CN1221738C - 液压设备 - Google Patents

Abstract

一种液压设备，用于对液体进行抽吸、压缩和排放，包括一个具有缸孔、排放室，和至少一个液体抽吸口的缸体；一个活塞；一个排放阀组件；和一个堵头，其中缸孔容纳液体，所述液体在液体抽吸口被在缸孔内线性往复移动的活塞选择性地开启时被吸入，并且当阀板因活塞的往复移动在缸体内的液体形成高压时由液体排放口浮起时，液体经开启的液体排放口被排放。由于活塞起着对抽吸口开启和闭合的作用，同时在缸孔内线性往复移动，所以不再需要单独的抽吸阀组件。并且缸孔内液体的高压导致阀板与排放口分离并对后者开启，因而可实现对高压液体的完全排放，大大提高了压缩效率。

Description

液压设备

技术领域

本发明涉及一种液压设备，尤其涉及一种利用活塞的往复线性移动实现压缩或泵功能对液体进行排放的液压设备。

技术背景

图1和2示出了一种习用的液压设备的典型的例子，对此将简述如下。

图1和2为说明习用液压设备的结构和工作方式的剖面示意图。附图标记10标示缸体、20标示活塞、30标示阀板和40标示堵头。

如图1和2所示，缸体10具有一个缸孔11，所述缸孔具有一个预定的孔径，在纵向上穿过缸体10。活塞20可移动地安装在缸体10的缸孔11内，因而可实现往复动作，并且阀板30设置在缸体10上。阀板30上具有在其上形成的抽吸口31和排放口32，和抽吸阀33和排放阀34(图中仅示意示出)，所述抽吸和排放阀可对抽吸口31和排放口32开启和闭合。堵头40设置在缸体10面向纵侧与阀板30相邻的位置处，并且堵头40具有分别与阀板30的液体抽吸口31和排放口32连接的的液体抽吸室41和排放室42。堵头40与液体抽吸支路43和排放支路44连接，所述液体抽吸/排放支路分别与堵头40的抽吸/排放室41和42连接。

在如上所述的并如在图1和2中所示的的习用的液压设备中，一个来自活塞驱动源(图中未示出)的驱动力促使活塞20在缸体10的缸孔11中往复移动，同时导致液体被吸入、压缩和排放。

另外，当活塞20由缸孔11的上止点T(图1)向下止点B(图2)移动时，由于在缸孔11内外存在压差，抽吸阀33将阀板30的抽吸口31开启(如图2所示)，并据此液体通过抽吸支路43、堵头40的抽吸室41和阀板30的抽吸口31被顺序抽入缸体10的缸孔11中。此时，在堵头40的排放室42内的压力高于缸孔11内的压力，从而使排放阀34保持排放口32闭合。

同时，当活塞20由下止点B(图2)返回上止点T(图1)时，缸孔11内的液体被逐渐压缩。最后当活塞20如图1所示到达上止点T(图1)时，缸孔11内的压力将高于堵头40的排放室42内的压力，并据此如图1所示，排放阀34将阀板30的排放口32开启，并且高压液体经阀板30的排放口32、堵头40的排放室42和排放支路44被排放。此时，在抽吸室41内的压力低于缸孔11内的压力，并因此抽吸阀33保持抽吸口31闭合。

然后，当活塞20移动返回下止点B时，抽吸阀33将抽吸口31开启，同时排放阀34将排放口32闭合。从而使液体被抽入缸孔110内。然后当活塞20向上止点T移动时，吸入的空气被压缩并通过排放口32排出。在活塞20反复进行往复移动时，液体的压缩和排放也如上所述周期反复地进行。

但在如上所述的液压设备中，高压的液体往往不能被完全排放，在阀板30的排放口32上还残留一些余剩的液体。这些残留的液体在活塞20由上止点T向下止点B移动的液体抽吸过程中将重新膨胀。在液体开始抽吸过程中，即活塞20由上止点T向下止点B移动时将出现问题。即由于残余液体的膨胀，虽然缸孔11内的压力低于堵头40的排放室42内的压力，但缸孔11内的压力开始时高于抽吸室41内的压力。所以在活塞20向下止点B移动的冲程开始时并不出现抽吸。然后当缸孔11内的压力变得低于抽吸室41内的压力时，此点只有在活塞20向下止点B移动充分的时间后才能实现抽吸阀33的开启，对新鲜的液体进行抽吸。换句话说，在习用的液压设备中液体压缩和排放残余的液体将导致在缸孔11内出现余隙容积，该余隙容积将使缸孔内的一定空间不能被利用。因此将使抽吸的液体量减少，并且泵效率明显恶化。

另外用于开启/闭合抽吸口31和排放口32的抽吸阀33和排放阀34的结构复杂，所以习用的设备组装困难并因此生产率降低，并将大大提高制造成本。

发明内容

本发明旨在克服已有技术中存在的上述问题，因此本发明的目的在于提出一种液压设备，其中由于可以将压缩液体完全排放出缸孔并减少在缸孔内的余隙容积，提高了泵效率。

本发明的另一目的在于提出一种液压设备，该液压设备结构简单并易于安装并因而提高了生产率和降低了生产成本，利用活塞实现液体抽吸口的开启和闭合，因而不必采用单独的抽吸阀设备，并且所具有的排放阀设备结构简单。

根据本发明上述目的的实现方案如下：一种液压设备，用于对液体进行抽吸、压缩和排放，主要包括：缸体、活塞、抽吸口、排放口、排放阀组件和堵头，其特征在于，所述缸体具有：一个具有预定孔径的缸孔，所述缸孔在纵向上贯穿缸体；一个排放室，所述排放室的直径大于缸孔的孔径；和至少一个液体抽吸口，所述液体抽吸口基本与缸孔垂直地贯穿缸体，缸体利用与缸孔排放室连接的缸体的一定孔段作为液体排放口；所述活塞可移动地设置在缸体的缸孔内，进行线性往复移动；所述排放阀组件设置在排放室内的一端，具有一个其直径大于缸孔的阀板、一个支撑板和一个弹性件，所述阀板具有一个大致在一侧的中心部位形成的第一凸台，可浮动偏离缸体的液体排放口，用于对缸体的液体排放口进行开启或闭合，所述支撑板设置在缸体的排放室内距阀板预定距离处，支撑板上具有在一侧形成的基本与第一凸台相对的第二凸台，和多个围绕第二凸台形成的的液体通路，所述弹性件设置在阀板与支撑板之间，用于使阀板向液体排放口方向进行弹性偏移；所述堵头设置在缸体的排放室的另一端，并具有与排放室互联的液体排放通路，其中缸孔容纳液体，所述液体经液体抽吸口被在缸孔内线性往复移动的活塞选择性地开启时被吸入，并且当阀板在因活塞的往复移动在缸体内的液体形成高压的作用下浮动偏离液体排放口时，液体经开启的液体排放口被排放。

根据本发明，当液体抽吸口被在缸体的缸孔内的线性往复移动的活塞选择性地开启时，液体被吸入，并且当因活塞的往复移动在缸体内的液体形成高压导致阀板与液体排放口分离时，液体被排放。由于省去了结构复杂的抽吸阀，因而易于组装并提高了生产率，并降低了制造成本。而且由于在缸孔内压缩的高压液体经液体排放口被完全排放出，因而可以避免或减少缸孔内的余隙容积并因此提高了压缩效率。

在根据本发明的优选实施例的液压设备中，活塞的上止点略超过缸孔的极端，因而当活塞接触阀板时，将实现缸孔内压缩液体的完全排放。

缸体具有一个圆形的或矩形的外部结构。在缸体上可以设置两个液体抽吸口，并且所述液体抽吸口正好相对地设置在缸体上。另外，也可以将两个以上的液体抽吸口以相互预定的间隔设置在缸体上。

液体抽吸口为锥形，或形成双阶结构，由一大的直径部分和一较小的直径部分构成，或形成锥形和双阶结构组合。

液体抽吸口区段用于对液体进行抽吸，为实现对液体的更为有效的抽吸，通过至少切掉缸体的至少一特定的部分，增大抽吸口的区段的宽度。

附图说明

下面将结合附图借助优选实施例对本发明的上述目的和其它目的以及特征加以说明，图中示出：

图1和2为对习用的液压设备的结构和工作方式加以示意说明的剖面图；

图3为本发明的实施例的液压设备的具有局部断面的立体分解图；

图4至7为说明本发明实施例的液压设备的结构和工作方式的剖面图；

图8A至8G分别为对本发明的液压设备的缸体和液体抽吸口的不同的实施例的剖面图和立体图；和

图9为对本发明的液压设备的缸体和液体抽吸口的另一实施例的立体图。

具体实施方式

下面将对照附图对本发明的优选实施例加以说明。

图3为本发明的优选实施例的液压设备的具有局部断面的立体分解图，图4至7为对图3所示的液压设备的结构和工作方式加以说明的剖面图。

如图3至7所示，本发明的优选实施例的液压设备包括一个缸体100、一个活塞200、一个排放阀组件300和一个堵头400。

缸体100包括一个具有预定孔径的缸孔110，所述缸孔在纵向上贯穿缸体100；一个排放室120，所述排放室的直径大于缸孔110的孔径，和至少一个液体抽吸口130，所述液体抽吸口在基本与缸孔110的纵向延伸垂直的方向上贯穿缸体100。利用缸孔110内与排放室120互联的孔段作为压缩的液体排放口140。

缸体100可以具有如图8A至8G所示的圆柱形的外形结构或如图9所示的外形结构。缸体100的形状可以是任何一种实用的形状。换句话说，缸体100的外形结构并不限于上面描述和附图中示出的特定的形状。

如图3中清楚地示出，排放室120为双阶结构，其中相互邻接形成具有不同孔径的不同的段。但对此结构限制并不严格，可以进行变动。例如一些段如8所示可以具有标准的直径。

在该实施例中，虽然液体抽吸口130是在与纵向延伸的缸孔110垂直的方向上形成的，但该结构并不仅仅限制在图示的实施例上。因此，当对应于缸孔110以一定的角度(包括钝角)相互邻接形成液体抽吸口130，则就所需的流量和结构而言更为有利。

活塞200可线性往复移动地设置在缸体100的缸孔110内。利用来自单独的驱动源(图中未示出)的驱动力，活塞200在缸孔110内线性往复移动，从而实现对液体的抽吸和压缩。为减小加在活塞200上的负载，活塞200被设计成一个中空的圆柱，并且优选由铝合金制成。

排放阀组件300由缸体100的排放室120向液体排放口140弹性地偏移，从而可选择性地对缸体100的液体排放口140进行开启或闭合。排放阀组件300具有一个阀板310，所述阀板的直径略大于液体排放口140的孔径。

对阀板310的支撑应使其非刚性地与孔110接合，并可对应于排放口140相对浮起。阀板310具有一个大致在与面向排放口140的面相对的背面的中心部位形成的第一凸台311。另外排放阀组件300包括一个支撑板320，所述支撑板设置在距阀板310预定距离处排放室120的后端上，和一个弹性件330，所述弹性件设置在阀板310与支撑板320之间，用于对阀板320向液体排放口140进行弹性偏移。因此当缸孔110未受到压力时，即在液体抽吸过程中，则迫使阀板310与液体排出口140闭合接触，从而实现对液体排放口140的闭合。然后当阀孔110受到逐步增大的压力时，即在液体压缩过程中，阀板310将克服弹性件330的阻力并作为在缸孔110内的液体的高压的结果，将促使弹性件330与液体排放口140分离并对后者开启，从而使液体流出。

支撑板320具有一个第二凸台321，大致在支撑板的中心处形成该凸台，该凸台与第一凸台311相符并与后者相对。以预定的相互间距围绕第二凸台321形成三个或多个液体通路322并且所述通路可以设置在径向上。可以采用相宜的固定方法，例如螺栓固定或焊接等将支撑板320固定在缸体100的排放室120上。

弹性件330可以包括压缩螺旋弹簧。如果采用压缩螺旋弹簧，则弹簧在每一端上支撑并围绕分别设置在阀板310和支撑板320上形成的第一凸台311和第二凸台321。替代压缩螺旋弹簧，也可以采用其它类型的弹性件，例如簧片，或甚至磁排斥机构。

堵头400设置在缸体100的排放室120的端部并具有一液体排放通道410，优选在中心处形成所述通道并与排放室120互连。对形成的堵头400的形状或结构没有硬性的规定。在本实施例中采用诸如螺栓等连接件将堵头400与室120连接。

如图3至7中的每一个图所示，一液体抽吸支路500提供将一种新的液体引入压缩设备的装置。

在根据本发明的上述结构的液体压缩设备中，通过活塞200实现对液体抽吸口130的选择性的开启，所述活塞在缸孔110内线性往复动作。由于在缸孔110内产生的真空，液体被迅速地吸入，并且由于在缸孔110内产生的高压，阀板310悬浮，从而离开液体排放口140，从而实现对液体排放口140的开启并实现对液体的全部排放。

可实现本发明的重要的技术效果的如图4所示的特征和结构是，活塞200的上止点T略超过缸孔110的极端。因此，本发明的第一个重要的技术效果是，当活塞200与阀板310接触并在纵向上偏移阀板310时，在缸孔110内的压缩液体将被完全排放。与习用的压缩机不同，本发明的结构可以使在缸孔110内不残留液体，并且作为结果，可以避免或减少余隙容积。

实现本发明的第二个重要的技术效果的特征和结构是，略微在缸孔110的极后端点的前面，即活塞可以达到的下止点B前面形成液体抽吸口130，当活塞200在缸孔110内往复移动的同时，活塞200起着对液体抽吸口130选择性地开启的作用，因而不必采用单独的抽吸阀组件。当活塞200到达下止点B时，液体抽吸口130被突然开启，由于缸孔110内处于真空状态，所以新鲜液体被迅速抽入缸孔110内。由于不需要采用复杂的抽吸阀组件，因而可实现结构的简化。而且由于液体被迅速地吸入，所以可以产生对缸体100的冷却效果。

其间，在本发明的液体压缩设备中由于当通过活塞200的移动液体抽吸口130被突然开启时，液体经液体抽吸口130被吸入，抽吸的液体的量度有时并不充足。考虑到此点，本发明的有些实施例包括至少两个液体抽吸口130和130’，所述液体抽吸口正好在缸体100上的相对位置处形成，从而可以实现较大量的液体的抽吸(参见图8A至8G)。

根据如图8A所示的本发明的另一实施例，液体抽吸口630和630’成锥形，其孔径从缸体600的外部向内部递减。另外如图8B所示，液体抽吸口730和730’可以具有一双阶结构，具有一大直径的空间732和一小直径的空间734。而且如图8C所示，一个液体抽吸口830具有双阶结构，该结构具有一大直径的空间832和一个小直径的空间834，同时另一个液体抽吸口430’是一个具有预定孔径836的孔。另外如图8D所示，两个液体抽吸口930和930’都可以是具有预定孔径的孔。

根据本发明的再一实施例，如图8G所示，在整个缸体1000的外圆上形成多个液体抽吸口1030，从而可以确保用于液体抽吸的区段较大。

另外，如图8E所示，可以通过切除缸体1100的一特定部分，而增大抽吸液体的区段1130的宽度。图8F示出本发明的再一实施例，其中切口部分1228具有一预定的宽度和一预定的深度，并且沿缸体1200的外圆部分形成该切口部分1228，并且以预定的相互间距在该切口部分上形成多个液体抽吸口1230。

图9示出本发明的再一实施例。如图9所示，根据本发明的该实施例的缸体1300具有一矩形的外形，并且在矩形缸体1300上形成一个或两个切口部分上形成液体抽吸口1330和1330’。在本实施例中增大了液体抽吸口的区段的宽度，并因此可以更有效地将液体抽吸入缸孔内。

图4至7示出了本发明的如上所述结构的液压设备的工作。虽然仅对一个实施例并仅对工作做了示出和说明。但其工作与上述实施例中的每一种类似。

图4示出缸孔110内的活塞200，其中所述活塞完全偏移到下止点B处。如图4所示，当活塞200向下止点B偏移时，被活塞200闭合的液体抽吸口130被开启，使液体进入缸孔110。具体地说，当活塞200开始由上止点T向下止点B偏移时，缸孔110的液体排出口140处于闭合状态。在缸孔110的液体排出口140处于闭合状态并且液体抽吸口130被活塞200闭合时，当利用外部驱动源(图中未示出)迫使活塞200向下止点B移动时，在缸孔110内将产生真空。当活塞200越接近下止点B，抽吸力就越大。然后活塞最终到达下止点B，液体抽吸口130开启，液体经液体抽吸口130被迅速抽入缸孔110内。

图5示出活塞200由下止点B返回，向上止点T的移动，接着对抽入缸孔110内的液体进行压缩。当活塞200移动时，液体抽吸口130闭合，并且由于设置在阀板310背侧的弹性件330的阻力，阀板310保持与液体排放口140接触并从而对液体排放口140闭合。由于液体抽吸口130和液体排放口140闭合，当迫使活塞200向上止点T移动时，已被吸入缸孔110内的液体被逐步压缩。

图6示出到达上止点T时的活塞200。当活塞200贴近一特定的点时，预先被抽入缸孔110内的液体被逐步压缩，液体的压力与弹性的支撑在阀板310上的弹性件330的阻力之间的失衡，即当液体的压力大于弹性件的阻力时，将导致阀板310与排出口140分离并浮起，因此高压的液体完全由缸孔110经开启的液体排放口140进入排放室120。活塞200在瞬间与阀板310接触，从而使最后的液体量正好大致被排放出。在液体被完全排放入排放室120之前，当活塞200通过缸孔110的极端并到达上止点T时，最后的高压液体量起着避免活塞200与阀板310相撞的缓冲的作用。由于当活塞到达上止点T之后在缸孔110内不再有残余的液体，因而可以理想地使缸孔110内不再有余隙容积。

图7示出在对液体压缩后由上止点T返回，向下止点B移动的活塞。如图7所示，几乎在与活塞200向下止点B移动的同时，阀板310被弹性件330压向与液体排出口140闭合接触的位置，实现对液体排放口140的闭合。当活塞200贴近下止点B时，阀孔110内的真空度将随着活塞孔110的壁和活塞200的端壁限定的空间的增大而增高。接着当如图4所示活塞200到达下止点B时，液体抽吸口130被开启，并因此利用真空的抽吸力新鲜的液体通过液体抽吸口130被迅速地吸入缸孔110内。液体的压缩和抽吸反复顺序进行，从而实现液体被吸入、压缩和排放持续地进行。

尽管液压设备可以将液体(在本实施例中为气体)吸入和压缩成高压并对高压液体进行排放，作为举例特别适用于本实施例，但本领域的专业人员应理解，本发明也适用于液体泵设备，例如泵。

如上所述，根据本发明，由于在缸孔110内不再有残余的高压液体，因而最大限度地减少了缸孔内的余隙容积。因此提高了压缩效率，并且如果应用于电冰箱或空调器，还将大大提高冷却或制冷效率。

另外根据本发明，省去了结构复杂的抽吸阀并且本发明的排放阀具有简单的结构。因此大大简化了压缩机的结构，并且压缩机易于组装，并因而提高了生产效率并降低了制造成本。

另外根据本发明省去了抽吸阀并改进了排放阀的工作，并避免了在传统的压缩机由于阀的偏移产生的噪声。因此压缩机的工作噪音很小。

综上所述，根据本发明可以实现高压缩效率、可靠、结构简单、易于组装、生产效率高并且费用低廉的泵的压缩机。

尽管上面仅结合本发明的优选实施例对本发明做了描述和说明，但对于本领域的专业技术人员很明确，任何形式上和细节上的变动都不会偏离由权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种液压设备，用于对液体进行抽吸、压缩和排放，主要包括：缸体、活塞、抽吸口、排放口、排放阀组件和堵头，其特征在于，

所述缸体具有：一个具有预定孔径的缸孔，所述缸孔在纵向上贯穿缸体；一个排放室，所述排放室的直径大于缸孔的孔径；和至少一个液体抽吸口，所述液体抽吸口基本与缸孔垂直地贯穿缸体，缸体利用与缸孔排放室连接的缸体的一定孔段作为液体排放口；

所述活塞可移动地设置在缸体的缸孔内，进行线性往复移动；

所述排放阀组件设置在排放室内的一端，具有一个其直径大于缸孔的阀板、一个支撑板和一个弹性件，所述阀板具有一个大致在一侧的中心部位形成的第一凸台，可浮动偏离缸体的液体排放口，用于对缸体的液体排放口进行开启或闭合，所述支撑板设置在缸体的排放室内距阀板预定距离处，支撑板上具有在一侧形成的基本与第一凸台相对的第二凸台，和多个围绕第二凸台形成的的液体通路，所述弹性件设置在阀板与支撑板之间，用于使阀板向液体排放口方向进行弹性偏移；

所述堵头设置在缸体的排放室的另一端，并具有与排放室互联的液体排放通路，其中

缸孔容纳液体，所述液体经液体抽吸口被在缸孔内线性往复移动的活塞选择性地开启时被吸入，并且

当阀板在因活塞的往复移动在缸体内的液体形成高压的作用下浮动偏离液体排放口时，液体经开启的液体排放口被排放。

2.按照权利要求1所述的液压设备，其中活塞逐步越过缸孔的极端点向上止点移动，并且当活塞与阀板接触时，在缸孔内的液体被完全排放出。

3.按照权利要求1所述的液压设备，其中液体抽吸口设置在活塞移动极端点前面，即活塞下止点前面，从而当活塞到达下止点时，液体抽吸口立刻开启并且液体经开启的液体抽吸口被迅速地吸入。

4.按照权利要求1所述的液压设备，其中弹性件是一个压缩螺旋弹簧。

5.按照权利要求3所述的液压设备，其中缸体具有一个圆形的外部结构。

6.按照权利要求5所述的液压设备，其中在缸体上相对地设置有多个液体抽吸口。

7.按照权利要求6所述的液压设备，其中液体抽吸口为锥形，其在径向位置的孔径由外部向缸体内侧递减。

8.按照权利要求6所述的液压设备，其中抽吸口形成一双阶结构，所述结构由一大的直径部分和一较小的直径部分构成。

9.按照权利要求6所述的液压设备，其中两个抽吸口中的一个形成双阶结构，所述结构由一大的直径部分和一较小的直径部分构成，同时两个液体抽吸口的另一个抽吸口为锥形，由外部向内侧孔径递减。

10.按照权利要求5所述的液压设备，其中液体抽吸口是一个具有预定孔径的孔。

11.按照权利要求5所述的液压设备，其中缸体具有一个具有预定宽度和预定深度的沿缸体的外圆形成的切口部分，并且在切口部分上形成多个液体抽吸口，并且多个液体抽吸口构成具有预定孔径的相互具有预定间隔的孔。

12.按照权利要求5所述的液压设备，其中通过切掉一部分缸体增大液体抽吸口区段的宽度。

13.按照权利要求12所述的液压设备，其中在缸体的相对的径向侧至少形成两个液体抽吸口。

14.按照权利要求3所述的液压设备，其中缸体具有一个矩形的外部结构。

15.按照权利要求14所述的液压设备，其中通过对缸体一侧的切除增大液体抽吸口区段的宽度。

16.按照权利要求15所述的液压设备，其中在缸体的相对的径向侧至少形成两个液体抽吸口。

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