[发明专利]一种适用于控制多个液压缸顺序伸出运动的液压缸

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于控制多个液压缸顺序伸出运动的液压缸，该液压缸不需要添加额外的顺序阀等控制元件，成本少、压降损失小、能耗少，且能有效控制顺序伸出运动的可靠性。

背景技术

目前，多个液压缸顺序动作在起重设备伸缩臂伸出工作中应用的十分广泛，但受起重机吊臂的臂架结构空间限制，增加过多的外围元件不利于整体设计和部件安装，且增加的控制元件的零件重量对起重臂来讲也是一种负载。

现技术条件下，起重臂伸缩液压缸为了保证顺序伸出运动，均采取压力控制阀进行顺序运动控制，即在除第一个液压缸外的其余后续串联液压缸的每个油缸的无杆腔进油口处加装顺序阀，利用顺序阀所设定的开启压力的高低来控制液压缸的顺序运动。如图2所示，当换向阀执行至左侧位时，液压源的压力油进入第一个液压缸的无杆腔，随着压力的上升并当压力达到第一个液压缸的启动压力后，第一个液压缸的活塞杆开始外伸运动；当第一个液压缸运行至终点后，系统压力继续上升，在系统压力达到相邻下一个液压缸无杆腔进油口处所连接的顺序阀设定开启压力后，液压油打开液压缸进油口前的进油顺序阀并进入第二个液压缸的无杆腔，使第二个液压缸的活塞杆开始外伸运动并最终完成串联液压缸的顺序运动控制。

现技术条件在较少个数液压缸的顺序动作控制中应用较为广泛。但随着吊臂臂节（即执行机构）的增多，多个液压缸顺序阀的压力设定以及顺序阀所带来的系统能量损失将成为一个突出的问题。以图3现技术（力士乐）管式顺序阀为例，该阀低压开启系列的最低调定开启压力区间为10~30bar，若将其应用到系统最高工作压力350bar、需要6个液压缸顺序伸出动作且相邻两个顺序阀的开启压差设定值为20bar的控制系统中，从理论上讲，仅就顺序阀的运用，将使系统工作压力传递至最后第6个液压缸的压力只能达到250bar，系统压力损失达28.6%，因此，现技术无论是顺序运动控制的可靠性还是应用范围均存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种适用于控制多个液压缸顺序伸出运动的液压缸。本发明的液压缸通过液压缸内油道、孔口、密封圈等的相对位置随活塞杆的运动来实现下一级液压缸伸出运动的油路顺序开启。本发明的液压缸不需要添加额外的电气、液压阀等元件即可实现多液压缸串联顺序伸出运动控制，方便、节能、高效。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的适用于控制多个液压缸顺序伸出运动的液压缸包括液压缸体，安装在液压缸体内的中空柱体结构的活塞体，与活塞体前端相固接的活塞杆，由前至后依次安装在活塞体外圆面上加工出的相应环槽内的活塞密封、活塞密封，以及安装在活塞体上的单向阀、固接在液压缸体上的集油块；在所述的活塞密封与活塞密封之间的活塞体上加工有一横贯活塞体的穿通孔（此孔是保证前后相邻液压缸有杆腔联通的重要通道），在位于活塞密封的另一侧的活塞体上加工有连通活塞体中空腔与液压缸的有杆腔的用于安装单向阀的螺纹孔；所述活塞体的中空腔为台阶孔结构，其中位于穿通孔后部的中空腔的孔径小于位于穿通孔前部的中空腔的孔径；所述活塞杆的中后部为中空柱体结构，所述活塞杆的中空腔通过以共轴线方式设置在中空腔内的由前向后延伸的内导管构成内、外双层油道，所述的内导管的后延伸端穿装在活塞体的中空腔内，并与位于穿通孔后部的中空腔壁形成紧配合关系；所述内层油道的一端与液压缸的无杆腔连接，另一端与活塞杆前端设置的V2油口相联通，且V2油口通过连接管路连向相邻的下一液压缸的无杆腔；所述外层油道的一端通过位于活塞杆穿通孔后部的中空腔与内导管之间的环形腔与由横贯活塞体的穿通孔构成的联通油腔连接，另一端与活塞杆前端设置的C2油口相联通，且C2油口通过连接管路连向相邻的下一液压缸的集油块上设置的C1油口；在集油块上设置有K4联通孔和K5联通孔，其中K5联通孔始终与液压缸的有杆腔相联通，K4联通孔在活塞杆伸出至最大行程位置时与由横贯活塞体的穿通孔构成的联通油腔连接。

与集油块上的C1油口相对应的另一侧油道口为安装有压力传感器的封闭式结构。

所述单向阀的作用在于提供一条串联多液压缸执行缩回运动时备用的回油通道；单向阀应用情形为，当液压缸执行回缩运动时，如果受意外负载突变等的干扰而导致除最后一个液压缸外的其余某个液压缸先回缩，这样后方液压缸有杆腔的正常缩回导通油道就被封闭，使后方液压缸就无法完成缩回运动；此种情况下，单向阀在压力油的作用下打开并为后方液压缸建立起另一条联通油道，从而使后几个液压缸可以完成全缩回运动。

本发明的工作原理如下：