[发明专利]超高压液压缸结构

说明书

本发明公开了一种超高压液压缸结构，包括设有塞体的内筒，内筒的空腔作为超高压液压缸的工作腔；在内筒的外部沿径向向外至少套设有一个外筒，每两筒体的筒壁之间形成环形空腔；环形空腔与内筒之间设有根据内筒的工作压力动态控制环形空腔中液压油压力的调压系统，液压油进入内筒内形成的工作压力作用于调压系统，调压系统将压力传递于环形空腔从而进一步作用于内筒。本发明将至少一组中间形成环形空腔的外筒和内筒作为超高压液压缸的缸筒，利用环形空腔与内筒之间的调压系统，使其根据内筒的工作压力动态控制环形空腔中液压油压力，从而进一步作用于内筒上，可有效提高液压缸缸筒的超高压耐受能力，提高超高压液压缸的安全系数，且降低成本。

技术领域

本发明涉及一种超高压液压系统的执行元件，尤其涉及一种超高压液压缸结构。

背景技术

根据《液压系统设计简明手册》(杨培元主编)，在液压缸设计过程中，液压缸的壁厚一般可根据材料力学中厚壁圆筒公式计算。普通液压系统的最高输出压力一般低于32MPa，作为执行元件的液压缸一般选择铸铁([σ]＝60Mpa)、铸钢([σ]＝100～110Mpa)或锻钢([σ]＝110～120Mpa)为缸筒材料，结构较小，成本较低。

但对于部分要求输出力大的特殊场合，需要将液压系统压力提高到70MPa、140MPa甚至更高，称为超高压液压系统。根据壁厚计算公式，作为执行元件的超高压液压缸显然已无法选择铸铁、甚至铸钢为缸筒材料。为了保证超高压液压缸的安全性、可靠性，需要大幅增大缸筒的壁厚，并更换许用应力更大、成本更高的合金钢作为缸筒材料，这往往使得液压缸的外形尺寸大、体积重、成本高昂。

专利CN 104595276 A公开了一种超高压液压缸，将主柱塞即作为主液缸的主柱塞，又将其内壁作为回程缸的刚体，通过简化液压缸的部件部分降低了此种液压缸的重量，但暂未能解决超高压液压缸对增大缸筒壁厚和高成本合金材料的本质需求。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种有效提高液压缸缸筒的超高压耐受能力、降低缸筒对材料性能的需求的超高压液压缸结构。

技术方案：本发明所述的超高压液压缸结构，包括设有塞体的内筒，内筒的空腔作为超高压液压缸的工作腔；在内筒的外部沿径向向外至少套设有一个外筒，每两筒体的筒壁之间形成环形空腔；所述环形空腔与内筒之间设有根据内筒的工作压力动态控制环形空腔中液压油压力的调压系统，液压油进入内筒内形成的工作压力作用于所述调压系统，所述调压系统将压力传递于环形空腔从而进一步作用于内筒。

其中，所述调压系统为活塞缸，所述活塞缸的一端与内筒的无杆腔连接，另一端通过第一液压通道至少与一个外筒形成的环形空腔连接；其中，所述调压系统的高压端与内筒的无杆腔连接，所述调压系统的低压端与环形空腔连接。

其中，所述内筒设有用于进液的第二液压通道和用于出液的第三液压通道。

其中，所述外筒、内筒的两端分别设有用于使环形空腔形成密闭空间的第一端盖、第二端盖。第二液压通道和用于出液的第三液压通道分别贯穿第一端盖、第二端盖；所述调压系统内嵌于第一端盖内。

其中，所述环形空腔内预设有具有初始压力的液压油。

其中，控制活塞缸的两腔尺寸从而控制内筒的工作压力与环形空腔中液压油压力按比列同步升降。

其中，所述内筒与外筒为同轴设置。

其中，所述超高压液压缸结构为双层筒体结构或3层及以上的多层筒体结构。