一种轴向配气高频气动泵
技术领域
本实用新型涉及一种气动泵,尤其涉及一种轴向配气高频气动泵。
背景技术
在压力机的模具交换系统中,常常需要提供连续高压液压油以供系统使用,并长时间保持高压状态以保证系统运行的可靠性和安全性。气动泵的应用越来越广泛,它是以压缩气体为动力源,可以连续输出高压液压油的增压泵。
在气动泵中,为保证柱塞能实现连续往复直线运动的功能,需要通过配气换向装置控制压缩气体的流向,用以驱动柱塞输出油压。在目前的气动泵中,配气换向装置主要存在结构复杂、动作频率低、能效低、易损坏及易磨损泄漏等缺点;另一方面,吸油口及吐油口的单向阀结构惯量大响应慢,容易堵油或存在泄漏,气动泵在高速高频动作时的效率不高,并且柱塞处的密封极易磨损导致泄漏,影响使用。
实用新型内容
本实用新型的目的,就是提出一种整体结构更加简单紧凑且工艺性佳的轴向配气高频气动泵。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案:一种轴向配气高频气动泵,包括油路本体、气缸本体和上盖,所述油路本体设置在所述气缸本体的下端面,所述上盖设置在所述气缸本体的上端面,所述气缸本体上设置有进气口座。
所述气缸本体与所述油路本体相邻的下端部内设置有活塞气腔,所述气缸本体与所述上盖相邻的上端部内设置有配气腔,所述活塞气腔内设置有一将活塞气腔分为上腔和下腔的活塞,所述活塞的顶面连有活塞 杆,所述活塞杆插设在所述上腔和所述配气腔内,在所述上腔和所述配气腔内上下运动,所述配气腔中设置有用于与所述上腔通气的通道,所述通道导通连接所述进气口座和所述上腔,所述通道上设置有用于控制所述上腔和所述配气腔之间通断的配气密封块,所述配气腔内还设置有轴向配气换向装置,所述轴向配气换向装置驱动所述配气密封块对通道进行通断控制。
所述油路本体上设置有吸油口单向阀、吐油口单向阀和柱塞孔,所述吸油口单向阀和吐油口单向阀与所述柱塞孔导通连接,所述柱塞孔上插设有柱塞,所述柱塞的伸出端绕设有用于顶升所述柱塞的复位弹簧。
作为本实用新型的进一步改进,所述轴向配气换向装置包括配气阀座、透气环和主阀座,所述配气密封块密封连接在所述主阀座上对所述通道进行开启和密封关闭控制,所述主阀座插设在所述透气环和所述配气阀座上,所述活塞杆通过动密封连接插设在所述主阀座上,且所述活塞的行程略大于所述活塞杆与所述主阀座之间的动密封配合行程。
作为本实用新型的进一步改进,所述配气密封块下方设置有用于将所述配气密封块顶升密封抵接在所述配气阀座和所述主阀座上保持通道畅通的顶升弹簧,所述顶升弹簧的下端设置在所述通道下表面,上端抵接在所述配气密封块上。
作为本实用新型的进一步改进,所述柱塞的伸出端上设置有弹簧托板,所述复位弹簧绕设在所述弹簧托板下方的所述柱塞外周侧,所述复位弹簧的下端面抵接在所述油路本体上,所述复位弹簧的上端面抵接在所述弹簧托板上,通过复位弹簧向上顶升弹簧托板带动所述柱塞上升复位。
作为本实用新型的进一步改进,所述吸油口单向阀和吐油口单向阀均为包括单向阀芯、阀座及弹簧的单向阀,所述单向阀芯插设在所述阀座上,所述弹簧设置在所述阀座和单向阀芯之间。
作为本实用新型的进一步改进,在所述油路本体面向所述下腔的端面上设置有减震环。
作为本实用新型的进一步改进,所述柱塞与柱塞孔之间设置有由O型橡胶密封件和斯特封密封圈组合而成的密封件。
作为本实用新型的进一步改进,所述上盖内设置有排气消音毡垫。
作为本实用新型的进一步改进,所述气缸本体和所述油路本体通过螺钉轴向贯穿连接为一体。
本实用新型的轴向配气高频气动泵具有如下有益效果:
1)本实用新型的整体结构简单紧凑且工艺性佳,能保证柱塞连续往复直行运动的功能;
2)实现高频运转,效率更高;
3)整体结构非常紧凑,外形美观;
4)采用低阻力高耐磨油密封,保证气动泵高速低阻力运作的同时具有非常好的动态密封效果;
5)设计并采用高响应单向阀,匹配高频动作功能要求;
6)具有平衡保持压力的特性,一旦输出油压下降,泵柱塞随动响应补充油压;
7)体积小、重量轻、携带方便、节能环保,使高压油的产生变得非常简单,实用性更强。
附图说明
图1为本实施例轴向配气高频气动泵的主视图。
图2为本实施例轴向配气高频气动泵的俯视图。
图3为本实施例轴向配气高频气动泵的结构剖面图。
图4为活塞到达上死点时配气腔部分的状态示意图。
图5为活塞向下运动输出液压油过程的配气腔部分的状态示意图。
图6为活塞到达下死点时配气腔部分的状态示意图。
图7为图3的A部结构放大示意图。
图8为图3的B部结构放大示意图。
图中标号说明:1-油路本体,2-气缸本体,3-上盖,4-进气口座,5-活塞气腔,6-配气腔,7-上腔,8-下腔,9-活塞,10-活塞杆,11-通道, 12-配气密封块,13-轴向配气换向装置,14-吸油口单向阀,15-吐油口单向阀,16-柱塞孔,17-柱塞,18-复位弹簧,19-配气阀座,20-透气环,21-主阀座,22-顶升弹簧,23-弹簧托板,24-单向阀芯,25-阀座,26-弹簧,27-减震环,28-O型橡胶密封件,29-斯特封密封圈,30-排气消音毡垫,31-小阀芯,32-螺钉。
具体实施方式
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他的附图。
图1为本实施例轴向配气高频气动泵的主视图,图2为本实施例轴向配气高频气动泵的俯视图。如图1和图2所示,本实施例的一种轴向配气高频气动泵,包括油路本体1、气缸本体2和上盖3,油路本体1设置在气缸本体2的下端面,上盖3设置在气缸本体2的上端面,气缸本体2上设置有进气口座4。示例性的,本实施例的油路本体1、气缸本体2和上盖3可通过螺钉可拆卸地连接为一体,进气口座4内置有过滤网并通过四颗螺钉固定在气缸本体2上。
图3为本实施例轴向配气高频气动泵的结构剖面图。如图3所示,气缸本体2与油路本体1相邻的下端部内设置有活塞气腔5,气缸本体2与上盖3相邻的上端部内设置有配气腔6,活塞气腔5内设置有一将活塞气腔分为上腔7和下腔8的活塞9,活塞9的顶面连有活塞杆10,活塞杆10插设在上腔7和配气腔6内,在上腔7和配气腔6内上下运动,配气腔6中设置有用于与上腔7通气的通道11,通道11导通连接进气口座4和上腔7,通道11上设置有用于控制上腔7和配气腔6之间通断的配气密封块12,配气腔6内还设置有轴向配气换向装置13,轴向配气换向装置13驱动配气密封块12对通道11进行通断控制。油路本体1上设置有吸油口单向阀14、吐油口单向阀15和柱塞孔16,吸油口单向阀14和 吐油口单向阀15与柱塞孔16导通连接,柱塞孔16上插设有柱塞17,柱塞17的伸出端绕设有用于顶升柱塞17的复位弹簧18。
作为本实施例的进一步具体实施方式,结合图4至图6所示,轴向配气换向装置13包括配气阀座19、透气环20和主阀座21,配气密封块12密封连接在主阀座21上对通道11进行开启和密封关闭控制,主阀座21插设在透气环20和配气阀座19上,活塞杆10通过动密封连接插设在主阀座21上,且活塞9的行程略大于活塞杆10与主阀座21之间的动密封配合行程,实现活塞9到达下死点位置时,破坏活塞杆10与主阀座21之间密封配合,压缩气体能够由主阀座21和活塞杆10之间的配合缝隙进入主阀座21内继而驱动轴向配气换向装置13对配气密封块12施压,封堵通道,实现通道的关闭。
如图3所示,本实施例的轴向配气换向装置13采用了如上所述的轴向配气结构,各部件套设在本实施例的中轴线上,整体结构简单,且使得整体结构更加紧凑。此外,活塞杆10与主阀座21之间的动密封可选用低阻力高耐磨油密封,将低阻力高耐磨油密封设置在活塞杆10上。当然了,在其他具体实施例中,也可以根据需要选用其他类型的配气换向装置和密封类型,此处不再赘述。
示例性的,配气密封块12下方设置有用于将配气密封块12顶升密封抵接在配气阀座19和主阀座21上保持通道11畅通的顶升弹簧22,顶升弹簧22的下端设置在通道11下表面,上端抵接在配气密封块12上。如图所示,顶升弹簧22给配气密封块12施加一向上的力,将配气密封块12抵接在透气环20的底面上,更主要的是顶起配气密封块12使得通道11保持导通状态,实现由进气口座4输入压缩气体通过通道11进入上腔7驱动活塞9向下运动。
示例性的,如图3所示,柱塞17的伸出端上设置有弹簧托板23,复位弹簧18绕设在弹簧托板23下方的柱塞17外周侧,复位弹簧18的下端面抵接在油路本体1上,复位弹簧18的上端面抵接在弹簧托板23上,通过复位弹簧18向上顶升弹簧托板23带动柱塞17上升,复位弹簧18 给柱塞17施加一向上的力,在柱塞17向下移动到达下死点时,复位弹簧18具有了其最大的弹性势能,同时由于配气密封块12封闭了通道11使得此时的压缩气体无法继续到达上腔7,复位弹簧18将开始向上顶升复位,驱动柱塞17、活塞9以及活塞杆10向上运动。
图7为图3的A部结构放大示意图,图8为图3的B部结构放大示意图。如图7所示,吸油口单向阀14和吐油口单向阀15均为包括单向阀芯24、阀座25及弹簧26的单向阀,单向阀芯24插设在阀座25上,弹簧26设置在阀座25和单向阀芯24之间。如图7所示,单向阀芯24的台阶面连接弹簧26,小圆柱面与阀座25采用间隙配合保证运动顺畅,球面与单向阀体接触形成密封面。整个结构同心度高,动作灵敏,开启力小,完全符合高频气动泵高速运作的工况条件。
如图3所示,在油路本体1面向下腔8的端面上设置有减震环27,减振环27如图3所示围绕着柱塞17的伸出端位置设置。
如图8所示,柱塞17与柱塞孔16之间设置有由O型橡胶密封件28和斯特封密封圈29组合而成的密封件,此种结构具有高耐压特性,最高压力可达80MPa;具有高速度密封特性,最高速度可达15m/s;具有高频动作特性,最高频率可达50Hz。总之,此种结构具有静态和动态密封效果好、磨擦小、效率高、耐磨损、工作可靠性高等特点,为高频气动泵低阻力高速运转的功能要求提供了可靠的保证。当然了,在其他实施例中也可以采用其他密封件进行密封设置。
具体的,如图3所示,本实施例在上盖3内设置有排气消音毡垫30,在主阀座21朝向活塞杆10位置还设置有一小阀芯31,当活塞杆10上端的小柱面与小阀芯31接触并顶开小阀芯31而到达上死点时,配气密封块12与配气阀座19的密封面重新建立形成,气源的压缩气体又一次进入到上腔7推动活塞9向下运动,如此形成循环往复运动,不断输出液压油。当输出油压的反作用力与气动驱动力达到平衡,即气液平衡时,泵将自动停下,这时泵处于保压状态。由于加设了排气消音毡垫和减震环,泵具有良好的消音减震功能,整个工作过程平稳噪音低,特别适合一 般的工业环境使用。
如图1和图2所示,气缸本体2和油路本体1通过螺钉32轴向贯穿连接为一体,具体的,本实施例在气缸本体2的上端面的四个角部位置对应向下穿设四颗螺钉32,且将其中两颗螺钉穿透整个气动泵作为安装螺钉可将气动泵固定在油箱上,进一步方便本实施例的安装使用。
示例性的,本实施例的轴向配气高频气动泵的具体应用情况如下:
如图3和图4所示状态,本实施例的气动泵开始自动循环工作时,压缩气体通过进气口座4首先进入气缸本体2的配气腔6内,即通过通道11进入上腔7并克服复位弹簧18的阻力推动活塞9向下运动如图5所示状态,并带动柱塞17向下挤压输出液压油。
当弹簧托板23与减振环27碰撞时,活塞9到达下死点并如图6所示活塞杆10与主阀座21的动密封配合被破坏,压缩气体随即进入透气环20内腔并推动主阀座21向下滑动,从而导致配气密封块12与配气阀座19之间的密封面被破坏,而与通道11之间的密封面建立形成,通道11关闭;这时压缩气体无法到达上腔7,活塞9在复位弹簧18的顶升弹力作用下开始向上运动,上腔7内的气体同时通过配气密封块12与配气阀座19之间的间隙经由排气消声毡垫30排出,与此同时油路本体1内的油腔形成真空并开始吸油。
当活塞杆10的小柱面与小阀芯31接触并顶开小阀芯31而到达上死点时,配气密封块12与配气阀座19的密封面重新建立形成,结合图4和图5所示,压缩气体又一次进入到上腔7推动活塞9向下运动,如此形成循环往复运动,不断输出液压油。
此外,当输出油压的反作用力与气动驱动力达到平衡,即气液平衡时,气动泵将自动停下,这时气动泵处于保压状态。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。