高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其超行程保護(hù)裝置包括閥體、頂桿、鋼球、球座、彈性件及螺塞，閥體上形成有油道且其一端密封地連接于缸體的底部，另一端設(shè)置有連通油道的進(jìn)油口，螺塞密封地連接于閥體的鄰近進(jìn)油口一端的油道內(nèi)，球座容置于油道內(nèi)并位于螺塞的上方，彈性體呈彈性地設(shè)置于螺塞與球座之間，鋼球承載于球座上，頂桿滑動(dòng)地設(shè)于油道內(nèi)且兩端分別抵觸于剛球及活塞。液壓油通過閥體內(nèi)的油道進(jìn)入缸體的內(nèi)腔，液壓力推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈性件的彈力作用使頂桿、鋼球隨之向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鋼球?qū)⒂偷纼?nèi)的油口堵住、液壓油不能進(jìn)入內(nèi)腔時(shí)，活塞不能往上運(yùn)動(dòng)，達(dá)到行程保護(hù)功能，使低壓蓋不易受活塞的作用力而損壞，保證使用的安全性。
【專利說明】高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓缸，更具體地涉及一種具有超行程保護(hù)裝置的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，液壓技術(shù)得到了較大的發(fā)展，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中得到了普遍的應(yīng)用。其中，液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件。其一般是由缸體、活塞、密封件、油道等組成，通過油道將液壓油送到缸體內(nèi)部的其中一油腔內(nèi)，從使兩油腔產(chǎn)生液壓差，進(jìn)而推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。利用液壓缸來實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可免去減速裝置，并且沒有傳動(dòng)間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
[0003]但在某些工程現(xiàn)場(chǎng)，由于輸出力的要求和實(shí)際空間位置的限制，只能使用尺寸小、壓力高的超高壓薄壁液壓缸。但由于這種液壓缸本身具有的薄壁、超高壓的特點(diǎn)，當(dāng)液壓缸在承受高壓液壓油時(shí)缸體的變形較大，當(dāng)超出了密封圈的補(bǔ)償能力時(shí)，易導(dǎo)致密封失效，泄漏量增大，從而不能滿足使用要求；另外，液壓缸工作時(shí)，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)的行程超過一定的范圍時(shí)，容易使缸蓋受到損壞，從而給使用帶來安全隱患。
[0004]因此，有必要提供一種具有超行程保護(hù)裝置、且在高壓和缸體膨脹變形的情況下仍具有良好密封效果的液壓缸，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種具有超行程保護(hù)裝置、且在高壓和缸體膨脹變形的情況下仍具有良好密封效果的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:提供一種高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其包括活塞、缸體及超行程保護(hù)裝置，所述缸體具有內(nèi)腔，所述活塞密封地連接于所述缸體的內(nèi)腔內(nèi)，所述超行程保護(hù)裝置設(shè)置于所述缸體的底部并與所述活塞相抵觸，其中，所述超行程保護(hù)裝置包括閥體、頂桿、鋼球、球座、彈性件及螺塞，所述閥體呈中空結(jié)構(gòu)，所述中空結(jié)構(gòu)貫穿所述閥體形成油道，所述閥體的一端密封地連接于所述缸體的底部，所述閥體的另一端設(shè)置有連通所述油道的進(jìn)油口，所述螺塞密封地連接于所述閥體的鄰近所述進(jìn)油口一端的所述油道內(nèi)，所述球座容置于所述油道內(nèi)并位于所述螺塞的上方，所述彈性體呈彈性地設(shè)置于所述螺塞與所述球座之間，所述鋼球承載于所述球座上，所述頂桿滑動(dòng)地設(shè)置于所述油道內(nèi)，且所述頂桿的一端抵觸于所述剛球，所述頂桿的另一端伸出所述閥體外并抵觸于所述活塞。
[0007]較佳地，所述閥體的內(nèi)壁上具有朝所述油道內(nèi)凸伸形成的凸緣，所述凸緣之間形成油口，且所述油口的直徑小于所述鋼球的直徑；當(dāng)達(dá)到行程保護(hù)設(shè)定值時(shí)，鋼球頂住所述凸緣從而將油口堵住，因此液壓油不能進(jìn)入內(nèi)腔活塞不能往上運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到行程保護(hù)的功能，保證使用的安全性。
[0008]較佳地，所述缸體的底部開設(shè)有安裝孔，所述閥體的上端密封地連接于所述安裝孔內(nèi)，且所述閥體與所述安裝孔的側(cè)壁之間設(shè)置有第一密封機(jī)構(gòu)。
[0009]較佳地，所述第一密封機(jī)構(gòu)包括卡環(huán)、第一密封圈及第一擋圈，所述閥體的外壁上設(shè)有第一容置槽及第一凸沿，所述卡環(huán)卡設(shè)于所述第一容置槽內(nèi)，所述所述第一密封圈、所述第一擋圈均套設(shè)于所述閥體上且位于所述卡環(huán)與所述第一凸沿之間，且所述第一密封圈位于所述第一擋圈與所述卡環(huán)之間，所述第一密封圈密封地抵壓于所述安裝孔的側(cè)壁上。
[0010]較佳地，所述閥體螺紋連接于設(shè)備本體內(nèi)，且所述閥體與所述設(shè)備本體之間設(shè)置有第二密封機(jī)構(gòu)。
[0011]較佳地，所述閥體上具有第二凸沿，所述第二密封機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述第二凸沿與所述設(shè)備本體之間，其中，所述第二密封機(jī)構(gòu)包括第二密封圈及第二擋圈，所述第二凸沿上開設(shè)有第二容置槽，所述第二密封圈、所述第二擋圈均容置于所述第二容置槽內(nèi)，且所述第二密封圈密封地抵壓于所述設(shè)備本體。
[0012]較佳地，所述活塞與所述缸體之間設(shè)置有第三密封機(jī)構(gòu)，所述第三密封機(jī)構(gòu)包括彈性擋圈、活塞套、第三密封圈、第三擋圈及第四密封圈，所述活塞具有環(huán)形凸沿，所述彈性擋圈固定地套接于所述活塞，所述活塞套套接于所述活塞且位于所述彈性擋圈及所述環(huán)形凸沿的內(nèi)側(cè)面之間；所述活塞套的內(nèi)側(cè)面與所述活塞的外側(cè)面之間呈間隙配合，所述第四密封圈設(shè)置于所述活塞套與所述活塞之間且分別密封地抵壓于所述活塞套的內(nèi)側(cè)面、所述活塞的外側(cè)面及所述環(huán)形凸沿的內(nèi)側(cè)面；所述第三密封圈、所述第三擋圈均設(shè)置所述缸體的內(nèi)側(cè)壁與所述活塞套的外側(cè)面之間且分別密封地抵壓于所述缸體的內(nèi)側(cè)壁及所述活塞套的外側(cè)面。由于所述活塞套的內(nèi)側(cè)面與所述活塞的外側(cè)面之間呈間隙配合，當(dāng)高壓液體進(jìn)入缸體的內(nèi)腔時(shí)，所述缸體因受到高壓而膨脹，使所述內(nèi)腔的內(nèi)徑變大，與此同時(shí)高壓液體進(jìn)入所述活塞套的內(nèi)側(cè)面與所述活塞的外側(cè)面之間的間隙，使所述活塞套的內(nèi)側(cè)面受到壓力而膨脹，因此，所述活塞套的外徑也會(huì)隨所述缸體的內(nèi)徑變大，因而形成了自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ?，使所述活塞套的外?cè)面保持與所述缸體的內(nèi)側(cè)壁密封接觸，并且接觸壓應(yīng)力保持大于工作油壓，從而保證具有良好的密封效果。
[0013]較佳地，所述活塞套的外側(cè)面上開設(shè)有第三容置槽，所述第三密封圈、所述第三擋圈均容置于所述第三容置槽內(nèi)；第三容置槽能限定第三密封圈的位置，防止第三密封圈因所述活塞的來回運(yùn)動(dòng)而發(fā)生移位，保證密封性能。
[0014]較佳地，所述活塞套的內(nèi)側(cè)面的一端設(shè)置有一凹陷部，所述凹陷部、所述活塞的外側(cè)面及所述環(huán)形凸沿的內(nèi)側(cè)面共同圍成第四容置槽，所述第四密封圈容置于所述第四容置槽。
[0015]較佳地，所述活塞套的內(nèi)側(cè)面形成側(cè)壓力面，所述側(cè)壓力面與所述活塞的外側(cè)面之間呈間隙配合，且所述側(cè)壓力面的面積大于位于所述第三密封圈下方的所述活塞套的外側(cè)面的面積。所述側(cè)壓力面可以承載高壓液體的壓力，從而使所述活塞套膨脹，實(shí)現(xiàn)與所述缸體形成自動(dòng)補(bǔ)償功能；另外，由于所述第三密封圈下方的所述活塞套的外側(cè)面也受到高壓液體的壓力，因此，所述側(cè)壓力面的面積大于位于所述第三密封圈下方的所述活塞套的外側(cè)面的面積，可以使所述活塞套的內(nèi)側(cè)面的壓力大于外側(cè)面的壓力，從而使所述活塞套實(shí)現(xiàn)膨脹。
[0016]較佳地，所述活塞的端部還設(shè)有環(huán)槽，所述彈性擋圈固定于所述環(huán)槽中；所述環(huán)槽可以對(duì)所述彈性擋圈進(jìn)行軸向定位，從而通過所述彈性擋圈限制所述活塞套的軸向移動(dòng)，保證所述內(nèi)密封圈的靜密封性能。
[0017]較佳地，所述高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸還包括低壓蓋，所述低壓蓋固定地連接于所述缸體的頂部，且所述活塞的輸出端滑動(dòng)地穿過所述低壓蓋，所述低壓蓋與所述缸體之間、所述低壓蓋與所述活塞之間分別設(shè)置有第四密封機(jī)構(gòu)及第五密封機(jī)構(gòu)。
[0018]較佳地，所述第四密封機(jī)構(gòu)包括第五密封圈，所述低壓蓋的外側(cè)壁上開設(shè)有第五容置槽，所述第五密封圈容置于所述第五容置槽內(nèi)，且所述第五密封圈密封地抵壓于所述缸體的內(nèi)壁。
[0019]較佳地，所述第五密封機(jī)構(gòu)包括第六密封圈及第四擋圈，所述低壓蓋的內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)有第六容置槽，所述第六密封圈、所述第四擋圈均容置于所述第六容置槽內(nèi)，且所述第六密封圈密封地抵壓于所述活塞的外側(cè)壁。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其超行程保護(hù)裝置包括閥體、頂桿、鋼球、球座、彈性件及螺塞，所述閥體呈中空結(jié)構(gòu)，所述中空結(jié)構(gòu)貫穿所述閥體形成油道，所述閥體的一端密封地連接于所述缸體的底部，所述閥體的另一端設(shè)置有連通所述油道的進(jìn)油口，所述螺塞密封地連接于所述閥體的鄰近所述進(jìn)油口一端的所述油道內(nèi)，所述球座容置于所述油道內(nèi)并位于所述螺塞的上方，所述彈性體呈彈性地設(shè)置于所述螺塞與所述球座之間，所述鋼球承載于所述球座上，所述頂桿滑動(dòng)地設(shè)置于所述油道內(nèi)，且所述頂桿的一端抵觸于所述剛球，所述頂桿的另一端伸出所述閥體外并抵觸于所述活塞。當(dāng)液壓油通過閥體內(nèi)的油道進(jìn)入缸體的內(nèi)腔時(shí)，液壓力作用在活塞的端面，推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，此過程中，在彈性件的彈力作用下，超行程保護(hù)裝置內(nèi)的頂桿、鋼球也隨之向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到行程保護(hù)設(shè)定值后，鋼球?qū)⒂偷纼?nèi)的油口堵住，因此液壓油不能進(jìn)入缸體的下腔內(nèi)，活塞不能往上運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到行程保護(hù)的功能，使低壓蓋不易受活塞的作用力而損壞，從而保證使用的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸的剖視圖。
[0022]圖2是圖1中超行程保護(hù)裝置的放大示意圖。
[0023]圖3是圖1中A部分的放大示意圖。
[0024]圖4是圖1中B部分的放大示意圖。
[0025]圖5是圖1中活塞套另一實(shí)施例的剖視圖。
[0026]圖6是圖1中活塞套又一實(shí)施例的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。本發(fā)明所提供的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸100，具有超行程保護(hù)裝置140，且在高壓和缸體110膨脹變形的情況下仍具有良好密封效果。
[0028]如圖1、圖2所示，本發(fā)明所提供的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸100，包括缸體110、低壓蓋120、活塞130及超行程保護(hù)裝置140 ;其中，所述缸體110具有內(nèi)腔，且缸體110上分別開設(shè)有連通內(nèi)腔的第一油口 112、第二油口 113，缸體110的頂部固接低壓蓋120，缸體110的底部開設(shè)有安裝孔114，安裝超行程保護(hù)裝置140密封地安裝于安裝孔114，所述活塞130密封地連接于缸體110的內(nèi)腔內(nèi)并抵觸超行程保護(hù)裝置140，且活塞130的輸出端滑動(dòng)地穿過低壓蓋120。
[0029]具體地，活塞130上具有環(huán)形凸沿131，該環(huán)形凸沿131將所述內(nèi)腔分成上腔Illa及下腔111b，第一油口 112與上腔Illa連通，第二油口 113與下腔Illb連通，第二油口 113用于液壓缸100之間的相互連接。
[0030]繼續(xù)參閱圖1、圖2所示，所述超行程保護(hù)裝置140包括閥體141、頂桿142、鋼球143、球座144、彈性件145及螺塞146，所述閥體141呈中空結(jié)構(gòu)，所述中空結(jié)構(gòu)貫穿所述閥體141而形成油道1411，所述閥體141的一端密封地連接于缸體110的安裝孔114內(nèi)，所述閥體141的另一端設(shè)置有連通所述油道1411的進(jìn)油口 1414，液壓油通過所述進(jìn)油口 1414進(jìn)入油道1411內(nèi)；本實(shí)施例中，閥體141的下端設(shè)置有四個(gè)進(jìn)油口 1414，可以理解地，進(jìn)油口 1414的數(shù)量并不限于四個(gè)。所述螺塞146密封地連接于油道1411的一端，且密封地連接于閥體141的鄰近進(jìn)油口 1414 一端，以將所述油道1411的一端密封；所述球座144容置于所述油道1411內(nèi)并位于螺塞146的上方，所述彈性件145呈彈性地設(shè)置于螺塞146與球座144之間，所述鋼球143承載于球座144上，所述頂桿142滑動(dòng)地設(shè)置于所述油道1411內(nèi)，且頂桿142的一端抵觸于鋼球143，頂桿142的另一端伸出所述閥體141外并抵觸于所述活塞130。
[0031]參閱圖2所示,所述閥體141的內(nèi)壁上具有朝油道1411內(nèi)凸伸形成的凸緣1412,因此，油道1411被凸緣1412分成上下兩部分，且油道1411上部分的內(nèi)徑小于下部分的內(nèi)徑，因此在凸緣1412之間形成一油口 1413，且所述油口 1413的直徑小于所述鋼球143的直徑；液壓油通過所述進(jìn)油口 1414進(jìn)入油道1411內(nèi)，并經(jīng)過所述油口 1413進(jìn)入缸體110的下腔111b，當(dāng)達(dá)到行程保護(hù)設(shè)定值時(shí)，鋼球143頂住所述凸緣1412從而將油口 1413堵住，因此液壓油不能進(jìn)入下腔Illb內(nèi)，活塞130不能往上運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到行程保護(hù)的功能，保證使用的安全性。
[0032]優(yōu)選地，所述彈性件145優(yōu)選為彈簧，當(dāng)然不以此為限，還可以使用其他的彈性元件，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)。
[0033]再次參閱圖1、圖2所示,所述閥體141螺紋連接于設(shè)備本體(圖未示)內(nèi)，所述閥體141的上端連接于所述安裝孔114內(nèi)；且閥體141與安裝孔114的側(cè)壁之間設(shè)置有第一密封機(jī)構(gòu)150，閥體141與所述設(shè)備本體之間設(shè)置有第二密封機(jī)構(gòu)160。
[0034]具體地，所述第一密封機(jī)構(gòu)150包括第一密封圈151、第一擋圈152及卡環(huán)153，所述閥體141的外壁上設(shè)有第一凸沿1415及與卡環(huán)153相對(duì)應(yīng)的第一容置槽1416，所述卡環(huán)153卡設(shè)于第一容置槽1416內(nèi)，卡環(huán)153與第一凸沿1415之間形成一個(gè)卡合區(qū),第一密封圈151、第一擋圈152均套設(shè)于所述閥體141上并卡合于所述卡合區(qū)內(nèi)，且第一密封圈151位于第一擋圈152與卡環(huán)153之間,所述第一密封圈151密封地抵壓于所述安裝孔114的側(cè)壁上，從而使缸體110與閥體141之間形成靜密封，卡環(huán)153、第一擋圈152用于將第一密封圈151固定于閥體141上，保證第一密封圈151的靜密封效果。
[0035]另外，所述閥體141上還具有第二凸沿1417，安裝后，第二凸沿1417的底壁抵觸于設(shè)備本體，且在第二凸沿1417與設(shè)備本體之間設(shè)置所述第二密封機(jī)構(gòu)160。具體地，所述第二密封機(jī)構(gòu)160包括第二密封圈161及第二擋圈162，所述第二凸沿1417上具有向內(nèi)開設(shè)的第二容置槽1418，所述第二密封圈161、所述第二擋圈162均容置于所述第二容置槽1418內(nèi)，且第二密封圈161位于第二擋圈162與第二容置槽1418的一側(cè)壁之間，第二密封圈161密封地抵壓于所述設(shè)備本體，從而使閥體141與設(shè)備本體之間形成靜密封。
[0036]其中，第一密封圈151、第二密封圈161均為O型圈，當(dāng)然并不以此為限。
[0037]參閱圖1、圖3所示，所述活塞130與所述缸體110之間設(shè)置有第三密封機(jī)構(gòu)170 ；所述第三密封機(jī)構(gòu)170包括彈性擋圈171、活塞套172、第三密封圈173、第三擋圈174及第四密封圈175，所述彈性擋圈171固定地套接于所述活塞130，所述活塞套172套接于所述活塞130且位于彈性擋圈171及環(huán)形凸沿131的內(nèi)側(cè)面131a之間，彈性擋圈171用于限制活塞套172的軸向移動(dòng)；其中，活塞套172具有相對(duì)的內(nèi)側(cè)面及外側(cè)面，在其內(nèi)側(cè)面及外側(cè)面之間還具有兩相對(duì)的端表面，其中一端表面密封地抵壓于所述凸沿131的內(nèi)側(cè)面131a，另一端表面形成正壓力面1723，所述活塞套172的內(nèi)側(cè)面與所述活塞130的外側(cè)面132之間呈間隙配合，所述第四密封圈175設(shè)置于所述活塞套172與所述活塞130之間，且第四密封圈175分別密封地抵壓于所述活塞套172的內(nèi)側(cè)面、所述活塞130的外側(cè)面132及所述環(huán)形凸沿131的內(nèi)側(cè)面131a而形成靜密封；所述第三密封圈173、所述第三擋圈174均設(shè)置所述缸體110的內(nèi)側(cè)壁與所述活塞套172的外側(cè)面之間，且分別密封地抵壓于所述缸體110的內(nèi)側(cè)壁及所述活塞套172的外側(cè)面而形成動(dòng)密封。
[0038]具體地，活塞130的端部設(shè)有環(huán)槽(未標(biāo)號(hào))，彈性擋圈171固定于環(huán)槽中。環(huán)槽可以對(duì)彈性擋圈171進(jìn)行軸向定位，從而通過彈性擋圈171限制活塞套172的軸向移動(dòng)，保證內(nèi)密封圈的靜密封性能。
[0039]繼續(xù)參閱圖1、圖3所示，所述活塞套172的外側(cè)面上開設(shè)有第三容置槽1724，所述第三密封圈173、所述第三擋圈174均容置于所述第三容置槽1724內(nèi)，且第三密封圈173密封地抵壓于缸體110的內(nèi)側(cè)壁及活塞套172的外側(cè)面；由于第三容置槽1724與下腔Illb相連通，因此高壓液體會(huì)進(jìn)入第三容置槽1724而推動(dòng)第三密封圈173與缸體110的內(nèi)側(cè)壁、第三容置槽1724的表面密封地接觸，保證動(dòng)密封效果，且第三容置槽1724能限定第三密封圈173的位置，防止第三密封圈173因活塞130的來回運(yùn)動(dòng)而發(fā)生移位，影響密封性能；而第三擋圈174能防止第三密封圈173因缸體110的內(nèi)側(cè)壁變大而被擠入間隙從而被咬傷導(dǎo)致泄漏。優(yōu)選地，所述第三密封圈173為O型圈，第三擋圈174為平墊圈，當(dāng)然不以此為限。
[0040]另外，所述活塞套172的內(nèi)側(cè)面的一端設(shè)置有一凹陷部，所述凹陷部、所述活塞130的外側(cè)面132及所述環(huán)形凸沿131的內(nèi)側(cè)面131a共同圍成第四容置槽1727，所述第四密封圈175容置于所述第四容置槽1727內(nèi)，且第四密封圈175分別密封地抵壓于所述凹陷部、所述活塞130的外側(cè)面132及所述環(huán)形凸沿131的內(nèi)側(cè)面131a，從而形成靜密封。
[0041]更具體地，所述凹陷部的一側(cè)面1725呈傾斜設(shè)置，活塞130的外側(cè)面132與凹陷部的側(cè)面1725相對(duì)的位置處亦呈傾斜設(shè)置，且該側(cè)面1725與活塞130的外側(cè)面上相對(duì)應(yīng)的位置處相平行，所述凹陷部的另一側(cè)面1726與環(huán)形凸沿131的內(nèi)側(cè)面131a相平行，因此，活塞130的外側(cè)面132、環(huán)形凸沿131的內(nèi)側(cè)面131a、凹陷部的兩側(cè)面1725、1726共同形成一個(gè)呈平行四邊形的第四容置槽1727，第四密封圈175容置于該第四容置槽1727內(nèi)，第四密封圈175的四周分別與活塞130的外側(cè)面132、環(huán)形凸沿131的內(nèi)側(cè)面131a、凹陷部的兩側(cè)面1725、1726密封地抵觸。
[0042]再次參閱圖1-圖3所示，活塞套172的內(nèi)側(cè)面形成內(nèi)側(cè)壓力面1721，內(nèi)側(cè)壓力面1721與活塞130的外側(cè)面132之間呈間隙配合，且該間隙1728與下腔Illb連通。活塞套172的外側(cè)面被第三容置槽1724分割成上、下兩部分，設(shè)有第三密封機(jī)構(gòu)170的活塞130安裝于內(nèi)腔后，位于第三密封圈173下方的活塞套172的外側(cè)面形成第一外側(cè)壓力面1722，位于第三密封圈173上方的活塞套172的外側(cè)面形成第二外側(cè)壓力面1729，且第一外側(cè)壓力面1722與下腔Illb連通，第二外側(cè)壓力面1729與上腔Illa連通(見圖1、圖3)，且內(nèi)側(cè)壓力面1721的面積大于第一外側(cè)壓力面1722的面積?；钊?30向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二外側(cè)壓力面1729與上腔Illa連通，作用在第二外側(cè)壓力面1329的壓力較低；高壓液體能通過下腔Illb進(jìn)入到所述間隙1328內(nèi)，內(nèi)側(cè)壓力面1721承載高壓液體的壓力，同時(shí)第一外側(cè)壓力面1722也受到高壓液體的壓力，但內(nèi)側(cè)壓力面1721的面積大于第一外側(cè)壓力面1722的面積可以使活塞套172的內(nèi)側(cè)面的壓力大于外側(cè)面的壓力，從而使活塞套172實(shí)現(xiàn)膨脹。
[0043]優(yōu)選地，所述活塞套172為鋁合金材質(zhì)，第三密封圈173、第四密封圈175均為橡膠材料制成的O型圈，但均不以此為限。
[0044]參閱圖5、圖6所示,更進(jìn)一步地,所述活塞套172的內(nèi)側(cè)面上還可以設(shè)置有凹槽1728'、1728''，所述凹槽1728'、1728''的端部貫穿所述活塞套172且與所述下腔Illb連通，所述凹槽1728'、1728''可以將所述下腔Illb內(nèi)的油引導(dǎo)到活塞套172的內(nèi)側(cè)面，從而保證活塞套172的內(nèi)側(cè)面能受到油壓。當(dāng)活塞套172的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有凹槽1728'、1728''時(shí)，活塞套172與活塞130之間可以呈間隙配合，也可以呈非間隙配合。
[0045]其中，所述凹槽1728'的形狀可根據(jù)具體使用環(huán)境靈活設(shè)置，如圖5所示，將凹槽1728'設(shè)置成直線狀，即所述凹槽1728'的軸向與所述活塞套172的軸向相同，且在活塞套172內(nèi)側(cè)面上均勻的開設(shè)有多個(gè)凹槽1728'，例如活塞套172的內(nèi)側(cè)面均勻的開設(shè)有三個(gè)凹槽1728'，當(dāng)然凹槽1728'的數(shù)量及開設(shè)方式并不以此為限。如圖6所示，還可以將凹槽1728''設(shè)置成呈螺旋狀。這樣，當(dāng)高壓液體能通過彈性擋圈171與活塞套172之間的間隙進(jìn)入活塞套172的內(nèi)側(cè)面與活塞130的外側(cè)面132之間的間隙1728，再進(jìn)入活塞套172上的凹槽1728'、1728''內(nèi)，保證內(nèi)側(cè)壓力面1721能受到油壓，進(jìn)一步使內(nèi)側(cè)壓力面1721的壓力大于外側(cè)壓力面的壓力，保證活塞套172受壓并與缸體110同步往外膨脹，進(jìn)而壓迫外密封圈使其緊緊貼在缸體HO的內(nèi)壁上，形成嚴(yán)密的動(dòng)密封，從而保證密封界面上的接觸壓應(yīng)力。
[0046]再次參閱圖1、圖4所示,所述低壓蓋120通過環(huán)形鍵123固定地連接于所述缸體110的頂部，所述低壓蓋120與所述缸體110之間設(shè)置有第四密封機(jī)構(gòu)180，從而構(gòu)成靜密封；所述低壓蓋120與所述活塞130之間設(shè)置有第五密封機(jī)構(gòu)190，從而構(gòu)成動(dòng)密封。
[0047]具體地，所述低壓蓋120的外側(cè)壁上開設(shè)有第五容置槽121，其內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)有第六容置槽122，分別用于安裝第四密封機(jī)構(gòu)180、第五密封機(jī)構(gòu)190。其中，所述第四密封機(jī)構(gòu)180包括第五密封圈，所述第五密封圈卡設(shè)于所述第五容置槽121內(nèi)，且所述第五密封圈密封地抵壓于所述缸體110的內(nèi)壁從而形成靜密封。所述第五密封機(jī)構(gòu)190包括第六密封圈191及第四擋圈192，所述第六密封圈191、所述第四擋圈192均容置于所述第六容置槽122內(nèi)，且第六密封圈191位于第四擋圈192與第六容置槽122的一側(cè)壁之間，所述第六密封圈191密封地抵壓于所述活塞130的外側(cè)壁，從而形成動(dòng)密封。所述第五密封圈、第六密封圈191優(yōu)選為O型圈。
[0048]下面結(jié)合圖1-圖6所示，對(duì)本發(fā)明高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸100的工作過程進(jìn)行說明。
[0049]工作時(shí)，超高壓液壓油通過超行程保護(hù)裝置140下部的進(jìn)油口 1414進(jìn)油，液壓油通過閥體141內(nèi)的油道1411進(jìn)入缸體110的下腔111b，通過與缸體110的上腔Illa連通的第一油口 112回油，這樣液壓力作用在活塞130的端面，推動(dòng)活塞130向上運(yùn)動(dòng)，此過程中，在彈性件145的彈力作用下，超行程保護(hù)裝置140內(nèi)的頂桿142、鋼球143也隨之向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到行程保護(hù)設(shè)定值后，鋼球143頂住油道1411內(nèi)的凸緣1412，從而將油口 1413堵住(見圖2中虛線所示)，因此液壓油不能進(jìn)入缸體110的下腔Illb內(nèi)，活塞130不能往上運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到行程保護(hù)的功能，使低壓蓋120不易受活塞130的作用力而損壞，從而保證使用的安全性。
[0050]另外，在高壓液體推動(dòng)活塞130向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，液壓力也作用于活塞套172的正壓力面1723，進(jìn)而將活塞套172向環(huán)形凸沿131的內(nèi)側(cè)面131a推壓，將第四密封圈175壓緊在活塞130上，形成嚴(yán)密的靜密封；這時(shí)，由于缸體110的壁厚較薄，缸體110受壓將向外膨脹；與此同時(shí)，第一外側(cè)壓力面1722、第二外側(cè)壓力面1729均受壓，而高壓液體能通過彈性擋圈171與活塞套172之間的間隙進(jìn)入活塞套172的內(nèi)側(cè)面與活塞130的外側(cè)面132之間的間隙1728，從而使所述內(nèi)側(cè)壓力面1721受壓，但第一外側(cè)壓力面1722的面積小于內(nèi)側(cè)壓力面1721的面積，作用在第二外側(cè)壓力面1729的壓力較低，從而導(dǎo)致活塞套172的內(nèi)側(cè)壓力面1721的壓力大于外側(cè)壓力面的壓力，因此，活塞套172受壓而與缸體110同步往外膨脹，進(jìn)而壓迫第三密封圈173，使其緊緊貼在缸體110的內(nèi)壁上，形成嚴(yán)密的動(dòng)密封，液壓油壓力越高，活塞套172受到的壓力越大，膨脹得越厲害，第三密封圈173的壓縮量越大，密封界面上的接觸壓應(yīng)力也就越大,從而保證密封界面上的接觸壓應(yīng)力，動(dòng)、靜密封的結(jié)合從而保證高壓情況下的薄壁液壓缸100的自補(bǔ)償密封，使其具有良好的密封效果。
[0051]進(jìn)一部地，當(dāng)活塞套172的內(nèi)側(cè)面上開設(shè)有凹槽1728'、1728''時(shí)，高壓液壓由進(jìn)入活塞套172的內(nèi)側(cè)面與活塞130的外側(cè)面132之間的間隙1728，并進(jìn)入活塞套172上的凹槽1728'、1728''內(nèi)，進(jìn)一步保證活塞套172受壓并與缸體110同步往外膨脹，進(jìn)而壓迫第三密封圈173使其緊緊貼在缸體110的內(nèi)壁上，最大限度的保證了密封間隙的均衡，保證了接觸界面上的接觸壓應(yīng)力，防止第三密封圈173的擠出失效，保證超高壓環(huán)境下的密封效果。
[0052]由于本發(fā)明的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸100，其超行程保護(hù)裝置140包括閥體141、頂桿142、鋼球143、球座144、彈性件145及螺塞146，所述閥體141呈中空結(jié)構(gòu)，所述中空結(jié)構(gòu)貫穿所述閥體141形成油道1411，所述閥體141的一端密封地連接于所述缸體110的底部，所述閥體141的另一端設(shè)置有連通所述油道1411的進(jìn)油口 1414，所述螺塞146密封地連接于所述閥體141的鄰近所述進(jìn)油口 1414 一端的所述油道1411內(nèi)，所述球座144容置于所述油道1411內(nèi)并位于所述螺塞146的上方，所述彈性體呈彈性地設(shè)置于所述螺塞146與所述球座144之間，所述鋼球143承載于所述球座144上，所述頂桿142滑動(dòng)地設(shè)置于所述油道1411內(nèi)，且所述頂桿142的一端抵觸于所述剛球，所述頂桿142的另一端伸出所述閥體141外并抵觸于液壓缸100的活塞130。當(dāng)液壓油通過閥體141內(nèi)的油道1411進(jìn)入缸體110的內(nèi)腔時(shí)，液壓力作用在活塞130的端面，推動(dòng)活塞130向上運(yùn)動(dòng)，此過程中，在彈性件145的彈力作用下，超行程保護(hù)裝置140內(nèi)的頂桿142、鋼球143也隨之向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到行程保護(hù)設(shè)定值后，鋼球143頂住油道1411內(nèi)的凸緣1413，從而將油道1411內(nèi)的油口1413堵住，因此液壓油不能進(jìn)入缸體110的下腔Illb內(nèi)，活塞130不能往上運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到行程保護(hù)的功能，使低壓蓋120不易受活塞130的作用力而損壞，從而保證使用的安全性。
[0053]以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:包括活塞、缸體及超行程保護(hù)裝置，所述缸體具有內(nèi)腔，所述活塞密封地連接于所述缸體的內(nèi)腔內(nèi)，所述超行程保護(hù)裝置設(shè)置于所述缸體的底部并與所述活塞相抵觸，其中，所述超行程保護(hù)裝置包括閥體、頂桿、鋼球、球座、彈性件及螺塞，所述閥體呈中空結(jié)構(gòu)，所述中空結(jié)構(gòu)貫穿所述閥體形成油道，所述閥體的一端密封地連接于所述缸體的底部，所述閥體的另一端設(shè)置有連通所述油道的進(jìn)油口，所述螺塞密封地連接于所述閥體的鄰近所述進(jìn)油口一端的所述油道內(nèi)，所述球座容置于所述油道內(nèi)并位于所述螺塞的上方，所述彈性體呈彈性地設(shè)置于所述螺塞與所述球座之間，所述鋼球承載于所述球座上，所述頂桿滑動(dòng)地設(shè)置于所述油道內(nèi)，且所述頂桿的一端抵觸于所述剛球，所述頂桿的另一端伸出所述閥體外并抵觸于所述活塞。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述閥體的內(nèi)壁上具有朝所述油道內(nèi)凸伸形成的凸緣，所述凸緣之間形成油口，且所述油口的直徑小于所述鋼球的直徑。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述缸體的底部開設(shè)有安裝孔，所述閥體的上端密封地連接于所述安裝孔內(nèi)，且所述閥體與所述安裝孔的側(cè)壁之間設(shè)置有第一密封機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述第一密封機(jī)構(gòu)包括卡環(huán)、第一密封圈及第一擋圈，所述閥體的外壁上設(shè)有第一容置槽及第一凸沿，所述卡環(huán)卡設(shè)于所述第一容置槽內(nèi)，所述所述第一密封圈、所述第一擋圈均套設(shè)于所述閥體上且位于所述卡環(huán)與所述第一凸沿之間，且所述第一密封圈位于所述第一擋圈與所述卡環(huán)之間，所述第一密封圈 密封地抵壓于所述安裝孔的側(cè)壁上。
5.如權(quán)利要求1所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述閥體螺紋連接于設(shè)備本體內(nèi)，且所述閥體與所述設(shè)備本體之間設(shè)置有第二密封機(jī)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述閥體上具有第二凸沿，所述第二密封機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述第二凸沿與所述設(shè)備本體之間，其中，所述第二密封機(jī)構(gòu)包括第二密封圈及第二擋圈，所述第二凸沿上開設(shè)有第二容置槽，所述第二密封圈、所述第二擋圈均容置于所述第二容置槽內(nèi)，且所述第二密封圈密封地抵壓于所述設(shè)備本體。
7.如權(quán)利要求1所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述活塞與所述缸體之間設(shè)置有第三密封機(jī)構(gòu)，所述第三密封機(jī)構(gòu)包括彈性擋圈、活塞套、第三密封圈、第三擋圈及第四密封圈，所述活塞具有環(huán)形凸沿，所述彈性擋圈固定地套接于所述活塞，所述活塞套套接于所述活塞且位于所述彈性擋圈及所述環(huán)形凸沿的內(nèi)側(cè)面之間；所述活塞套的內(nèi)側(cè)面與所述活塞的外側(cè)面之間呈間隙配合，所述第四密封圈設(shè)置于所述活塞套與所述活塞之間且分別密封地抵壓于所述活塞套的內(nèi)側(cè)面、所述活塞的外側(cè)面及所述環(huán)形凸沿的內(nèi)側(cè)面；所述第三密封圈、所述第三擋圈均設(shè)置所述缸體的內(nèi)側(cè)壁與所述活塞套的外側(cè)面之間且分別密封地抵壓于所述缸體的內(nèi)側(cè)壁及所述活塞套的外側(cè)面。
8.如權(quán)利要求7所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述活塞套的外側(cè)面上開設(shè)有第三容置槽，所述第三密封圈、所述第三擋圈均容置于所述第三容置槽內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述活塞套的內(nèi)側(cè)面的一端設(shè)置有一凹陷部，所述凹陷部、所述活塞的外側(cè)面及所述環(huán)形凸沿的內(nèi)側(cè)面共同圍成第四容置槽，所述第四密封圈容置于所述第四容置槽。
10.如權(quán)利要求7所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述活塞套的內(nèi)側(cè)面形成側(cè)壓力面，所述側(cè)壓力面與所述活塞的外側(cè)面之間呈間隙配合，且所述側(cè)壓力面的面積大于位于所述第三密封圈下方的所述活塞套的外側(cè)面的面積。
11.如權(quán)利要求7所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述活塞的端部還設(shè)有環(huán)槽，所述彈性擋圈固定于所述環(huán)槽中。
12.如權(quán)利要求1所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:還包括低壓蓋，所述低壓蓋固定地連接于所述缸體的頂部，且所述活塞的輸出端滑動(dòng)地穿過所述低壓蓋，所述低壓蓋與所述缸體之間、所述低壓蓋與所述活塞之間分別設(shè)置有第四密封機(jī)構(gòu)及第五密封機(jī)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述第四密封機(jī)構(gòu)包括第五密封圈，所述低壓蓋的外側(cè)壁上開設(shè)有第五容置槽，所述第五密封圈容置于所述第五容置槽內(nèi)，且所述第五密封圈密封地抵壓于所述缸體的內(nèi)壁。
14.如權(quán)利要求12所述的高壓雙作用自補(bǔ)償薄壁液壓缸，其特征在于:所述第五密封機(jī)構(gòu)包括第六密封圈及第四擋圈，所述低壓蓋的內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)有第六容置槽，所述第六密封圈、所述第四擋圈均容置于所述第六容置槽內(nèi)，且所述第六密封圈密封地抵壓于所述活塞的外側(cè)壁。
【文檔編號(hào)】F15B15/24GK103967864SQ201410195303
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】李志 , 吳玉, 劉治, 王愛麗, 李曉, 劉青松, 周國(guó)豐, 余冰 申請(qǐng)人:中科華核電技術(shù)研究院有限公司, 中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司