一种内置式换向气缸的制作方法

1.本实用新型涉及气动注浆技术领域，特别是一种内置式换向气缸。


背景技术：

2.煤矿用气动注浆泵采用压缩空气为动力源，利用气缸和注浆缸具有较大的作用面积比，从而以较小的气压便可以使缸体产生较高的注射压力，由气缸活塞触动信号装置来控制换向阀换向，从而实现往复运动，传统煤矿用气动注浆泵的换向方式为两位三通顶杆阀加先导阀加换向阀实现换向，先导阀与换向阀集成于一体。现有换向气缸结构，通过先导阀和换向阀结构，导致整体结构复杂、且结构体积较大，现需要将气缸的换向结构集成于气缸的内部，紧凑结构形式的同时，保证气缸具有自动换向功能及高效、稳定的换向效能。


技术实现要素：

3.为了解决上述存在的问题，本实用新型公开了一种内置式换向气缸，其具体技术方案如下：一种内置式换向气缸，包括阀体、气缸、导管、活塞、活塞杆、导向销、定位弹簧、定位钢球、配气套、垫座、滑塞和往复杆；
4.所述阀体设置于所述气缸的一端面，所述阀体的外圈通过连通气道与所述阀体呈贯通设置；所述阀体的一端设有进气口，所述阀体的中端侧壁面设有出气口，所述阀体的中端侧壁面设有第一连通口，所述阀体的侧壁面设有排气口；所述气缸的一端面设有第二连通口，所述第一连通口通过导管与所述第二连通口实现连通；所述活塞设置于所述气缸内，所述活塞于所述气缸呈可滑动设置；所述活塞杆固定设置于所述活塞的侧端面，所述活塞杆的端部与所述气缸的端面呈可轴向滑动设置；所述导向销周向设置于所述阀体的一端内部，并与所述阀体垂直设置，所述定位弹簧嵌入设置于所述导向销内，所述定位钢球设置于所述定位弹簧的端面；所述配气套固定设置于所述阀体的内部，所述配气套内衬于所述阀体的内壁面；所述垫座设置于所述阀体的一端，设置于所述配气套的端部，所述垫座通过孔用挡圈实现限位；所述滑塞设置于所述配气套内，并与所述配气套固定，所述滑塞与所述配气套呈可滑动设置，所述滑塞的一端侧壁面周向呈凹槽状，并形成第一定位槽和第二定位槽，所述定位钢球可嵌入所述第一定位槽和第二定位槽中之一；所述滑塞与所述阀体呈连通设置，所述滑塞可与所述连通气道连通。
5.进一步的，所述出气口与所述第一连通口于所述阀体的外侧壁面呈相对设置，所述出气口与所述第一连通口的直径相适应；所述排气口设置于所述出气口、第一连通口的一侧，所述排气口的口径小于所述出气口的直径。
6.进一步的，所述配气套的外壁面与所述阀体的内壁面过盈配合，且所述导向销的端部贯穿所述配气套的一端壁面，实现所述配气套与所述阀体轴向限位固定。
7.进一步的，所述配气套的外壁面横向阵列设有第一配气孔、第二配气孔和第三配气孔；所述第一配气孔对位所述出气口和第一连通口，所述第二配气孔对位所述排气口，所述第三配气孔对位所述连通气道。
8.进一步的，所述活塞杆的端部内嵌设有定位螺套，所述定位螺套与所述活塞杆固定设置，所述往复杆通过贯穿定位螺套伸入所述活塞杆内，所述往复杆与所述定位螺套呈可滑动设置，并呈密封设置。
9.进一步的，所述往复杆与所述滑塞呈轴心设置，所述往复杆的一端伸出所述滑塞的一端部，并通过锁紧块实现密封固定；所述往复杆的一端贯穿所述滑塞的一端部，并通过挡圈实现密封固定。
10.进一步的，所述滑塞的中端周向呈通孔状，形成阀芯进气孔，所述阀体通过所述阀芯进气孔与所述滑塞连通设置，所述阀芯进气口的前端所述滑塞的外径略小于所述配气套的内径，且周向与所述配气套间隙设置；所述滑塞的尾端周向呈通孔状，形成阀芯出气孔，所述滑塞通过所述阀芯出气孔与所述连通气道连通设置，所述阀芯进气口的后端所述滑塞的外径与所述配气套的内径相适应，所述滑塞的尾端外壁面周向设有连通槽，所述连通槽设置于所述阀芯进气孔与所述阀芯出口孔之间。
11.进一步的，所述第一定位槽和第二定位槽设置于所述阀芯进气孔的前端所述滑塞，所述第一定位槽与所述第二定位槽的截面呈圆弧状，并与所述定位钢球的外形相适应，所述第一定位槽与所述第二定位槽呈相邻设置。
12.进一步的，所述往复杆的端部设有顶杆套，所述顶杆套包裹于与所述往复杆的端部，并与所述往复杆的外壁面可限位滑动，所述顶杆套的外壁面与所述活塞杆的内壁面可限位滑动；所述往复杆的端部侧壁面套合设有换向弹簧，所述换向弹簧的一端通过支撑垫抵合于所述往复杆外侧，所述换向弹簧的一端抵合于所述顶杆套的端面。
13.本实用新型的有益效果是：
14.本实用新型针对于煤矿用气动注浆泵的结构形式，将气缸的换向结构集成于气缸结构内，通过滑塞、往复杆、活塞和活塞杆之间的联动设置，可实现了气缸的自动换向功能，整体结构形式紧凑，外形结构体积小，简化了整体系统的结构，且使注浆泵的安装灵活性强。
15.本实用新型阀体结构内设置有定位钢球结构，定位钢球通过导向销和定位弹簧进行定位，保持气缸内活塞进行单向的上下位运动时，滑塞、往复杆处于稳定的限位状态，使活塞的上下位运动过程中稳定性强；同时，通过定位钢球对滑塞的定位作用，使多个气孔结构处于工作状态下时，进行精准的对位，始终可保持气流的流通通路顺畅，整体装置的气动注浆过程顺畅。
16.本实用新型针对于往复杆与活塞杆的端部设计有换向弹簧、顶杆套和支撑垫结构，当气缸内活塞进行上、下位运动时，换向弹簧进行屈服并进行减压缓冲，保护活塞运动至气缸端面处处于减速状态，且活塞进行换向运动后，换向弹簧进行舒张并进行反向助力，将活塞的反向运动进行辅助加速，活塞于气缸内转向的过程更将平顺，转向的效率更高。
17.本实用新型将转向结构进行内置于气缸内时，对排气口处进行结构设计，当活塞处于下位向上位进行运动时，气体通过配气套、滑塞可完全充入气缸的下位，将活塞进行上位移动，当活塞处于上位向下位进行运动时，部分空气通过排气口处进行直接排除，仅有部分空气通过配气套、滑塞通入气缸的上位，将活塞进行下位移动；本装置实现了对活塞上位移动时，气缸下位内具有较高压力，并对活塞的运动具有较高速度，对活塞下位移动时，气缸上位具有较低压力，并对活塞的运动具有较低速度，实现了活塞往复可进行差速运动，保
证了启动注浆泵的注浆流程性。
附图说明
18.图1是本实用新型活塞处于下位时的整体剖视图。
19.图2是本实用新型活塞处于下位时阀体处的局部剖视图。
20.图3是本实用新型活塞处于上位时的整体剖视图。
21.附图标记列表：
22.阀体1；
23.连通气道1-1、进气口1-2、出气口1-3、第一连通口1-4、排气口1-5；
24.气缸2；
25.第二连通口2-1、
26.导管3；
27.活塞4；
28.活塞杆5；
29.导向销6；
30.定位弹簧7；
31.定位钢球8；
32.配气套9；
33.第一配气孔9-1、第二配气孔9-2、第三配气孔9-3；
34.垫座10；
35.滑塞11；
36.第一定位槽11-1、第二定位槽11-2、阀芯进气孔11-3、阀芯出气孔11-4、连通槽11-5；
37.往复杆12；
38.孔用挡圈13；
39.定位螺套14；
40.锁紧块15；
41.挡圈16；
42.顶杆套17；
43.换向弹簧18；
44.支撑垫19。
具体实施方式
45.为使本实用新型的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本实用新型进行进一步描述，任何对本实用新型技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本实用新型保护范围。本实施例中所提及的固定连接，固定设置、固定结构均为胶粘、焊接、螺钉连接、螺栓螺母连接、铆接等本领域技术人员所知晓的公知技术。
46.结合附图可见，一种内置式换向气缸，包括阀体1、气缸2、导管3、活塞4、活塞杆5、导向销6、定位弹簧7、定位钢球8、配气套9、垫座10、滑塞11和往复杆12；
47.所述阀体1设置于所述气缸2的一端面，所述阀体1的外圈通过连通气道1-1与所述阀体1呈贯通设置；所述阀体1的一端设有进气口1-2，所述阀体1的中端侧壁面设有出气口 1-3，所述阀体1的中端侧壁面设有第一连通口1-4，所述阀体1的侧壁面设有排气口1-5；所述气缸2的一端面设有第二连通口2-1，所述第一连通口1-4通过导管3与所述第二连通口2-1实现连通；所述活塞4设置于所述气缸2内，所述活塞4于所述气缸2呈可滑动设置；所述活塞杆5固定设置于所述活塞4的侧端面，所述活塞杆5的端部与所述气缸2的端面呈可轴向滑动设置；所述导向销6周向设置于所述阀体1的一端内部，并与所述阀体1垂直设置，所述定位弹簧7嵌入设置于所述导向销6内，所述定位钢球8设置于所述定位弹簧7的端面；所述配气套9固定设置于所述阀体1的内部，所述配气套9内衬于所述阀体1的内壁面；所述垫座10设置于所述阀体1的一端，设置于所述配气套9的端部，所述垫座10通过孔用挡圈13实现限位；所述滑塞11设置于所述配气套9内，并与所述配气套9固定，所述滑塞11与所述配气套9呈可滑动设置，所述滑塞11的一端侧壁面周向呈凹槽状，并形成第一定位槽11-1和第二定位槽11-2，所述定位钢球8可嵌入所述第一定位槽11-1和第二定位槽11-2中之一；所述滑塞11与所述阀体1呈连通设置，所述滑塞11可与所述连通气道1-1 连通。
48.进一步的，所述出气口1-3与所述第一连通口1-4于所述阀体1的外侧壁面呈相对设置，所述出气口1-3与所述第一连通口1-4的直径相适应；所述排气口1-5设置于所述出气口1-3、第一连通口1-4的一侧，所述排气口1-5的口径小于所述出气口1-3的直径。
49.进一步的，所述配气套9的外壁面与所述阀体1的内壁面过盈配合，且所述导向销6的端部贯穿所述配气套9的一端壁面，实现所述配气套9与所述阀体1轴向限位固定。
50.进一步的，所述配气套9的外壁面横向阵列设有第一配气孔9-1、第二配气孔9-2和第三配气孔9-3；所述第一配气孔9-1对位所述出气口1-3和第一连通口1-4，所述第二配气孔 9-2对位所述排气口1-5，所述第三配气孔9-3对位所述连通气道1-1。
51.进一步的，所述活塞杆5的端部内嵌设有定位螺套14，所述定位螺套14与所述活塞杆5 固定设置，所述往复杆12通过贯穿定位螺套14伸入所述活塞杆5内，所述往复杆12与所述定位螺套14呈可滑动设置，并呈密封设置。
52.进一步的，所述往复杆12与所述滑塞11呈轴心设置，所述往复杆12的一端伸出所述滑塞11的一端部，并通过锁紧块15实现密封固定；所述往复杆12的一端贯穿所述滑塞11的一端部，并通过挡圈16实现密封固定。
53.进一步的，所述滑塞11的中端周向呈通孔状，形成阀芯进气孔11-3，所述阀体1通过所述阀芯进气孔11-3与所述滑塞11连通设置，所述阀芯进气孔11-3的前端所述滑塞11的外径略小于所述配气套9的内径，且周向与所述配气套9间隙设置；所述滑塞11的尾端周向呈通孔状，形成阀芯出气孔11-4，所述滑塞11通过所述阀芯出气孔11-4与所述连通气道1-1 连通设置，所述阀芯进气孔11-3的后端所述滑塞11的外径与所述配气套9的内径相适应，所述滑塞11的尾端外壁面周向设有连通槽11-5，所述连通槽11-5设置于所述阀芯进气孔 11-3与所述阀芯出口孔之间。
54.进一步的，所述第一定位槽11-1和第二定位槽11-2设置于所述阀芯进气孔11-3的前端所述滑塞11，所述第一定位槽11-1与所述第二定位槽11-2的截面呈圆弧状，并与所述定位钢球8的外形相适应，所述第一定位槽11-1与所述第二定位槽11-2呈相邻设置。
55.进一步的，所述往复杆12的端部设有顶杆套17，所述顶杆套17包裹于与所述往复
杆12 的端部，并与所述往复杆12的外壁面可限位滑动，所述顶杆套17的外壁面与所述活塞杆5 的内壁面可限位滑动；所述往复杆12的端部侧壁面套合设有换向弹簧18，所述换向弹簧18 的一端通过支撑垫19抵合于所述往复杆12外侧，所述换向弹簧18的一端抵合于所述顶杆套 17的端面。
56.本实用新型的结构原理是：
57.本实用新型的活塞处于气缸的下位时，通过向进气口进行充气，气体通过配气套和滑塞端部的间隙，由阀芯进气孔通入滑塞内部，气体由第三配气孔、阀芯出气孔经连通气道进入气缸的下位，活塞受气压推动进行向上位移动，气缸上位的空气通过第二连通口、导管、第一连通口、第一配气孔进入连通槽内，并通过第二配气孔、排气口中排出，完成活塞由气缸的下位移动至气缸的上位；当活塞运动至气缸的上位时，定位螺套抵合支撑垫，顶杆套于往复杆的端部定位，换向弹簧受压处于屈服状态，当气缸内下位的压力进一步增大时，活塞带动往复杆、滑塞轴向运动，定位钢球从第二定位槽内移动至第一定位槽内，完成气缸的换向；
58.活塞处于气缸的上位时，通过进气口继续向阀体内充气，气体通过配气套和滑塞端部的间隙，连通气道处于闭塞状态，气体通过阀芯进气孔充盈于滑塞内后，一部分气体通过第一配气孔、出气口进行直接排除，一部分气体通过第一配气孔、第一连通口经导管进入气缸的上位，活塞受气压推动进行向下位移动，气缸下位的空气通过连通气道经第三配气孔进入连通槽，并通过第二配气孔、排气口中排出，完成活塞由气缸的上位移动至气缸的下位；当活塞运动至气缸的下位时，活塞杆的内端面抵合于顶杆套，换向弹簧受压处于屈服状态，活塞杆电动往复杆、滑塞反向轴向运动，定位钢球从第一定位槽内移动至第二定位槽内，完成气缸的换向；通过上述方式，气缸内的活塞可处于反复的上、下位往复运动。
59.本实用新型的有益效果是：
60.本实用新型针对于煤矿用气动注浆泵的结构形式，将气缸的换向结构集成于气缸结构内，通过滑塞、往复杆、活塞和活塞杆之间的联动设置，可实现了气缸的自动换向功能，整体结构形式紧凑，外形结构体积小，简化了整体系统的结构，且使注浆泵的安装灵活性强。
61.本实用新型阀体结构内设置有定位钢球结构，定位钢球通过导向销和定位弹簧进行定位，保持气缸内活塞进行单向的上下位运动时，滑塞、往复杆处于稳定的限位状态，使活塞的上下位运动过程中稳定性强；同时，通过定位钢球对滑塞的定位作用，使多个气孔结构处于工作状态下时，进行精准的对位，始终可保持气流的流通通路顺畅，整体装置的气动注浆过程顺畅。
62.本实用新型针对于往复杆与活塞杆的端部设计有换向弹簧、顶杆套和支撑垫结构，当气缸内活塞进行上、下位运动时，换向弹簧进行屈服并进行减压缓冲，保护活塞运动至气缸端面处处于减速状态，且活塞进行换向运动后，换向弹簧进行舒张并进行反向助力，将活塞的反向运动进行辅助加速，活塞于气缸内转向的过程更将平顺，转向的效率更高。
63.本实用新型将转向结构进行内置于气缸内时，对排气口处进行结构设计，当活塞处于下位向上位进行运动时，气体通过配气套、滑塞可完全充入气缸的下位，将活塞进行上位移动，当活塞处于上位向下位进行运动时，部分空气通过排气口处进行直接排除，仅有部分空气通过配气套、滑塞通入气缸的上位，将活塞进行下位移动；本装置实现了对活塞上位
移动时，气缸下位内具有较高压力，并对活塞的运动具有较高速度，对活塞下位移动时，气缸上位具有较低压力，并对活塞的运动具有较低速度，实现了活塞往复可进行差速运动，保证了启动注浆泵的注浆流程性。