[發明專利]超高壓液壓缸結構

在審

• 申請號: 202110966637.6
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113653682A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 陳宇;周宏根;劉金鋒;康超;李炳強;蔡秋艷;嚴張會
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F15B3/00
• 分類號: F15B3/00;F15B15/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種超高壓液壓缸結構，包括設有塞體的內筒，內筒的空腔作為超高壓液壓缸的工作腔；在內筒的外部沿徑向向外至少套設有一個外筒，每兩筒體的筒壁之間形成環形空腔；環形空腔與內筒之間設有根據內筒的工作壓力動態控制環形空腔中液壓油壓力的調壓系統，液壓油進入內筒內形成的工作壓力作用于調壓系統，調壓系統將壓力傳遞于環形空腔從而進一步作用于內筒。本發明將至少一組中間形成環形空腔的外筒和內筒作為超高壓液壓缸的缸筒，利用環形空腔與內筒之間的調壓系統，使其根據內筒的工作壓力動態控制環形空腔中液壓油壓力，從而進一步作用于內筒上，可有效提高液壓缸缸筒的超高壓耐受能力，提高超高壓液壓缸的安全系數，且降低成本。

技術領域

本發明涉及一種超高壓液壓系統的執行元件，尤其涉及一種超高壓液壓缸結構。

背景技術

根據《液壓系統設計簡明手冊》(楊培元主編)，在液壓缸設計過程中，液壓缸的壁厚一般可根據材料力學中厚壁圓筒公式計算。普通液壓系統的最高輸出壓力一般低于32MPa，作為執行元件的液壓缸一般選擇鑄鐵([σ]＝60Mpa)、鑄鋼([σ]＝100～110Mpa)或鍛鋼([σ]＝110～120Mpa)為缸筒材料，結構較小，成本較低。

但對于部分要求輸出力大的特殊場合，需要將液壓系統壓力提高到70MPa、140MPa甚至更高，稱為超高壓液壓系統。根據壁厚計算公式，作為執行元件的超高壓液壓缸顯然已無法選擇鑄鐵、甚至鑄鋼為缸筒材料。為了保證超高壓液壓缸的安全性、可靠性，需要大幅增大缸筒的壁厚，并更換許用應力更大、成本更高的合金鋼作為缸筒材料，這往往使得液壓缸的外形尺寸大、體積重、成本高昂。

專利CN 104595276 A公開了一種超高壓液壓缸，將主柱塞即作為主液缸的主柱塞，又將其內壁作為回程缸的剛體，通過簡化液壓缸的部件部分降低了此種液壓缸的重量，但暫未能解決超高壓液壓缸對增大缸筒壁厚和高成本合金材料的本質需求。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種有效提高液壓缸缸筒的超高壓耐受能力、降低缸筒對材料性能的需求的超高壓液壓缸結構。

技術方案：本發明所述的超高壓液壓缸結構，包括設有塞體的內筒，內筒的空腔作為超高壓液壓缸的工作腔；在內筒的外部沿徑向向外至少套設有一個外筒，每兩筒體的筒壁之間形成環形空腔；所述環形空腔與內筒之間設有根據內筒的工作壓力動態控制環形空腔中液壓油壓力的調壓系統，液壓油進入內筒內形成的工作壓力作用于所述調壓系統，所述調壓系統將壓力傳遞于環形空腔從而進一步作用于內筒。

其中，所述調壓系統為活塞缸，所述活塞缸的一端與內筒的無桿腔連接，另一端通過第一液壓通道至少與一個外筒形成的環形空腔連接；其中，所述調壓系統的高壓端與內筒的無桿腔連接，所述調壓系統的低壓端與環形空腔連接。

其中，所述內筒設有用于進液的第二液壓通道和用于出液的第三液壓通道。

其中，所述外筒、內筒的兩端分別設有用于使環形空腔形成密閉空間的第一端蓋、第二端蓋。第二液壓通道和用于出液的第三液壓通道分別貫穿第一端蓋、第二端蓋；所述調壓系統內嵌于第一端蓋內。

其中，所述環形空腔內預設有具有初始壓力的液壓油。

其中，控制活塞缸的兩腔尺寸從而控制內筒的工作壓力與環形空腔中液壓油壓力按比列同步升降。

其中，所述內筒與外筒為同軸設置。

其中，所述超高壓液壓缸結構為雙層筒體結構或3層及以上的多層筒體結構。