CN214366583U - 一种活塞气缸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种活塞气缸装置，包括驱动机构、导向机构、气缸、活塞和背压装置，所述导向机构具有与所述活塞接触的接触部，所述气缸具有收容所述活塞的气缸工作空间，所述气缸与所述导向机构连接，所述接触部随着所述驱动机构的运动在所述导向机构内做往复运动，并在所述往复运动的过程中将所述活塞从第一位置推向第二位置，所述活塞包括连接所述接触部的第一侧，以及与所述第一侧相对设置的第二侧，所述背压装置调整所述第二侧附近的气体压力以将所述活塞从所述第二位置压回所述第一位置。本实用新型结构独特，使用方便，降低了材料成本、加工成本和装配成本，提高了活塞气缸装置的可靠性。

Description

一种活塞气缸装置

技术领域

本实用新型涉及一种活塞气缸装置。

背景技术

为了保证活塞与气缸以及导向机构与活塞杆的同轴度，在加工和装配上对活塞与活塞杆的同轴度以及气缸与导向机构的同轴度具有很高的要求，例如中国专利文献CN203009228U。常规结构的活塞、活塞杆的形式有松套式、整体式(固定式)。松套式为活塞杆与活塞直接存在连接结构但非固定，整体式(固定式)为活塞杆与活塞直接连接且相互完全装配或者设计为一个零件。现有的结构设计由于加工形位公差的高要求对加工设备有很高的要求，同时不易保证装配时的配合度，导致活塞偏磨，气缸和活塞环组件的易损，严重会出现活塞杆损坏甚至存在气缸拉缸的隐患。

因此，有必要提供一种活塞气缸装置以解决现有技术中存在的上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种活塞气缸装置，克服了上述现有技术之不足，降低了材料成本、加工成本和装配成本，提高了活塞气缸装置的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型所述的一种活塞气缸装置，包括驱动机构、导向机构、气缸、活塞和背压装置，所述导向机构具有活动连接所述活塞的接触部，所述气缸具有收容所述活塞的气缸工作空间，所述气缸与所述导向机构连接，所述接触部随着所述驱动机构的运动在所述导向机构内做往复运动，并在所述往复运动的过程中将所述活塞从第一位置推向第二位置，所述活塞包括连接所述接触部的第一侧，以及与所述第一侧相对设置的第二侧，所述背压装置调整所述第二侧附近的气体压力以将所述活塞从所述第二位置压回所述第一位置。

本实用新型的有益效果在于：所述驱动机构带动所述导向机构将活塞从所述第一位置推动至所述第二位置，通过所述背压装置向所述气缸工作空间内施加气压，将所述活塞从所述第二位置压回至所述第一位置，因此，无需在所述导向机构和所述活塞之间设置连接结构，降低了所述导向机构与所述活塞之间同轴度的要求，提高了设备的可靠性。

进一步的，所述驱动机构设置在远离所述背压装置的一侧，所述驱动机构包括连杆和曲轴，所述曲轴与所述连杆相互连接以带动所述连杆摆动；所述曲轴还设有曲轴平衡块，所述平衡块设置在所述曲轴远离所述连杆的一侧，所述曲轴与所述连杆之间依靠轴承连接固定。其有益效果在于：所述曲轴平衡块降低了所述曲轴旋转时的震动，提高了设备的可靠性和安全性。

进一步的，所述导向机构设置在所述驱动机构和所述气缸之间，所述导向机构包括导向缸和十字头，所述十字头上还设有十字头销；所述导向机构与所述驱动机构通过所述十字头销和轴承连接固定，使所述连杆带动所述十字头上的所述接触部在所述导向缸内作水平方向的往复运动。其有益效果在于：所述十字头销和所述轴承保证了所述驱动机构和所述导向机构之间的紧密的配合。

进一步的，所述气缸设置在远离所述驱动机构的一侧，所述气缸包括气缸缸套、气缸缸盖，所述气缸缸套与所述气缸缸盖共同构筑有所述气缸工作空间，所述活塞设置在所述气缸工作空间内；所述气缸与所述导向缸通过螺栓固定，所述气缸缸盖上还设有进气管和排气管。其有益效果在于：所述气缸给所述活塞提供了所述气缸工作空间，并通过所述进气管和所述排气管改变所述气缸工作空间的气压，在所述气缸工作空间内实现气体或者液体介质的流体压缩的过程。

进一步的，所述活塞设置在所述气缸工作空间内，所述活塞靠近所述第二侧的位置设有一定数量的活塞环，用于保证所述活塞与所述气缸工作空间内壁之间的气密性。其有益效果在于：所述活塞环可以保证所述活塞与所述气缸工作空间内壁之间的气密性，降低所述气缸工作空间内气体的泄露量，并能保证所述气缸空间内壁与所述活塞之间的润滑度。

进一步的，所述背压装置设置在所述排气管气体出口处的下游，与所述排气管通过螺纹接头相互连接，用以调整所述第二侧至所述气缸缸盖之间的气体压力。其有益效果在于：所述背压装置通过所述排气管与所述活塞气缸装置连接，提供背压将所述活塞从所述第二位置压回至所述第一位置，保证所述气缸工作空间内所述活塞的正常工作。

进一步的，所述第一位置为所述活塞与所述驱动机构之间距离最短的位置，所述第二位置为所述活塞第二侧至所述气缸缸盖的距离小于所述十字头在所述第一位置时所述十字头至所述气缸与所述导向缸连接侧的端面距离的任意位置。其有益效果在于：当活塞移动至离气缸缸盖的距离小于所述十字头在所述第一位置时所述十字头至与所述气缸接触的所述导向缸缸壁之间的距离的任意位置时，所述背压装置均能将所述活塞从所述第二位置压回至所述第一位置。

进一步的，所述活塞和所述导向机构之间为活动接触，或采用松连接形式，依靠所述活塞位置处的所述气缸工作空间的内壁自动对正保证所述活塞与所述接触部的同轴度。其有益效果在于：由于所述活塞与所述导向机构不再固定在一起，所述导向机构的安装与所述活塞在所述气缸空间里的位置没有直接的影响，降低了成本和装配上的要求。

进一步的，所述接触部设置在所述十字头上，所述接触部所在的侧壁上还设有凹陷部。其有益效果在于，由于所述接触部需要推动所述活塞运动，因此对所述接触部的接触面的加工工艺要求较高，所设置的凹陷部，可以降低加工工艺的要求，减少了加工成本和材料成本。

进一步的，所述十字头至少设置一个油槽和一个润滑孔，与所述活塞接触的凹槽为油槽，与所述连杆接触的凹槽为润滑孔。其有益效果在于：通过所述油槽与所述润滑孔的配合，保证了润滑油进入所述油槽后不会因为所述连杆与所述十字头的接触而将所述油槽堵死，使润滑油顺利进入所述十字头销和所述轴承之间，减少所述十字头销和所述轴承之间的摩擦，提高了设备的可靠性。

进一步的，所述背压装置设有气压阈值，当所述背压装置中的气压不小于所述气压阈值时，所述背压装置提供背压，通过所述排气管进入所述气缸工作空间，调整所述第二侧与所述气缸缸盖之间的气体压力，将所述活塞从所述第二位置压回至所述第一位置。其有益效果在于：由于所述气压装置设定了所述气压阈值，能确保所述活塞在第二位置时，所述背压装置能提供足够的气压将所述活塞从所述第二位置压回至所述第一位置。

进一步的，所述背压装置中的所述气压由上一级的活塞气缸装置提供，所述上一级的活塞气缸装置与所述活塞气缸装置的所述进气管连接，所述上一级的活塞气缸装置产生的所述气压从所述进气管进入所述气缸工作空间后，通过所述排气管进入所述背压装置，直至所述气压达到所述背压装置设定的所述气压阈值。其有益效果在于：通过所述上一级的活塞气缸装置给所述背压装置提供气压，使所述背压装置能提供将所述活塞从所述第二位置压回至所述第一位置需要的气压。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中活塞气缸装置的主视剖面图；

图2为本实用新型的一个实施例中活塞在第一位置的主视剖面图；

图3为本实用新型的一个实施例中活塞被导向机构推动至第二位置的主视剖面图；

图4为本实用新型的一个实施例中导向机构推动活塞至第二位置后复位的主视剖面图；

图5为本实用新型的一个实施例中活塞、气缸和背压装置的主视剖面图；

图6为本实用新型所述接触部的截面图。

附图中的编码分别为：

1-驱动机构；11-连杆；12-曲轴；121-曲轴平衡块；13-轴承；

2-导向机构；21-导向缸；22-十字头；221-油槽；222-润滑孔；223-排气槽；224-排气槽；23-十字头销；24-轴承；a-接触部；b-凹陷部；

3-气缸；31-气缸缸套；32-气缸缸盖；321-散热片；33-进气管；331-进气阀；34-排气管；341-测温孔；342-排气阀；35-散热片；36-加强筋；

4-活塞；41-活塞环；

5-背压装置。

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，下面将结合本实用新型的附图，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作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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，所述活塞气缸装置包括驱动机构、导向机构、气缸、活塞和背压装置，所述导向机构具有活动连接所述活塞的接触部，所述气缸具有收容所述活塞的气缸工作空间，所述气缸与所述导向机构连接，所述接触部随着所述驱动机构的运动在所述导向机构内做往复运动，并在所述往复运动的过程中将所述活塞从第一位置推向第二位置，所述活塞包括连接所述接触部的第一侧，以及与所述第一侧相对设置的第二侧，所述背压装置调整所述第二侧附近的气体压力以将所述活塞从所述第二位置压回所述第一位置。

以图1-图3所示中的活塞气缸结构为例，所述活塞气缸装置包括驱动机构1、导向机构2、气缸3、活塞4和背压装置5，所述导向机构1具有活动连接所述活塞4的所述接触部a，所述气缸3具有收容所述活塞4的气缸工作空间，所述气缸3与所述导向机构2连接，所述接触部a随着所述驱动机构1的运动在所述导向机构2内做往复运动，并在所述往复运动的过程中将所述活塞4从第一位置推向第二位置，所述活塞4包括连接所述接触部a的第一侧，以及与所述第一侧相对设置的第二侧，所述背压装置5调整所述第二侧附近的气体压力以将所述活塞4从所述第二位置压回所述第一位置。

本实施例中，所述导线机构和所述活塞之间还可以通过活塞杆或其他连接装置采用松连接形式实现活塞与导向机构的不直接固定连接。

在某些可能的实施例中，如图1所示，所述驱动机构1设置在远离所述背压装置5的一侧，所述驱动机构1包括连杆11和曲轴12，所述曲轴12与所述连杆11相互连接以带动所述连杆11摆动；所述曲轴12还设有曲轴平衡块121，所述平衡块121设置在所述曲轴12远离所述连杆11的一侧，所述曲轴12与所述连杆11之间依靠轴承13连接固定。

在一种可能的实施例中，如图2所示，所述导向机构2设置在所述驱动机构1和所述气缸3之间，所述导向机构2包括导向缸21和十字头22，所述十字头22上还设有十字头销23；所述导向机构2与所述驱动机构1通过所述十字头销23和轴承24连接固定，使所述连杆11带动所述十字头22上的所述接触部a在所述导向缸21内作水平方向的往复运动。

在某些可能的实施例中，所述接触部a所在的侧壁上还设有凹陷部b，由于所述接触部a需要推动所述活塞4运动，因此对所述接触部a的接触面的加工工艺要求较高，所设置的所述凹陷部b，可以降低加工工艺的要求，减少加工成本和材料成本。

在某些可能的实施例中，所述连杆11与所述活塞4之间的十字头22还开设有2个凹槽，与所述活塞4接触的凹槽是一个油槽221，当所述活塞气缸装置工作时，润滑油从所述油槽221进入所述十字头销23和所述轴承24，减少所述十字头销23与所述轴承24之间的摩擦，同时，所述油槽221的设置使所述十字头22具有了推动所述活塞4运动的所述接触部a，与所述连杆11接触的凹槽为一个润滑孔222，以保证润滑油进入与所述油槽221后不会因为所述连杆11与所述十字头22的接触而将所述油槽221堵死，所述润滑孔222的设置使润滑油顺利进入所述十字头销23和所述轴承24之间。

在某些可能的实施例中，十字头22还设有以所述油槽221和所述润滑孔222为中心轴对称的排气槽223和排气槽224，用以将在气缸工作时，从所述活塞4与所述气缸工作空间内壁之间溢流的气体排至所述气缸活塞装置的外部，防止溢流的气体储存在所述十字头22与所述活塞4之间，影响所述十字头22与所述活塞4之间的接触。

在某些可能的实施例中，如图3所示，所述气缸3设置在远离所述驱动机构1的一侧，所述气缸3包括气缸缸套31、气缸缸盖32，所述气缸缸套31与所述气缸缸盖32共同构筑有所述气缸工作空间，所述活塞4设置在所述气缸工作空间内；所述气缸3与所述导向缸21通过螺栓固定，所述气缸缸盖上32还设有进气管33和排气管34。

在某些具体的实施例中，所述气缸3外部还设有用以给所述气缸降温的散热片35和保证所述气缸强度的加强筋36，所述气缸缸盖32外部也设有用以降温的散热片321，所述排气管34上设有温度探测孔341，用以监控气缸3内的工作温度，所述排气管34和所述进气管33分别设有排气阀342和进气阀331，以防止气体的反向流通。

在某些具体的实施例中，如图4所示，所述活塞4设置在所述气缸工作空间内，所述活塞4靠近所述第二侧的位置设有3个活塞环41，用于保证所述活塞4与所述气缸工作空间内壁之间的气密性。本实施例对活塞环的数量没有特别的限制。

在某些具体的实施例中，如图2、图3和图5所示，在所述排气管34气体出口处的下游设有背压装置5，所述背压装置5设有气压阈值，当所述背压装置5中的气压不小于所述气压阈值时，所述背压装置5提供背压，通过所述排气管34进入所述气缸工作空间，调整所述第二侧与所述气缸缸盖32之间的气体压力，将所述活塞4从所述第二位置压回至所述第一位置。

优选的是，在所述排气管34气体出口处的下游设有一个背压阀5，所述背压阀5与所述气缸缸盖32的所述排气管34通过螺纹接头相互连接，通过所述背压阀5上的调节部位压紧或者放松弹簧，设定所述背压阀5的气压阈值，当所述活塞4的所述第二侧至所述背压阀5之间管道内的气压达到所设定的所述气压阈值时才能推开所述背压阀5的阀芯，所述背压阀5向所述气缸工作空间内排出气体或者流体，完成对所述活塞4的所述第二侧至所述气缸缸盖32侧之间气体压力的调节。本实施例中用于提供背压的装置不限于背压阀还可为其他形式的气压调节装置。

在某些具体的实施例中，所述导向机构与所述活塞之间可设置活塞杆，所述活塞杆与所述导向机构连接而与所述活塞之间无固定连接。本实施例中所述导向机构与所述活塞之间的连接装置不限于所述活塞杆，可以在所述活塞和所述导向机构之间不设置任何链接结构，或采用松连接形式，依靠所述活塞位置处的所述气缸工作空间的内壁自动对正保证所述活塞与所述接触部的同轴度。

虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (13)

1.一种活塞气缸装置，其特征在于，包括驱动机构、导向机构、气缸、活塞和背压装置，所述导向机构具有与所述活塞接触的接触部，所述气缸具有收容所述活塞的气缸工作空间，所述气缸与所述导向机构连接，所述接触部随着所述驱动机构的运动在所述导向机构内做往复运动，并在所述往复运动的过程中将所述活塞从第一位置推向第二位置，所述活塞包括连接所述接触部的第一侧，以及与所述第一侧相对设置的第二侧，所述背压装置调整所述第二侧附近的气体压力以将所述活塞从所述第二位置压回所述第一位置。

2.如权利要求1所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述驱动机构设置在远离所述背压装置的一侧，所述驱动机构包括连杆和曲轴，所述曲轴与所述连杆相互连接以带动所述连杆摆动；所述曲轴还设有曲轴平衡块，所述平衡块设置在所述曲轴远离所述连杆的一侧，所述曲轴与所述连杆之间依靠轴承连接固定。

3.如权利要求2所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述导向机构设置在所述驱动机构和所述气缸之间，所述导向机构包括导向缸和十字头，所述十字头上还设有十字头销；所述导向机构与所述驱动机构通过所述十字头销和轴承连接固定，使所述连杆带动所述十字头上的所述接触部在所述导向缸内作水平方向的往复运动。

4.如权利要求3所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述气缸设置在远离所述驱动机构的一侧，所述气缸包括气缸缸套、气缸缸盖，所述气缸缸套与所述气缸缸盖共同构筑有所述气缸工作空间；所述气缸与所述导向缸通过螺栓固定，所述气缸缸盖上还设有进气管和排气管。

5.如权利要求1所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述活塞靠近所述第二侧的位置设有至少一个活塞环，用于保证所述活塞与所述气缸工作空间内壁之间的气密性。

6.如权利要求4所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述背压装置设置在所述排气管气体出口处的下游，与所述排气管通过螺纹接头相互连接，用以调整所述第二侧至所述气缸缸盖之间的气体压力。

7.如权利要求4所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述第一位置为所述活塞与所述驱动机构之间距离最短的位置，所述第二位置为所述活塞第二侧至所述气缸缸盖的距离小于所述十字头在所述第一位置时所述十字头至所述气缸与所述导向缸连接侧的端面距离的任意位置。

8.如权利要求1所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述活塞和所述导向机构之间为活动接触，或采用松连接形式，依靠所述活塞位置处的所述气缸工作空间的内壁自动对正保证所述活塞与所述接触部的同轴度。

9.如权利要求3所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述接触部设置在所述十字头上，所述接触部所在的侧壁上还设有凹陷部。

10.如权利要求3所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述十字头至少设置一个油槽和一个润滑孔，与所述活塞接触的凹槽为油槽，与所述连杆接触的凹槽为润滑孔。

11.如权利要求6所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述背压装置设有气压阈值，当所述背压装置中的气压不小于所述气压阈值时，所述背压装置提供背压，通过所述排气管进入所述气缸工作空间，调整所述第二侧与所述气缸缸盖之间的气体压力，将所述活塞从所述第二位置压回至所述第一位置。

12.如权利要求7所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述第二位置为所述活塞第二侧与所述气缸缸壁接触时的位置。

13.如权利要求11所述的活塞气缸装置，其特征在于，所述背压装置中的所述气压由上一级的活塞气缸装置提供，所述上一级的活塞气缸装置与所述活塞气缸装置的所述进气管连接，所述上一级的活塞气缸装置产生的所述气压从所述进气管进入所述气缸工作空间后，通过所述排气管进入所述背压装置，直至所述气压达到所述背压装置设定的所述气压阈值。

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