本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多級(jí)高壓氣缸。

背景技術(shù)：

氣動(dòng)系統(tǒng)以其工作介質(zhì)獲取容易，成本低，安全環(huán)保，便于集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。氣缸為氣動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行元件。

目前，廣泛使用的氣缸多為低壓單級(jí)氣缸，但因單級(jí)低壓氣缸的有效行程與氣缸初始長度成正比，且功率密度比較低，故單級(jí)低壓氣缸不適合長行程、大負(fù)載的應(yīng)用場合。多級(jí)氣缸在不增加氣缸初始長度的前提下采用伸縮原理可增加氣缸的有效行程?，F(xiàn)有專利的多級(jí)氣缸結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，輸出功率較小，不適用于大負(fù)載工況。

因此，需要開發(fā)一種多級(jí)高壓氣缸來滿足小體積、大負(fù)載、長行程的工作要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種多級(jí)高壓氣缸，其目的在于，通過在外缸筒內(nèi)巧妙設(shè)置多級(jí)氣缸，每級(jí)氣缸均能承受一定負(fù)載，每級(jí)氣缸承受負(fù)載相累加能增大整個(gè)氣缸的負(fù)載，本發(fā)明的多級(jí)高壓氣缸結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安全環(huán)保，能滿足體積小、行程長、大負(fù)載的工作要求的場合。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多級(jí)高壓氣缸，其包括軸用密封圈，外缸筒，一級(jí)氣缸，二級(jí)氣缸，三級(jí)氣缸，四級(jí)氣缸，五級(jí)氣缸，六級(jí)氣缸，擋環(huán)，螺紋擋圈，下端蓋，導(dǎo)向帶，密封圈，其中，

外缸筒呈筒狀，外缸筒中從筒內(nèi)壁處至筒中心處依次設(shè)置有一級(jí)氣缸、二級(jí)氣缸、三級(jí)氣缸、四級(jí)氣缸、五級(jí)氣缸以及六級(jí)氣缸，所述外缸筒、一級(jí)氣缸、二級(jí)氣缸、三級(jí)氣缸、四級(jí)氣缸、五級(jí)氣缸以及六級(jí)氣缸依次包套并缸壁呈間隙配合，以保證被包套在內(nèi)的氣缸能相對與其緊密相鄰的上一級(jí)氣缸相對滑動(dòng)。

所述外缸筒和每級(jí)氣缸的內(nèi)壁上端分別開有凹槽以用于裝配軸用密封圈，所述軸用密封圈用于保證上一級(jí)氣缸和下一級(jí)氣缸間氣密性。

所述外缸筒裝配軸用密封圈凹槽下方以及每級(jí)氣缸內(nèi)壁上端裝配密封圈的凹槽下方還設(shè)置有凹槽，用于裝配導(dǎo)向帶，每級(jí)氣缸的外壁下端也開有凹槽以裝配導(dǎo)向帶。

在所述外缸筒下端內(nèi)壁處螺接有螺紋擋圈，在螺紋擋圈和外缸筒之間還設(shè)置有檔環(huán)，在所述一級(jí)氣缸、二級(jí)氣缸、三級(jí)氣缸以及四級(jí)氣缸的內(nèi)壁下端處均螺接有螺紋擋圈，在螺紋擋圈和所述一級(jí)氣缸、二級(jí)氣缸、三級(jí)氣缸以及四級(jí)氣缸之間分別還設(shè)置有檔環(huán)，所有的檔環(huán)的上端面均略高于多個(gè)螺紋擋圈的上端面。

所述下端蓋螺接固定在外缸筒的底端，且下端蓋與外缸筒的接觸面上開有凹槽以裝配密封圈，

在所述外缸筒、一級(jí)氣缸、二級(jí)氣缸、三級(jí)氣缸、四級(jí)氣缸以及五級(jí)氣缸內(nèi)壁上端均設(shè)置有上限位凸臺(tái)，在所述一級(jí)氣缸、二級(jí)氣缸、三級(jí)氣缸、四級(jí)氣缸、五級(jí)氣缸以及六級(jí)氣缸的外壁下端均設(shè)置有下限位凸臺(tái)。

本發(fā)明中，多級(jí)氣缸由外而內(nèi)分別是外缸筒、一級(jí)氣缸、二級(jí)氣缸、三級(jí)氣缸、四級(jí)氣缸、五級(jí)氣缸和六級(jí)氣缸，所述的外缸筒和各級(jí)氣缸的直徑從外到內(nèi)逐級(jí)減小，逐級(jí)間隙配合；外缸筒和每級(jí)氣缸的內(nèi)部上端分別開有凹槽以裝配軸用密封圈；外缸筒和每級(jí)氣缸的內(nèi)部上端裝配密封圈的凹槽下方以及每級(jí)氣缸的外部下端開有凹槽以裝配導(dǎo)向帶；螺紋擋圈采用螺紋配合連接在外缸筒和一至四級(jí)氣缸的內(nèi)部下端；擋環(huán)被裝配在螺紋擋圈和外缸筒及每級(jí)氣缸之間；下端蓋采用螺栓連接固定在外缸筒的底端，且下端蓋與外缸筒的接觸面上開有凹槽以裝配密封圈。

進(jìn)一步的，所述上限位凸臺(tái)設(shè)置在與軸用密封圈相鄰的導(dǎo)向帶的下方并與該導(dǎo)向帶相鄰；所述下限位凸臺(tái)設(shè)置在氣缸外壁下端裝配導(dǎo)向帶的凹槽上并與其相鄰。

進(jìn)一步的，下端蓋中間開設(shè)有用于向多級(jí)高壓氣缸通氣的進(jìn)氣螺紋通孔。

進(jìn)一步的，所述擋環(huán)為三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的弧段連接而成。

進(jìn)一步的，螺紋擋圈頂端外側(cè)開設(shè)有凹槽以用于容置擋環(huán)，還用于對檔環(huán)進(jìn)行限位，所述螺紋擋圈底端設(shè)置有用于方便安裝的工藝孔。

進(jìn)一步的，還包括上端蓋，所述上端蓋固定在六級(jí)氣缸的頂端。

進(jìn)一步的，所述六級(jí)氣缸呈柱狀，其頂部開設(shè)有用于固定上端蓋螺紋孔。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

本發(fā)明中，外缸筒內(nèi)巧妙設(shè)置多級(jí)氣缸。在工作時(shí)：一，本多級(jí)氣缸的工作介質(zhì)為高壓氣，比普通的氣缸相比，功率更大；二，氣缸上升過程中每級(jí)氣缸缸壁之間的氣體是通過缸壁之間的間隙排向氣缸內(nèi)部，不會(huì)對外部環(huán)境造成影響，不會(huì)產(chǎn)生普通氣缸向外排氣時(shí)的噪聲；三，氣缸完全伸出后的有效行程約是原氣缸軸向長度的六倍，這樣在保證了氣缸的較小體積的前提下，體現(xiàn)了本多級(jí)氣缸長行程，可承受大負(fù)載的特點(diǎn)。

本發(fā)明的多級(jí)高壓氣缸結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安全環(huán)保，不會(huì)向外部排氣，此外，該多級(jí)高壓氣缸更適用于要求體積小、行程長、大負(fù)載的場合。

附圖說明

圖1(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖1(b)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的結(jié)構(gòu)原理局部放大圖；

圖2為本發(fā)明的多級(jí)高壓氣缸中一級(jí)氣缸伸出示意圖；

圖3(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸中擋環(huán)結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖3(b)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸中擋環(huán)結(jié)構(gòu)左視圖；

圖4(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的螺紋擋圈剖視圖；

圖4(b)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的螺紋擋圈俯視圖；

圖5(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的外缸筒主視圖；

圖5(b)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的外缸筒右視圖；

圖5(c)為圖5(a)中A-A面剖視圖；

圖6(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸中一至五級(jí)氣缸的主視圖，一級(jí)氣缸至四級(jí)氣缸的結(jié)構(gòu)相同；

圖6(b)為圖6(a)中A-A面的剖視圖；

圖7(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸中五級(jí)氣缸的主視圖；

圖7(b)為圖7(a)中A-A面的剖視圖；

圖8(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸中六級(jí)氣缸主視圖；

圖8(b)為圖8(a)中A-A面的剖視圖。

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：

1-上端蓋，2-軸用密封圈，3-外缸筒，4-一級(jí)氣缸，5-二級(jí)氣缸，6-三級(jí)氣缸，7-四級(jí)氣缸，8-五級(jí)氣缸，9-六級(jí)氣缸，10-擋環(huán)，11-螺紋擋圈，12-下端蓋，13-導(dǎo)向帶，14-密封圈，15-上限位凸臺(tái)，16-下限位凸臺(tái)。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

圖1(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的結(jié)構(gòu)原理圖，圖1(b)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的結(jié)構(gòu)原理局部放大圖，圖2為本發(fā)明的多級(jí)高壓氣缸中一級(jí)氣缸伸出示意圖，由圖可知，本發(fā)明的一種多級(jí)高壓氣缸，包括上端蓋1，軸用密封圈2，外缸筒3，一級(jí)氣缸4，二級(jí)氣缸5，三級(jí)氣缸6，四級(jí)氣缸7，五級(jí)氣缸8，六級(jí)氣缸9，擋環(huán)10，螺紋擋圈11，下端蓋12，導(dǎo)向帶13以及密封圈14。

圖5(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的外缸筒主視圖；圖5(b)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的外缸筒右視圖；圖5(c)為圖5(a)中A-A面剖視圖，圖6(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸中一至四級(jí)氣缸的主視圖，一級(jí)氣缸至四級(jí)氣缸的結(jié)構(gòu)相同，圖6(b)為圖6(a)中A-A面的剖視圖，圖7(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸中五級(jí)氣缸的主視圖，與其他氣缸不同的是底端不用安裝螺紋擋圈11，沒有與其配合的螺紋，圖7(b)為圖7(a)中A-A面的剖視圖。結(jié)合以上各圖可知，外缸筒3呈筒狀，外缸筒3中從筒內(nèi)壁處至筒中心處依次設(shè)置有一級(jí)氣缸4、二級(jí)氣缸5、三級(jí)氣缸6、四級(jí)氣缸7、五級(jí)氣缸8以及六級(jí)氣缸9，所述外缸筒3、一級(jí)氣缸4、二級(jí)氣缸5、三級(jí)氣缸6、四級(jí)氣缸7、五級(jí)氣缸8以及六級(jí)氣缸9依次包套并缸壁呈間隙配合，以保證被包套在內(nèi)的氣缸能相對與其緊密相鄰的上一級(jí)氣缸相對滑動(dòng)。外缸筒3和每級(jí)氣缸的內(nèi)壁上端分別開有凹槽以用于裝配軸用密封圈2，所述軸用密封套2用于保證上一級(jí)氣缸和下一級(jí)氣缸間氣密性。所述外缸筒3裝配軸用密封圈凹槽下方以及每級(jí)氣缸內(nèi)壁上端裝配密封圈2的凹槽下方還設(shè)置有凹槽，用于裝配導(dǎo)向帶13，每級(jí)氣缸的外壁下端也開有凹槽以裝配導(dǎo)向帶13。

在所述外缸筒3下端內(nèi)壁處螺接有螺紋擋圈11，在螺紋擋圈11和外缸筒3之間還設(shè)置有檔環(huán)10，在所述一級(jí)氣缸4、二級(jí)氣缸5、三級(jí)氣缸6以及四級(jí)氣缸7的內(nèi)壁下端處均螺接有螺紋擋圈11，在螺紋擋圈11和所述一級(jí)氣缸4、二級(jí)氣缸5、三級(jí)氣缸6以及四級(jí)氣缸7之間分別還設(shè)置有檔環(huán)10，所有的檔環(huán)10的上端面均略高于多個(gè)螺紋擋圈11的上端面。下端蓋12螺接固定在外缸筒3的底端，且下端蓋12與外缸筒3的接觸面上開有凹槽以裝配密封圈14。

在所述外缸筒3、一級(jí)氣缸4、二級(jí)氣缸5、三級(jí)氣缸6、四級(jí)氣缸7以及五級(jí)氣缸8額內(nèi)壁上端均設(shè)置有上限位凸臺(tái)15，在所述一級(jí)氣缸4、二級(jí)氣缸5、三級(jí)氣缸6、四級(jí)氣缸7、五級(jí)氣缸8以及六級(jí)氣缸9的外壁下端均設(shè)置有下限位凸臺(tái)16。所述上限位凸臺(tái)15設(shè)置在與軸用密封圈2相鄰的導(dǎo)向帶13的下方并與該導(dǎo)向帶13相鄰；所述下限位凸臺(tái)16設(shè)置在氣缸外壁下端裝配導(dǎo)向帶13的凹槽上上并與其相鄰。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，下端蓋12中間開設(shè)有用于向多級(jí)高壓氣缸通氣的進(jìn)氣螺紋通孔。

圖3(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸中擋環(huán)結(jié)構(gòu)俯視圖，圖3(b)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸中擋環(huán)結(jié)構(gòu)左視圖，由圖可知，所述擋環(huán)10為三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的弧段連接而成，擋環(huán)10為三段式結(jié)構(gòu)。

圖4(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的螺紋擋圈剖視圖，圖4(b)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的螺紋擋圈俯視圖，由圖可知，螺紋擋圈11頂端外側(cè)開設(shè)有凹槽以用于容置擋環(huán)10，還用于對檔環(huán)進(jìn)行限位，所述螺紋擋圈11底端設(shè)置有用于方便安裝的工藝孔。

圖8(a)為本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸中六級(jí)氣缸主視圖；圖8(b)為圖8(a)中A-A面的剖視圖，由圖可知，所述六級(jí)氣缸9呈柱狀，其頂部開設(shè)有用于固定上端蓋1螺紋孔，通過該螺紋孔將上端蓋1固定在六級(jí)氣缸9的頂端。

本發(fā)明中，螺紋連接在一級(jí)氣缸上的螺紋擋圈上端面與螺接在二級(jí)氣缸的螺紋擋圈的下端面抵接并部分重合，同理，螺接在二級(jí)氣缸的螺紋擋圈的上端面與螺接在三級(jí)氣缸的螺紋擋圈的下端面抵接并部分重合，螺接在三級(jí)氣缸的螺紋擋圈的上端面與螺接在四級(jí)氣缸的螺紋擋圈的下端面抵接并部分重抵接并部分重合。

多級(jí)氣缸在處于壓縮狀態(tài)時(shí)，所述外缸筒3、一級(jí)氣缸4、二級(jí)氣缸5、三級(jí)氣缸6、四級(jí)氣缸7、五級(jí)氣缸8以及六級(jí)氣缸9依次包套并缸壁呈間隙配合，每級(jí)氣缸都被安裝在上一級(jí)氣缸上的擋環(huán)10和螺紋擋圈11所限位。六級(jí)氣缸9通過安裝在其上面的上端蓋1限位。

所述的軸用密封圈2安裝在外缸筒3及每級(jí)氣缸內(nèi)壁的上端，起密封作用。所述的導(dǎo)向帶13安裝在外缸筒3內(nèi)壁上端、每級(jí)氣缸內(nèi)壁的上端和外壁的下端以及六級(jí)氣缸9外壁的下端，此結(jié)構(gòu)可使每級(jí)氣缸的運(yùn)行更加穩(wěn)定。螺紋擋圈11采用外螺紋與氣缸的內(nèi)螺紋配合連接在外缸筒3和各級(jí)氣缸的底部，起限位作用，螺紋配合使連接更方便可靠。

本發(fā)明多級(jí)高壓氣缸的工作過程如下：

通過進(jìn)氣口給高壓氣缸充氣，與較大的驅(qū)動(dòng)力相比，每級(jí)氣缸之間的摩擦力可忽略不計(jì)，由于每級(jí)氣缸伸出時(shí)所受的驅(qū)動(dòng)力與缸體的受力面積成正比，故氣缸充氣時(shí)一級(jí)氣缸4首先伸出，這時(shí)一級(jí)氣缸4與外缸筒3之間的氣體被擠壓，通過兩氣缸之間的間隙排向氣缸內(nèi)部，伸出過程不會(huì)向多級(jí)氣缸外部排氣，不會(huì)對外部環(huán)境造成影響。

當(dāng)一級(jí)氣缸4到達(dá)極限位置時(shí)，外缸筒3內(nèi)部的上限位凸臺(tái)15會(huì)卡住一級(jí)氣缸4外部的下限位凸臺(tái)16，兩凸臺(tái)配合起限位作用。

繼續(xù)給多級(jí)氣缸充氣，類似地，二級(jí)氣缸5上升到極限位置會(huì)被一級(jí)氣缸4卡??；持續(xù)給氣缸充氣，三級(jí)氣缸6、四級(jí)氣缸7、五級(jí)氣缸8和六級(jí)氣缸9會(huì)依次完全伸出到相應(yīng)極限位置，最終達(dá)到多級(jí)缸的最大行程。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。