[发明专利]气液增力装置及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气液增力装置及操作气液增力装置的方法。

背景技术

气液增力装置早已广为人知，在现有的气液增力装置中具有增力活塞杆和工作活塞杆，增力活塞杆周期性地作用在工作活塞杆上，增力活塞杆挤压液压油。此外，往往还在增力活塞杆与工作活塞杆之间配置储油活塞杆，这种储油活塞杆在开始力行程之前，通过挤压液压油而推动工作活塞杆快速移动。

有一种气液增力装置，在增力活塞与储油活塞之间设计一个压力弹簧。这种压力弹簧具有双重作用：如果增力活塞上没有工作压力，则弹簧就使增力活塞复位并且给储油活塞持久地施加一个弹性作用力，因此储油活塞后面的储油腔中的液压油同时也承受着相应的压力作用，从而消除对储油活塞侧液压油的气压作用。由于增力活塞复位不需要压缩空气，因而减少了空气消耗。

还有一种气液增力装置，在增力活塞和储油活塞之间没有压力弹簧，而是让增力活塞在气动作用下复位并且对储油活塞施加气压，且增力活塞在返程过程中所承受的气压降低。与金属压力弹簧相类比，这种气压形成的方式称作“空气弹簧”，空气弹簧压力也作用在储油活塞上并且使储油腔处于预压力之下。与金属压力弹簧一样，空气弹簧压力持续作用在增力活塞和储油活塞上，与金属弹簧相比，空气弹簧的压力不受活塞运动状态的影响，总是保持恒定。

发明内容

本发明是基于形成一种相对更高效的气液增力装置及操作气液增力装置的方法的目的而提出的。

本发明的技术方案是首先提供一种具有工作活塞和增力活塞的气液增力装置，其中增力活塞给工作活塞施加高压推力。增压活塞具有用于力行程的进程腔和用于返回行程的返程腔，进程腔在力行程中处于一个工作压力下，返程腔通过增压介质来调节压力，使返程腔内的压力环境在低压和中间压力之间切换，所述低压是至少大致在大气压的范围内或等于大气压的压力，所述中间压力介于低压和工作压力之间。在力行程中，返程腔处于低压环境下，在返回行程中，返程腔处于中间压力环境下。

如果在力行程中，返程腔保持中间压力不变，则该中间压力会抵消气动进程压力，从而降低了增压活塞的活塞力。反之，在力行程过程中把增压活塞的返程腔切换为低压，则与不降低增力活塞返程腔的压力的控制方式相比，工作活塞在力行程过程中所施加的总冲压力显著增大，例如，如果切换为大气压力，如把大于大气压0.8bar的中间压力切换到大气压力，则冲压力可提高10～20％。

所述中间压力为高于大气压0.5～2bar的压力，特别是高于大气压0.8bar以上的压力，这种压力能保证增力活塞可靠地返程，当为了进程即力行程而完全切断中间压力时，由此产生0.8bar的压差，所发生的空气消耗仍在令人能接受的范围。

本发明的另外一个突出特点是，它还包括用于推动工作活塞快速移动的储油活塞，在储油活塞的上方形成控制腔，储油活塞的控制腔通过在开始力行程之前挤压液压油来控制工作活塞快速移动，控制腔内的压力在工作压力和中间压力之间变化，当工作活塞快速移动时，控制腔的压力为工作压力，当工作活塞在加压介质的作用下处于返程状态时，控制腔的压力为中间压力。在发动力行程之前利用加压介质对液压油加压，在正常操作情况下使压力持久恒定地保持在高于中间压力的高压下，所述控制腔在正常操作条件中总是处于工作压力的作用下。采取这种方法，不仅能保证快进行程迅速完成(因为储油活塞控制腔的压力比较高)，另外还能保证储油活塞给储油腔的液压油施加恒定的压力。因而减小了液压油的压力，或者说，减少了可能出现的漏油次数，从而延长了维护周期。其优点是，控制腔是工作压力，从而使快进行程速度达到最大，并且液压油能以比较高的压力施加推动力。

这一特点对于以下情况尤其具有优势，即加压装置采取了机械切换方式，操作者维修时可以利用这种切换方式把储油活塞上的工作气压手动切换到中间压力，以便排气。如果完成排气之后，第一次完成快进行程，则相应的切换阀首先自动返回原来的位置，因而储油活塞重新具有工作压力。这样就避免了操作者在正常力行程过程中进行误操作，因为复位是自动进行的。

如果把增力活塞和工作活塞安装在一个缸筒内，并且工作活塞如同很多的结构型式的工作活塞一样，在储油腔一侧的面积显著小于其作用着工作压力的返程侧面积，则当工作活塞压入储油腔并对储油活塞施加工作压力时，工作活塞的返程腔因受到同样的压力而使工作活塞返回，不同的面积确保储油活塞返程。

但是也有一种增力装置，它没有上述面积变化。在这种情况下，可通过压力介质在工作压力(快进行程)和中间压力(排气腔，储油活塞的控制腔)之间切换，保证储油活塞可靠地返程。