CN212127436U - 一种气液双介质缓冲油缸 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气液双介质缓冲油缸，包括缸筒、缸盖、活塞杆以及装在活塞杆一端的活塞头，所述活塞杆位于所述缸筒内的一端沿着轴向依次开设有用以安装活塞头的安装孔、以及用以储存油液的储油室。本实用新型充分利用系统前缸缸筒环形有杆腔内气体的巨大压缩比和高弹性，使得环形有杆腔内的缓冲油液刚开始工作时，系统后缸已同步启动，且活塞杆一端的活塞头没有接触到缸盖，极大的降低了系统前缸与系统后缸切换时因活塞头与缸盖直接撞击带来的冲击，实现系统前缸与系统后缸之间的平顺切换。
Description
技术领域
本实用新型涉及叉车技术领域，具体是一种气液双介质缓冲油缸。
背景技术
目前叉车行业及叉车市场，配置全自由起重系统的需求越来越多，市场需求越来越高，如二级全自由、三级全自由、甚至四级全自由起重系统。
但是叉车行业内一直存在一个问题没有得以很好的解决，就是全自由门架的系统前缸、系统后缸在切换动作时产生冲击的问题，此问题会造成叉车抖动，使其稳定性降低，且叉车震动严重影响驾驶员的驾驶舒适性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种气液双介质缓冲油缸，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种气液双介质缓冲油缸，包括缸筒、缸盖、活塞杆以及装在活塞杆一端的活塞头，所述活塞杆带动所述活塞头沿着所述缸筒的轴向移动；
所述缸筒与所述活塞杆形成的环形有杆腔内装有缓冲油液；
所述活塞杆位于所述缸筒内的一端沿着轴向依次开设有用以安装活塞头的安装孔、以及用以储存油液的储油室，且所述安装孔的末端与所述储油室相连通；
所述活塞杆位于所述安装孔的一侧沿着径向开设有节流孔与回流孔，且所述节流孔的一端与所述活塞头上横向开设的节流油道相连通、所述回流孔的一端与所述安装孔的末端或所述储油室相连通。
作为本实用新型进一步的方案：所述活塞头的中部从无杆腔一端至有杆腔一端依次开设有用以安装单向阀的固定孔、以及与所述安装孔的末端相连通的防溢孔；
所述防溢孔靠近所述安装孔末端的一段内部装有防溢管、且所述防溢管的一端伸入所述储油室内。
作为本实用新型进一步的方案：所述缓冲油液从所述缸筒的有杆腔依次经所述节流孔、所述节流油道、以及所述安装孔的末端进入所述储油室形成节流通道；
所述缓冲油液从所述储油室依次经所述安装孔的末端、所述回流孔进入所述缸筒的有杆腔内形成回流通道。
作为本实用新型进一步的方案：所述缸筒靠近所述缸盖的有杆腔一侧开设有螺纹孔、且所述螺纹孔内装有补气螺钉。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)通过将系统前缸设置为气液双介质缓冲油缸为系统前缸，充分利用系统前缸缸筒环形有杆腔内气体的巨大压缩比和高弹性，使得环形有杆腔内缓冲油液刚进入靠近缸盖的工作区域时，环形有杆腔内气体压缩后的气体压力刚好使得系统前缸的压力增加至接近系统后缸的启动临界压力，且环形有杆腔内气体压缩后的气体压力小于单向阀打开所需的压力，进而使得环形有杆腔内的缓冲油液刚开始工作时，系统后缸已同步启动，且活塞杆一端的活塞头没有接触到缸盖，极大的降低了系统前缸与系统后缸切换时因活塞头与缸盖直接撞击带来的冲击，即可实现系统前缸与系统后缸之间的平顺切换，进而在很大程度上降低了叉车抖动的幅度，提高了驾驶员驾驶过程中的舒适性；
(2)通过设置的防溢管可有效防止缸筒有杆腔内的缓冲油液从安装在活塞头上的单向阀渗漏至缸筒的无杆腔内；若系统前缸内的密封件失效，缸筒环形有杆腔内的缓冲油液过多、产生的压力较大时，可通过设置的单向阀，使得环形有杆腔内的多余缓冲油液经单向阀排入缸筒的无杆腔；
(3)当油缸使用一段时间后，出现有气体泄漏导致有杆腔内的气体过少、压力过小时，通过将设置在缸筒一侧的补气螺钉打开，使有杆腔与大气连通从而自行补气，进而确保系统前缸的正常使用。
附图说明
图1为本实用新型未设置补气螺钉的气液双介质缓冲油缸结构示意图；
图2为本实用新型设置有补气螺钉的气液双介质缓冲油缸结构示意图。
图中：
1-1、缸盖，1-2、缸筒，1-3、活塞杆，1-4、活塞头，1-5、单向阀，1-6、防溢管，1-7、储油室，1-8、回流孔，1-9、节流孔，1-10、缓冲油液，1-11、补气螺钉、1-12、节流油道、1-13、安装孔。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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。
请参阅图1，一种气液双介质缓冲油缸，包括缸筒1-2、缸盖1-1、活塞杆1-3以及装在活塞杆一端的活塞头1-4，所述活塞杆1-3带动所述活塞头1-4沿着所述缸筒1-2的轴向移动；所述缸筒1-2与所述活塞杆1-3形成的环形有杆腔内装有缓冲油液1-10；所述活塞杆1-3位于所述缸筒1-2内的一端沿着轴向依次开设有用以安装活塞头的安装孔1-13、以及用以储存油液的储油室1-7，且所述安装孔1-13的末端与所述储油室1-7相连通；所述活塞杆1-3位于所述安装孔1-13的一侧沿着径向开设有节流孔1-9与回流孔1-8，且所述节流孔1-9的一端与所述活塞头1-4上横向开设的节流油道1-12相连通、所述回流孔1-8的一端与所述安装孔1-13的末端或所述储油室1-7相连通。
油缸的环形有杆腔为密闭空间，且油缸的密闭有杆腔内存在一个大气压的密闭气体环境。利用气体巨大的压缩比和高弹性，在具体使用时，气液双介质缓冲油缸为系统前缸，当活塞头1-4高速接近缸盖1-1时，密闭环形有杆腔内的气体压缩产生气体压力，即使得环形有杆腔内缓冲油液1-10刚进入靠近缸盖1-1的工作区域时，环形有杆腔内气体压缩后的气体压力刚好使得系统前缸的压力增加至接近系统后缸的启动临界压力，且环形有杆腔内气体压缩后的气体压力小于单向阀1-5打开所需的压力，进而使得环形有杆腔内的缓冲油液1-10刚开始工作时，系统后缸已同步启动，且活塞杆1-3一端的活塞头1-4没有接触到缸盖1-1，极大的降低了系统前缸与系统后缸切换时因活塞头1-4与缸盖1-1直接撞击带来的冲击，即可实现系统前缸与系统后缸之间的平顺切换，进而在很大程度上降低了叉车抖动的幅度，提高了驾驶员驾驶过程中的舒适性。
在将缸筒1-2纵向放置、且系统前缸未工作时，缸筒1-2有杆腔内的所述缓冲油液1-10的液位低于所述回流孔1-8且高于所述节流孔1-9；当环形有杆腔内的气体压缩后液化或出现气体泄漏时，可通过缓冲油1-10液进行辅助缓冲，也能在一定程度上降低活塞头1-4与缸盖1-1撞击带来的冲击。
请参阅图1和图2，所述活塞头1-4的中部从无杆腔一端至有杆腔一端依次开设有用以安装单向阀1-5的固定孔、以及与所述安装孔1-13的末端相连通的防溢孔；所述防溢孔靠近所述安装孔1-13末端的一段内部装有防溢管1-6、且所述防溢管1-6的一端伸入所述储油室1-7内。
所述缓冲油液1-10从所述缸筒1-2的有杆腔依次经所述节流孔1-9、所述节流油道1-12、以及所述安装孔1-13的末端进入所述储油室1-7形成节流通道；所述缓冲油液1-10从所述储油室1-7依次经所述安装孔1-13的末端、所述回流孔1-8进入所述缸筒1-2的有杆腔内形成回流通道。
当活塞头1-4接近缸盖1-1时，活塞杆1-3上开设的回流孔1-8进入缸盖1-1内，此时缸筒1-2环形有杆腔内的缓冲油液1-10依次从活塞杆1-3上开设的节流孔1-9、所述节流油道1-12、以及所述安装孔1-13的末端，即缸筒1-2环形有杆腔内的缓冲油液1-10经节流通道进入储油室1-7，在这个过程中会由于节流产生压差，并在缸筒1-2的有杆腔内形成阻尼压力，致使系统前缸的压力进一步提升。
通过设置的防溢管1-6可有效防止缸筒1-2有杆腔内的缓冲油液1-10从安装在活塞头1-4上的单向阀1-5渗漏至缸筒1-2的无杆腔内；若系统前缸内的密封件失效时，缸筒1-2无杆腔内的缓冲油液1-10会内漏至缸筒1-2的环形有杆腔内，当缸筒1-2的环形有杆腔内积累的缓冲油液1-10过多、产生的压力较大时，可及时打开设置的单向阀1-5，使得环形有杆腔内的多余缓冲油液1-10经单向阀1-5排入缸筒1-2的无杆腔。
请参阅图2，所述缸筒1-2靠近所述缸盖1-1的有杆腔一侧开设有螺纹孔、且所述螺纹孔内装有补气螺钉1-11。
在正常使用时，安装在缸筒1-2一侧的补气螺钉1-11无需打开，使得缸筒1-2的有杆腔为密闭的环形空间。而当缸筒1-2使用一段时间后，有气体泄漏导致有杆腔内的气体过少、压力过小时，可将设置在缸筒1-2一侧的补气螺钉1-11打开，使有杆腔与大气连通从而自行补气，进而确保系统前缸的正常使用。
请参阅图1，一种气液双介质缓冲油缸的缓冲方法，所述气液双介质缓冲油缸为系统前缸；合理设计所述储油室的体积，并利用所述储油室存储所述缸筒有杆腔内的气体和所述缓冲油液；在所述缸筒有杆腔内的缓冲油液工作前，利用所述缸筒有杆腔内的气体压缩来增加系统压力，有杆腔内的气体压缩后经回流孔进入储油室，实现所述系统前缸与所述系统后缸之间的平顺切换。
为确保密闭环形有杆腔内的气体压缩后产生气体压力接近系统后缸的启动临界压力，且环形有杆腔内气体压缩后的气体压力小于单向阀打开所需的压力，需要合理设计活塞杆内开设的储油室体积，即确保储油室能够在气体压缩时有合适的储气空间，进而保证气体压缩后一直存在一个合适的阻尼压力。
所述储油室体积值的具体计算步骤如下：
S1、计算所述缸筒密闭有杆腔内气体压缩时的空气压力上限；
所述步骤S1中，计算所述缸筒有杆腔内气体压缩时的空气压力上限时，应同时满足：
条件1，所述缸筒密闭有杆腔内气体压缩后的压力不能打开单向阀，即
条件2，所述缸筒密闭有杆腔内气体压缩完前，所述缸筒无杆腔内形成的反作用压力、正常工作压力以及沿程压损三者之和应接近所述系统后缸的启动压力，即
其中，P空气：前缸气体压缩时的空气压力，P前缸：前缸工作压力，P后缸：后缸工作压力，P1-5：单向阀的开启压力，ΔP：系统前缸至系统后缸之间的联通管路的沿程压损；D1-2：缸筒的内径，D1-3：活塞杆的直径。
根据以上条件1得到的公式(1)和条件2得到的公式(2)，得到气体压缩后的压力上限，即气体压缩后的压力上限为公式(1)和公式(2)计算得到的压力最小值，即气体压缩后的压力P空气应同时满足：
S2、根据波义耳气体方程及压缩后的空气压力与所述储油室的体积关系，计算所述储油室的体积值。
所述步骤S2中，根据波义耳气体方程，由压缩后的空气压力与所述储油室的体积关系，得到如下公式：
其中，P大气：大气压，V1-7：储油室的体积，V1-10：缓冲油液的体积，S：活塞杆在系统前缸的行程；
进而得到所述储油室的体积值V1-7。
例如：当前缸工作压力P前缸为1.2MPa、后缸工作压力P后缸为2MPa、系统前缸至系统后缸之间的联通管路的沿程压损ΔP为0.5MPa、单向阀的开启压力P1-5为1.0MPa、大气压P大气为0.1MPa；
缸筒的内径D1-2为75mm、活塞杆的直径D1-3为55mm；
储油室的体积V1-7为339254.5mm3、缓冲油液的体积V1-10为51000mm3；
活塞杆在系统前缸的行程S为800mm。
S1、计算所述缸筒密闭有杆腔内气体压缩时的空气压力上限时，根据条件1得到的前缸气体压缩时的空气压力P空气≤4.090909MPa，根据条件2得到的前缸气体压缩时的空气压力P空气≤0.649038MPa；最终得到所述缸筒密闭有杆腔内气体压缩时的空气压力上限为P空气＝0.649038MPa。
S2、根据波义耳气体方程及压缩后的空气压力与所述储油室的体积关系，
通过以上步骤S1与步骤S2计算得到储油室的体积V1-7为合适值，即可满足系统前缸工作时，能利用气体巨大的压缩比和高弹性，当活塞头高速接近缸盖时，密闭环形有杆腔内的气体压缩产生气体压力，压缩后的气体压力刚好使得系统前缸的压力增加至接近系统后缸的启动临界压力，且环形有杆腔内气体压缩后的气体压力小于单向阀打开所需的压力。
当将储油室的空间体积设计的过小时，即环形有杆腔内的空气没有完全压缩完，就会出现系统前缸的活塞杆外伸一部分时，系统后缸就已开始工作，则会出现“窜缸”的问题；并且，若储油室体积过小，会使得所述缸筒密闭有杆腔内气体压缩后的压力过大而打开单向阀，此时环形有杆腔内的气体会经单向阀排入缸筒的无杆腔内，从而失去作用。
当将储油室的空间体积设计的过大时，会出现气体压缩后的气体压力远小于系统后缸的启动临界压力，即系统前缸只能完全依靠其缸筒环形有杆腔内的缓冲油液；而当完全依靠其缸筒环形有杆腔内的缓冲油液时，在活塞头高速靠近缸盖时，缓冲油液高速接近缸盖，此时缓冲油液瞬间碰撞缸盖也可视为刚性碰撞，然后活塞杆上开设的回流孔进入缸盖内，环形有杆腔内的缓冲油液只能从节流孔经节流通道进入储油室内，产生阻尼作用，此过程所需时间太短，而系统后缸压力的建立过程也很短，两种几乎是同步进行动作，此时便会产生系统前缸与系统后缸之间的切换液压冲击，造成门架抖动，影响驾驶人员的舒适性，同时，也提高了整个系统的加工成本，影响其使用效果。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种气液双介质缓冲油缸，包括缸筒（1-2）、缸盖（1-1）、活塞杆（1-3）以及装在活塞杆一端的活塞头（1-4），所述活塞杆（1-3）带动所述活塞头（1-4）沿着所述缸筒（1-2）的轴向移动；其特征在于：所述缸筒（1-2）与所述活塞杆（1-3）形成的环形有杆腔内装有缓冲油液（1-10）；
所述活塞杆（1-3）位于所述缸筒（1-2）内的一端沿着轴向依次开设有用以安装活塞头的安装孔（1-13）、以及用以储存油液的储油室（1-7），且所述安装孔（1-13）的末端与所述储油室（1-7）相连通；
所述活塞杆（1-3）位于所述安装孔（1-13）的一侧沿着径向开设有节流孔（1-9）与回流孔（1-8），且所述节流孔（1-9）的一端与所述活塞头（1-4）上横向开设的节流油道（1-12）相连通、所述回流孔（1-8）的一端与所述安装孔（1-13）的末端或所述储油室（1-7）相连通。
2.根据权利要求1所述气液双介质缓冲油缸，其特征在于：所述活塞头（1-4）的中部从无杆腔一端至有杆腔一端依次开设有用以安装单向阀（1-5）的固定孔、以及与所述安装孔（1-13）的末端相连通的防溢孔；
所述防溢孔靠近所述安装孔（1-13）末端的一段内部装有防溢管（1-6）、且所述防溢管（1-6）的一端伸入所述储油室（1-7）内。
3.根据权利要求2所述气液双介质缓冲油缸，其特征在于：所述缓冲油液（1-10）从所述缸筒（1-2）的有杆腔依次经所述节流孔（1-9）、所述节流油道（1-12）、以及所述安装孔（1-13）的末端进入所述储油室（1-7）形成节流通道；
所述缓冲油液（1-10）从所述储油室（1-7）依次经所述安装孔（1-13）的末端、所述回流孔（1-8）进入所述缸筒（1-2）的有杆腔内形成回流通道。
4.根据权利要求3所述气液双介质缓冲油缸，其特征在于：所述缸筒（1-2）靠近所述缸盖（1-1）的有杆腔一侧开设有螺纹孔、且所述螺纹孔内装有补气螺钉（1-11）。
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|---|---|---|---|
| CN202020414785.8U CN212127436U (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 一种气液双介质缓冲油缸 |
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| CN202020414785.8U CN212127436U (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 一种气液双介质缓冲油缸 |
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| CN212127436U true CN212127436U (zh) | 2020-12-11 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111348597A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-06-30 | 安徽合力股份有限公司 | 一种气液双介质缓冲油缸及其缓冲方法 |
-
2020
- 2020-03-25 CN CN202020414785.8U patent/CN212127436U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN111348597A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-06-30 | 安徽合力股份有限公司 | 一种气液双介质缓冲油缸及其缓冲方法 |
| CN111348597B (zh) * | 2020-03-25 | 2023-12-01 | 安徽合力股份有限公司 | 一种气液双介质缓冲油缸及其缓冲方法 |
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