝上的环形台阶，大径段46能够与中心孔410的密封段配合实现密封。本实施例中，为了防止传压管42从换向器主体41中脱出，在中心孔410中位于密封段上方的部分上螺纹旋装有压帽44，压帽44与中心孔410的孔壁之间设有密封圈。压帽44的内径小于中心孔410密封段的内径，小径段43的外周面与压帽44的内周面之间设有密封圈，实现滑动密封配合。压帽44能够与传压管42的大径段46的上端挡止配合，防止传压管42脱出，使用时，传压管42与液压锚定器300螺纹相连。

如图3、图5、图6和图7所示，在中心孔410的下端侧壁上开设有整形通道泄压孔48，整形通道泄压孔48位于整形通道进口下方，整形通道泄压孔48连通中心孔410和换向器主体41外部。如图3、图4所示，在中心孔410的密封段上还开设有举拔通道泄压孔412，举拔通道泄压孔412位于举拔通道进口的上方，举拔通道泄压孔412连通中心孔410和换向器主体41外部。

当液压换向器400处于图3所示的位置时，传压管42处于下极限位，大径段46封堵整形通道泄压孔48，小径段43与举拔通道泄压孔412和举拔通道进口均连通。进液通道出口47与整形通道49连通。由传压管42的进液通道45中进入的液体进入到整形通道49中，液体进入到整形腔室57中并下推活塞缸52，举拔腔室58中的液体经过举拔通道411进入到举拔通道泄压孔412中进行泄压。

当液压换向器400处于图6所示的位置时，传压管42处于上极限位，传压管42让开整形通道泄压孔48和整形通道进口，大径段46封堵举拔通道泄压孔412，进液通道45和举拔通道411连通。整形腔室57中的液体经过整形通道49和整形通道泄压孔48进行泄压。

双向助力器500的结构如图3、图6和图8所示，双向助力器包括活塞缸52和活塞51，活塞51上下可滑动地安装在活塞缸52中，本实施例中，活塞51的上端与液压换向器400的换向器主体41螺纹相连，活塞缸52的下端与整形器600相连。活塞51包括位于中间的活塞杆511，本实施例中，活塞杆511与换向器主体41固定相连，而形成了固定件。活塞缸52包括缸套53，缸套53径向间隔地位于活塞杆511的外部，两者形成环空。缸套53与整形器固定相连，而形成了活动件。

活塞杆511包括由上到下依次螺纹插套的四个活塞杆分段513。相邻的两个活塞杆分段513之间均上下夹装有固定件隔环512，最下一级的活塞杆分段513上一体成型有固定件隔环512。本实施例中，定义最上端的固定件隔环512为上固定件隔环，最下端的固定件隔环512为下固定件隔环，中间的两个固定件隔环512为中固定件隔环。本实施例中，固定件隔环512的内周面与活塞杆分段513之间固定有密封圈，固定件隔环512的外周面与缸套53之间也设置有密封圈，用来与缸套53滑动密封配合。

本实施例中，四个固定件隔环512将活塞杆511和缸套53之间的环空分隔为上下相对独立的三个子腔室。

本实施例中，缸套53包括由上到下依次螺纹插套的四个缸套分段514，任意相邻的两个缸套分段514之间均上下夹装有活动件隔环54，活动件隔环54位于对应的两个固定件隔环512之间，活动件隔环54的外周面与缸套分段514之间固定有密封圈，活动件隔环54的内周面与活塞杆511之间设置有密封圈，用来与活塞杆511滑动密封配合。本实施例中，活动件隔环54将对应的子腔室分隔为整形腔室57和举拔腔室58，整形腔室57在上而形成了上腔室，举拔腔室58在下而形成了下腔室。

本实施例中，为了将各整形腔室57连通起来，在上固定件隔环、中固定件隔环以及各活动件隔环54上均开设有上下贯通的整形腔室穿孔，由于上固定件隔环、中固定件隔环和各活动件隔环54均被上下夹装，在组装时可以保证上固定件隔环、中固定件隔环和各活动件隔环54不会随对应的分段转动，保证各整形腔室穿孔上下对应贯通。组装时，将刚性的整形管路510由上到下贯穿各整形腔室穿孔，并延伸到下固定件隔环处。

本实施例中，为了将各举拔腔室58连通起来，在上固定件隔环、中固定件隔环以及各活动件隔环54上均开设有上下贯通的举拔腔室穿孔，由于上固定件隔环、中固定件隔环和各活动件隔环54均被上下夹装，在组装时可以保证上固定件隔环、中固定件隔环和各活动件隔环54不会随对应的分段转动，保证各举拔腔室穿孔上下对应贯通。组装时，将刚性的举拔管路59由上到下贯穿各举拔腔室穿孔，并延伸到下固定件隔环处。

本实施例中的活动件隔环54和固定件隔环512均为具有一定厚度的环体，能够承受液压作用。

本实施例中，在整形管路510的管壁上对应每一个整形腔室57均开设有整形管路径向开孔56，在举拔管路59的管壁上对应每一个举拔腔室58均开设有举拔管路径向开孔55。

本实施例中，在各穿孔的上下孔口处均设有密封圈，密封圈与管路密封配合，防止上、下腔室中的液体互窜。

本实施例中，活塞杆511由多段螺纹插套形成，缸套53也由多段螺纹插套形成，这都是为了保证各隔环在组装时不会发生相对转动，保证举拔管路59和整形管路510能够由上向下贯穿。其他实施例中，可以采用以下方式进行固定，缸套和活塞杆仍然设计为多段分体的结构，但是对应的隔环不再采用上下夹装的方式，而是在相邻的两个分段组装完成后，再将隔环焊接在对应的活塞杆或缸套上。或者，其他实施例中，可以将活塞杆和缸套设计为整体式的结构，将隔环焊接在对应的活塞杆或缸套上即可，但是，采用焊接的方式存在的弊端在于，当活塞杆和缸套的长度较大时，焊接时较为困难，甚至为了焊接隔环，需要在缸套上开破口。

本实施例中，整形管路形成上管路，举拔管路形成下管路，当液压整形管柱整形向下驱动整形器时，液体经上管路进入上腔室中，下腔室中的液体经下管路回流泄压，上管路形成进液管路，下管路形成回液管路；当液压整形管柱向上举拔整形器时，液体经下管路进入下腔室中，上腔室中的液体经上管路回流泄压，上管路形成回液管路，下管路形成进液管路。

本实施例中，采用一根上管路与各上腔室连通，一根下管路与各下腔室连通。其他实施例中，上管路和下管路可以均包括一根主管路和多根分支管路(用软管)，主管路与液压换向器相连，分支管路与各对应的腔室连通。

其他实施例中，上腔室和下腔室的数量可以根据实际情况进行增减，但最少为两个。

本实施例中，缸套的下端为缩颈段，设有外螺纹，用来与整形器相连。

本实施例中，活塞固定在液压换向器上，活塞缸固定在整形器上，其他实施例中，两者可以进行互换，即将活塞缸活动套装在液压换向器的下端，将活塞的下端向下延伸并且设置外螺纹，与整形器相连，此时，活塞缸的缸套构成固定件，活塞的活塞杆构成活动件，其余的结构进行适应性地改变。

本实施例中，双向助力器500形成了多级助力结构，在水压不变的情况下能够尽可能地增大整形和举拔的作用力。

本实施例中，需要将整形管路510和整形通道49相连，将举拔管路59和举拔通道411相连，其具体连接方式一致，本实施例以整形管路510和整形通道49的相连为例进行阐述。如图9所示，整形通道49由换向器主体41的下端穿出，在整形通道49中焊接固定有通道固定管519，在通道固定管519的下端依次布置有紫铜垫520和通道连接管517，在通道固定管519上螺纹安装有通道压帽518，通道压帽518将通道连接管517和紫铜垫520压装在通道固定管519上。整形管路510的上端由双向助力器500中穿出，在整形管路510上由下向上依次布置有紫铜垫520和管路连接管516，在整形管路510上螺纹安装有管路压帽515，管路压帽515将管路连接管516和紫铜垫520压装在整形管路510上。然后，管路连接管516和通道连接管517焊接相连。

整形器600的结构如图9所示，本实施例中的整形器600的结构如图9所示，整形器600包括上接头61，组装时上接头61与双向助力器500中的活塞缸52螺纹相连。整形器600还包括连接在上接头61上的整形器主体62，整形器主体62上部为圆柱体，下部为圆锥体，在整形器主体62的外周上开设有多个安装槽，由图9可以看出，安装槽的槽底由下到上且由内向外倾斜布置，在安装槽中安装有钢球63，钢球63凸出于整形器主体62的外周表面。在整体器主体62上安装有挡板64，防止钢球63脱出。使用时，整形器600下放时，钢球63与套管变形段11的内壁顶压配合，随着整形器600的下移，钢球63被套管变形段11向上推动，钢球63逐渐径向外移，钢球63凸出于整形器主体62外周表面的高度也逐渐变大，使得整形器600的整体外径尺寸也逐渐变大，外扩套管变形段。而当整形器600上提时，钢球63在自重下下移并内收，使得整形器600的整体外径尺寸逐渐变小，由套管变形段11中脱出。

本实用新型的使用步骤如下：

1)下管柱：根据对受损套管的监测确定套管变形段11的内径尺寸，选择合适尺寸的整形器600，将液压换向器400上接液压锚定器300和油管200，液压换向器400下接双向助力器500，双向助力器500下接整形器600。将管柱下入套管100中，管柱在套管变形段11遇阻后，下探施压3吨，验证管柱到达套管变形段11，并使传压管42置于下极限位。

2)整形：从油管200中泵入液体，液体驱使锚牙35外移将管柱锚定在套管100上，油管200继续加压，双向助力器500的多级液压缸推动整形器600下行修复一段套管，举拔腔室58进行泄压；然后油管200上连通的位于地面上的泄压阀泄压后解除液压锚定器300的锚定；继续下探管柱3吨负荷，下探管柱的过程中，活塞缸52被套管变形段挡止无法下移，活塞51被驱动下移，整形腔室57中的液体可以被挤出，整形腔室57中的液体被挤到油管中，重复上述步骤，整形下一段，直到修复全部套管变形段。

3)上提套管：将套管变形段11全部修复完成后，油管泄压后液压锚定器锚牙回收，管柱解除锚定，上提管柱，液压换向器400接通举拔通道，同时整形器600外径减小，即可从套管变形段11退出，起出整形管柱。如果上提负荷过大，从油管200中泵入液体，液体进入举拔腔室58中，整形腔室57泄压，向上举拔整形器600，退出套管变形段，安全起出整形管柱。

4)第一级整形完毕后，更换加大一个外径级差的整形器，重复上述步骤，直至修复套管变形段内径达到设计的要求。

Claims (6)

1.一种双向增力液压缸，其特征在于：包括沿直线滑动配合的活塞缸和活塞，设定两者沿上下方向滑动配合；

活塞缸包括缸套，活塞包括径向间隔地设于缸套中的活塞杆，两者形成环空；

缸套和活塞杆中的其中一个为使用时固定布置的固定件，另一个为使用时可往复移动的活动件；

固定件上沿轴向间隔排布有至少三个固定件隔环，固定件隔环与活动件的相应周面滑动密封配合，以将环空分隔为至少两个上下独立的子腔室；

活动件上对应于各子腔室固设有活动件隔环，活动件隔环与固定件的相应周面滑动密封配合，并将对应的子腔室分隔为上腔室和下腔室；

上管路，与各上腔室相连，各上腔室并联布置；

下管路，与各下腔室相连，各上腔室并联布置；

上、下管路交替为进液管路和回液管路，以驱使活动件往复移动。

2.根据权利要求1所述的双向增力液压缸，其特征在于：定义固定件隔环中位于最上端的为上固定件隔环，位于最下端的为下固定件隔环，位于两者之间的为中固定件隔环，所述上固定件隔环、中固定件隔环以及各活动件隔环分别设置有上下对应贯通的上管路穿孔，还分别设置有上下对应贯通的下管路穿孔，上管路穿孔和下管路穿孔沿周向间隔排布，上、下管路均为刚性管，上管路由上到下贯穿各上管路穿孔且上端延伸至上固定件隔环上方，下管路由上到下贯穿各下管路穿孔且上端延伸至上固定件隔环上方，上管路上于各上腔室对应位置处设置有上管路径向开孔，下管路上于各下腔室对应位置处设置有下管路径向开孔。

3.根据权利要求2所述的双向增力液压缸，其特征在于：所述活塞杆和缸套均由上下依次相连的多个分段依次螺纹插套形成，所述上固定件隔环、中固定件隔板和各活动件隔环均被上下夹装固定于相邻两分段之间。

4.根据权利要求3所述的双向增力液压缸，其特征在于：所述下固定件隔环一体成型于对应的分段上。

5.根据权利要求2或3或4所述的双向增力液压缸，其特征在于：上固定件隔环、中固定件隔环以及各活动件隔环上于各上管路穿孔和下管路穿孔的上下孔口处均设置有密封圈，密封圈与对应的上管路和下管路滑动密封配合。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的双向增力液压缸，其特征在于：所述活塞杆为所述固定件，缸套为所述活动件，缸套的下端朝下延伸至固定件隔环的下方，且下端具有缩颈段，缩颈段为连接段。

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