[发明专利]一种气液双介质缓冲油缸及其缓冲方法

权利要求书

1.一种气液双介质缓冲油缸，包括缸筒(1-2)、缸盖(1-1)、活塞杆(1-3)以及装在活塞杆一端的活塞头(1-4)，所述活塞杆(1-3)带动所述活塞头(1-4)沿着所述缸筒(1-2)的轴向移动；其特征在于：所述缸筒(1-2)与所述活塞杆(1-3)形成的环形有杆腔内装有缓冲油液(1-10)；

所述活塞杆(1-3)位于所述缸筒(1-2)内的一端沿着轴向依次开设有用以安装活塞头的安装孔(1-13)、以及用以储存油液的储油室(1-7)，且所述安装孔(1-13)的末端与所述储油室(1-7)相连通；

所述活塞杆(1-3)位于所述安装孔(1-13)的一侧沿着径向开设有节流孔(1-9)与回流孔(1-8)，且所述节流孔(1-9)的一端与所述活塞头(1-4)上横向开设的节流油道(1-12)相连通、所述回流孔(1-8)的一端与所述安装孔(1-13)的末端或所述储油室(1-7)相连通。

2.根据权利要求1所述气液双介质缓冲油缸，其特征在于：所述活塞头(1-4)的中部从无杆腔一端至有杆腔一端依次开设有用以安装单向阀(1-5)的固定孔、以及与所述安装孔(1-13)的末端相连通的防溢孔；

所述防溢孔靠近所述安装孔(1-13)末端的一段内部装有防溢管(1-6)、且所述防溢管(1-6)的一端伸入所述储油室(1-7)内。

3.根据权利要求2所述气液双介质缓冲油缸，其特征在于：所述缓冲油液(1-10)从所述缸筒(1-2)的有杆腔依次经所述节流孔(1-9)、所述节流油道(1-12)、以及所述安装孔(1-13)的末端进入所述储油室(1-7)形成节流通道；

所述缓冲油液(1-10)从所述储油室(1-7)依次经所述安装孔(1-13)的末端、所述回流孔(1-8)进入所述缸筒(1-2)的有杆腔内形成回流通道。

4.根据权利要求3所述气液双介质缓冲油缸，其特征在于：所述缸筒(1-2)靠近所述缸盖(1-1)的有杆腔一侧开设有螺纹孔、且所述螺纹孔内装有补气螺钉(1-11)。

5.一种权利要求1-4所述气液双介质缓冲油缸的缓冲方法，所述气液双介质缓冲油缸为系统前缸；

其特征在于：合理设计所述储油室的体积，并利用所述储油室存储所述缸筒有杆腔内的气体和所述缓冲油液；在所述缸筒有杆腔内的缓冲油液工作前，利用所述缸筒有杆腔内的气体压缩来增加系统压力，实现所述系统前缸与所述系统后缸之间的平顺切换；

所述储油室体积值的具体计算步骤如下：

S1、计算所述缸筒密闭有杆腔内气体压缩时的空气压力上限；

S2、根据波义耳气体方程及压缩后的空气压力与所述储油室的体积关系，计算所述储油室的体积值。

6.根据权利要求5所述气液双介质缓冲油缸的缓冲方法，其特征在于：所述步骤S1中，计算所述缸筒有杆腔内气体压缩时的空气压力上限时，应同时满足：

条件1，所述缸筒密闭有杆腔内气体压缩后的压力不能打开单向阀，即

条件2，所述缸筒密闭有杆腔内气体压缩完前，所述缸筒无杆腔内形成的反作用压力、正常工作压力以及沿程压损三者之和应接近所述系统后缸的启动压力，即

其中，P_空气：前缸气体压缩时的空气压力，P_前缸：前缸工作压力，P_后缸：后缸工作压力，P_1-5：单向阀的开启压力，ΔP：系统前缸至系统后缸之间的联通管路的沿程压损；D_1-2：缸筒的内径，D_1-3：活塞杆的直径。

7.根据权利要求6所述气液双介质缓冲油缸的缓冲方法，其特征在于：所述步骤S2中，根据波义耳气体方程，由压缩后的空气压力与所述储油室的体积关系，得到如下公式：

其中，P_大气：大气压，V_1-7：储油室的体积，V_1-10：缓冲油液的体积，S：活塞杆在系统前缸的行程；

进而得到所述储油室的体积值V_1-7。