一种具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸

摘要

本发明公开了一种具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，涉及液压缸技术领域，当活塞杆运动至行程末端时，达到快速降低缸体内部压力，使活塞杆快速减速，进而防止活塞撞击缸体的相关结构而损坏加载缸。本发明包括缸体、活塞杆和位于所述活塞杆一端的活塞，所述缸体的第一端密封，第二端具有开口，所述活塞杆设置所述活塞的一端由所述开口伸入所述缸体，且所述活塞与所述缸体的内壁密封滑动连接，其特征在于，所述缸体靠近所述开口的位置的内径大于其他位置的内径，以在靠近所述开口的位置形成卸荷结构，当所述活塞运动至所述卸荷结构处时，所述活塞与所述缸体内壁之间具有间隙。本发明用于提供加载力。

权利要求

1.一种具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，包括缸体、活塞杆和位于所述活塞杆一端的活塞，所述缸体的第一端密封，第二端具有开口，所述活塞杆设置所述活塞的一端由所述开口伸入所述缸体，且所述活塞与所述缸体的内壁密封滑动连接，其特征在于，所述缸体靠近所述开口的位置的内径大于其他位置的内径，以在靠近所述开口的位置形成卸荷结构，当所述活塞运动至所述卸荷结构处时，所述活塞与所述缸体内壁之间具有间隙；

所述缸体的内径在靠近所述开口的位置逐渐增大，所述卸荷结构为坡形结构；

所述开口处设有导向套，所述导向套与所述活塞杆的外壁密封滑动连接，用于阻止所述活塞从所述缸体内滑出，所述卸荷结构位于所述导向套和所述缸体的第一端之间。

2.根据权利要求1所述的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，其特征在于，所述缸体上靠近第一端设有第一油口，靠近第二端设有第二油口，当所述活塞运动至所述卸荷结构处时，所述第二油口的开口朝向所述导向套和所述活塞之间。

3.根据权利要求1所述的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，其特征在于，所述导向套上设置有第一密封圈，所述第一密封圈用于将所述导向套的外壁与所述活塞杆的外壁密封。

4.根据权利要求3所述的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，其特征在于，所述导向套上设置有第一密封圈安装槽，所述第一密封圈配合设置在所述第一密封圈安装槽内。

5.根据权利要求1所述的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，其特征在于，所述活塞的外壁设有第二密封圈，所述第二密封圈用于将所述活塞的外壁和所述缸体的内壁密封。

6.根据权利要求5所述的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，其特征在于，所述活塞的外壁开设有第二密封圈安装槽，所述第二密封圈配合设置在第二密封圈安装槽内。

说明书

一种具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸

技术领域

[0001] 本发明涉及液压缸技术领域，尤其涉及一种具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸。

背景技术

[0002] 液压缸是指将液压能转换为机械能，用来驱动工作机构作直线运动或摆动运动的装置，运用范围非常广泛。液压缸也分很多种形式：活塞式液压缸、柱塞式液压缸、伸缩式套筒液压缸等。其中，活塞式液压缸又分为单杆式、双杆式两种结构，按液压力的作用情况又分单作用式和双作用式。

[0003] 现有技术的活塞式加载缸，如图1所示，包括缸体01、活塞杆02及位于所述活塞杆一端的活塞03，缸体01的开口设置有导向套04，缸体01上设置有第一油口05和第二油口06。其工作原理为：在缸体01内部通过第一油口05注入高压液体后，活塞杆02朝向缸体01开口部位开始高速运动。随着注油压力的降低，活塞杆02失去高压液体的作用力而停止运动，但是由于活塞杆02具有运动惯性，活塞杆02不会立即停止，还会继续运动一段距离才会停止。

[0004] 尤其是，当活塞式加载缸的加载力较大时，惯性的影响会更大。例如，运用于煤矿机械化开采技术中液压支架立柱的加载实验时，由于目前最大的液压支架工作阻力已达到26000千牛，支撑高度达到了8800毫米，与之配套的液压支架立柱缸径达到了600毫米，而对液压支架进行加载试验要求加载力至少需要达到被测试缸径的额定荷载的2倍(即，加载力至少需要达到52000千牛)，所以，加载试验所使用的活塞式加载缸的缸径则需要达到1000毫米以上才能满足使用要求。在这种情况下，由于缸体01内部压力非常高，且加载缸的缸径大、行程大，这就导致活塞杆02的运动惯性也非常大，所以，当活塞式加载缸的活塞杆02运动至行程末端的时候，极易发生活塞03撞击缸体1的相关结构(例如，可以为导向套04)而损坏加载缸的事故。

发明内容

[0005] 本发明的实施例提供一种具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，当活塞杆运动至行程末端时，能够快速降低缸体内部压力，使活塞杆快速减速，进而防止活塞撞击缸体的相关结构而损坏加载缸。

[0006] 为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，包括缸体、活塞杆和位于所述活塞杆一端的活塞，所述缸体的第一端密封，第二端具有开口，所述活塞杆设置所述活塞的一端由所述开口伸入所述缸体，且所述活塞与所述缸体的内壁密封滑动连接，其特征在于，所述缸体靠近所述开口的位置的内径大于其他位置的内径，以在靠近所述开口的位置形成卸荷结构，当所述活塞运动至所述卸荷结构处时，所述活塞与所述缸体内壁之间具有间隙。

[0007] 进一步地，所述缸体的内径在靠近所述开口的位置逐渐增大，所述卸荷结构为坡形结构。

[0008] 进一步地，所述开口处设有导向套，所述导向套与所述活塞杆的外壁密封滑动连接，用于阻止所述活塞从所述缸体内滑出，所述卸荷结构位于所述导向套和所述缸体的第一端之间。

[0009] 进一步地，所述缸体上靠近第一端设有第一油口，靠近第二端设有第二油口，当所述活塞运动至所述卸荷结构处时，所述第二油口的开口朝向所述导向套和所述活塞之间。

[0010] 进一步地，所述导向套上设置有第一密封圈，所述第一密封圈用于将所述导向套的外壁与所述活塞杆的外壁密封。

[0011] 进一步地，所述导向套上设置有第一密封圈安装槽，所述第一密封圈配合设置在所述第一密封圈安装槽内。

[0012] 进一步地，所述活塞的外壁设有第二密封圈，所述第二密封圈用于将所述活塞的外壁与所述缸体的内壁密封。

[0013] 进一步地，所述活塞的外壁开设有第二密封圈安装槽，所述第二密封圈配合设置在所述第二密封圈安装槽内。

[0014] 本发明提供的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，由于缸体靠近开口的位置的内径大于其他位置的内径，形成卸荷结构，当活塞运动至卸荷结构处时(即，活塞运动至行程末端)，活塞与缸体内壁之间具有间隙，进而使缸体内部的高压液体通过卸荷结构及时排出，快速降低缸体的内部压力，减小活塞杆在行程末端继续前行的动力，进而使活塞杆快速减速，防止活塞撞击缸体的相关结构而损坏加载缸。

附图说明

[0015] 为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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他的附图。

[0016] 图1为现有技术的活塞式加载缸的剖面结构示意图；

[0017] 图2为本发明实施例的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸的剖面结构示意图之一；

[0018] 图3为本发明实施例的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸的剖面结构示意图之二；

[0019] 图4为本发明实施例的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸的剖面结构的局部放大示意图之一；

[0020] 图5为本发明实施例的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸的剖面结构的局部放大示意图之二；

[0021] 图6为本发明实施例的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸的卸荷结构的截面局部放大示意图。

[0022] 附图标记：

[0023] 01-缸体；02-活塞杆；03-活塞；04-导向套；05-第一油口；06-第二油口；1-缸体；11-开口；2-活塞杆；3-活塞；4-卸荷结构；5-导向套；6-第一油口；7-第二油口；8-第一密封圈；9-第二密封圈。

具体实施方式

[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0025] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

[0026] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0027] 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0028] 本发明的实施例提供的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，如图2和图3所示，包括缸体1、活塞杆2和位于活塞杆2一端的活塞3，缸体1的第一端密封，第二端具有开口11，活塞杆2设置活塞3的一端由开口11伸入缸体1，且活塞3与缸体1的内壁密封滑动连接，缸体1靠近开口11的位置的内径大于其他位置的内径，以在靠近开口11的位置形成卸荷结构4，当活塞3运动至卸荷结构4处时，活塞3与缸体1内壁之间具有间隙。

[0029] 本发明实施例提供的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸，如图2和图3所示，由于缸体1靠近开口11的位置的内径大于其他位置的内径，形成卸荷结构4，当活塞3运动至卸荷结构4处时(即，活塞杆2运动至行程末端)，活塞3与缸体1的内壁之间具有间隙，进而使缸体1内部的高压液体通过卸荷结构4及时排出，快速降低缸体1的内部压力，减小活塞杆2在行程末端继续前行的动力，进而使活塞杆2快速减速，防止活塞3撞击缸体的相关结构而损坏加载缸。

[0030] 可以理解的，如果缸体1的开口11处没有设置相关结构，活塞3由于速度非常快会飞出加载缸的缸体1导致加载缸损坏甚至伤害人身安全等质量事故。

[0031] 卸荷结构4可以有多种形式，只要当活塞3运动至卸荷结构4处时，活塞3与缸体1内壁之间具有间隙，能够实现高压液体通过卸荷结构4快速排出即可，如图2、图4和图5所示，缸体1的内径在靠近开口11的位置逐渐增大，卸荷结构4为坡形结构。卸荷结构4的坡面可以为弧线形也可以为直线形，卸荷结构4的坡面为弧线形时，高压液体容易在弧线的最低处形成涡流，不利于高压液体快速流动排出，容易残留高压液体。卸荷结构4的坡面为直线形时，不仅有利于高压液体沿直线形坡面汇集排出而且直线形更加容易加工。

[0032] 为了阻止活塞3从缸体1内滑出，如图2和图3所示，开口11处设有导向套5，导向套5与活塞杆2的外壁密封滑动连接，荷结构4位于导向套5和缸体1的第一端之间，活塞3在运动至卸荷结构4处时，通过卸荷结构4快速释放缸体1内的压力，可以保证活塞3在没有撞击导向套5前即停止运动，从而保护导向套5不被活塞3撞击损坏，继而损坏整个加载缸。导向套5与缸体1分体制作还可以选用高强度的材料，避免了整个缸体1的开口部位全部使用高强材料，既保证了加载缸的功能又节省了成本。而且加载缸组装时，可以分步骤先安装上活塞杆2再组装导向套5，方便加载缸的安装和使用。

[0033] 其中，为了便于向缸体1内部注入高压液体，如图2和图3所示，缸体1上靠近第一端设有第一油口6，靠近第二端设有第二油口7，当活塞3运动至卸荷结构4处时，第二油口7的开口朝向导向套5和活塞3之间。示例性的，高压液体通过第一油口6进入缸体1对活塞杆2提供作用力，当高压液体进入缸体1的内部后，活塞杆2在缸体1内部快速运动。

[0034] 由于只有缸体1的内部密封性良好才能保证活塞加载缸的功能实现。所以为了保证缸体1内部的密封性，如图6所示，导向套5上设置有第一密封圈8，第一密封圈8用于将导向套5的外壁与活塞杆2的外壁密封。

[0035] 密封圈4可以由多种方式固定于导向套5上，比如粘接、嵌装等。导向套5上设置有第一密封圈安装槽，第一密封圈8配合设置在第一密封圈安装槽内。第一密封圈8采用粘接加嵌装的双重固定方式配合设置在密封圈安装槽内，更加增强了连接的密封性、稳固性及安全性。

[0036] 为了进一步保证缸体1内部的密封性，如图6所示，活塞1的外壁设有第二密封圈9，第二密封圈9用于将活塞3的外壁与缸体1的内壁密封。

[0037] 密封圈4可以由多种方式固定于导向套5上，比如粘接、嵌装等。活塞3的外壁开设有第二密封圈安装槽，第二密封圈9配合设置在第二密封圈安装槽内。第二密封圈9采用粘接加嵌装的双重固定方式配合设置在密封圈安装槽内，更加增强了连接的密封性、稳固性及安全性。

[0038] 可以理解的，第一密封圈安装槽和第二密封圈安装槽可以为多种形状，示例性的，密封圈安装槽截面形状可以为矩形或半圆形。

[0039] 以上是对本发明实施例的一种具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸的详细介绍，基于此，下面介绍一下本发明实施例的具有行程末端自动保护功能的活塞式加载缸的完整工作过程：

[0040] 加载前，活塞杆2完全收回，此时，加载缸处于待命状态；

[0041] 当缸体1内通过第一油口6注入高压液体后，缸体1内的高压液体立即对活塞杆2产生作用力，对活塞杆2进行快速加载；

[0042] 当活塞杆2的活塞3的位置高速运动至卸荷结构4时(即，活塞杆2运动至行程末端)，活塞3与缸体1的内壁之间具有间隙，进而使缸体1内部的高压液体通过卸荷结构4及时排出，快速降低缸体1的内部压力，减小活塞杆2在行程末端继续前行的动力，进而使活塞杆
2快速减速，防止活塞3撞击缸体1的相关结构(例如导向套5)而损坏加载缸。

[0043] 关于本发明实施例的活塞式加载缸的其他构成等已为本领域的技术人员所熟知，在此不再详细说明。

[0044] 以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。