气液隔离自动补油增压缸的制作方法

本发明涉及液压控制设备领域，尤其涉及一种气液隔离自动补油增压缸。

背景技术：

气液增压缸工作原理是将油缸与气缸一体式结合，使用气压作为动力源，利用增压缸气缸活塞和液压缸活塞截面积之比及帕斯卡能量守衡原理，将低压的气压提高几倍甚至几十倍油压，达到增压的目的。

申请号为201721928373.0的中国实用新型专利公开了一种快速型油气隔离气液增压缸，前盖、快进气缸、高压前盖、高压油缸、高压后盖、增压气缸和后盖依次相接，快进气缸中设置快进气缸活塞及活塞杆，增压气缸中设置增压活塞杆，增压气缸和后盖之间设置与增压活塞杆连接的增压活塞，高压油缸与储油桶连通。采用油气隔离使油和气分开，互不接触，解决现有技术的油气混合气液增压缸技术的不足。

申请号为201820164726.2的中国实用新型专利公开了一种油气隔离型气液增压缸，包括气液增压缸和高压压油缸，其中：气液增压缸包括通过增压中盖相轴向连接高压油缸和增压气缸，增压中盖轴心设有增压轴孔、其中穿插增压活塞杆，高压压油缸设有压油中盖，增压中盖与压油中盖一体设置，高压压油缸和高压油缸之间设有压油油路、其经压油中盖和增压中盖与增压轴孔连通，增压活塞杆在增压轴孔中时密封压油油路。

上述结构存在有下列缺点：1）圆柱形复位弹簧在快速被压缩时，易造成活塞及活塞杆剧烈高频震荡及碰撞气缸筒，对气缸筒容易造成耗损。2）活塞剧烈高频震荡时，容易对缸体碰撞，产生巨大噪音，对操作者造成伤害。3）油气的隔离效果不好，造成液压油流失并污染气路系统，影响增压缸的可靠运行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种气液隔离自动补油增压缸，克服现有技术的不足，采用锥形复位压缩弹簧，可以起到缓冲的作用，避免产生冲击噪音；三层密封实现气、油两种介质的有效隔离；可实现自动补偿油路中的液压油，结构简单，降低零件加工难度，可以节约制造成本，提高设备运行的可靠性。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

气液隔离自动补油增压缸，其特征在于，包括连接体、气缸筒、油缸筒、气缸活塞、油缸活塞、储油壶、活塞杆和复位弹簧，连接体的轴线一侧与气缸筒相连接，连接体的轴线另一侧与油缸筒相连接，气缸筒内设有气缸活塞，气缸活塞与连接体之间设有锥形的复位弹簧，油缸筒内设有油缸活塞，气缸活塞和油缸活塞之间通过活塞杆相连接，所述连接体与活塞杆之间设有复合密封圈；连接体的轴线垂直方向上连接有储油壶，连接体上设有补油孔一，油缸活塞上设有补油孔二，储油壶通过补油孔一、补油孔二与油缸筒内相连通；所述活塞杆与油缸活塞之间设有止回阀，止回阀位于补油孔一和补油孔二之间的通道上，止回阀相对活塞杆端部有2~3mm的移动空间；所述气缸筒上设有进气孔，油缸筒上设有出油孔。

进一步的，所述复合密封圈包括矩形密封圈、骨架油封、o型圈、油缸和汽缸用u型、v型、y型油封、格莱圈、斯特封中的任两种或三种组合，其中任两个单向开口密封圈的开口方向为背靠背设置。

进一步的，所述止回阀包括阀体、端面密封圈和u形卡件，阀体的端部密封处设有端面密封圈，阀体的尾部设有u形卡件与活塞杆端部卡槽匹配连接。

进一步的，所述油缸活塞的外圆上设有减摩环槽，其宽度占油缸活塞密封长度的三分之一至二分之一。

进一步的，所述气缸筒与气缸活塞之间设有矩形密封圈、v型圈或骨架油封中的任一种。

进一步的，所述油缸活塞与油缸筒之间设有u型油封、v型油封、y型油封、格莱圈、斯特封中的任一种。

进一步的，所述气缸筒和/或油缸筒的侧壁上设有放气阀。

进一步的，所述储油壶中装有hl型、hm型、hr型、hg型液压油中的任一种。

进一步的，所述气缸活塞和油缸活塞的直径比为3.0~3.5:1。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：1）通过采用锥形复位压缩弹簧，可以起到缓冲的作用，避免产生冲击噪音，锥形结构更稳定，能避免长时间伸缩运动造成失稳，使结构失效。2）采用三层密封实现气、液两种介质的有效隔离，避免液压油对气路的污染，影响设备的可靠运行。3）能实现自动补偿油路中的液压油，做为一种简化的液压驱动器可应用于多种场合。4）结构合理，明显降低了零部件的加工难度，一方面可以节约制造成本，另一方面可以提高设备运行的可靠性，延长设备的整体寿命。

附图说明

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图；

图4为图1中a处局部放大图。

图中：1-连接体、2-气缸筒、3-油缸筒、4-气缸活塞、5-油缸活塞、6-储油壶、7-活塞杆；8-复位弹簧；9-复合密封圈；10-补油孔一；11-补油孔二；12-止回阀；13-进气孔；14-出油孔；15-减摩环槽；16-矩形密封圈；17-y型油封；18-安装支架；19-放气阀；20-呼吸阀；121-阀体；122-端面密封圈；123-u形卡件；124-孔用卡簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

见图1－4，是本发明气液隔离自动补油增压缸实施例结构示意图，包括连接体1、气缸筒2、油缸筒3、气缸活塞4、油缸活塞5、储油壶6、活塞杆7和复位弹簧8，连接体1的轴线一侧与气缸筒2相连接，连接体1的轴线另一侧与油缸筒3相连接，气缸筒2内设有气缸活塞4，气缸活塞4与连接体1之间设有锥形的复位弹簧8，油缸筒3内设有油缸活塞5，气缸活塞4和油缸活塞5之间通过活塞杆7相连接，连接体1与活塞杆7之间设有复合密封圈9；连接体1的轴线垂直方向上连接有储油壶6，连接体1上设有补油孔一10，油缸活塞5上设有补油孔二11，储油壶6通过补油孔一10、补油孔二11与油缸筒3内相连通；活塞杆7与油缸活塞5之间设有止回阀12，止回阀12位于补油孔一10和补油孔二11之间的通道上；气缸筒2上设有进气孔13，油缸筒3上设有出油孔14。连接体1上可设置安装支架18，以便与相邻设备进行安装固定。

实施例中，复合密封圈9为一个矩形密封圈和两个y型油封的组合，其中两个y型油封的开口方向为背靠背设置，可以保证良好的密封性，使气腔和油腔分离，避免液压油污染压缩空气管路，同时提高增压缸的补油效率。

止回阀12包括阀体121、端面密封圈122和u形卡件123，阀体121的端部密封处设有端面密封圈122，阀体121的尾部设有u形卡件123与活塞杆7端部卡槽匹配连接，并通过孔用卡簧124固定，孔用卡簧124使止回阀12与油缸活塞5连接在一起，但止回阀12相对活塞杆有2~3mm的移动空间，即为一种铰接形式连接。

油缸活塞5的外圆上设有减摩环槽15，其宽度占油缸活塞5密封长度的三分之一至二分之一，减摩环槽15可以起到减少油缸活塞5的摩擦面积的作用，同时槽内可以存储部分润滑油，能进一步减少油缸活塞5的移动阻力。为了实现更好的增压作用，气缸活塞4和油缸活塞5的直径比为3.0~3.5:1，优选3.2：1，该比值下增压比例不小于10，装置体积小，适用范围广。

气缸筒2与气缸活塞4之间设有矩形密封圈16。油缸活塞5与油缸筒3之间设有y型油封17，保证相应的密封要求。气缸筒2内腔通过呼吸阀20与外界相连通，油缸筒3的侧壁上设有放气阀19，可在缸筒内压力过大时将压力释放，避免出现安全隐患。

储油壶6中装有hl型、hm型、hr型、hg型液压油中的任一种均可。

本发明气液隔离自动补油增压缸的工作过程是：当低压的（一般0.6—0.8mpa）压缩空气经过进气孔13进入气缸筒2时推动气缸活塞4向前移动，锥形复位弹簧8压缩力逐渐增大，确保气缸活塞4平稳工作，不会产生大的冲击力。气缸活塞4连接于活塞杆7的一端，活塞杆7的另一端与止回阀12连接，止回阀12安装在油缸活塞5的一端的窝槽里，通过弹性挡圈固定确保止回阀12不会脱落。活塞杆3在气缸活塞4推动下顶住止回阀12，进而推动油缸活塞5与气缸活塞一起向前移动，根据力的平衡原理，气缸活塞4作用在活塞杆3上的力与油缸活塞5作用在活塞杆3上的力大小相等，方向相反；根据帕斯卡能量守衡原理，气压对气缸活塞4的推力等于压缩气体的压力与气缸活塞4面积的乘积，而液压对油缸活塞5的推力等于液体的压力与油缸活塞5面积的乘积，气缸活塞4面积是油缸活塞5面积的几倍甚至几十倍，液压缸内就生成气缸内压力几倍甚至几十倍液压压力，实现增压的作用。

特别说明，增压缸的油缸筒3和储油壶6之间相连接的通路都是密闭的，而且是充满液压油的。当没有压缩空气作用在气缸活塞4上时，气缸活塞4在复位弹簧8的作用下回到原始位置，活塞杆7通过止回阀12带动油缸活塞回到原始位置。在气缸活塞4开始复位时，拉动止回阀12脱离油缸活塞5的密封面，之间产生2~3mm的间隙，当油缸筒3内因泄漏或其他原因出现油量不足时，储油壶6内的液压油就会通过补油孔一10、补油孔二11进入到油缸筒3内，当压缩气体推动气缸活塞前移时，活塞杆7会推动止回阀12紧紧压在油缸活塞5的密封面上，确保油缸筒内的液压油不会通过补油孔二11流出，从而实现增压的功能。

特别说明的是活塞杆7、止回阀12、油缸活塞5为一种活动连接结构，不是完全固定死的，这种结构降低了气缸活塞和油缸活塞的同心度要求，大大地降低了加工难度，提高了增压缸满足使用要求的可行性，进而降低了制作成本。对于那些只需要少量液压油驱动工作的液压设备，增压缸完全可以满足使用要求，而无需额外配置液压站。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。