CN219220905U - 一种直行程往复气缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直行程往复气缸，其包括缸筒及活塞，活塞将缸筒内的活塞腔分隔为前活塞腔和后活塞腔，缸筒的筒壁上设置有用于给换向阀提供先导气源的第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔；所述活塞移动到所述缸筒前端时，所述活塞封闭所述第二先导流体输出孔，所述第一先导流体输出孔与所述后活塞腔相通；所述活塞移动到所述缸筒后端时，所述活塞封闭所述第一先导流体输出孔，所述第二先导流体输出孔与所述前活塞腔相通。

Description

一种直行程往复气缸

技术领域

本实用新型涉及多通阀及用于驱动工件的活塞机械，具体涉及一种直行程往复气缸。

背景技术

现有技术中，如气动柱塞泵的气缸，属于直行程自动往复气缸。活塞上有内置换向阀，是设计在活塞的顶部。在换向时，活塞总成会撞击到气缸前盖上的压缩弹簧以及气缸后盖上的截锥螺旋弹簧。弹簧有一定的疲劳极限，高频率的机械碰撞，不仅噪音大，而且大大降低了产品的使用寿命。此外，用于流体增压用的增压泵，动力部分也是直行程往复气缸，有内置机械换向阀，不是设计在活塞上，而是设计在气缸的前缸盖和后缸盖上。气缸在直线运动时，活塞撞到这个内置换向阀的阀针后，获得了换向的信号。但是由于活塞的运行惯性以及换向后获得的执行气源不足以让活塞即刻换向，所以活塞会保持原来的运动方向运行一段距离。虽然这个距离非常的小，活塞还是会直接撞击到前缸盖或后缸盖上去，发生纯机械碰撞，也有相当大的噪声。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种直行程往复气缸。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种直行程往复气缸，其包括缸筒，密封设置在所述缸筒两端的前端盖和后端盖，以及设置在所述缸筒内的活塞，所述缸筒内形成容纳所述活塞的活塞腔，所述活塞将所述活塞腔分隔为前活塞腔和后活塞腔，所述活塞上固定设置有活塞杆，所述活塞杆穿过所述前端盖伸至所述活塞腔外，所述活塞杆与所述前端盖之间设置有密封机构；

所述前端盖上设置有与所述前活塞腔相通的前流体进出口，后端盖上设置有与所述后活塞腔相通的后流体进出口；

所述缸筒的筒壁上设置有用于给换向阀提供先导气源的第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔；

所述活塞移动到所述缸筒前端时，所述活塞封闭所述第二先导流体输出孔，所述第一先导流体输出孔与所述后活塞腔相通；

所述活塞移动到所述缸筒后端时，所述活塞封闭所述第一先导流体输出孔，所述第二先导流体输出孔与所述前活塞腔相通。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔的数量为N个，N为大于等于1的正整数；N个所述第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔分别沿所述缸筒周向分布设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述活塞移动到所述缸筒前端使所述第一先导流体输出孔与所述后活塞腔相通时，所述活塞前端与所述前端盖之间存在一缓冲间隙；

所述活塞移动到所述缸筒后端使所述第二先导流体输出孔与所述前活塞腔相通时，所述活塞后端与所述后端盖之间存在一缓冲间隙。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔分别设置在所述缸筒的长度方向的中线两侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔相对于所述缸筒的长度方向的中线对称设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔为圆孔、腰形孔或螺纹孔。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型所提供的直行程往复气缸，其缸筒上开设的先导流体输出孔用于给换向阀的先导机构提供先导气源，换向阀的对应先导机构在先导气源的作用下推动换向阀芯移动实现换向，整个过程中不需要在直行程往复气缸内设置机械换向装置，活塞在换向时无机械碰撞，噪声小，使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型直行程往复气缸的剖视结构示意图。

图2是用于与直行程往复气缸配合的换向阀的一种实施例的结构示意图。

图3是图2中的换向阀的先导机构的结构示意图。

图4是换向阀的另一种实施例的结构示意图。

图5是图4中设置有控制机构的先导机构的结构示意图。

图6是图5中C部的局部放大图。

图7是图4所示的换向阀的另一视角结构示意图。

图8是自动控制切换直行程往复动力装置的结构示意图。

图9是自动控制切换直行程往复动力装置另一状态时的结构示意图。

其中：100换向阀、1阀体、2阀腔、3换向阀芯、4先导机构、4-1先导室壳体、4-1-1先导室端盖、4-1-2先导室主壳体、4-2先导腔室、4-2-1外腔室、4-2-2内腔室、4-3先导活塞、4-4螺钉、4-5单向阀、4-5-2密封圈、4-5-3单向阀杆、4-5-4弹簧、4-5-5钢珠、4-5-6单向阀芯、4-6调节螺钉、4-7安装孔堵头、4-8密封圈、4-9孔道一、4-10控制按钮、4-11先导阀芯、4-12流体喷嘴、4-13流体出口、4-14先导阀芯座、4-15阀芯复位弹簧、4-16通孔、4-17阀芯安装孔、4-18单向阀安装孔、5孔道二、P压力输入口、A第一流体输出口、B第二流体输出口、R第一流体回流口、S第二流体回流口、Y第一先导流体进口、Z第二先导流体进口、W第一流体排压孔、U第二流体排压孔；

200直行程往复气缸、6缸筒、7前端盖、8后端盖、9活塞腔、9-1前活塞腔、9-2后活塞腔、10活塞、11活塞杆、12活塞密封圈、M中线、F第一先导流体输出孔、V第二先导流体输出孔、Q前流体进出口、H后流体进出口。

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，下面结合具体实施例对实用新型进行清楚、完整的描述。其中，术语“中心”、“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“第一”、“第二”等指示的方位或位置或次序关系为基于附图所示的方位或位置等关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1所示为本实用新型所公开的一种直行程往复气缸200的具体实施方式。所述直行程往复气缸200包括缸筒6，密封设置在所述缸筒6两端的前端盖7和后端盖8，以及设置在所述缸筒6内的活塞10，所述活塞10上设置有活塞密封圈12，所述活塞密封圈12可以是U形密封圈，也可以是O形密封圈。所述活塞10上固定设置有活塞杆11，所述活塞杆11穿过所述前端盖7伸至所述活塞腔9外，所述活塞杆11与所述前端盖7之间设置有密封机构。

所述缸筒6内形成容纳所述活塞10的活塞腔9，所述活塞10将所述活塞腔9分隔为前活塞腔9-1和后活塞腔9-2，所述缸筒6的筒壁上设置有用于给换向阀提供先导气源的第一先导流体输出孔F（简称F或F口）和第二先导流体输出孔V（简称V或V口）。

作为进一步改进，所述第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V分别设置在所述缸筒6的长度方向的中线M两侧；作为优选，所述第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V相对于所述缸筒的长度方向的中线M对称设置。

所述第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V的数量为N个，N为大于等于1的正整数。当N大于1时，N个所述第一先导流体输出孔F和N个第二先导流体输出孔V分别沿所述缸筒6周向均匀分布设置。所述第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V可以为圆孔，也可以是腰形孔或螺纹孔。

所述第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V以其便于与如图2或图4所示的换向阀100的第一先导流体进口Y和第二先导流体进口Z连通且向其提供足够的先导气源为宜。

优选的，所述第一先导流体输出孔F的总截面面积相当于所述第一先导流体进口Y的截面面积；同理，第二先导流体输出孔V的总截面面积相当于所述第二先导流体进口Z的截面面积。

如图1和图8所示，所述活塞10移动到所述缸筒6前端时，所述活塞10封闭所述第二先导流体输出孔V，所述第一先导流体输出孔F与所述后活塞腔9-2相通；如图9所示，所述活塞10移动到所述缸筒6后端时，所述活塞10封闭所述第一先导流体输出孔F，所述第二先导流体输出孔V与所述后前塞腔9-1相通；当所述活塞10位于缸筒6中部时，则第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V均被活塞10封堵，使其不与活塞腔9相通。活塞10在运行过程中，没有任一位置是第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V同时与活塞腔9相通的。

所述前端盖7上设置有与所述前活塞腔9-1相通的前流体进出口Q，后端盖8上设置有与所述后活塞腔9-2相通的后流体进出口H；所述前流体进出口Q（简称Q或Q口）和后流体进出口H（简称H或H口）分别与如图2或4所示的换向阀100上的一个流体输出口连通。

第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V用于向图2或图4所示的换向阀100的对应的先导机构提供先导气源，在其所需的先导气源的压力及流量一定的情况下，第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V数量越多，则孔径越小，其与缸筒6相贯形成的曲线就会越小，因此开设的这些孔对活塞10在运行过程中的损坏也就越小。

第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V开设数量不仅要考虑到对缸筒6内壁光滑程度的影响程度，同时也需要考虑缸筒6的强度，因此第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V开设数量不应使缸筒6的强度受到显著影响。所以，所述第一先导流体输出孔F和第二先导流体输出孔V数量为1-4个为宜。

为了避免活塞10在换向前对前端盖7和后端盖8造成撞击，所述活塞10移动到所述缸筒6前端使所述第一先导流体输出孔F与所述后活塞腔9-2相通时，所述活塞10前端与所述前端盖7之间存在一缓冲间隙；所述活塞10移动到所述缸筒6后端使所述第二先导流体输出孔V与所述后前塞腔9-1相通时，所述活塞10后端与所述后端盖8之间存在一缓冲间隙。

实施例2

本实施例提供一种具有先导机构的气控阀，用于与实施例1所记载的直行程往复气缸200配合使用。

现有技术中的气控阀，五口二位双作用气控阀型号有：4A120、4A220、4A320、4A420；EAV220、EAV320、EAV420、EAV620。目前市场上现有的这些气控阀就算是从A口和B口能获取信号，也是不能自己独立单元进行控制的，只有被其他阀控制后方能工作。因为从A口和B口获取的压缩空气，是无法自行排出去的，只能通过控制它的电磁阀、手动阀、手拉阀、手转阀、机械阀及脚踏阀来排气。不排气的话，气控阀的换向阀芯是无法换向的。

现有技术中采用直行程往复动力单元的用于介质（流体）输送的动力泵，仅限于输送功能。因为不能低压启动，（如在0.15-0.3MPa不能启动，是因为现有技术的换向阀芯无法在0.3MPa及以下的压力下实现移动换向）有的是低压后二次无法启动，大拆组装后方可二次启动（二次装配人为把换向阀芯定在了换向后的极限位置）。所以只能是高气压启动（要求0.5-0.8MPa使用）。做为增压功能，输出压力可调节范围小，不能得到较宽的输出压力范围，使用压力的选择比较少，所以如果用于增压保压，不太适合。

如图2和图3所示，本实施例记载了一种换向阀100，所述切换阀为二位五通换向阀，其包括阀体1、成型于所述阀体1内的阀腔2、滑动设置在所述阀腔2内的换向阀芯3以及分别设置在所述阀体1左右两侧的先导机构，所述阀体1上设置有五个阀口，五个所述阀口分别为压力输入口P（简称P或P口）、第一流体输出口A（简称A或A口）、第二流体输出口B（简称B或B口）、第一流体回流口R（简称R或R口）、第二流体回流口S（简称S或S口）。所述A口和B口可以是螺纹孔，光孔或柱面沉孔。

如图2和图3所示，所述先导机构包括先导室壳体4-1、成型于所述先导室壳体4-1内的先导腔室4-2和设置在所述先导腔室4-2内的先导活塞4-3，所述阀腔2两侧贯通，使换向阀芯3两端分别与两侧的先导机构相通，所述先导活塞4-3用于推动所述换向阀芯3移动以实施换向。所述先导活塞4-3外周圆设置有密封圈4-8，所述先导活塞4-3将所述先导腔室4-2分为外腔室4-2-1和内腔室4-2-2，位于所述换向阀芯3一侧的为内腔室4-2-2，位于先导机构一侧的为外腔室4-2-1；所述先导室壳体4-1上设置有与所述外腔室4-2-1连通的先导流体进口和流体排压孔，所述先导流体进口的内部或外部气路上设置有单向阀4-5。本实施例中，所述单向阀4-5设置在所述先导流体进口的内部气路中，既所述单向阀4-5集成在所述先导室壳体4-1内。所述先导室壳体 4-1与所述阀体1之间，有一橡胶垫密封，也可以用0型圈密封。

如图2和图3所示，左侧的先导机构的先导流体进口定义为第一先导流体进口Y（简称Y或Y口），流体排压孔定义为第一流体排压孔W（简称W或W口）；右侧的先导机构的先导流体进口定义为第二先导流体进口Z（简称Z或Z口），流体排压孔定义为第二流体排压孔U（简称U或U口）。第一先导流体进口Y及第二先导流体进口Z，可以是螺孔，光孔或柱面沉孔等形式。

本实施例中，左右两侧的先导机构的结构相同。如图3所示，以左侧的先导机构为例，所述先导室壳体4-1通过螺钉4-4固定设置在所述阀体1上。所述先导室壳体4-1在其端部开设有上下贯通的通孔，该通孔的上部为所述第一先导流体进口Y，下部为用于安装所述单向阀4-5的单向阀安装孔4-18。所述第一先导流体进口Y和单向阀安装孔4-18之间通过一直径较小的细孔连通，即单向阀安装孔4-18的顶端与第一先导流体进口Y连接处形成台阶。

所述单向阀4-5包括设置在所述单向阀安装孔4-18内的单向阀杆4-5-3，所述单向阀杆4-5-3顶部上设置有密封圈4-5-2，所述单向阀杆4-5-3和密封圈4-5-2用于从内部使所述第一先导流体进口Y封闭，所述单向阀杆4-5-3上套装有弹簧4-5-4，所述单向阀安装孔4-18内设置有圆筒状的调节螺钉4-6，所述弹簧4-5-4设置在所述调节螺钉4-6与所述单向阀杆4-5-3之间，所述调节螺钉4-6与所述单向阀安装孔4-18之间通过螺纹配合，所述单向阀安装孔4-18最外端设置有安装孔堵头4-7。所述弹簧4-5-4用于使所述单向阀杆4-5-3在静止状态下顶靠在所述单向阀安装孔4-18的顶端与第一先导流体进口Y连接处，使所述第一先导流体进口Y处于封闭状态，并且内部压力无法使单向阀4-5打开，当具有一定压力的先导流体从第一先导流体进口Y进入时，在先导流体的作用下推到单向阀杆4-5-3向下运动，使第一先导流体进口Y打开，此时弹簧4-5-4进一步受到压缩，当先导流体消失，则在弹簧4-5-4的作用下，单向阀杆4-5-3向上运动复位，使第一先导流体进口Y关闭。

通过旋拧所述调节螺钉4-6可以调节器在单向阀安装孔4-18内的位置可以调整弹簧4-5-4的压力，进而可调整单向阀4-5的自身的压力，使气控阀最低换向压力达到预设压力，例如0.15MPa，那么在先导流体进口获取大于等于0.15MPa的压力即可推动整单向阀4-5打开使换向阀实现换向。左侧的先导机构的先导室壳体4-1侧壁设置有所述的第一流体排压孔W，所述第一流体排压孔W与所述单向阀安装孔4-18相连通，进而与所述外腔室4-2-1相通。作为另一种实施方式，所述第一流体排压孔W和第二流体排压孔U也可以设置在所述安装孔堵头4-7上，或者其他位置。

由于右侧的先导机构与左侧的先导机构结构完全相同，为了在后面方便对工作过程的详细描述，仅第二先导流体进口Z和第二流体排压孔U在名称及附图标记上加以区分。

以压力源流体为气体作为具体实施例进行表述，本实施例所描述的换向阀，在工作时，所述第一先导流体进口Y得气，左侧的先导活塞4-3推动向右移动，此时第一流体排压孔W排出一定的气体，但是与第一先导流体进口Y进气量相比，第一流体排压孔W排出少量的气体不会影响先导活塞4-3的移动，因此换向阀芯3被左侧的先导活塞4-3推动向右移动，此过程中第二先导流体进口Z封闭，右侧的先导活塞4-3在被换向阀芯3推动向右移动的过程中，右侧的外腔室内的气体从第二流体排压孔U排出。换向阀芯3移动到右侧时实现换向。第二先导流体进口Z得气，则右侧的先导活塞4-3向左移动，推动换向阀芯3向左移动实现换向。

本实施例所述的换向阀工作过程既连续重复上述过程。

由于换向的执行仅依靠第一先导流体进口Y和第二先导流体进口Z交替得气，其在单向阀和流体排压孔的作用下，不需要其他控制机构切换第一先导流体进口Y和第二先导流体进口Z的通断及气流方向，因此本实用新型所提供的换向阀可自行实现换向控制，无需借助于电控或受控于其他的阀类。

通过上述具体实施过程可知，所述第一流体排压孔W的作用是当换向阀芯3向左移动换向时，第一流体排压孔W将左侧的先导腔室4-2内的流体排出，以使左侧的先导活塞4-3能够顺利的向左移动，在此过程中，左侧的先导腔室处于泄压，第一流体排压孔W排出流体越快越好；当第一先导流体进口Y进入先导流体时，此时左侧的先导腔室4-2的外腔室内受到进入的先导流体的压力作用，推动左侧的先导活塞4-3向右移动，此过程中左侧的先导腔室需要保压，第一流体排压孔W排出流体越慢越好。同理，第二流体排压孔U的作用也是如此。因此第一流体排压孔W和第二流体排压孔U既不是越大越好，也不是越小越好。第一流体排压孔W和第二流体排压孔U的排出流体的效率应当兼顾其所在的先导腔室在泄压和保压的过程中均能够满足运行条件。

当流体的工作压力越大，第一流体排压孔W和第二流体排压孔U的孔径也可以随之增大，且能够保持换向阀完成换向操作。一压缩空气作为流体压力源进行说明，例如当输入的气压在0.15Mpa时，第一先导流体进口Y的内径为2.5mm时，其对应的第一流体排压孔W的内径可为1.8mm，此时该换向阀几乎处于能够完成换向操作的临界状态，当输入的气压升高时，则该换向阀可完成换向操作，但是由于此时第一流体排压孔W的截面积超过了第一先导流体进口Y截面积的50%，因此会导致压缩空气产生大量损耗，导致装置运行不经济的问题。第二流体排压孔U与第二先导流体进口Z的关系同理。

因此，作为优选的实施方式，所述第一流体排压孔W和第二流体排压孔U的公称通径的截面积为第一先导流体进口Y和第二先导流体进口Z的公称通径的截面积的4%-10%，进一步优选5%-7%。例如第一先导流体进口Y的内径为2.5mm时其对应的第一流体排压孔W的内径优选0.5mm-0.8mm。第二流体排压孔U与第二先导流体进口Z的关系同理。

作为等同替换形式，可以在流体排压孔（W、U）处设置调节机构用于调节流体排压孔的开度，不同工况下可通过调节机构调节流体排压孔的开度以使换向阀能够顺利完成换成操作，且不至于造成大量能耗，这样虽然结构上复杂，但是使用方便，适用范围广，可操控性强。

实施例3

如图4至图7所示为换向阀100的另一种实施方式，用于与实施例1所记载的直行程往复气缸200配合使用。

本实施例是在实施例2的基础上，在右侧的先导机构上设置有强制换向的强制启动的控制机构。具体而言，右侧的先导机构的外腔室与所述压力输入口P通过一调节通道连通，该先导机构上设置有用于控制所述调节通道通断的控制机构。

所述控制机构包括设置在该先导机构的先导室壳体4-1上的控制按钮4-10和设置在该先导机构的先导室壳体4-1内的先导阀芯4-11，静止状态下所述先导阀芯4-11使所述调节通道封闭，下压所述控制按钮4-10使所述先导阀芯4-11移动后使所述调节通道打开。本实施例所述的静止状态具体指该先导机构没有受到其他外力作用的状态。

设置有控制机构的所述先导机构的先导室壳体4-1包括先导室主壳体4-1-2和先导室端盖4-1-1，所述先导室端盖4-1-1和所述先导室主壳体4-1-2通过螺钉4-4固定设置在所述阀体1上。

本实施例中，左右两侧的先导机构还包括有设置在先导壳体4-1内的单向阀4-5。设置有所述控制机构的先导机构中，所述单向阀4-5设置在所述先导室端盖4-1-1内，两个单向阀4-5的具体设置结构与实施例1相同。

所述先导腔室4-2设置在所述先导室主壳体4-1-2内，所述先导流体进口Z设置在所述先导室端盖4-1-1上，所述先导室主壳体4-1-2和先导室端盖4-1-1内设置有阀芯安装孔4-17，所述先导阀芯4-11和先导阀芯座4-14设置在所述阀芯安装孔4-17内，将所述先导室壳体4-1分为先导室主壳体4-1-2和先导室端盖4-1-1，并且在两者之间设置用于安装所述先导阀芯4-11的阀芯安装孔4-17，这样便于先导阀芯4-11和先导阀芯座4-14的装配。

所述控制按钮4-10设置在所述先导室主壳体4-1-2上，所述控制按钮4-10上套装有复位弹簧，该复位弹簧使所述控制按钮4-10保持向外弹起的状态，既向下按压所述控制按钮4-10时，所述控制按钮4-10向下移动使所述复位弹簧受到挤压，所述复位弹簧使所述控制按钮4-10在不受其他外力的情形下保持向上弹起的状态。

如图5和图6所示，所述先导室壳体4-1内固定设置有流体喷嘴4-12和先导阀芯座4-14。具体而言，所述先导腔室4-2的外侧设置有外壁板，所述外壁板隔开所述先导腔室4-2与所述阀芯安装孔4-17。所述流体喷嘴4-12设置在所述先导室主壳体4-1-2内，具体而言，所述流体喷嘴4-12呈锥台型，成型于所述外壁板上，所述流体喷嘴4-12的轴线上设置有流体出口4-13，所述流体出口4-13为盲孔，既其一端与所述阀芯安装孔4-17相通，另一端封闭。所述调节通道的末端与所述流体出口4-13连通，所述流体出口4-13与所述阀芯安装孔4-17相通。

所述先导阀芯4-11滑动设置在所述先导阀芯座4-14上，所述先导阀芯4-11上设置有凹槽，所述先导阀芯座4-14上设置有与所述凹槽相适配的凸台，并且二者之间的间隙可供流体通过。也就是说，即便在所述阀芯安装孔4-17内设置有先导阀芯座4-14和先导阀芯4-11，但是先导流体进口仍然是通过所述阀芯安装孔4-17与所述先导腔室4-2连通，所述外壁板上开设有2个通孔4-16，用于使所述阀芯安装孔4-17与所述先导腔室4-2相连通。

所述先导阀芯4-11与所述先导阀芯座4-14之间设置有阀芯复位弹簧4-15，所述阀芯复位弹簧4-15使所述先导阀芯4-11在静止状态下封住所述流体出口4-13。既所述阀芯复位弹簧4-15始终处于压缩状态，在不受其他外力的情形下，所述阀芯复位弹簧4-15使所述先导阀芯4-11抵靠在所述流体喷嘴4-12上，先导阀芯4-11端部的橡胶体使所述流体出口4-13被封堵，使得所述调节通道封闭。当所述控制按钮4-10被向下按压时，所述控制按钮4-10底端的斜面推动所述先导阀芯4-11向外侧移动，远离所述流体喷嘴4-12，使所述流体出口4-13被打开，进而使所述调节通道通过阀芯安装孔4-17和所述通孔4-16与所述先导腔室4-2连通，来自P口的流体源的压力使得所述先导活塞4-3移动，进而实现对换向阀芯3的推动，实现强制换向。

所述先导室主壳体4-1-2内设置有连通所述流体出口4-13的孔道一4-9，所述阀体1内设置有连通所述压力输入口P的孔道二5，所述孔道一4-9与所述孔道二5相连通，所述孔道一4-9和所述孔道二5构成所述调节通道。

如图4所示，本实施例中，在右侧的先导机构内设置有控制机构，由侧的先导机构中的第二流体排压孔U设置在所述先导室主壳体4-1-2上。

本实施例中，由于在右侧的先导机构上设置了强制换向的强制启动的控制机构，如果在使用中遇到气源低压，导致换向阀停下来不能工作，当气源恢复到正常压力时，如果换向阀芯3正好停在阀体1的中间位置， P口与A口及B口都不通，那么气源无法通过换向阀输出，因此系统是不能启动的。此种情况下，本实施例所提供的换向阀100可通过按压控制按钮4-10，推动先导阀芯4-11移动使调节通道打开，此时右侧的先导腔室4-2从压力输入口P获得先导气源，先导气源推动右侧的先导活塞4-3向左侧移动，进而推动换向阀芯3向左侧移动实现换向阀的气路切换，换向阀气路通畅后系统启动恢复正常运行。特别需要说明的是，在按压控制按钮4-10时，仅需短暂按压后立即松开使其复位，按压的瞬间先导活塞4-3移动即可推到换向阀芯3移动换向。按压时间通常为1-2秒。

本实施例以流体压力源为气体为例进行说明，同样的原理下，采用液体（例如液压油）作为流体压力源时，也可以到达同样的效果。

如图4所示，本实施例中在右侧的先导机构上设置了强制换向的强制启动的控制机构，作为等同的实施方式，可将控制机构设置左侧的先导机构中，也能够达到相同的效果。

如图7所示，在阀体1上左右对称设置两个孔道二5，左侧的孔道二通向左侧的先导机构，右侧的孔道二通向右侧的先导机构。所述右侧的孔道二与右侧的先导机构的先导室主壳体4-1-2内的孔道一4-9对接连通，对接处设置有O型密封圈。本实施例中如图3所示的结构，由于左侧的先导机构未设置控制机构，因此左侧的孔道二没有实际作用，在其末端用橡胶垫或O型圈将其封堵。

本实施例中，五个阀口（P口、A口、B口、R口、S口）的开设位置如图4所示，P口、R口、S口设置在底面一侧，而A口、B口设置在与其底面相对的顶面一侧。两个孔道二5的开设方式如图7所示。

之所以在阀体1上左右对称设置两个孔道二5，是换向阀一侧设置控制机构和两侧设置控制机构这两个实施方式的产品同时生成加工时，两种产品的阀体可以完全通用，区别仅在于其中一个孔道二是否需要封堵，但是在阀体生成及分配的环节是完全不用加以区分的，这大大节省了加工过程的管理成本。

实施例4

实施例1中所述的直行程往复气缸200与实施例2或3所述的换向阀100连接后形成一种自动控制切换直行程往复动力装置。具体而言，直行程往复气缸200的第二先导流体输出孔V与换向阀100的第二先导流体进口Z连通，直行程往复气缸200的第一先导流体输出孔F与换向阀100的第一先导流体进口Y连通。前流体进出口Q与第一流体输出口A连通，后流体进出口H与第二流体输出口B连通。

如图8和图9所示，为实施例1中所述的直行程往复气缸200与实施例3所述的换向阀100连接后形成一种自动控制切换直行程往复动力装置。以下结合图8和图9对自动控制切换直行程往复动力装置的工作过程做详细表述。

初始设置右侧的先导腔室内的气体通过第二流体排压孔U排出，P口与A口通。压缩气体通过P-A-Q进入缸筒6中的前活塞腔9-1，活塞10向右移动，后活塞腔9-2的气体通过H-B-S排出。直到活塞10走过第二先导流体输出孔V，即Q-V-Z通（如图9所示），Z口进气，压缩空气进入到右侧的先导机构的外腔室内，此时由Z口进入的先导气源会有一部分气体通过U口流出，但由于U口较小，因此不会影响对右侧的先导活塞4-3的推动。压缩空气推动右侧的先导活塞4-3向左移动，推动换向阀芯3向左移动。换向阀芯3随之推动左侧的先导活塞4-3同步向左移动，左侧的先导腔室中的空气，通过W口排出。此时，换向阀芯3瞬间完成彻底换向，也就是换向阀芯处于最左侧极限位置，此时，P口与B口相同，压缩空气通过P-B-H进入缸筒6，活塞10向左移动，前活塞腔9-1的气体通过Q-A-R排出。直到活塞10走过第一先导流体输出孔F，即H-F-Y通（如图8所示），Y口进气，压缩空气进入到左侧先导机构的外腔室内，此时由Y口进入的先导气源会有一部分气体通过W口流出，但由于W口较小，因此不会影响对左侧的先导活塞的推动。压缩空气推动左侧的先导活塞向右移动，带动换向阀芯向右移动。换向阀芯随之推动右侧的先导活塞同步向右移动，右侧的先导腔室的空气通过U口排出。此时，换向阀芯移动到最右侧完成彻底换向。此时，P口与A口通，压缩空气通过P-A-Q进入缸筒6中的前活塞腔9-1（回到初始设置），活塞10向右移动，后活塞腔9-2的气体通过H-B-S排出。继续重复上述循环过程，实现自动控制切换直行程往复动力装置的往复运行。

本实用新型所提供的上述自动控制切换直行程往复动力装置的往复运行过程中，换向阀100左右两侧的先导机构的先导气源取自缸筒6上开设的V口和F口，在随着活塞10的移动，V口和F口交替打开获得活塞腔9内的气源，使对应的先导机构获得先导气源后，换向阀100执行换向操作。在此过程中，直行程往复气缸200内没有设置机械换向装置，在先导气源的气路上也没有设置电磁阀等机构进行气流方向的切换，因此本实施例所提供的自动控制切换直行程往复动力装置，避免了活塞对前、后端盖的撞击，可降低设备运行中产生的噪音，可提高装置的使用寿命。

需要说明的是，在上述装置正常运行状态下，右侧的先导机构中的用于二次启动的控制机构是无需进行任何操作的。因此在上述过程中，完全可以采用实施例1中所述的换向阀100的结构，也能够使装置正常运行。

所述控制机构只是在强制启动按压控制按钮4-10时才起作用，以下详细说明按钮强制启动的工作原理：

首先要说明的是，换向阀100为气控阀时，在输入气压低到一定程度时，无法使换向阀芯彻底换向，造成P口无法与A口或B口相通，致使直行程自动往复气缸无法二次启动，这是现有技术中经常出现的一种情况。而本实用新型所提供的具有控制机构的换向阀100，能够解决压力过低无法使换向阀芯彻底换向而造成的直行程自动往复气缸无法二次启动的问题。

以下用活塞10在直行程往复气缸200中的三个不同位置，即在前端盖极限位置、后端盖极限位置及中间位置时，来说明如实施例2和实施例3所述的带有控制机构的换向阀100在低压停机后无法二次启动时，控制机构所起到的作用。

如图8所示，活塞10在直行程往复气缸200的前端盖7一侧的极限位置时，P口可通过右侧的控制按钮与右侧的先导腔室连通。在该状态下实施停机后的二次启动时，注意观察，进气源的压力在0.15MPa以上时，空载均可按如下步骤操作启动。如果是有负载，根据介质粘度，粘度越高，启动压力越高。也可以根据实际的工作压力观察气压表，当气源压力达到工作压力时，开始操作。

具体操作方式如下：按压右侧的控制按钮4-10，按压时要注意，须要按压后瞬间释放。此时，右侧先导阀芯向右移动，压缩空气从P口通过调节通道进入到右侧的先导腔室的外腔室内，因为有单向阀的密封，气体不会顺着Z口流出，但是会有一部分气体通过U口排出，将U口设置合理的孔径，或设置阻尼机构，使其排气量不会影响到先导活塞的移动。压缩空气推动右侧先导机构中的先导活塞向左移动，进而推动换向阀芯向左移动。换向阀芯随之推动左侧先导活塞同步向左移动，左侧的先导腔室内的空气，通过W口排出，换向阀芯瞬间完成彻底换向，也就是换向阀芯处于最左侧极限位置，此时P口与B口通，压缩空气经P-B-H到缸筒内的后活塞腔中，再经过F口到Y口。通过Y口进入到左侧的先导腔室内，此时会有一部分气体通过W口排出，将W口设置合理的孔径，或设置阻尼机构，使其排气量不会影响到先导活塞的移动。先导气流推动左侧的先导活塞向右移动，推动换向阀芯向右移动。换向阀芯随之推动右侧的先导活塞同步向右移动，右侧的先导腔室内的空气，通过U口排出。此时，换向阀芯瞬间完成彻底换向，也就是阀芯处于最右侧极限位置。

换向阀芯处于最右侧极限位置时完成换向，此时P口与A口通。压缩气体通过P-A-Q进入缸筒6内的前活塞腔9-1内，压缩空气推动活塞10向右移动，后活塞腔9-2内的气体通过H-B-S排出。直到活塞移动至V口右侧，使V口与前活塞腔9-1相通，即Q-V-Z相通，Z口进气，压缩气体进入到右侧先导机构的外腔室内，此时会有一部分气体通过U口排出。压缩空气推动右侧的先导活塞向左移动，先导活塞推动换向阀芯向左移动。换向阀芯随之推动左侧的先导活塞同步向左移动，左侧先导腔室内的空气通过W口排出。此时，阀芯瞬间完成彻底换向，也就是换向阀芯处于最左侧极限位置。P口与B口通，压缩空气通过P-B-H进入缸筒6内的后活塞腔9-2内，活塞10向左移动，前活塞腔9-1内的气体通过Q-A-R排出。直到活塞10走过F口，即H-F-Y通，Y口进气，压缩气体进入到左侧的先导机构的外腔室内，此时会有一部分气体通过W口排出。压缩空气推动左侧的先导活塞向右移动，推动换向阀芯向右移动。换向阀芯随之推动右侧的先导活塞同步向右移动，右侧的先导腔室内的空气，通过U口排出。此时，换向阀芯瞬间完成彻底换向，也就是换向阀芯处于最右侧极限位置后，P口与A口通，压缩空气通过P-A-Q，进入缸筒内的前活塞腔内，活塞10向右移动，后活塞腔内的气体通过H-B-S排出。在气源压力稳定的情况下装置会继续重复上述过程，实现自动往复运动。

由此可见，当换向阀100在低压停机后无法二次启动时，由于A口和B口与P口均不能相通，因此导致无法再次启动，但是通过本实施例所提供的自动控制切换直行程往复动力装置，按压换向阀100中的控制按钮4-10，对于的先导机构可从P口获得先导气源信号，进而通过先导机构的先导活塞推动换向阀芯移动实现换向，使P口和A口或B口实现连通及连续的换向动作，实现自动往复运动，完成二次启动。

在按压控制按钮时，按压时间不要太长，不要超过活塞10的单行程时间。如果按压控制按钮后不能瞬间释放，结果是左侧及右侧的先导腔室内都会充满有压力的气体，两边的压力抵消，左侧及右侧的先导活塞无法推动换向阀芯实现换向。

如图9所示，当活塞11在直行程往复气缸200的后端盖极限位置时，二次启动的具体执行过程如下，由于装置中各部分的工作原理与前述过程相同，以下表述中部分重复的内容不再赘述。

启动时，按压右侧先导机构的控制按钮4-10，此时，右侧的先导阀芯向右移动，使调节通道打开，压缩空气从P口通过调节通道进入到右侧先导机构的外腔室内（其结构详细结构及原理参见实施例2），压缩空气推动右侧的先导活塞向左移动，推动换向阀芯向左移动，换向阀芯随之推动左侧的先导活塞同步向左移动，随后阀芯完成彻底换向，也就是换向阀芯处于最左侧极限位置。P口与B口通。压缩空气通过P-B-H进入缸筒6内的后活塞腔内，活塞10向左移动，随后各个部件的工作过程则与前述过程相同，此时装置实现二次启动，恢复正常的往复运动。

以下对活塞10在直行程往复气缸200的中间位置时（图中未示出）实施二次启动时的具体执行过程。

启动时，按压右侧的控制按钮，此时，右侧的先导阀芯向右移动，压缩空气从P口进入到右侧先导腔室的外腔室内，压缩空气推动右侧先导室活塞向左移动，推动换向阀芯向左移动，换向阀芯随之推动左侧的先导活塞同步向左移动，换向阀芯瞬间完成彻底换向，此时换向阀芯处于最左侧极限位置，P口与B口通。压缩空气通过P-B-H进入气缸右腔，活塞10向左移动，签活塞腔内的气体通过Q-A-R排出。随后各个部件的工作过程则与前述过程相同，此时装置实现二次启动，恢复正常的往复运动。

以上通过活塞在前、中、后的不同位置时，通过按压右侧的控制按钮使右侧先导机构获得来自P口的先导气源，进而推动换向阀芯向左移动实现换向，使P口与B口通，后续装置即可实现正常的往复运动。同理，当控制机构设置在左侧时，也能够实现上述二次启动。

需要说明的是，本实施例中，为了便于表示装置的气路连接原理，通过虚线表示气路管线。在实际产品中，通常只能看见P口的进气管，其他的气管是通过连接板及汇流板（图中未示出）进行传递的。

上述实施例中，以流体压力源采用压缩空气为例进行描述，本实用新型同样适用液压控制。当流体压力源采用液压油时，执行部分的直行程往复气缸200换成油缸，换向阀100换成液压用阀。

本实用新型所提供的自动控制切换直行程往复动力装置中没有线圈，不需要电控。采用压缩空气作为动力源时，W口、U口进行排气，可直接排至大气环境中，采用液压油为流体动力源时，W口、U口排出的液压油回油到油池中。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种直行程往复气缸，其特征在于：其包括缸筒，密封设置在所述缸筒两端的前端盖和后端盖，以及设置在所述缸筒内的活塞，所述缸筒内形成容纳所述活塞的活塞腔，所述活塞将所述活塞腔分隔为前活塞腔和后活塞腔，所述活塞上固定设置有活塞杆，所述活塞杆穿过所述前端盖伸至所述活塞腔外，所述活塞杆与所述前端盖之间设置有密封机构；

所述前端盖上设置有与所述前活塞腔相通的前流体进出口，后端盖上设置有与所述后活塞腔相通的后流体进出口；

所述缸筒的筒壁上设置有用于给换向阀提供先导气源的第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔；

所述活塞移动到所述缸筒前端时，所述活塞封闭所述第二先导流体输出孔，所述第一先导流体输出孔与所述后活塞腔相通；

所述活塞移动到所述缸筒后端时，所述活塞封闭所述第一先导流体输出孔，所述第二先导流体输出孔与所述前活塞腔相通。

2.根据权利要求1所述的一种直行程往复气缸，其特征在于：所述第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔的数量为N个，N为大于等于1的正整数；N个所述第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔分别沿所述缸筒周向分布设置。

3.根据权利要求1所述的一种直行程往复气缸，其特征在于：所述活塞移动到所述缸筒前端使所述第一先导流体输出孔与所述后活塞腔相通时，所述活塞前端与所述前端盖之间存在一缓冲间隙；

所述活塞移动到所述缸筒后端使所述第二先导流体输出孔与所述前活塞腔相通时，所述活塞后端与所述后端盖之间存在一缓冲间隙。

4.根据权利要求1所述的一种直行程往复气缸，其特征在于：所述第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔分别设置在所述缸筒的长度方向的中线两侧。

5.根据权利要求4所述的一种直行程往复气缸，其特征在于：所述第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔相对于所述缸筒的长度方向的中线对称设置。

6.根据权利要求1所述的一种直行程往复气缸，其特征在于：所述第一先导流体输出孔和第二先导流体输出孔为圆孔、腰形孔或螺纹孔。

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