用于水利水电工程或航电工程闸门的液压启闭机高速缓冲油缸的制作方法

1.本发明涉及大开度水利水电工程或航电工程闸门的启闭机配件领域，特别是一种用于水利水电工程或航电工程闸门的液压启闭机高速缓冲油缸。


背景技术：

2.水利工程中的启闭机，用于将水工闸门升起或降下，水工闸门的高度通常可达到十至十几米，配套的升降液压缸长度也超过10米以上。为提高启闭机的工作效率和特殊工况下应急关闭，液压缸的下降速度最快可达到10米/min左右，在该速度下，闸门和液压缸缸体的自重造成较大的冲击，影响液压缸的使用寿命。现有技术的方案中，通常采用一段小的配合间隙以及小孔泄油的方式实现缓冲，例如中国专利文献cn 211623861 u一种精密可调式缓冲型液压缸中即记载了这种缓冲结构。但是基于效率的考虑，缓冲段不能设置的太长，而缓冲段较短的情形下，缓冲效果依赖活塞杆与缸体内套筒之间的间隙，而由于加工精度或者磨损的误差，这种配合精度很难控制，难以达到预期的缓冲效果。尤其是体积较大的液压缸，通过加工间隙进行缓冲效果的适配难度非常大。在闸门下放过程中，由于有杆腔和无杆腔之间的体积差异，每次下放需要从液压油箱中给无杆腔补油，通常液压油箱与液压缸之间的距离较短，给无杆腔补油也会影响闸门启闭的效率。而且若补油过慢，在无杆腔内产生的负压，很容易造成设备的损坏。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供用于水利水电工程或航电工程闸门的液压启闭机高速缓冲油缸，能够确保在长距离上快速运行时的缓冲效果，例如在闸门下降的过程中，在接近行程终点的位置，具有足够可靠的缓冲效果。优选的方案中，并且缓冲的效果能够可靠的进行调节，从而降低对加工精度的要求，在确保缓冲效果的同时，还能够实现快速启动提升操作。还能够确保快速下降的速度。
4.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于水利水电工程或航电工程闸门的液压启闭机高速缓冲油缸，液压缸的缸体内设有活塞杆，活塞杆上靠近活塞的位置设有扩径套筒，缸体有杆腔的端头设有螺旋槽套筒，当活塞靠近有杆腔的端头时，扩径套筒与螺旋槽套筒之间构成间隙配合，在螺旋槽套筒的内壁设有至少一条螺旋槽，螺旋槽的端头朝向活塞的一端开放，螺旋槽构成液压油缓冲泄油通道。
5.优选的方案中，在缸体的外壁设有第一油口、第二油口和第三油口，第一油口与无杆腔连通，第二油口和第三油口与有杆腔连通，其中第二油口位于有杆腔的端头位置，第三油口位于靠近螺旋槽套筒靠近活塞的一端。
6.优选的方案中，第二油口与第三油口之间通过管路连通，在管路上设有进油单向阀，以使第三油口只能进油不能排油，第二油口用于与进油管连接。
7.优选的方案中，在活塞靠近第三油口的一端外缘设有阶台，阶台用于在第三油口
的位置形成空腔。
8.优选的方案中，在第二油口设有可更换的孔板，通过更换不同孔径的孔板辅助调节活塞杆的缓冲速度。
9.优选的方案中，液压缸的第一油口与回油油路连接，液压缸的第二油口与进油油路连接，进油油路与回油油路之间设有直通油路和缓冲油路，在缓冲油路上设有可调流量阀，直通油路和缓冲油路上设有切换电磁阀，切换电磁阀用于在直通油路和缓冲油路之间切换。
10.优选的方案中，在缸体上设有增厚段，增厚段的位置和长度与螺旋槽套筒位置和长度对应。
11.优选的方案中，液压缸竖直安装，缸体在上，活塞杆在下，缸体端头设有补油腔，补油腔与缸体的无杆腔之间通过单向进油的单向阀连通，补油腔的容积大于或等于活塞和活塞杆的体积之和；补油腔上设有补油口，补油口用于单独供油；在补油腔内设有液位传感器，补油腔与大气连通，补油腔的进气口设有空气过滤器。
12.优选的方案中，所述的螺旋槽为1~4条。
13.在活塞杆的端头设有连接头，连接头上设有关节环，关节环的通孔与活塞杆的轴线垂直；在缸体的外壁有杆腔端头设有相对型或绝对型传感器，其中，绝对型传感器用于检测活塞杆的绝对位移值。
14.本发明提供的一种用于水利水电工程或航电工程闸门的液压启闭机高速缓冲油缸，通过采用扩径套筒与螺旋槽套筒配合，且在螺旋槽套筒内壁设置端部开放螺旋槽的方案，可靠控制了泄流间隙的尺寸精度，延长了泄油距离，确保了大载重、10米/分钟高速度下的缓冲效果。设置的可更换的孔板结构，使缓冲速度能够根据需要通过更换不同过流截面的孔板调节缓冲速度。设置的独立的缓冲油路还能够进一步实现缓冲效果的在线调节。设置的第三油口能够实现液压缸的快速提升，避免因为螺旋槽进油速度慢而影响举升速度。设置的补油腔能够快速补充液压缸中，弥补有杆腔和无干腔的容积差，使液压缸的下降速度不会受到影响。设置的液位传感器能够辅助判断活塞杆是否存在因内部泄漏而导致的闸门下滑状况，以及下滑的距离。设置的绝对值传感器能够在断电后读取活塞杆的实际位置。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：图1为本发明的主视剖视示意图。
16.图2为本发明的侧视剖视示意图。
17.图3为本发明的液压控制油路原理图。
18.图中：液压缸1，补油腔2，液位传感器3，补油口4，空气过滤器5，单向阀6，缸体7，活塞8，第一油口9，阶台10，扩径套筒11，活塞杆12，增厚段13，螺旋槽套筒14，孔板15，连接头16，关节环17，第三油口18，进油单向阀19，第二油口20，进油油路单向阀21，主电磁阀22，切换电磁阀23，可调流量阀24，泄油阀25，进油油路26，直通油路27，回油油路28，泄油油路29，绝对值传感器30。
具体实施方式
19.如图1、2中，一种用于水利水电工程或航电工程闸门的液压启闭机高速缓冲油缸，液压缸1的缸体7内设有活塞杆12，优选的，液压缸1的长度达到10米以上，活塞杆12上靠近活塞8的位置设有扩径套筒11，缸体7有杆腔的端头设有螺旋槽套筒14，当活塞8靠近有杆腔的端头时，扩径套筒11与螺旋槽套筒14之间构成间隙配合，在螺旋槽套筒14的内壁设有至少一条螺旋槽，螺旋槽的端头朝向活塞8的一端开放，螺旋槽构成液压油缓冲泄油通道。由此结构，能够确保缓冲效果，一是通过机加工能够精确控制螺旋槽的横截面，从而精确控制泄油截面，确保缓冲速度可控，二是螺旋槽延长了泄油距离，有助于缩短缓冲段的长度，使缓冲距离短，可靠性高，泄油距离的延长还降低了对螺旋槽截面精度，以及扩径套筒11与螺旋槽套筒14之间间隙精度的要求。
20.优选的方案如图1中，在缸体7的外壁设有第一油口9、第二油口20和第三油口18，第一油口9与无杆腔连通，第二油口20和第三油口18与有杆腔连通，其中第二油口20位于有杆腔的端头位置，第三油口18位于靠近螺旋槽套筒14靠近活塞8的一端。
21.优选的方案如图1中，第二油口20与第三油口18之间通过管路连通，在管路上设有进油单向阀19，以使第三油口18只能进油不能排油，第二油口20用于与进油管连接。
22.优选的方案如图1中，在活塞8靠近第三油口18的一端外缘设有阶台10，阶台10用于在第三油口18的位置形成空腔。由上述的方案，在闸门举升，即活塞杆12伸出时，进油能够直接从第三油口18进入到阶台10形成的空腔内，避开了缓冲段的螺旋槽进油速度慢的问题。提升了举升速度。
23.优选的方案中，在第二油口20设有可更换的孔板15，通过更换不同孔径的孔板15辅助调节活塞杆12的缓冲速度。由此结构，使缓冲速度能够进一步的进行微调，进一步降低了对加工精度的要求。
24.优选的方案如图3中，液压缸1的第一油口9与回油油路28连接，液压缸1的第二油口20与进油油路26连接，进油油路26与回油油路28之间设有直通油路27和缓冲油路，在缓冲油路上设有可调流量阀24，直通油路27和缓冲油路上设有切换电磁阀23，切换电磁阀23用于在直通油路27和缓冲油路之间切换。由此结构，通过切换电磁阀23的操作，在回油时，能够切换到缓冲油路，通过在线调节可调流量阀24的开度，能够在缓冲速度进行在线调节。
25.优选的方案如图1中，在缸体7上设有增厚段13，增厚段13的位置和长度与螺旋槽套筒14位置和长度对应。由此结构，由于缓冲过程中，该段承受了极大的压力，因此设置的增厚段13提高了缸体7在该段的强度，确保安全性。
26.优选的方案如图1中，液压缸1竖直安装，缸体7在上，活塞杆12在下，缸体7端头设有补油腔2，补油腔2与缸体7的无杆腔之间通过单向进油的单向阀6连通，补油腔2的容积大于或等于活塞8和活塞杆12的体积之和；补油腔2上设有补油口4，补油口4用于单独供油；优选的，在补油腔2内设有液位传感器3，液位传感器3可选的采用，液位传感器3采用基于浮球的位移传感器，或者采用基于浮球和磁性开关的监测高度位置的开关传感器。补油腔2与大气连通，补油腔2的进气口设有空气过滤器5。由此结构，补油腔2能够快速弥补缸体内有杆腔和无杆腔之间因活塞杆造成的容积差。
27.优选的方案中，所述的螺旋槽为1~4条。优选为2条。
28.在活塞杆12的端头设有连接头16，连接头16上设有关节环17，关节环17的通孔与
活塞杆12的轴线垂直；关节环17的外壁设有球形的外壁，连接头16相应设有球形的内空，以使关节环17能够沿着轴线摆动或转动。以补偿安装误差或运动误差。
29.在缸体7的外壁有杆腔端头设有相对型或绝对型传感器30，其中，绝对型传感器30用于检测活塞杆12的绝对位移值。
30.闸门下降时，三位的切换电磁阀23开启，切换到直通油路27，直通油路27回油到缸体7的无杆腔，此处的缓冲由可更换的孔板15完成，配合切换到缓冲油路也能够实现在线调节下降速度，当无杆腔的油排完后，补油腔2的油进入到无杆腔中补偿，当活塞杆12的扩径套筒11接近螺旋槽套筒14，液压油从螺旋槽内泄出，活塞杆12开始缓冲，直至完全落下。当需要起升时，液压油从第二油口20、进油单向阀19和第三油口18直接进入到阶台10的空腔，活塞杆12快速举升。
31.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本技术中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。