一种小型增压与保压装置的制作方法

1.本发明涉及液压系统技术领域，尤其涉及一种小型增压与保压装置。


背景技术：

2.小型液压系统一般包括电泵组合、阀控缸作动系统，在系统开始工作时，由于油箱(低压油路)压力较低(过高容易对油泵造成损伤，且容易泄露)，油泵容易出现空吸，导致系统建压时间延长，对于一些对时间比较敏感的液压系统十分不利；同时，由于系统体积较小，在长时间工作后，液压油膨胀时，油箱(低压油路)压力上升较快，也容易对油泵低压端和其它低压液压器件造成损伤和出现低压油路渗漏现象，严重时会导致结构损坏；同时，对快速响应有要求的液压系统，油泵吸油量波动较大，往往由于低压油路压力下降较快，出现空吸现象，不能输出充足的高压油。


技术实现要素：

3.鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种小型增压与保压装置，用以解决现有液压系统建压时间长、变压响应速度慢、长时间工作低压油路压力增大的问题。
4.本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
5.本发明技术方案中，一种小型增压与保压装置，小型增压与保压装置包括：第一活塞结构和第二活塞结构；
6.第一活塞结构设有第一活塞，第一活塞为增压活塞，细部与高压油路连通，粗部与低压油路连通；第二活塞结构的一端与低压油路连通，另一端与泄压油路连通；第二活塞结构设有第二活塞，第二活塞通过弹性件和低压油路的液压油共同驱动；第二活塞设有溢流阀。
7.本发明技术方案中，第一活塞结构还包括第一活塞腔和油箱盖；
8.第一活塞腔为变径腔，第一活塞腔的细部与第一活塞的细部相对密封滑动，第一活塞腔的粗部与第一活塞的粗部相对密封滑动；第一活塞腔的细部与高压油路连通，粗部与低压油路连通；
9.油箱盖密封固定安装在第一活塞腔的粗部，并限制第一活塞相对第一活塞腔滑动。
10.本发明技术方案中，第二活塞结构还包括第二活塞腔和限位杆；
11.第二活塞腔为圆柱形腔，第二活塞腔与第二活塞相对密封滑动；第二活塞腔的第一端与低压油路连通，第二端与泄压油路连通；
12.限位杆密封固定安装在第二活塞腔的第二端，并限制第二活塞相对第二活塞腔的滑动。
13.本发明技术方案中，限位杆设有轴向通孔，轴向通孔的一端与第二活塞上的溢流阀的出口连通，另一端与泄压油路连通。
14.本发明技术方案中，弹性件为弹簧，部分地套设在限位杆上；弹性件一端抵住限位
杆，另一端抵住第二活塞，且处于压缩状态。
15.本发明技术方案中，溢流阀包括阀芯、溢流孔和溢流弹簧；
16.第二活塞的端面设有阀体通孔和溢流孔，阀芯穿过阀体通孔；
17.溢流弹簧对阀芯施加弹力，使阀芯阻塞溢流孔。
18.本发明技术方案中，阀芯包括一体的锥形部和杆形部，锥形部的尖端与杆形部一端连接，杆形部的另一端设有限位结构；
19.阀体通孔包括锥形孔和变径孔，锥形孔的尖端与变径孔的细端连通；
20.锥形部与锥形孔形状尺寸形同；杆形部与变径孔的细端直径相等。
21.本发明技术方案中，溢流孔沿锥形孔径向设置于锥形孔的锥面。
22.本发明技术方案中，第一活塞结构和第二活塞结构的外壳为一体结构，且第一活塞结构与第二活塞结构的轴线平行。
23.本发明技术方案中，小型增压与保压装置还设有盲孔管，盲孔管与低压油路连通；
24.第一活塞结构和第二活塞结构均通过盲孔管与低压油路连通。
25.本发明技术方案至少能够实现以下效果之一：
26.1、在建压过程中，本发明通过设置第二活塞结构，可以通过弹性件推动第二活塞来提高建压速度，减少建压延迟，从而提高液压系统的响应速度，满足液压系统的快速响应的需求；
27.2、在工作过程中，本发明通过设置第二活塞结构，可以通过弹性件缓解液压系统中液压大小的快速波动，防止液压系统因液压冲击而造成损坏，也能进一步提高工作过程中的液压响应速度；
28.3、在工作一段时间后，低压油路因温度等原因而产生液压油膨胀时，第二活塞结构的弹性件被压缩，能够吸收增加的液压油体积，防止低压油路被胀破，一旦液压油膨胀过度，通过第二活塞上的溢流阀来释放过多的液压油，从而保护低压油路。
29.本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
30.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
31.图1为本发明实施例的内部结构示意图；
32.图2为本发明实施例工作状态的内部结构示意图；
33.图3为本发明实施例保护状态的溢流示意图；
34.图4为本发明实施例的溢流阀结构示意图。
35.附图标记：
36.1-高压油路；2-第一活塞；3-油箱盖；4-第二活塞；5-弹性件；6-限位杆；7-低压油路；8-溢流弹簧；9-阀芯；10-溢流孔。
具体实施方式
37.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
38.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在
……
上方”、“下”和“在
……
上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
40.本发明实施例提供了一种小型增压与保压装置，解决了系统建压油箱压力低问题、液压油高温膨胀、低压油路7保压问题，且具有加工要求低的特点，系统不工作时保证基础压力，系统工作时保证低压油路7压力基本稳定，低压油路7过高时提供保护功能。
41.具体的，本发明实施例提供一种小型增压与保压装置包括：第一活塞结构和第二活塞结构；第一活塞结构设有第一活塞2，第一活塞2为增压活塞，细部与高压油路1连通，粗部与低压油路7连通；第二活塞结构的一端与低压油路7连通，另一端与泄压油路连通；第二活塞结构设有第二活塞4，第二活塞4通过弹性件5和低压油路7的液压油共同驱动；第二活塞4设有溢流阀。
42.当液压系统启动过程中进行建压时，弹性件5推动第二活塞4，使得第二活塞结构内的液压油被推入低压油路7，即使在建压过程中液压泵启动时出现空吸现象，也能够保证低压油路7的液压提升，消除空吸时造成的建压延迟；当液压系统正常过程中进行液压调整时，第二活塞4在低压油路7的液压油与弹性件5的共同作用下，削弱液压泵转送波动造成的液压变化延迟，防止低压油路7的液压骤变，壁面因液压骤变造成的液压冲击使低压油路7损坏；当液压系统持续工作一段时间后，低压油路7的液压油受热膨胀，低压油路7的液压油推动第二活塞4压紧弹性件5，以吸收膨胀的低压油路7的液压油，如果低压油路7的液压油的膨胀超出第二活塞结构的承受范围，过多的液压油会从第二活塞4的溢流阀中流出，以防止低压油路7液压油因液压油膨胀而造成压力异常升高，保护低压油路7，防止其损坏。
43.本发明实施例中，第一活塞结构为增压活塞，用于实现本发明实施例的基本增压功能，具体的，第一活塞结构还包括第一活塞腔和油箱盖3；第一活塞腔为变径腔，第一活塞腔的细部与第一活塞2的细部相对密封滑动，第一活塞腔的粗部与第一活塞2的粗部相对密封滑动；第一活塞腔的细部与高压油路1连通，粗部与低压油路7连通；油箱盖3密封固定安装在第一活塞腔的粗部，并限制第一活塞2相对第一活塞腔滑动。由于低压油路7从第一活塞2的粗部推动活塞，使得第一活塞结构的输出端，即第一活塞腔的细部，因第一活塞2的细部的伸入而推动高压油路1的液压油，实现增压过程。
44.在安装第一活塞结构时，第一活塞2从第一活塞腔的粗部插入第一活塞腔，再将油箱盖3安装在第一活塞腔的粗部端部，同时保证第一活塞腔的粗部有足够的空间作为第一活塞2的粗部的移动空间。
45.需要说明的是，第一活塞2的粗部与第一活塞腔的粗部之间设有密封圈，第一活塞2的细部与第一活塞腔的细部之间设有密封圈，油箱盖3与第一活塞腔的粗部之间设有密封
圈。
46.由于第一活塞腔的粗部与低压油路7连通，同时为了简化本发明实施例的结构，缩小本发明实施例的尺寸，本发明实施例中第一活塞腔的粗部侧壁设有第一通孔，第一活塞腔的粗部与低压油路7通过第一通孔连通，油箱盖3设有限位结构，限位结构设有让位部，限位结构对第一活塞2的移动范围进行限位，防止第一活塞2阻塞第一通孔，让位部用于防止油箱盖3阻塞第一通孔。
47.本发明实施例通过第二活塞结构来平衡低压油路7的压力变化，具体的，第二活塞结构还包括第二活塞腔和限位杆6；第二活塞腔为圆柱形腔，第二活塞腔与第二活塞4相对密封滑动；第二活塞腔的第一端与低压油路7连通，第二端与泄压油路连通；限位杆6密封固定安装在第二活塞腔的第二端，并限制第二活塞4相对第二活塞腔的滑动。当低压油路7的液压和/或液压油的体积发生变化，由于第二活塞腔与低压油路7连通，第二活塞腔内的液压油通过第二活塞4的移动而进入或低压油路7或从低压油路7流出，从而实现低压油路液压变化的缓冲。
48.在安装第二活塞结构时，将第二活塞4插入第二活塞腔，再将限位杆6装入第二活塞腔的端部，同时保证第二活塞腔有足够的空间作为第二活塞4的移动空间。
49.需要说明的是，第二活塞4与第二活塞腔之间设有密封圈，限位杆6与第二活塞腔之间设有密封圈。
50.由于第二活塞腔与低压油路7连通，同时为了简化本发明实施例的结构，缩小本发明实施例的尺寸，本发明实施例中第二活塞腔的侧壁设有第二通孔，第二活塞腔通过第二通孔与低压油路7连通，第二活塞4设有让位部，用于防止第二活塞4阻塞第二通孔。
51.为了方便泄压油路的连接，本发明实施例中，限位杆6设有轴向通孔，轴向通孔的一端与第二活塞4上的溢流阀的出口连通，另一端与泄压油路连通。当第二活塞4压紧弹性件5直至第二活塞4与限位杆6接触限位时，如果液压油继续膨胀导致低压油路7的压力继续增加，超过溢流阀的极限，溢流阀打开，第二活塞腔内的低压油路7液压油通过溢流阀流入限位杆6的轴向通孔中，并进一步流入泄压油路，实现低压油路7的泄压保护，防止低压油路7的液压油过度膨胀，并超出第二活塞结构的调节范围，造成低压油路7的胀裂和损坏。
52.本发明实施例中，弹性件5为弹簧，部分地套设在限位杆6上；弹性件5一端抵住限位杆6，另一端抵住第二活塞4，且处于压缩状态。
53.如图1所示，当本发明实施例的装置完成安装后，第二活塞4和第一活塞2都处于初始位置，当注入液压油后，弹性件5被部分地压缩，如图2所示，因此，在初始状态下，弹性件5的预紧压力小于低压油路7的目标压力。
54.在结束注油后，弹性件5的预紧力f0和低压油路7的系统压力满足：
[0055][0056]
其中，d2为第二活塞4的直径。
[0057]
在建压过程中，低压油路7的系统压力满足上述公式，能够避免油泵发生空吸现象，保证系统建压过程正常，此外，的值相对较小，能够避免低压油路7的液压器件因过
大的液压造成损坏。
[0058]
如图2所示，在完成建压后，高压油路1的液压油推动第一活塞2，使得一部分低压油路7的液压油进入第二活塞腔，克服弹性件5作用力推动第二活塞4移动至第二活塞腔的中部，此时弹性件5从初始的h0长度被压缩至建压后的h1，弹性件5的弹力从初始的f0增加至f1，此时的低压油路7的系统压力为液压系统正常工作时的液压下限此时满足：
[0059][0060]
在液压系统开始工作后，油泵会出现转送的波动，从而使低压油路7的液压油量突然变化，例如，液压油量突然减少，第二活塞4在弹性件5的推动下，使一部分第二活塞腔内的液压油进入低压油路7，从而使低压油路7的压力不会突然减小，起到保压作用。
[0061]
此时，本发明实施例的高压油路1的压力ph满足：
[0062][0063]
其中，d为第一活塞2的细端直径，d1为第一活塞2的粗端直径，h0为第一活塞2允许的最大行程。
[0064]
如图3所示，当液压系统工作一段时间以后，液压油受热膨胀，低压油路7的液压压力增加，一部分液压油进入第二活塞腔，克服弹性件5的弹力，推动第二活塞4，直至第二活塞4与限位杆6形成接触限位，此时，低压油路7的系统压力为液压系统正常工作时的液压上限当液压油继续膨胀，低压油路7中的液压大小超出溢流阀的溢流压力时，溢流阀开启，液压油经溢流阀进入泄压油路，返回至油箱内，使低压油路7的液压不会继续上升，保护低压油路7的中液压部件。
[0065]
由于本发明实施例中，低压油路7的目标液压一旦设置后，在工作过程中就不再调整，因此为了简化结构，如图4所示，本发明实施例的溢流阀的溢流临界值为定值。具体的，溢流阀包括阀芯9、溢流孔10和溢流弹簧8；第二活塞4的端面设有阀体通孔和溢流孔10，阀芯9穿过阀体通孔；溢流弹簧8对阀芯9施加弹力，使阀芯9阻塞溢流孔10。当第二活塞腔内的液压大于溢流阀的临界值后，液压油克服溢流弹簧8的作用力推动阀芯9，使得阀芯9与阀体之间的通路打开，实现溢流，当溢流一定量的液压油后，第二活塞腔内的液压减小，阀芯9在溢流弹簧8的作用下实现复位，将阀芯9与阀体之间的通路关闭。
[0066]
本发明实施例的阀芯9采用漏斗形结构，具体的，阀芯9包括一体的锥形部和杆形部，锥形部的尖端与杆形部一端连接，杆形部的另一端设有限位结构；阀体通孔包括锥形孔和变径孔，锥形孔的尖端与变径孔的细端连通；锥形部与锥形孔形状尺寸形同；杆形部与变径孔的细端直径相等；溢流孔10沿锥形孔径向设置于锥形孔的锥面。阀芯9的锥形部侧壁与阀体的锥形孔侧壁互相贴合，并设有密封圈。锥形的结构相对于柱形结构，能够更有利于阀芯9与阀体之间的防漏密封，同时当溢流阀打开，锥形结构能够对液压油进行导流，防止通路打开瞬间产证液压冲击。
[0067]
为了进一步使本发明实施例的装置更加紧凑，本发明实施例中，第一活塞结构和
第二活塞结构的外壳为一体结构，且第一活塞结构与第二活塞结构的轴线平行，以缩小本发明实施例的径向尺寸。
[0068]
本发明实施例中，小型增压与保压装置还设有盲孔管，盲孔管与低压油路7连通；第一活塞结构和第二活塞结构均通过盲孔管与低压油路7连通。在实际使用时，低压油路7直接与盲孔管连通，第一通孔和第二通孔使第一液压腔的粗端和第二液压腔均与低压油路7连通。
[0069]
综上所述，本发明实施例提供了一种小型增压与保压装置，在建压过程中，本发明通过第二活塞结构的设置，可以通过弹性件5推动第二活塞来提高建压速度，减少建压延迟，从而提高液压系统的响应速度，满足液压系统的快速响应的需求；在工作过程中，本发明通过第二活塞结构的设置，可以通过弹性件5缓解液压系统中液压大小的快速波动，防止液压系统因液压冲击而造成损坏，也能进一步提高工作过程中的液压响应速度；在工作一段时间后，低压油路7因温度等原因而产生液压油膨胀时，第二活塞结构的弹性件5被压缩，能够吸收增加的液压油体积，防止低压油路7被胀破，一旦液压油膨胀过度，通过第二活塞4上的溢流阀来释放过多的液压油，从而保护低压油路7。
[0070]
以上所述，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。