一种水平布置的组合式节能液压缸及节能型工程机械

摘要

本发明提供一种水平布置的组合式节能液压缸及节能型工程机械，水平布置的组合式节能液压缸的构成主要是两个柱塞式液压缸、一个单杆活塞式液压缸、顶部端面连接板、底部端面连接板，三个液压缸通过连接板焊接，三个液压缸排布方式为水平排布；底板与盖板通过螺栓连接，底板与盖板之间加装有减振片，盖板外部加有耳环，便于与外部装置的连接。此发明将两种液压缸的优点结合在一起，克服了单一液压缸的工作缺陷；节能型工程机械主要包括水平布置的组合式节能液压缸和节能控制系统、工程机械本体。所述节能控制系统主要包括压力传感器组、阀组控制器、液压蓄能器启闭阀组、液压蓄能器，所述工程机械本体选取为挖掘机。

说明书

本发明属于液压缸的创新领域，具体涉及一种组合式节能液压缸。

背景技术

在工程机械中，如装载机、挖掘机、静力压桩机等常常需要用到液压缸，而这些工程机械需要在不同的工况下进行工作，例如大压力、高速度等，对我们的液压缸也提出了很多新的要求，传统的液压缸有活塞缸、柱塞缸、摆动缸等，这些液压缸多多少少有一些自己的缺点，而我们想要在原有液压缸的基础上进行改进变得非常的困难了，于是我们想到了将液压缸进行创新性的组合，将各种液压缸的优点进行糅合，将它们各自的缺点进行规避。因此组合式液压缸已经引起了现在人们的广泛关注与讨论。

目前的组合式液压缸主要有：

1.采用两个活塞式液压缸组成一个组合式液压缸：其中一个活塞式液压缸的活塞杆为另一个活塞式液压缸的缸体。特点：1）工作可靠，性能稳定，结构简单，可实现多个压力腔的组合；2）便于实现速度控制，特别是能够满足钻机、修井机的大钩的各种速度要求。缺点：不具备大型液压缸，长行程等液压缸等的作用。适合小动力，短行程等动力和动作需求；

2.采用多节缸筒与缸筒组合联接型式为圆锥面啮合定位联接；联接用的紧固件采用液压螺母紧固技术；活塞密封结构采用二级交替密封技术。应用优点：1）由至少两节缸筒组合一体的长度数倍于常规单支缸筒的长度，只要是活塞杆能实现的长度都可以与其匹配，从而达到液压缸超长行程动作以及恒定输出力的理想值；2）便于安装、调整、拆卸和检修，特别是在安装置放，拆卸困难的狭窄或特殊工作地点使用；3)可直接降低使用成本，液压缸在工作中不可避免的会出现的内孔损伤或磨损，本结构型式可仅对某节段缸筒进行修复或更新不需要更换全长缸筒。缺点：不具备大型液压缸，长行程等液压缸等的作用。适合小动力，短行程等动力和动作需求。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水平布置的组合式节能液压缸，适用于大部分工程机械，适用于大型液压系统，满足大动力、长行程要求，液压缸稳定且可靠，并具有一定的节能效果。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

组合式液压缸包括两个同等大小和性能的第一柱塞式液压缸与第二柱塞式液压缸、一个单杆活塞式液压缸、顶部端面连接板底板、顶部端面连接板盖板、底部端面连接板底板、底部端面连接板盖板、两块减振片、四个压力传感器。单杆活塞式液压缸两端去掉原有的耳环，统一制成平整端面，两端面分别焊接上相同的端部连接板，两个柱塞缸两端也同样去掉原有的耳环，并且整体长度与单杆活塞式液压缸长度一致，再将两柱塞式液压缸两端面与单杆活塞式液压缸上的端部连接板焊接，端部连接板中加装减振片，三个液压缸摆放成水平，且单杆活塞式液压缸位于中间，两个柱塞式液压缸位于两侧，使三个液压缸的连接更具有稳定性，增加工作时的可靠性，单杆活塞式液压缸作为主缸，两个柱塞式液压缸作为辅助缸，避免了动力不足或者某一缸发生损坏造成危险，使用过程中更为安全。四个压力传感器分别位于单杆活塞式液压缸的无杆腔、单杆活塞式液压缸的有杆腔、第一柱塞式液压缸无杆腔、第二柱塞式液压缸无杆腔，进行压力测试并将压力信号传输给阀组控制器，阀组控制器通过分析计算所采集的压力信号，以控制蓄能器通断阀组，蓄能器通断阀组可控制液压缸本体中第一柱塞式液压缸、单杆活塞式液压缸、第二柱塞式液压缸的无杆腔与液压蓄能器之间的接通或关断。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案将两种不同类型的液压缸组合在一起，可以集合两种不同类型液压缸的优点，并且三个液压缸的组合满足了大动力的需求。三个液压缸的组合使液压缸在使用的过程中是作为一个整体在工作，通过对三个液压缸的控制，单杆活塞式液压缸作为主缸，两个柱塞式液压缸作为辅助缸使在工作过程中更容易对液压缸进行控制，对于一个或者两个液压缸发生突然损坏时仍能确保安全；

（2）本方案将三个液压缸摆放成水平，易于安装，工作更为稳定，并且三个液压缸均可单独拆卸，便于日常的维护与修理；端部连接板中加装有减振片，使液压缸工作时的冲击与振动减小；三个进油口的位置使工作时的进出油更加便捷；

（3）本方案增加了压力传感器组、阀组控制器、液压蓄能器启闭阀组、液压蓄能器，通过对这些部件的控制，这样就使此液压缸具有一定的节能效果。

本发明是将活塞式液压缸与柱塞式液压缸进行组合而产生的组合式液压缸，适用于大部分工程机械中，满足大部分工况要求，应用前途广泛。

附图说明

图1为本发明所述一种水平布置的组合式节能液压缸整体结构示意图；

图2为本发明所述一种水平布置的组合式节能液压缸正面示意图；

图3为本发明所述一种水平布置的组合式节能液压缸剖面示意图；

图4为本发明所述一种水平布置的组合式节能液压缸顶部端面连接板剖面示意图；

图5为本发明所述一种水平布置的组合式节能液压缸顶部端面连接板整体示视图；

图6为本发明所述一种水平布置的组合式节能液压缸顶部端面连接板与液压缸连接中心点示意图；

图7为本发明所述一种水平布置的组合式节能液压缸底部端面连接板剖面示意图；

图8为本发明所述一种水平布置的组合式节能液压缸底部端面连接板整体示视图；

图9为本发明所述一种水平布置的组合式节能液压缸底部端面连接板与液压缸连接中心点示意图；

图10为本发明所述一种水平布置的组合式液压缸节能控制系统示意图；

图11为本发明所述一种节能型工程机械整体示意图。

附图中标记分述如下：图1，水平布置的组合式节能液压缸整体结构示意图主要包括：第一柱塞式液压缸110与第二柱塞式液压缸130、单杆活塞式液压缸120、顶部端面连接板140、底部端面连接板150；图2，水平布置的组合式节能液压缸正面示意图主要包括：第一柱塞式液压缸110、第二柱塞式液压缸130、单杆活塞式液压缸120、单杆活塞式液压缸进油口121、单杆活塞式液压缸出油口122、第一柱塞式液压缸110进油口111、第二柱塞式液压缸130进油口131；图3，水平布置的组合式节能液压缸剖面示意图主要包括：单杆活塞式液压缸缸盖123、单杆活塞式液压缸密封圈124、单杆活塞式液压缸导向套125、单杆活塞式液压缸活塞杆126、单杆活塞式液压缸缸体127、单杆活塞式液压缸活塞128、单杆活塞式液压缸密封圈129、第一压力传感器211、第二压力传感器212、第一柱塞式液压缸O型密封圈112、第二柱塞式液压缸O型密封圈132、第一柱塞式液压缸缸体113、第二柱塞式液压缸缸体133、第一柱塞式液压缸柱塞114、第二柱塞式液压缸柱塞134、第三压力传感器213、第四压力传感器214；图4，水平布置的组合式节能液压缸顶部端面连接板剖面示意图主要包括：底板141、减振片142、盖板143、螺栓144、耳环145；图5，水平布置的组合式节能液压缸顶部端面连接板整体示视图；图6，水平布置的组合式节能液压缸顶部端面连接板与液压缸连接中心点示意图主要包括：第一柱塞式液压缸顶部连接中心点A、单杆活塞式液压缸顶部连接中心点B、第二柱塞式液压缸顶部连接中心点C;A、B、C连线在一条水平线上，且AB=BC；图7，水平布置的组合式节能液压缸底部端面连接板剖面示意图主要包括：底板151、减振片152、盖板153、螺栓154、耳环155；图8，水平布置的组合式节能液压缸底部端面连接板整体示视图；图9，水平布置的组合式节能液压缸底部端面连接板与液压缸连接中心点示意图主要包括：第一柱塞式液压缸底部连接中心点D、单杆活塞式液压缸底部连接中心点E、第二柱塞式液压缸底部连接中心点F ;D、E、F连线在一条水平线上，且DE=EF;图10，水平布置的组合式液压缸节能控制系统示意图主要包括：压力传感器组210、阀组控制器220、蓄能器通断阀组230、液压蓄能器240；压力传感器组210包括：第一压力传感器211、第二压力传感器212、第三压力传感器213、第四压力传感器214；图11，节能型工程机械整体示意图主要包括：工作装置301、上车部分302、回转机构303、下车部分304、顶部连接轴305、底部连接轴306。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。

参照附图一种组合式节能液压缸包括：、单杆活塞式液压缸120、第一柱塞式液压缸110、第二柱塞式液压缸130、顶部端面连接板140、底部端面连接板150；顶部端面连接板底板141、底部端面连接板底板151与顶部连接板盖板143、底部连接板盖板153之间都加装有减振片142、减振片152；单杆活塞式液压缸120两端去掉原有的耳环，统一制成平整端面，两端面分别焊接上顶部端面连接板底板141、底部端面连接板底板151，第一柱塞式液压缸110与第二柱塞式液压缸130两端也同样去掉原有的耳环，并且整体长度与单杆活塞式液压缸120长度一致，再将第一柱塞式液压缸110、第二柱塞式液压缸130两端面与单杆活塞式液压缸120上的底板焊接，三个缸摆放成水平；三个液压缸中还加有压力传感器组210，第一压力传感器,211、第二压力传感器212、第三压力传感器213、第四压力传感器214将分别采集单杆活塞式液压缸120的无杆腔、单杆活塞式液压缸120的有杆腔、第一柱塞式液压缸110无杆腔、第二柱塞式液压缸130无杆腔的工作压力，并将压力信号传输给阀组控制器220；阀组控制器220通过分析计算所采集的压力信号，以控制蓄能器通断阀组230；蓄能器通断阀组230可控制液压缸本体100中第一柱塞式液压缸110、单杆活塞式液压缸120、第二柱塞式液压缸130的无杆腔与液压蓄能器240之间的接通或关断。

参照图中，将此组合式节能液压缸应用于节能型工程机械，此节能型工程机械包括液压缸本体100和节能控制系统200、工程机械本体300，工程机械本体300包括：工作装置301、上车部分302、回转机构303、下车部分304、顶部连接轴305、底部连接轴306，组合式液压缸本体100通过顶部端面连接板140的耳环145与顶部连接轴305相连接，通过底部端面连接板150的耳环155与工作装置301的底部连接轴306相连接，节能控制系统200的阀组控制器220、蓄能器通断阀组230、液压蓄能器240被放置在上车部分302，具体工作原理如下。

动臂抬升阶段：

单杆活塞式液压缸（120）与第一柱塞式液压缸（110）、第二柱塞式液压缸（130）同时从单杆活塞式液压缸（120）进油口（121）、第一柱塞式液压缸进油口（111）、第二柱塞式液压缸进油口（131）进油，单杆活塞式液压缸（120）从出油口（122）出油，第一柱塞式液压缸（110）与第二柱塞式液压缸（130）无专门的出油口，进油口出油口为同一开口；在动臂抬升过程中，第一压力传感器（211）、第二压力传感器（212）、第三压力传感器（213）、第四压力传感器（214）将分别采集单杆活塞式液压缸（120）的无杆腔、单杆活塞式液压缸（120）的有杆腔、第一柱塞式液压缸（110）无杆腔、第二柱塞式液压缸（130）无杆腔的工作压力，并将压力信号传输给阀组控制器（220）；阀组控制器（220）通过分析计算所采集的压力信号，以控制蓄能器通断阀组（230）；蓄能器通断阀组（230）控制液压缸本体（100）中第一柱塞式液压缸（110）、单杆活塞式液压缸（120）、第二柱塞式液压缸（130）的无杆腔与液压蓄能器（240）之间接通，液压蓄能器（240）提供辅助动力。单杆活塞式液压缸（120）作为主缸，第一柱塞式液压缸（110）、第二柱塞式液压缸（130）作为副缸，主缸与副缸协同作用，实现动臂抬升运动。

动臂下降阶段：

单杆活塞式液压缸（120）进出油口互换，从进油口（122）进油，从出油口（121）出油；第一柱塞式液压缸（110）、第二柱塞式液压缸（130）从原来的进油口（111）与（131）出油，在动臂下降过程中，第一压力传感器（211）、第二压力传感器（212）、第三压力传感器（213）、第四压力传感器（214）将分别采集单杆活塞式液压缸（120）的无杆腔、单杆活塞式液压缸（120）的有杆腔、第一柱塞式液压缸（110）无杆腔、第二柱塞式液压缸（130）无杆腔的工作压力，并将压力信号传输给阀组控制器（220）；阀组控制器（220）通过分析计算所采集的压力信号，以控制蓄能器通断阀组（230）；蓄能器通断阀组（230）控制液压缸本体（100）中第一柱塞式液压缸（110）、单杆活塞式液压缸（120）、第二柱塞式液压缸（130）的无杆腔与液压蓄能器（240）之间接通压力传感器组（210）感受到压力变化，控制液压蓄能器启闭阀组（206）打开，流出的油液进入液压蓄能器（207），实现液压能的回收，可作为下一动臂抬升行程的辅助动力。

上述只是本发明一种典型的工程应用，本发明的产品形式并非仅限于本案图示和实施例，对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。