CN217381080U - 液压缸系统及液压步进梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液压缸系统，包括液压缸、蓄能器、阀控机构以及具有供油口和回油口的液压源；液压缸具有有杆腔和两个无杆腔，有杆腔分别与供油口和回油口连通；两个无杆腔均分别与供油口、回油口和蓄能器连通；阀控机构使蓄能器、供油口和回油口分别择一地与液压缸的其中一个油腔连通。另外还涉及采用该液压缸系统的液压步进梁。本实用新型为液压缸提供一个液压弹簧，具有良好的节能效果；通过配套油路设计，对于重载下降上升过程中出现变载荷的情况时，可以随时交换两个无杆腔的功能，能更好地满足工况要求、提高能量回收效果，较好地适用于液压步进梁等的液压设备的工作需求。

Description

液压缸系统及液压步进梁

技术领域

本实用新型属于液压缸技术领域，具体涉及一种液压缸系统及采用该液压缸系统的液压步进梁。

背景技术

在现代化轧钢厂中，液压步进加热炉以其多方面的优点已得到了广泛的应用，无论是板材、还是棒线型材，无论是新建生产线、还是老厂改造，均优先采用液压步进加热炉。大中型步进炉，主要由步进梁、升降斜轨、固定梁和步进梁的液压驱动机构等组成，钢坯的运行在炉内通过步进梁的上升→前进→下降→后退来完成，其中步进梁的上升和下降由升降液压缸驱动，前进和后退由平移缸驱动。步进梁托起钢坯时，升降液压缸需要克服步进梁及钢坯等全部重量做功，需输出很大功率，而下降时由于重力作用会导致升降液压缸承受负性负载，一般是对液压缸提供背压，使步进梁平稳下降。这种工况会使液压泵站的功率输出很不均衡，当步进梁下降时这些能量没有充分利用，在一定程度上造成了能源浪费，同时，这种情况下产生背压会造成液压源大量发热，液压源容易出现故障，为了保障液压源正常工作，也会消耗更多的冷却水。

实用新型内容

本实用新型涉及一种液压缸系统及采用该液压缸系统的液压步进梁，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型涉及一种液压缸系统，包括液压缸、蓄能器、阀控机构以及具有供油口和回油口的液压源；

所述液压缸包括缸筒、活塞杆以及连接于所述活塞杆上并且滑设于所述缸筒内的活塞，所述缸筒内设有导向柱，所述活塞杆为中空件并且均套设于所述导向柱上，所述活塞、所述活塞杆与所述缸筒配合围设形成有杆腔，所述活塞杆与所述导向柱配合围设形成第一无杆腔，所述活塞、所述导向柱与所述缸筒配合围设形成第二无杆腔；

所述有杆腔分别与所述供油口和所述回油口连通；所述第一无杆腔分别与所述供油口、所述回油口和所述蓄能器连通；所述第二无杆腔分别与所述供油口、所述回油口和所述蓄能器连通；所述阀控机构使所述蓄能器、所述供油口和所述回油口分别择一地与液压缸的其中一个油腔连通。

作为实施方式之一，所述阀控机构包括第一方向控制阀，所述第一方向控制阀为三位四通电磁阀，具有A口、B口、与所述供油口连通的P口以及与所述回油口连通的T口，其中，所述第一无杆腔和所述第二无杆腔均与所述A口连通，所述有杆腔与所述B口连通。

作为实施方式之一，所述阀控机构还包括第二方向控制阀和第三方向控制阀，所述第二方向控制阀和第三方向控制阀均具有一个出油口以及分别与所述A口和所述蓄能器连通的两个进油口，所述第二方向控制阀的出油口与所述第一无杆腔连通，所述第三方向控制阀的出油口与所述第二无杆腔连通。

作为实施方式之一，所述第一无杆腔和所述第二无杆腔的油口侧均设有单向阀，所述单向阀的导通方向与对应油腔的进油方向一致。

作为实施方式之一，所述单向阀为液控单向阀，所述液压缸系统还配置有用于控制两个单向阀通断的单向阀控制油路。

作为实施方式之一，所述单向阀控制油路上布置有梭阀和能控制油路通断的换向控制阀，所述梭阀的两个进油口分别与所述供油口和所述蓄能器连通，所述梭阀的出油口与所述换向控制阀的进油口连通，两个单向阀均与所述换向控制阀的出油口连通。

作为实施方式之一，所述第一无杆腔、所述第二无杆腔和所述有杆腔的油口侧均配置有压力传感器。

作为实施方式之一，所述液压源配置有多套恒压变量泵，各所述恒压变量泵的出油口均与所述供油口连通。

本实用新型还涉及一种液压步进梁，包括步进梁本体、用于驱动所述步进梁本体升降的升降液压缸以及用于驱动所述步进梁本体平移的平移液压缸，所述升降液压缸采用如上所述的液压缸系统。

本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的液压缸系统，将液压缸的无杆腔分割成并联的第一无杆腔和第二无杆腔，其中一个无杆腔和有杆腔正常控制液压缸的运动速度和方向时，另外一个无杆腔和蓄能器相连接，相当于提供一个液压弹簧，在重载下降过程中吸收势能，提供支撑力让重载平稳下降，在重载上升过程中，蓄能器将吸收的势能释放出来辅助重载上升，具有良好的节能效果，能避免液压源过量发热、消耗过多冷却水等情况。通过配套油路设计，对于重载下降上升过程中出现变载荷的情况时，可以随时交换两个无杆腔的功能，能更好地满足工况要求、提高能量回收效果，较好地适用于液压步进梁等的液压设备的工作需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的液压缸系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的步进梁的动作示意图；

图3为步进梁空载上升时液压缸系统的状态图；

图4为步进梁满载上升时液压缸系统的状态图；

图5为步进梁满载下降时液压缸系统的状态图；

图6为步进梁空载下降时液压缸系统的状态图。

具体实施方式

下面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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1、图3-图6，本实用新型实施例提供一种液压缸系统，包括液压缸1、蓄能器5、阀控机构以及具有供油口和回油口的液压源2。

如图1、图3-图6，所述液压缸1包括缸筒14、活塞杆15以及连接于所述活塞杆15上并且滑设于所述缸筒14内的活塞，所述缸筒14内设有导向柱16，所述活塞杆15为中空件并且均套设于所述导向柱16上，所述活塞、所述活塞杆15与所述缸筒14配合围设形成有杆腔11，所述活塞杆15与所述导向柱16配合围设形成第一无杆腔12，所述活塞、所述导向柱16与所述缸筒14配合围设形成第二无杆腔13。优选地，上述活塞连接在活塞杆15的端部，该活塞也为中空件并且套设在导向柱16上。上述有杆腔11、第一无杆腔12和第二无杆腔13均具有一个油口，该油口可作为对应油腔的进出油通道。

如图1、图3-图6，所述有杆腔11分别与所述供油口和所述回油口连通；所述第一无杆腔12分别与所述供油口、所述回油口和所述蓄能器5连通；所述第二无杆腔13分别与所述供油口、所述回油口和所述蓄能器5连通。所述阀控机构使所述蓄能器5、所述供油口和所述回油口分别择一地与液压缸1的其中一个油腔连通；也即，通过上述阀控机构，使有杆腔11切换地与供油口或回油口连通，使第一无杆腔12切换地与供油口、回油口或蓄能器5连通，使第二无杆腔13切换地与与供油口、回油口或蓄能器5连通，显然地，在同一时刻，供油口、回油口和蓄能器5连接的油腔是不同的。

可以理解地，蓄能器5可与第一无杆腔12或第二无杆腔13连通；当蓄能器5与第一无杆腔12连通时，有杆腔11和第二无杆腔13中，其中一油腔与供油口连通，另一油腔与回油口连通；当蓄能器5与第二无杆腔13连通时，有杆腔11和第一无杆腔12中，其中一油腔与供油口连通，另一油腔与回油口连通。

为满足上述油路设计，在其中一个实施例中，如图1、图3-图6，所述阀控机构包括第一方向控制阀31，所述第一方向控制阀31为三位四通电磁阀，具有A口、B口、与所述供油口连通的P口以及与所述回油口连通的T口，其中，所述第一无杆腔12和所述第二无杆腔13均与所述A口连通，所述有杆腔11与所述B口连通。在该第一方向控制阀31的基础上，还需实现A口切换地与第一无杆腔12或第二无杆腔13连通，另外，蓄能器5也要切换地与第一无杆腔12或第二无杆腔13连通；相应地，所述阀控机构还包括第二方向控制阀32和第三方向控制阀33，所述第二方向控制阀32和第三方向控制阀33均具有一个出油口以及分别与所述A口和所述蓄能器5连通的两个进油口，所述第二方向控制阀32的出油口与所述第一无杆腔12连通，所述第三方向控制阀33的出油口与所述第二无杆腔13连通。其中，当第二方向控制阀32的出油口与A口导通时，第三方向控制阀33的出油口与蓄能器5导通；当第二方向控制阀32的出油口与蓄能器5导通时，第三方向控制阀33的出油口与A口导通。在其中一个实施例中，上述第二方向控制阀32和第三方向控制阀33可采用二位三通电磁阀。

通过上述第一方向控制阀31、第二方向控制阀32和第三方向控制阀33配合，可使液压缸1适用于不同工况，尤其是对于重载运动过程中会出现载荷变化和载荷运动方向变化等情况。

本实施例提供的液压缸系统，将液压缸1的无杆腔分割成并联的第一无杆腔12和第二无杆腔13，其中一个无杆腔和有杆腔11正常控制液压缸1的运动速度和方向时，另外一个无杆腔和蓄能器5相连接，相当于提供一个液压弹簧，在重载下降过程中吸收势能，提供支撑力让重载平稳下降，在重载上升过程中，蓄能器5将吸收的势能释放出来辅助重载上升，具有良好的节能效果，能避免液压源2过量发热、消耗过多冷却水等情况。通过配套油路设计，对于重载下降上升过程中出现变载荷的情况时，可以随时交换两个无杆腔的功能，能更好地满足工况要求、提高能量回收效果。

进一步优化上述液压缸系统，如图1、图3-图6，所述第一无杆腔12和所述第二无杆腔13的油口侧均设有单向阀34，所述单向阀34的导通方向与对应油腔的进油方向一致，通过设置单向阀34，能提高液压缸1的工作可靠性。进一步地，所述单向阀34为液控单向阀34，所述液压缸系统还配置有用于控制两个单向阀34通断的单向阀34控制油路；采用液控单向阀34，可进一步扩展液压缸1的工作模式，增大液压缸1的适用范围，例如在步进梁作平移运动时，可使单向阀34处于关闭状态，节能效果较好。在其中一个实施例中，如图1、图3-图6，所述单向阀34控制油路上布置有梭阀36和能控制油路通断的换向控制阀35，所述梭阀36的两个进油口分别与所述供油口和所述蓄能器5连通，所述梭阀36的出油口与所述换向控制阀35的进油口连通，两个单向阀34均与所述换向控制阀35的出油口连通。其中，上述换向控制阀35可采用二位三通电磁阀；可在供油口处的供油管以及蓄能器5的压力油管上分别设置旁通管以连接梭阀36的两个进油口。

在其中一个具体实施方式中，如图1、图3-图6，所述第一无杆腔12、所述第二无杆腔13和所述有杆腔11的油口侧均配置有压力传感器4，可对各油腔的压力进行实时监测，提高液压缸系统运行的安全性和可靠性。

在其中一个具体实施方式中，如图1、图3-图6，所述液压源2配置有多套恒压变量泵，各所述恒压变量泵的出油口均与所述供油口连通。基于该设计，可根据重载的不同状态/液压缸1的不同工作状态，调节投入使用的恒压变量泵的数量，进一步提高液压缸系统运行的节能性和环保性。

在其中一个具体实施方式中，如图1、图3-图6，蓄能器5有多套，多套蓄能器5并联形成蓄能器组，储能效果更好，运行更为可靠。每套蓄能器5配置有安全阀，在紧急情况下可将蓄能器5中的压力油排空至液压源2。

实施例二

本实用新型实施例提供一种液压步进梁，包括步进梁本体、用于驱动所述步进梁本体升降的升降液压缸以及用于驱动所述步进梁本体平移的平移液压缸，所述升降液压缸采用上述实施例一所提供的液压缸系统。

上述液压步进梁的工作过程大致如下：

钢坯的运行在炉内通过步进梁本体的上升→前进→下降→后退来完成，钢坯上升和下降过程中，如图2，以静梁支撑面为界，静梁支撑面上方的动作分别为满载上升和满载下降，静梁支撑面下方的动作分别为空载下降和空载上升。

空载上升过程：如图3，第二方向控制阀32、第三方向控制阀33都处于左位；第一方向控制阀31处于右位；换向控制阀35处于左位，两个单向阀34处于开启状态。蓄能器5给第一无杆腔12供压力油，恒压变量泵组21给第二无杆腔13供压力油，有杆腔11连接回油口。此时可相应地增加投入工作的恒压变量泵的数量。

满载上升过程：如图4，第二方向控制阀32、第三方向控制阀33都处于右位；第一方向控制阀31处于右位；换向控制阀35处于左位，两个单向阀34处于开启状态。蓄能器5给第二无杆腔13供压力油，恒压变量泵组21给第一无杆腔12供压力油，有杆腔11连接回油口。此时可相应地减少投入工作的恒压变量泵的数量。

横移前进过程：换向控制阀35处于右位，两个单向阀34处于关闭状态。运动及控制由平移液压缸完成。

满载下降过程：如图5，第二方向控制阀32、第三方向控制阀33都处于右位；第一方向控制阀31处于左位；换向控制阀35处于左位，两个单向阀34处于开启状态。蓄能器5与第二无杆腔13连接并进行蓄能；蓄能中，恒压变量泵组21给有杆腔11供压力油，第一无杆腔12连接回油口。此时可相应地减少投入工作的恒压变量泵的数量。

空载下降过程：如图6，第二方向控制阀32、第三方向控制阀33都处于左位；第一方向控制阀31处于左位；换向控制阀35处于左位，两个单向阀34处于开启状态。蓄能器5与第一无杆腔12压力油连接并进行蓄能；蓄能中，恒压变量泵组21给有杆腔11供压力油，第二无杆腔13连接回油口。此时可相应地减少投入工作的恒压变量泵的数量。

横移后退过程：换向控制阀35处于右位，两个单向阀34处于关闭状态。运动及控制由平移液压缸完成。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种液压缸系统，其特征在于，包括液压缸、蓄能器、阀控机构以及具有供油口和回油口的液压源；

所述液压缸包括缸筒、活塞杆以及连接于所述活塞杆上并且滑设于所述缸筒内的活塞，所述缸筒内设有导向柱，所述活塞杆为中空件并且均套设于所述导向柱上，所述活塞、所述活塞杆与所述缸筒配合围设形成有杆腔，所述活塞杆与所述导向柱配合围设形成第一无杆腔，所述活塞、所述导向柱与所述缸筒配合围设形成第二无杆腔；

所述有杆腔分别与所述供油口和所述回油口连通；所述第一无杆腔分别与所述供油口、所述回油口和所述蓄能器连通；所述第二无杆腔分别与所述供油口、所述回油口和所述蓄能器连通；所述阀控机构使所述蓄能器、所述供油口和所述回油口分别择一地与液压缸的其中一个油腔连通。

2.如权利要求1所述的液压缸系统，其特征在于：所述阀控机构包括第一方向控制阀，所述第一方向控制阀为三位四通电磁阀，具有A口、B口、与所述供油口连通的P口以及与所述回油口连通的T口，其中，所述第一无杆腔和所述第二无杆腔均与所述A口连通，所述有杆腔与所述B口连通。

3.如权利要求2所述的液压缸系统，其特征在于：所述阀控机构还包括第二方向控制阀和第三方向控制阀，所述第二方向控制阀和第三方向控制阀均具有一个出油口以及分别与所述A口和所述蓄能器连通的两个进油口，所述第二方向控制阀的出油口与所述第一无杆腔连通，所述第三方向控制阀的出油口与所述第二无杆腔连通。

4.如权利要求1至3中任一项所述的液压缸系统，其特征在于：所述第一无杆腔和所述第二无杆腔的油口侧均设有单向阀，所述单向阀的导通方向与对应油腔的进油方向一致。

5.如权利要求4所述的液压缸系统，其特征在于：所述单向阀为液控单向阀，所述液压缸系统还配置有用于控制两个单向阀通断的单向阀控制油路。

6.如权利要求5所述的液压缸系统，其特征在于：所述单向阀控制油路上布置有梭阀和能控制油路通断的换向控制阀，所述梭阀的两个进油口分别与所述供油口和所述蓄能器连通，所述梭阀的出油口与所述换向控制阀的进油口连通，两个单向阀均与所述换向控制阀的出油口连通。

7.如权利要求1所述的液压缸系统，其特征在于：所述第一无杆腔、所述第二无杆腔和所述有杆腔的油口侧均配置有压力传感器。

8.如权利要求1所述的液压缸系统，其特征在于：所述液压源配置有多套恒压变量泵，各所述恒压变量泵的出油口均与所述供油口连通。

9.一种液压步进梁，包括步进梁本体、用于驱动所述步进梁本体升降的升降液压缸以及用于驱动所述步进梁本体平移的平移液压缸，其特征在于：所述升降液压缸采用如权利要求1至8中任一项所述的液压缸系统。

Images