节能增效直线驱动缸及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种节能增效直线驱动缸及其使用方法，驱动缸包括主缸体、前盖、后盖；所述主缸体内设有主活塞、及主活塞杆；在所述主缸体内还设有副活塞，所述副活塞位于所述主活塞与所述后盖之间；沿所述副活塞、和/或所述副活塞杆设有快速推进腔；所述副活塞与所述主活塞之间沿所述主缸体形成主压腔。驱动缸使用时，在快速推进腔内注入驱动流体实现快速伸出，在主压腔内注入驱动流体实现主压输出。本发明专利技术通过对直线驱动缸的内部结构的改进，并结合不同的驱动流体注入方式，提高在无功或低功行程时的运行速度，并减少了流体用量，从而提高设备运行效率，降低驱动流体站的功耗。降低驱动流体站的功耗。降低驱动流体站的功耗。

【技术实现步骤摘要】
节能增效直线驱动缸及其使用方法


[0001]本专利技术涉及一种进行直线驱动的液压缸或气缸，及其使用方法，具有节能、增效的作用，属于机械驱动元件领域。

技术介绍

[0002]在机械设备领域，经常使用液压缸或者气缸，执行直线驱动，可以统称为直线驱动缸。这类直线驱动缸，主要部件包括缸体、活塞、及活塞杆；在圆柱形的缸体内设有一个圆柱形的活塞，在活塞的一侧设有活塞杆，活塞杆穿过缸体端部的缸盖，活塞杆露出缸体外，作为直线驱动元件；通过在活塞的一侧缸体内注入液压油、或空气，驱动活塞沿缸体直线运动，进而带动活塞杆直线运动。
[0003]由于缸体、活塞都是圆柱形的，面积固定，这就导致在同样的驱动压力(驱动油压、或者驱动气压相同)下，想要获得更大的驱动力，就要增大活塞和缸体内腔的截面积，从而要求更大的驱动流体量(油量、或气量)。
[0004]在龙门剪(可参考中国专利公开号为CN206509581U的龙门剪，中国专利公开号为 CN214264056U的双刃剪切龙门剪等)、液压打包机(可参考中国专利公开号为CN1765617A 的卧式液压全自动打包机、中国专利公开号为CN216659013U的带顶杆的液压打包机等)，甚至压机等，采用直线驱动缸作为直线驱动元件的设备，往往直线驱动缸的加压工作过程中，前面很长一段行程都是无功或低功行程，最后一段才是需要大压力的行程。
[0005]这些机械设备，虽然大压力的工作行程较短，但受现有的直线驱动缸的结构限制，也只能采用通长的大尺寸活塞的大功率直线驱动缸；虽然受设备操作空间要求，或产品工作特性要求，直线驱动缸的大部分行程不产生大的驱动压力，但也不得不注入大量的驱动流体，使活塞杆运动到最终工作区域。
[0006]当需要设备工作效率提升时，就需要加大驱动流体的流量，提高注入速度，这就需要提高驱动流体站(液压站、或空压泵)的产出流体速度，势必增加了设备的成本。
[0007]这是长期困扰应用直线驱动缸产品的机械设备研发人员的问题，随着市场对设备运行效率提升的需求增加，以及对设备能耗降低的需求增加，有必要对直线缸体的结构进行改进，从而既降低能耗，又提高驱动速度，提高直线驱动缸所在设备的运行效率。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种节能增效直线驱动缸及其使用方法，提高直线驱动缸在无功或低功行程的运行速度，减少流体用量，从而提高设备运行效率，降低驱动流体站的功耗。
[0009]为达到上述专利技术目的，本专利技术的第一方面，提供了一种节能增效直线驱动缸，包括主缸体、前盖、后盖；所述主缸体内设有主活塞、及主活塞杆；
[0010]所述主活塞杆位于所述主活塞上，所述主活塞杆穿过所述前盖伸出到所述主缸体外；所述主活塞、及所述主活塞杆位于所述主缸体内形成活塞式直线驱动缸；
[0011]所述主活塞与所述前盖之间沿所述主缸体形成回程腔，所述回程腔通过回程接口与外界相通；所述回程腔的有效流体推动面积为S3；
[0012]在所述主缸体内还设有副活塞，所述副活塞位于所述主活塞与所述后盖之间；
[0013]所述副活塞嵌装在所述主缸体内，并与所述主缸体的内腔相配合；
[0014]所述副活塞上设有副活塞杆，所述副活塞杆穿过所述后盖，且部分位于所述主缸体外；
[0015]所述快速推进腔通过快速推进接口与外界的驱动流体站相连；
[0016]所述快速推进腔的有效流体推动面积为S1；
[0017]所述副活塞与所述主活塞之间沿所述主缸体形成主压腔；所述主压腔通过主压流体入口与外界的驱动流体站相连；
[0018]所述主压腔的有效流体推动面积为S2；
[0019]S2>S1；S2>S3。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述主压腔沿所述主缸体的内腔移动；
[0021]所述主压流体入口位于所述主活塞及所述主活塞杆内，或位于所述副活塞及所述副活塞杆内；
[0022]所述主压流体入口的一端通过所述主活塞或所述副活塞上的开口与所述主压腔相通；
[0023]所述主压流体入口的另一端的开口位于所述主活塞杆或所述副活塞杆在所述主缸体外的杆体或端面上。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，主压流体入口位于所述主缸体上；
[0025]当所述主压腔沿所述主缸体的内腔移动到所述主压流体入口处时，可通过所述主压流体入口向所述主压腔内注入驱动流体。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，所述副活塞与所述主活塞之间设有支撑物；所述副活塞与所述主活塞之间始终存在所述驱动腔。
[0027]进一步的，所述副活塞或所述主活塞的端部面设有凹陷，形成预留主压腔；
[0028]所述预留主压腔的外围形成支撑体；
[0029]所述主压腔体积最小时，所述预留主压腔外围的支撑体抵在所述主活塞或所述副活塞上；
[0030]所述预留主压腔与所述主活塞的接触面的面积为S4，S4≥S1。
[0031]本专利技术的第二方面，提供了一种节能增效直线驱动缸的使用方法，所述主活塞杆包括2 种伸出工作模式：
[0032]工作模式一，快速伸出模式；
[0033]所述快速推进腔通过所述快速推进接口与所述驱动流体站相通，注入驱动流体；
[0034]所述回程腔通过所述回程接口与流体回路相通，或敞开；
[0035]所述主压腔保持封闭，或内腔尺寸不变；
[0036]所述快速推进腔内随着驱动流体的注入而空间变大，驱动流体最终推动所述副活塞沿所述主缸体向前移动；所述副活塞的移动，推动所述主活塞同步向前移动，进而带动所述主活塞杆伸出；
[0037]所述主活塞杆的伸出速度为V1，输出推力为F1；
[0038]工作模式二，主压模式；
[0039]所述快速推进腔的所述快速推进接口保持封闭，保持住所述快速推进腔内的流体介质；
[0040]所述回程腔通过所述回程接口与流体回路相通，或敞开；
[0041]所述主压腔通过所述主压流体入口与所述驱动流体站相通，注入驱动流体；
[0042]所述主压腔内随着驱动流体的注入而空间变大，驱动流体最终推动所述主活塞沿所述主缸体向前移动；所述主活塞的移动，带动所述主活塞杆伸出；
[0043]所述主活塞杆的伸出速度为V2，输出推力为F2；
[0044]V1>V2；F1<F2。
[0045]作为本专利技术的进一步改进，节能增效直线驱动缸的快速伸出模式下的工作模式一中所述快速推进腔所连接的所述驱动流体站，与主压模式下的工作模式二中所述主压腔所连接的所述驱动流体站，为同一个驱动流体站，额定输出的流体压强、流体速度相同。
[0046]作为本专利技术的进一步改进，节能增效直线驱动缸的快速伸出模式下的工作模式一中所述快速推进腔所连接的所述驱动流体站为第一驱动流体站；
[0047]主压模式下的工作模式二中所述主压腔所连接的所述驱动流体站为第二驱动流体站；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.节能增效直线驱动缸，包括主缸体、前盖、后盖；所述主缸体内设有主活塞、及主活塞杆；所述主活塞杆位于所述主活塞上，所述主活塞杆穿过所述前盖伸出到所述主缸体外；所述主活塞、及所述主活塞杆位于所述主缸体内形成活塞式直线驱动缸；所述主活塞与所述前盖之间沿所述主缸体形成回程腔，所述回程腔通过回程接口与外界相通；所述回程腔的有效流体推动面积为S3；其特征在于，在所述主缸体内还设有副活塞，所述副活塞位于所述主活塞与所述后盖之间；所述副活塞嵌装在所述主缸体内，并与所述主缸体的内腔相配合；所述副活塞上设有副活塞杆，所述副活塞杆穿过所述后盖，且部分位于所述主缸体外；沿所述副活塞和所述副活塞杆，或沿所述副活塞杆设有快速推进腔；所述快速推进腔位于所述主缸体内，或所述主缸体外；所述快速推进腔通过快速推进接口与外界的驱动流体站相连；所述快速推进腔的有效流体推动面积为S1；所述副活塞与所述主活塞之间沿所述主缸体形成主压腔；所述主压腔通过主压流体入口与外界的驱动流体站相连；所述主压腔的有效流体推动面积为S2；S2>S1；S2>S3。2.如权利要求1所述的节能增效直线驱动缸，其特征在于，所述主压腔沿所述主缸体的内腔移动；所述主压流体入口位于所述主活塞及所述主活塞杆内，或位于所述副活塞及所述副活塞杆内；所述主压流体入口的一端通过所述主活塞或所述副活塞上的开口与所述主压腔相通；所述主压流体入口的另一端的开口位于所述主活塞杆或所述副活塞杆在所述主缸体外的杆体或端面上。3.如权利要求1所述的节能增效直线驱动缸，其特征在于，主压流体入口位于所述主缸体上；当所述主压腔沿所述主缸体的内腔移动到所述主压流体入口处时，可通过所述主压流体入口向所述主压腔内注入驱动流体。4.如权利要求1所述的节能增效直线驱动缸，其特征在于，所述副活塞与所述主活塞之间设有支撑物；所述副活塞与所述主活塞之间始终存在所述驱动腔。5.节能增效直线驱动缸的使用方法，其特征在于，采用如权利要求1
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4任意一条所述的节能增效直线驱动缸；所述主活塞杆包括2种伸出工作模式：工作模式一，快速伸出模式；所述快速推进腔通过所述快速推进接口与所述驱动流体站相通，注入驱动流体；所述回程腔通过所述回程接口与流体回路相通，或敞开；所述主压腔保持封闭，或内腔尺寸不变；所述快速推进腔内随着驱动流体的注入而空间变大，驱动流体最终推动所述副活塞沿所述主缸体向前移动；所述副活塞的移动，推动所述主活塞同步向前移动，进而带动所述主
活塞杆伸出；所述主活塞杆的伸出速度为V1，输出推力为F1；工作模式二，主压模式；所述快速推进腔的所述快速推进接口保持封闭，保持住所述快速推进腔内的流体介质；所述回程腔通过所述回程接口与流体回路相通，或敞开；所述主压腔通过所述主压流体入口与所述驱动流体站相通，注入驱动流体；所述主压腔内随着驱动流体的注入而空间变大，驱动流体最终推动所述主活塞沿所述主缸体向前移动；所述主活塞的移动，带动所述主活塞杆伸出；所述主活塞杆的伸出速度为V2，输出推力为F2；V1>V2；F1<F2。6.如权利要求5所述的节能增效直线驱动缸的使用方法，其特征在于，节能增效直线驱动缸的快速伸出模式下的工作模式一中所述快速推进腔所连接的所述驱动流体站，与主压模式下的工作模式二中所述主压腔所连接的所述驱动流体站，为同一个驱动流体站，额定输出的流体压强、流体速度相同。7.如权利要求5所述的节能增效直线驱动缸的使用方法，其特征在于，节能增效直线驱动缸的快速伸出模式下的工作模式一中所述快速推进腔所连接的所述驱动流体站为第一驱动流体站；主压模式下的工作模式二中所述主压腔所连接的所述驱动流体站为第二驱动流体站；所述第一驱动流体站的额定...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡品龙，陈洪，王俞龙，叶智明，蔡文明，顾佳伟，沈玉兴，陈权武，陈勇，秦富，胡红磊，卞海荣，
申请(专利权)人：江苏华宏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：