CN204878500U - 多级阻尼节流的液压缓冲器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多级阻尼节流的液压缓冲器，多级阻尼节流的液压缓冲器包括：液压缸(1)、前端盖(2)、后端盖(3)、活塞组件(4)和节流杆(5)。优点为：本缓冲器内部所有腔体被液压油和压缩空气所填充，当活塞杆被撞击而受力向下移动时，通过多级阻尼节流提供阻尼力，缓和活塞杆向下移动速度，在行程范围内，所产生的阻尼力与外力相抗衡，一直到完全吸收撞击所产生的能量，无反弹；而当外力撤消后，液压缓冲器能够依靠压缩空气自动复位，不需要额外安装弹簧，从而节约了液压缓冲器整体成本。

Description

多级阻尼节流的液压缓冲器

技术领域

本实用新型属于液压缓冲技术领域，具体涉及一种多级阻尼节流的液压缓冲器。

背景技术

液压缓冲器是一种安全保护缓冲装置，广泛应用于工程车辆、电梯、冶金、港口机械、铁道车辆等机械设备上，其作用是：当下落物高速移动(相当于自由落体状态)时，会引起很大的惯性力，而液压缓冲器可吸收下落物所带来的冲击，防止硬性碰撞导致机构损坏。

例如，在工程机械中，尤其是旋挖钻机，经常会遇到这种硬性碰撞导致机构损坏的问题。具体的，旋挖钻机主臂的主要执行结构是多级油缸，当旋挖钻机动力头下降的时候，多级油缸会执行动作，但是外面保护多级油缸的伸缩装置很可能会出现粘连、卡壳等现象，随着多级油缸液压力不断增大，伸缩装置会突然下落，相当于自由落体状态一样，砸到动力头的连接板上，从而导致动力头损坏，造成重大的经济损失。因此，为避免硬性碰撞导致机构损坏的情况，需要在动力头的连接板上设置液压缓冲器。

然而，现在市场上的液压缓冲器，消耗能量与液压缓冲器体积成正比，不能既满足液压缓冲器体积小、又能满足消耗能量大的使用需求。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种多级阻尼节流的液压缓冲器，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种多级阻尼节流的液压缓冲器，包括：液压缸(1)、前端盖(2)、后端盖(3)、活塞组件(4)和节流杆(5)；

其中，所述液压缸(1)竖直设置，在所述液压缸(1)的前端密封设置所述前端盖(2)，在所述液压缸(1)的后端密封设置所述后端盖(3)，所述前端盖(2)和所述后端盖(3)使所述液压缸(1)的内部腔体形成封闭空间；

在所述前端盖(2)的中心位置开设有第1安装孔，在所述后端盖(3)的中心位置开设有第2安装孔，并且，所述第1安装孔的直径大于所述第2安装孔的直径；

所述活塞组件(4)包括：活塞盖(41)和活塞杆(42)；

所述活塞盖(41)横向设置于所述液压缸(1)的腔体内部，所述活塞盖(41)的外周壁与所述液压缸(1)的腔体内壁密封且可滑动连接，通过所述活塞盖(41)，将所述液压缸(1)的腔体划分为上腔体(11)和下腔体(12)；此外，在所述活塞盖(41)开设有至少一个单向阀(43)，所述单向阀(43)的入口与所述上腔体(11)连通，所述单向阀(43)的出口与所述下腔体(12)连通；

所述活塞杆(42)为筒状结构，包括筒体，所述筒体一端敞口，另一端密封；所述筒体的外径与所述第1安装孔的内径相适配，则：所述筒体敞口朝下，密封穿过所述第1安装孔且使所述筒体的敞口端密封固定到所述活塞盖(41)的上表面；通过设置所述筒体，将所述筒体内部的腔体称为内腔体(14)，将所述筒体的外壁与所述液压缸(1)的内壁形成的环状腔体称为外腔体(15)；外腔体(15)为部分上腔体(11)；则：在所述筒体的下部开设有至少一个溢油孔(6)，使所述内腔体(14)和所述外腔体(15)形成连通结构；

另外，在所述活塞盖(41)的中心位置开设有第3安装孔；所述节流杆(5)按由下向上方向，依次穿过所述第2安装孔和所述第3安装孔后，使所述节流杆(5)的前端面位于所述内腔体(14)中，使所述节流杆(5)的后端面位于所述后端盖(3)的外部；并且，所述节流杆(5)与所述后端盖(3)的第2安装孔为密封且固定的连接方式，所述节流杆(5)通过所述后端盖(3)而固定设置；所述节流杆(5)与所述活塞盖(41)的第3安装孔为间隙设置，所述节流杆(5)的外壁与所述第3安装孔的孔壁之间具有多个阻尼缝隙；

此外，所述节流杆(5)的中心轴向设置有输介质通道(51)；所述节流杆的后端部设置有输介质阀门(52)，通过操纵输介质阀门(52)，将外部介质通过所述输介质通道(51)而输送到所述内腔体(14)。

优选的，所述前端盖(2)与所述液压缸(1)的内壁活动连接；所述后端盖(3)与所述液压缸(1)的内壁固定连接。

优选的，所述后端盖(3)与所述液压缸(1)的内壁通过螺纹连接。

优选的，还包括安全通道(7)，所述安全通道(7)依次穿过所述后端盖(3)和所述节流杆(5)，进而连通所述下腔体(12)和所述输介质通道(51)；在所述安全通道(7)安装有安全阀(8)。

本实用新型提供的多级阻尼节流的液压缓冲器具有以下优点：

具有体积小、消耗能量大、工作可靠、缓冲效果好、结构简单、成本低的优点，可广泛推广使用。

附图说明

图1为本实用新型提供的液压缓冲器在正立且活塞杆运动到最低点状态时的剖面结构示意图；

图2为本实用新型提供的液压缓冲器在正立且活塞杆运动到最高点状态时的剖面结构示意图；

图3为本实用新型提供的液压缓冲器在倒置且活塞杆运动到最低点状态时的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明：

本实用新型提供一种多级阻尼节流的液压缓冲器，本缓冲器内部所有腔体被液压油和压缩空气所填充，当活塞杆被撞击而受力向下移动时，通过多级阻尼节流提供阻尼力，缓和活塞杆向下移动速度，在行程范围内，所产生的阻尼力与外力相抗衡，一直到完全吸收撞击所产生的能量，无反弹；而当外力撤消后，液压缓冲器能够依靠压缩空气自动复位，不需要额外安装弹簧，从而节约了液压缓冲器整体成本。

具体的，如图1-2所示，本实用新型提供一种多级阻尼节流的液压缓冲器，包括：液压缸1、前端盖2、后端盖3、活塞组件4和节流杆5；

其中，液压缸1竖直设置，在液压缸1的前端密封设置前端盖2，在液压缸1的后端密封设置后端盖3，后端盖可通过螺纹连接方式与液压缸1的内壁连接；前端盖2和后端盖3使液压缸1的内部腔体形成封闭空间；此处，作为本实用新型一个创新，前端盖2与液压缸1的内壁活动连接，在前端盖2与液压缸1的内壁之间不需要安装任何连接件，仅仅依靠腔体内部压缩空气，即可在缓冲器使用过程中，始终牢固的将前端盖2稳固在液压缸1的前端。具体理由见后面分析。

在前端盖2的中心位置开设有第1安装孔，在后端盖3的中心位置开设有第2安装孔，并且，第1安装孔的直径大于第2安装孔的直径；

活塞组件4包括：活塞盖41和活塞杆42；

活塞盖41横向设置于液压缸1的腔体内部，活塞盖41的外周壁与液压缸1的腔体内壁密封且可滑动连接，即：活塞盖41可沿液压缸1的腔体内壁进行上下移动；通过活塞盖41，将液压缸1的腔体划分为上腔体11和下腔体12；此外，在活塞盖41开设有至少一个单向阀43，单向阀43的入口与上腔体11连通，单向阀43的出口与下腔体12连通；此处单向阀的设置意义为：只能使上腔体11的介质流向下腔体12；既使当下腔体12的压力高于上腔体11的压力时，下腔体12的介质也无法通过单向阀43而流向上腔体11。

活塞杆42为筒状结构，包括筒体，筒体一端敞口，另一端密封；筒体的外径与第1安装孔的内径相适配，则：筒体敞口朝下，密封穿过第1安装孔且使筒体的敞口端密封固定到活塞盖41的上表面；通过设置筒体，将筒体内部的腔体称为内腔体14，将筒体的外壁与液压缸1的内壁形成的环状腔体称为外腔体15；在筒体的下部开设有至少一个溢油孔6，使内腔体14和外腔体15形成连通结构；

此处，要注意区分本实用新型四个腔体的具体含义：

上腔体11和下腔体12均为液压缸1的内部腔体，将位于活塞盖41上方的液压缸1腔体称为上腔体11，而将位于活塞盖41下方的液压缸1腔体称为下腔体12，因此，当活塞盖41沿液压缸1进行上下运动时，上腔体11和下腔体12的腔体体积会发生变化。

而内腔体14是指活塞杆筒体内部的腔体，无论活塞盖41沿液压缸1运动到任何位置，内腔体14的腔体体积是个定值，不会发生变化；

外腔体15是指活塞杆筒体的外壁与液压缸1的内壁形成的环状腔体，当活塞杆运动到最低点位置时，即为图1所示状态时，外腔体15的腔体体积达到最大值；而当活塞杆运动到最高点位置时，即为图2所示状态时，外腔体15的腔体体积达到最小值；

但是，可以发现，无论活塞杆运动到任何位置，外腔体和内腔体的总腔体实质上必然已包含了上腔体，也就是说，外腔体和内腔体的总腔体体积大于上腔体腔体体积。因此，液压缓冲器内部所有腔体的体积实际上只需划分为三部分即可，分别为：下腔体、内腔体和外腔体。在理解本实用新型原理时，可以忽略上腔体的概念。

本实用新型中，虽然外腔体15和内腔体14为连通结构，但仍然区分外腔体15和内腔体14的意义为：外腔体15和内腔体14的作用不同；外腔体15直接与前端盖相通，外腔体15的压缩空气是保证前端盖稳固在缸筒前端的直接动力源；而内腔体中的压缩空气是当外力撤消后，使活塞杆向上移动复位的直接动为源，因此，为方便描述，本实用新型区分了外腔体15和内腔体14。

另外，在活塞盖41的中心位置开设有第3安装孔；节流杆5按由下向上方向，依次穿过第2安装孔和第3安装孔后，使节流杆5的前端面位于内腔体14中，使节流杆5的后端面位于后端盖3的外部；并且，节流杆5与后端盖3的第2安装孔为密封且固定的连接方式，节流杆5通过后端盖3而固定设置，也就是说，在活塞杆进行上下移动时，节流杆始终保持固定不动；节流杆5与活塞盖41的第3安装孔为间隙设置，节流杆5的外壁与第3安装孔的孔壁之间具有多个阻尼缝隙；

此外，节流杆5的中心轴向设置有输介质通道51；节流杆的后端部设置有输介质阀门52，通过操纵输介质阀门52，将外部介质通过输介质通道51而输送到内腔体14。此处的介质，为压缩空气和液压油的统称。

还包括安全通道7，安全通道7依次穿过后端盖3和节流杆5，进而连通下腔体12和输介质通道51；在安全通道7安装有安全阀8。安全阀用于当下腔体内压力过大时，释放下腔体的压力，达到保护液压缓冲器的作用。

基于前述的液压缓冲器，本实用新型还提供一种多级阻尼节流的液压缓冲方法，包括以下步骤：

步骤1，在组装得到多级阻尼节流的液压缓冲器后，将液压缓冲器倒置，形成图3所示状态，使前端盖2位于下面位置，后端盖3位于上面位置；然后，打开输介质阀门52，通过输介质阀门52向液压缓冲器的腔体充满液压油；即：内腔体14、外腔体15和下腔体12均充满液压油；

液压油流动方式为：首先，液压油通过输介质通道51流入到内腔体14，然后，通过溢油孔6流入到外腔体15，再通过单向阀43流入到下腔体12；

并且，在注入液压油时，由于液压油的重力推动作用，推动活塞盖41朝向前端盖2移动，并最终移动到与前端盖2接触的位置；而当活塞盖41朝向前端盖2移动的过程中，同时推动活塞杆42从液压缸1的腔体内部逐渐向外移动；并且，当活塞杆42的密封端移动到最外位置时，活塞杆42所安装的溢油孔6仍然在液压缸1的腔体内部；内腔体14通过溢油孔6与外腔体15连通；

步骤2，在内腔体14、外腔体15和下腔体12均充满液压油后，将液压缓冲器翻转为正立设置状态，得到图2所示状态；然后打开输介质阀门52，在重力作用下，位于节流杆5顶端面上方所有腔体的液压油均通过输介质通道51流到缓冲器外部；

然后，通过输介质通道51，向位于节流杆5顶端面上方所有腔体输入压缩空气，然后关闭输介质阀门52；

此时，以节流杆5顶端面为分界面，位于节流杆5顶端面上方的所有腔体填满压缩空气；而位于节流杆5顶端面下方的所有腔体填满液压油；并且，由于活塞杆42运动行程的最高点不会超过节流杆5顶端面，因此，下腔体12必然填满液压油；而由于活塞杆42的密封端高于液压缸1的顶端，因此，活塞杆42的密封端必然高于节流杆5顶端面，所以，活塞杆42的内腔体必然填充有压缩空气；

步骤3，当活塞杆42受外力向下移动时，即由图2状态向图1状态转变时，由于活塞杆42的第3安装孔孔壁与节流杆5的外壁之间具有多个阻尼缝隙，因此，下腔体12的液压油通过阻尼缝隙首先流入到内腔体14，当注入到内腔体14的液压油达到一定量后，会通过溢油孔6而流入到外腔体15；因此，当下腔体12的液压油通过阻尼缝隙向上流动时，形成与活塞杆42移动方向相反的阻尼力，且该阻尼力直接作用于活塞杆42，达到抗衡活塞杆42下移时的冲击力，起到缓冲作用，直到使活塞杆42停止下移；

步骤4，当施加于活塞杆42的外力撤消后，由于活塞杆42的内腔体填充有压缩空气，因此，在压缩空气的作用下，活塞杆42向上移动复位，并且，在活塞杆42向上移动的过程中，同时带动活塞盖41向上移动；而当活塞盖41向上移动时，位于活塞盖41上方腔体的液压油通过单向阀43流回到下腔体12。

另外，当下腔体12的压力过高时，打开安全阀8，下腔体12的液压油通过安全通道7流入到输介质通道51，再通过输介质通道51而流入到内腔体14，达到保护缓冲器、提高缓冲器使用安全的作用。

由此可见，本实用新型提供的多级阻尼节流的液压缓冲器以及液压缓冲方法具有以下优点：

具有体积小、消耗能量大、工作可靠、缓冲效果好、结构简单、成本低的优点，可广泛推广使用。

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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种多级阻尼节流的液压缓冲器，其特征在于，包括：液压缸(1)、前端盖(2)、后端盖(3)、活塞组件(4)和节流杆(5)；

其中，所述液压缸(1)竖直设置，在所述液压缸(1)的前端密封设置所述前端盖(2)，在所述液压缸(1)的后端密封设置所述后端盖(3)，所述前端盖(2)和所述后端盖(3)使所述液压缸(1)的内部腔体形成封闭空间；

在所述前端盖(2)的中心位置开设有第1安装孔，在所述后端盖(3)的中心位置开设有第2安装孔，并且，所述第1安装孔的直径大于所述第2安装孔的直径；

所述活塞组件(4)包括：活塞盖(41)和活塞杆(42)；

所述活塞盖(41)横向设置于所述液压缸(1)的腔体内部，所述活塞盖(41)的外周壁与所述液压缸(1)的腔体内壁密封且可滑动连接，通过所述活塞盖(41)，将所述液压缸(1)的腔体划分为上腔体(11)和下腔体(12)；此外，在所述活塞盖(41)开设有至少一个单向阀(43)，所述单向阀(43)的入口与所述上腔体(11)连通，所述单向阀(43)的出口与所述下腔体(12)连通；

所述活塞杆(42)为筒状结构，包括筒体，所述筒体一端敞口，另一端密封；所述筒体的外径与所述第1安装孔的内径相适配，则：所述筒体敞口朝下，密封穿过所述第1安装孔且使所述筒体的敞口端密封固定到所述活塞盖(41)的上表面；通过设置所述筒体，将所述筒体内部的腔体称为内腔体(14)，将所述筒体的外壁与所述液压缸(1)的内壁形成的环状腔体称为外腔体(15)；外腔体(15)为部分上腔体(11)；则：在所述筒体的下部开设有至少一个溢油孔(6)，使所述内腔体(14)和所述外腔体(15)形成连通结构；

另外，在所述活塞盖(41)的中心位置开设有第3安装孔；所述节流杆(5)按由下向上方向，依次穿过所述第2安装孔和所述第3安装孔后，使所述节流杆(5)的前端面位于所述内腔体(14)中，使所述节流杆(5)的后端面位于所述后端盖(3)的外部；并且，所述节流杆(5)与所述后端盖(3)的第2安装孔为密封且固定的连接方式，所述节流杆(5)通过所述后端盖(3)而固定设置；所述节流杆(5)与所述活塞盖(41)的第3安装孔为间隙设置，所述节流杆(5)的外壁与所述第3安装孔的孔壁之间具有多个阻尼缝隙；

此外，所述节流杆(5)的中心轴向设置有输介质通道(51)；所述节流杆的后端部设置有输介质阀门(52)，通过操纵输介质阀门(52)，将外部介质通过所述输介质通道(51)而输送到所述内腔体(14)。

2.根据权利要求1所述的多级阻尼节流的液压缓冲器，其特征在于，所述前端盖(2)与所述液压缸(1)的内壁活动连接；所述后端盖(3)与所述液压缸(1)的内壁固定连接。

3.根据权利要求2所述的多级阻尼节流的液压缓冲器，其特征在于，所述后端盖(3)与所述液压缸(1)的内壁通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的多级阻尼节流的液压缓冲器，其特征在于，还包括安全通道(7)，所述安全通道(7)依次穿过所述后端盖(3)和所述节流杆(5)，进而连通所述下腔体(12)和所述输介质通道(51)；在所述安全通道(7)安装有安全阀(8)。