CN212455044U - 一种带有上缓冲功能的空心杆柱塞缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于叉车液压系统的技术领域，具体涉及一种带有上缓冲功能的空心杆柱塞缸，包括缸筒、柱塞杆和导向套，缸筒的下端固定安装有缸底，导向套套设在缸筒的上端，柱塞杆为空心杆，且同轴布设在缸筒的内腔中；柱塞杆的上端固定安装有端盖并通过第一密封圈密封，柱塞杆的下端塞设有柱塞，柱塞的外圆柱面为阶梯面，且上阶梯面和柱塞杆的内侧壁贴合，并通过第二密封圈密封，柱塞上分别开设有连通油道和功能油道，连通油道的进油口对应开设于上阶梯面上，且和柱塞杆侧壁的油孔连通，功能油道的进油口对应开设于下阶梯面上，功能油道内配合设有阀座，圆锥槽的下槽口上配合设有钢球，阀座上还贯穿开设有节流孔，本实用新型的空心杆柱塞缸具有上缓冲功能，同时重量轻、制造成本较低。

Description

一种带有上缓冲功能的空心杆柱塞缸

技术领域

本实用新型属于叉车液压系统的技术领域，具体涉及一种带有上缓冲功能的空心杆柱塞缸。

背景技术

随着叉车向节能、高效的方向发展，对于液压系统提出了新的要求，提高运行效率降低系统压损，因此液压系统要采用高压系统。对于叉车油缸而言就需要缩小油缸的有效作用面积，若仍采用的行业普遍所使用的活塞式油缸，那就势必需要大幅减小杆径，其压杆稳定性就无法满足要求。

因此就需要叉车的油缸由传统的活塞缸更换为柱塞缸，同时为了保证驾驶的舒适性，避免柱塞杆外伸最大时，柱塞撞击端盖（导向套），需要在上腔设置缓冲机构，所以现有的技术手段都是设计为实心杆，但由于柱塞缸的有效作用面积为柱塞杆截面积，所以油缸因杆径的增加重量将增加30%以上，甚至到40%、50%。这对成本控制及整车高位稳定性提出了新的挑战。

实用新型内容

为了减轻重量，提高材料利用，以及降低整车因油缸增重而造成的承载能力损失，现开发出带有上缓冲功能的空心杆柱塞缸，具体技术方案如下：

一种带有上缓冲功能的空心杆柱塞缸，包括缸筒6、柱塞杆7和导向套2，所述缸筒6的下端固定安装有缸底62，且缸底62开设有和缸筒6内腔连通的缸底油道621，导向套2套设在缸筒6的上端，

所述柱塞杆7为空心杆，且同轴布设在缸筒6的内腔中，柱塞杆7的上端贯穿导向套2并延伸至缸筒6外侧；

所述柱塞杆7的上端固定安装有端盖71并通过第一密封圈72密封，柱塞杆7的下端塞设有柱塞75；

所述柱塞75的外圆柱面为阶梯面，且上阶梯面和柱塞杆7的内侧壁贴合固定，并通过第二密封圈74密封，下阶梯面对应缸筒6内侧壁；

所述柱塞75上分别开设有连通油道78和功能油道79，连通油道78的进油口对应开设于上阶梯面上，且和柱塞杆7侧壁的油孔734连通，功能油道79的进油口对应开设于下阶梯面上，连通油道78的出油口和功能油道79的出油口分别和缸底油道621连通；

所述功能油道79内配合设有阀座77，阀座77上开设有圆锥槽771和阀座油道772，圆锥槽771的下槽口和阀座油道772连通，且圆锥槽771的下槽口上配合设有钢球76，所述阀座77上还贯穿开设有节流孔773，且节流孔773的一端孔口对应开设在圆锥槽771的槽壁上。

进一步，所述连通油道78为直角油道，直角油道的水平段和柱塞杆7侧壁的油孔连通，垂直段同轴开设于柱塞75的中部，且和底座油道621的进油口622连通；

所述功能油道79为直角油道，水平段的一端口为功能油道79的进油口，垂直段平行于柱塞75的轴向，且和底座油道621的进油口622连通；

所述功能油道79的垂直段为阶梯孔，且为上圆柱孔和下圆柱孔，上圆柱孔的孔径小于下圆柱孔的孔径，所述阀座77为圆柱体形，且配合安装在下圆柱孔内，所述阀座油道772下部的内侧面为六棱柱面。

进一步，所述柱塞75的上阶梯面分别开设有密封圈沟槽753和环形槽751，柱塞75塞设到柱塞杆7下端的内腔时，上阶梯面和柱塞杆7内腔对应的内圆柱面配合，并通过密封圈沟槽753和第二密封圈74的配合密封；

所述柱塞75的下阶梯面分别开设支撑环槽755和孔用密封圈槽756，支撑环槽755内配合设有支撑环8，且下阶梯面和缸筒6的内侧壁之间通过孔用密封圈槽756和孔用密封圈9的配合密封。

进一步，所述导向套2的外圆柱面为阶梯状，且上部直径小于下部直径，为上部导套和下部导套，

导向套2套设在柱塞杆7的上端部，使得上部导套位于缸筒6的上方，上部导套的内侧壁和柱塞杆7的外侧壁之间通过杆用密封圈3密封，上部导套的上端和对应的柱塞杆7外侧壁之间通过防尘圈密封1，下部导向套的外侧壁和缸筒6的内侧壁之间通过第三密封圈4密封；

所述下部导套的下端对应缸筒6的侧壁上水平插设有放气螺钉5。

本实用新型的有益技术效果如下：

（1）本实用新型的空心杆柱塞缸的功能油道内设有阀座，阀座的圆锥槽内设有钢球，钢球和圆锥槽的下槽口在压力的作用下分离或压合，当钢球和下槽口压合时，上腔油液只能经节流孔流动，因此阀座起到单向节流的作用；当钢球在下腔的压力作用下和下槽口分离时，下腔油液能经过阀座油道快速向上腔进油；当柱塞杆起升到连通油道的进油口对应着导向套的内侧壁时，上腔的油液因为孔用密封圈的密封作用，只能通过功能油道回到下腔，这个过程阀座使得油液经节流孔流入下腔，由于节流孔的作用使得上腔形成背压，柱塞杆的上升运动减速，最终缓慢接近导向套，这个工作过程就是上缓冲功能；同时当门架下降时，连通油道的进油口滑出导向套前，上腔压力小，钢球在下腔的压力作用下和下槽口分离时，下腔油液能经过阀座油道快速向上腔进油，过程同步进行。若无此结构，上腔在连通油道的进油口滑出导向套前为真空状态，一旦滑出，下腔油液瞬间从连通油道的进油口补入上腔，将意味柱塞杆总成连同载荷会瞬间下滑一定距离，会造成巨大冲击和载荷从门架上跌落的安全风险；因此本实用新型的空心杆柱塞缸具有起升到顶的缓冲功能和下降补油功能。

（2）本实用新型的柱塞杆的上端固定安装有端盖并通过第一密封圈密封，柱塞杆的下端塞设有柱塞，柱塞的上阶梯面分别开设有密封圈沟槽，柱塞塞设到柱塞杆下端的内腔时，上阶梯面和柱塞杆内腔对应的内圆柱面之间通过密封圈沟槽和第二密封圈的配合密封，这样使得柱塞杆的内腔形成上下两道密封，减少了液压系统的液压油使用量，如果没有下端密封，柱塞杆的内腔也需要储油。

（3）本实用新型的柱塞杆为空心杆，使得本实用新型的空心杆柱塞缸总重量减轻30%以上，以2吨起升高4.8米叉车油缸为例，采用原技术方案设计重量达57.7Kg，采用本实用新型的设计方案的重量仅为37.5Kg，重量减轻约35%；由于柱塞缸的70%-80%成本取决于活塞杆或柱塞杆，因此本实用新型的制造或采购成本将大幅降低。

附图说明

图1为本实用新型空心杆柱塞缸的结构示意图。

图2为本实用新型的缸筒总成的结构示意图。

图3为本实用新型的柱塞杆安装总成的结构示意图。

图4为本实用新型的柱塞杆的结构示意图。

图5为本实用新型的柱塞的结构示意图。

图6为本实用新型的阀座的结构示意图。

图7为本实用新型空心杆柱塞缸的起升状态图。

图8为本实用新型空心杆柱塞缸上升进入缓冲区状态图。

图9为本实用新型空心杆柱塞缸从外伸最大处下降状态图。

其中：1防尘圈密封、2导向套、3杆用密封圈、4第三密封圈、5放气螺钉、6缸筒、62缸底、621缸底油道、622进油口、7柱塞杆、71端盖、72第一密封圈、731密封倒角、732端盖安装孔、733密封面、734油孔、735柱塞安装孔、74第二密封圈、75柱塞、76钢球、77阀座、771圆锥槽、772阀座油道、773节流孔、78连通油道、79功能油道、751环形槽、753密封圈沟槽、755支撑环槽、756孔用密封圈槽、8支撑环、9孔用密封圈、10防爆阀。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

见图1，

一种带有上缓冲功能的空心杆柱塞缸，包括缸筒6、柱塞杆7和导向套2，所述缸筒6的下端固定安装有缸底62，且缸底62开设有和缸筒6内腔连通的缸底油道621。缸底油道621中设有防爆阀10，用于外部供油管路爆破后，限制油缸快速下滑，并以标准要求的安全速度下降。

见图2，缸筒6和缸底62组成缸筒总成。

导向套2套设在缸筒6的上端，导向套2的外圆柱面为阶梯状，且上部直径小于下部直径，为上部导套和下部导套，

导向套2套设在柱塞杆7的上端部，使得上部导套位于缸筒6的上方，上部导套的内侧壁和柱塞杆7的外侧壁之间通过杆用密封圈3密封，上部导套的上端和对应的柱塞杆7外侧壁之间通过防尘圈密封1，下部导向套的外侧壁和缸筒6的内侧壁之间通过第三密封圈4密封；

所述下部导套的下端对应缸筒6的侧壁上水平插设有放气螺钉5。

所述柱塞杆7为空心杆，且同轴布设在缸筒6的内腔中，柱塞杆7的上端贯穿导向套2并延伸至缸筒6外侧；

所述柱塞杆7的上端固定安装有端盖71并通过第一密封圈72密封，柱塞杆7的下端塞设有柱塞75；

见图3，柱塞杆7、端盖71和柱塞75组成柱塞总成。

见图4，柱塞杆7为空心，柱塞杆7内腔的上端开设密封倒角731，密封倒角731的下方的柱塞杆7内腔开设端盖安装孔732，柱塞杆7内腔的下端部为柱塞安装孔735，柱塞安装孔735的上方柱塞杆7内腔开设密封面733；端盖安装孔732和端盖71配合并通过螺纹连接或挡圈固定连接，柱塞安装孔735和柱塞75的上阶梯面配合并通过螺纹连接或挡圈固定连接，密封倒角731配合安装第一密封圈72，密封面733配合安装第二密封圈74。

见图5，所述柱塞75的外圆柱面为阶梯面，且上阶梯面和柱塞杆7的内侧壁贴合，下阶梯面对应缸筒6内侧壁；

所述柱塞75的上阶梯面分别开设有密封圈沟槽753和环形槽751，柱塞75塞设到柱塞杆7下端的内腔时，上阶梯面和柱塞杆7内腔对应的内圆柱面配合，并通过密封圈沟槽753和第二密封圈74的配合密封；

所述柱塞75的下阶梯面分别开设支撑环槽755和孔用密封圈槽756，支撑环槽755内配合设有支撑环8，且下阶梯面和缸筒6的内侧壁之间通过孔用密封圈槽756和孔用密封圈9的配合密封。支撑环8用于柱塞杆总成的支撑和导向作用，孔用密封圈9用于缓冲工作时的密封、困油用。

所述柱塞75上分别开设有连通油道78和功能油道79，连通油道78的进油口对应开设于上阶梯面上，且和柱塞杆7侧壁的油孔连通，功能油道79的进油口对应开设于下阶梯面上，连通油道78的出油口和功能油道79的出油口分别和缸底油道621连通；

所述连通油道78为直角油道，直角油道的水平段和柱塞杆7侧壁的油孔连通，垂直段同轴开设于柱塞75的中部，且和底座油道621的进油口622连通。

所述功能油道79为直角油道，水平段的一端口为功能油道79的进油口，垂直段平行于柱塞75的轴向，且和底座油道621的进油口622连通。

所述功能油道79内配合设有阀座77，功能油道79的垂直段为阶梯孔，且为上圆柱孔和下圆柱孔，上圆柱孔的孔径小于下圆柱孔的孔径，阀座77为圆柱体形，且配合安装在下圆柱孔内，所述阀座油道772下部的内侧面为六棱柱面，便于阀座77的安装。

见图6，阀座77上开设有圆锥槽771和阀座油道772，圆锥槽771的下槽口和阀座油道772连通，且圆锥槽771的下槽口上配合设有钢球76，所述阀座77上还贯穿开设有节流孔773，且节流孔773的一端孔口对应开设在圆锥槽771的槽壁上。钢球76起到单向关闭功能油道79的功能，形成了单向节流的作用。

本实用新型的工作原理：

1、门架起升过程，见图7和图8：

空心杆柱塞缸的上、下腔通过连通油道78连通，起升时上腔油液会通过连通油道78回到下腔。当起升到连通油道78的进油口对应着导向套2的内侧壁时，上腔的油液因为孔用密封圈9的密封作用，只能通过功能油道79回到下腔。这个过程钢球76在压力的作用下与圆锥槽771的下槽口配合切断了阀座油道772，使得油液经节流孔773流入下腔，阀座77起到单向阀的作用，由于节流孔773的作用使得上腔形成背压，使柱塞75的上升运动减速，最终缓慢接近导向套2，这个工作过程就是上缓冲功能；

2、门架下降过程，见图9：

当柱塞杆总成一旦下降，在下腔的压力作用下，推动钢球76:上移，油液及时通过功能油道79补充到上腔。如果没有功能油道79，钢球76和圆锥槽771组成的单向阀的作用。油液无法及时补充到上腔，也就意味连通油道78的进油口滑出导向套2前，上腔为负压，使得连通油道78的进油口滑出导向套2的瞬间时，下腔油液瞬间从连通油道78补入上腔，也就意味柱塞杆总成连同载荷会瞬间下滑一定距离，会造成巨大冲击和载荷从门架上跌落的安全风险。因此本实用新型的空心杆柱塞缸将起升到顶的缓冲、下降补油功能以及上下腔连通主油道，全部集成到柱塞75上。

由于空心的柱塞杆7的设计使得本实用新型的空心杆柱塞缸总重量减轻30%以上，以2吨起升高4.8米叉车油缸为例，采用原技术方案设计重量达57.7Kg，采用本实用新型的设计方案的重量仅为37.5Kg，重量减轻约35%；由于柱塞缸的70%-80%成本取决于活塞杆或柱塞杆，因此本实用新型的制造或采购成本将大幅降低；

由于柱塞杆7的上端固定安装有端盖71并通过第一密封圈72密封，柱塞杆7的下端塞设有柱塞75，柱塞75的上阶梯面分别开设有密封圈沟槽753，柱塞75塞设到柱塞杆7下端的内腔时，上阶梯面和柱塞杆7内腔对应的内圆柱面之间通过密封圈沟槽753和第二密封圈74的配合密封，这样使得柱塞杆7的内腔形成上下两道密封，减少了液压系统的液压油使用量，如果没有下端密封，柱塞杆7的内腔也需要储油。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带有上缓冲功能的空心杆柱塞缸，包括缸筒（6）、柱塞杆（7）和导向套（2），所述缸筒（6）的下端固定安装有缸底（62），且缸底（62）开设有和缸筒（6）内腔连通的缸底油道（621），导向套（2）套设在缸筒（6）的上端，

其特征在于：所述柱塞杆（7）为空心杆，且同轴布设在缸筒（6）的内腔中，柱塞杆（7）的上端贯穿导向套（2）并延伸至缸筒（6）外侧；

所述柱塞杆（7）的上端固定安装有端盖（71）并通过第一密封圈（72）密封，柱塞杆（7）的下端塞设有柱塞（75）；

所述柱塞（75）的外圆柱面为阶梯面，且上阶梯面和柱塞杆（7）的内侧壁贴合固定，并通过第二密封圈（74）密封，下阶梯面对应缸筒（6）内侧壁；

所述柱塞（75）上分别开设有连通油道（78）和功能油道（79），连通油道（78）的进油口对应开设于上阶梯面上，且和柱塞杆（7）侧壁的油孔（734）连通，功能油道（79）的进油口对应开设于下阶梯面上，连通油道（78）的出油口和功能油道（79）的出油口分别和缸底油道（621）连通；

所述功能油道（79）内配合设有阀座（77），阀座（77）上开设有圆锥槽（771）和阀座油道（772），圆锥槽（771）的下槽口和阀座油道（772）连通，且圆锥槽（771）的下槽口上配合设有钢球（76），所述阀座（77）上还贯穿开设有节流孔（773），且节流孔（773）的一端孔口对应开设在圆锥槽（771）的槽壁上。

2.根据权利要求1所述一种带有上缓冲功能的空心杆柱塞缸，其特征在于：所述连通油道（78）为直角油道，直角油道的水平段和柱塞杆（7）侧壁的油孔连通，垂直段同轴开设于柱塞（75）的中部，且和缸底油道（621）的进油口（622）连通；

所述功能油道（79）为直角油道，水平段的一端口为功能油道（79）的进油口，垂直段平行于柱塞（75）的轴向，且和缸底油道（621）的进油口（622）连通；

所述功能油道（79）的垂直段为阶梯孔，且为上圆柱孔和下圆柱孔，上圆柱孔的孔径小于下圆柱孔的孔径，所述阀座（77）为圆柱体形，且配合安装在下圆柱孔内，所述阀座油道（772）下部的内侧面为六棱柱面。

3.根据权利要求1所述一种带有上缓冲功能的空心杆柱塞缸，其特征在于：所述柱塞（75）的上阶梯面分别开设有密封圈沟槽（753）和环形槽（751），柱塞（75）塞设到柱塞杆（7）下端的内腔时，上阶梯面和柱塞杆（7）内腔对应的内圆柱面配合，并通过密封圈沟槽（753）和第二密封圈（74）的配合密封；

所述柱塞（75）的下阶梯面分别开设支撑环槽（755）和孔用密封圈槽（756），支撑环槽（755）内配合设有支撑环（8），且下阶梯面和缸筒（6）的内侧壁之间通过孔用密封圈槽（756）和孔用密封圈（9）的配合密封。

4.根据权利要求1所述一种带有上缓冲功能的空心杆柱塞缸，其特征在于：

所述导向套（2）的外圆柱面为阶梯状，且上部直径小于下部直径，为上部导套和下部导套，

导向套（2）套设在柱塞杆（7）的上端部，使得上部导套位于缸筒（6）的上方，上部导套的内侧壁和柱塞杆（7）的外侧壁之间通过杆用密封圈（3）密封，上部导套的上端和对应的柱塞杆（7）外侧壁之间通过防尘圈密封（1），下部导向套的外侧壁和缸筒（6）的内侧壁之间通过第三密封圈（4）密封；

所述下部导套的下端对应缸筒（6）的侧壁上水平插设有放气螺钉（5）。

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