CN101672365A - 液压密封压力缓冲滤波器 - Google Patents

Abstract

一种液压密封压力缓冲滤波器，属于工程液压油缸中活塞杆的密封装置，它包括过滤体环和支撑体环，过滤体环由多层复合网状环套装在基体外组成，其基体为橡胶O型圈，外围多层复合网状环为依次套装的尼龙网状网丝环、金属网状网丝环、和保护尼龙网状网丝环。支撑体环为复合材料的圆形体，过滤体环置于该支撑体环上；液压密封压力缓冲滤波器安装在导向套上所开的槽中，该导向套套装在活塞杆体外。本发明可以满足密封圈(Y、U、K等形状)的设计要求性能，延长密封圈的寿命，不被瞬间高压和异物所损伤，并不使异物留存在密封圈内，提高密封的效果，有效地实现瞬间高压的缓冲。

Description

液压密封压力缓冲滤波器

技术领域

本发明涉及一种工程液压油缸中活塞杆的密封装置，具体涉及一种液压密封压力缓冲滤波器。

背景技术

目前国内外在工程液压油缸行业，导向套与活塞杆的密封中，典型的活塞杆密封结构均采用由前(后)导向环、斯特封、密封圈(Y、U、K等形状)、防尘圈等结构形式顺序安放。近年来国内外各液压油缸设计手册及各油缸实际使用制造大都均为此结构。典型结构如图2所示，是在套装在活塞杆体10上的导向套6上顺序安装斯特封11、密封圈9和导向环7。

在广泛应用此活塞杆密封结构上，其最大的特点是斯特封11得到了重要的广泛应用，起到抗高压冲击(缓冲)及密封的作用。密封圈9起辅助的密封和活塞杆刮油的密封效果，综合起到了良好的活塞杆密封效果，受到工程液压油缸行业的认可和作为首选结构，广泛地生产制造应用于工程液压油缸领域。在国外油缸也得到广泛的应用(如日本、美国、韩国及欧洲各油缸制造厂家所生产制造的油缸)。在国内应用于工程机械产品，如装载机、挖掘机、起重机等领域的液压油缸密封结构。

目前工程机械油缸的活塞与缸体的密封，所采用的格来圈以同样的密封效果取代了原来密封圈(Y、U、K等形状)，起到了同斯特封机能原理一样的密封性能和效果。

但是，上述结构的认可，仍没有完全解决密封圈9(Y、U、K等形状)在有启动的瞬间高压冲击下，能靠油缸的内压力提供给密封圈9足够涨力，发挥完全密封效果和作用的问题，其原因是斯特封安装在前，先有了密封效果所造成，使安装在后的密封圈9只能靠自身的过盈量，只起到弥补密封和刮油的作用，如果碰到活塞杆10的缺陷(直波纹，螺旋及局部伤痕等)，都将得不到密封圈的弥补效果，致使从斯特封密封部位渗透过来的油(斯特封内圈较硬，随形状变化微小，无法密封有凸凹缺陷的活塞杆)，密封圈9在没有涨力的作用下，无法起到密封和刮油的效果，又在活塞杆往返直线运动时，使活塞杆将有含油现象，多数情况下，在长时间工作、多次的往返运动后，活塞杆收尾处将油环较重，长时间有滴油现象或周围油污较重，影响油缸的品质及外观清洁。在现场可动观察到的实际油缸上均可见。

发明内容

为了克服现有的活塞杆密封结构存在上述缺点的不足，本发明的目的在于：提供一种液压密封压力缓冲滤波器，该液压密封压力缓冲滤波器可以满足密封圈(Y、U、K等形状)的设计要求和工作性能，使之能创造一个良好的工作环境，延长密封圈的寿命，不被瞬间高压和异物所损伤，更不使异物留存在密封圈(Y、U、K等形状)内，极致地提高密封圈的密封效果，更能弥补活塞杆缺陷带来的漏油、含油、渗油对性能的影响，有效地实现瞬间高压的缓冲、过油滤波、提供密封圈涨力的效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种液压密封压力缓冲滤波器，它由过滤体环和支撑体环组装而成，所述的过滤体环由多层复合网状环套装在基体外组成，其基体为橡胶O型圈，外围多层复合网状环为套装在O型圈外的尼龙网状网丝环、套装在尼龙网状网丝环外的金属网状网丝环、以及套装在金属网状网丝环外的保护尼龙网状网丝环；所述的支撑体环为复合材料的圆形体，所述的过滤体环置于该支撑体环上；所述的液压密封压力缓冲滤波器安装在导向套上所开的槽中，该导向套套装在活塞杆体外，支撑环体直接与活塞杆体接触。

所述的支撑体环可为聚四氟乙烯环。该支撑体环支撑着过滤体环并与活塞杆密封结合。支撑体环起到定位支撑、高压液压油阻挡、变向作用，并提供过滤体环工作空间，实现高压油阻挡、变向的工作原理。

由于采用上述技术方案，使本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、可提高密封圈在导向套与活塞杆的间隙密封效果，成本低廉，延长其使用寿命。

2、缓冲效果明显，滤波防污优越，安装方便。

3、结构简单、制造方便、实现密封圈的优越密封性能。

现根据本发明的技术和原理，将本发明的技术方案与现有技术作对比后，本发明所具有的有益效果作详细分析论述。

油缸在工作时，特别是在启动时，瞬间的压力将冲击着每个部件，直接的冲击危害最大，密封件是第一损伤的部件，如果有坚硬微小异物(金属屑微粒、残渣等)，在高压油的冲击下，直接打到密封圈上，将直接损坏密封圈，使之失去了密封作用。瞬间的高压油，在间隙的挤压作用下，从缝隙打出的油，有着很强的穿透力和强度，也会打伤密封圈，瞬间涨力也会撑裂密封圈，失去了密封作用。残留异物长期存留在密封圈(Y、U、K等形状)内，会影响、侵蚀、损伤密封圈(Y、U、K等形状)，破坏密封圈的密封性能及寿命。

本发明液压密封压力缓冲滤波器中的过滤体环的橡胶“O”型圈为弹性支撑体，也是基体，支撑保持形状本体，具有弹性、耐压力、耐油和柔韧性，硬度适中、易弯曲。多层组装尼龙网状网丝具有强度高，在常温下热变形小、耐腐蚀、耐油、表面光滑，不易粘结油污和异物，编织成网状具有透气性和透油性，适当的编织密度对液体有过滤的作用，而编织成能保持的形状，具有辅助形状支撑作用，加大过滤的面积和空间。金属网状网丝是过滤的主要环节，在基体的支撑下，保持其形状及网型结构，使之具有强度高，耐高压，不易被瞬间高压力冲击损伤、破坏和损伤其编织过滤形状及效果，它也是缓冲、过滤的主体，可保护内层网状尼龙体的过滤空间和效果，它的编织密度决定着过滤油的精度。外层网状尼龙丝网，主要可保护金属丝网不被损伤和保持过滤体环的整体形状，避免在装配时，划伤或破坏金属丝网的结构和编织密度，保持整体完整状态。

支撑体环是聚四氟乙烯环(PTFE)复合材料制造而成，与活塞杆相对运动摩擦时，是一个无损伤活塞杆低摩擦的复合制品，具有耐高压、耐油、耐腐蚀，耐磨损，常温变形小，表面滑润，有柔韧性，支撑形状完整，易安装槽内，与杆体之间吻合密封效果好的特性，对杆体能无损伤地相对运动，是目前优选的与金属有相对运动和密封的理想材料，已广泛应用于格来圈、斯特封等与缸体及活塞杆作相对运动密封、耐磨材料。也是本发明液压密封压力缓冲滤波器支撑体环的首选材料，形状为T型，作为环状支撑体，可有效地支撑过滤体环和吻合活塞杆体，保证了相对运动带来的磨损及摩擦力的影响，T型将更加减小与杆体或缸壁的接触面积，均布多数小孔是保证压力油具有畅通进入过滤体环的通道，并多次的改变了压力油的运动方向，是第一级的缓冲和节流，通过过滤后的出孔也为均匀多孔，再次改变压力油的方向，具有缓冲节流作用。会使均匀的压力从间隙中缓压充入密封圈(Y、U、K等形状)的工作腔内，形成涨力，使密封圈(Y、U、K等形状)密封上下唇口张开，在有压力的作用下吻合两密封接触面，起到最佳的密封效果和作用。

本发明的支撑体环提供定位空间给由多层复合网状环套装在基体外组成的过滤体环，并保持高压油变向的工作。过滤体环主要在空间内起到缓压、滤波作用，完成高压油变向缓冲滤波，并提供了密封的工作环境和工作要求，达到最佳的密封效果和寿命。

本发明液压密封压力缓冲滤波器根据流体的特性和原理，在高压的作用下，是对液压油缸密封性能和品质的提升，在高压容腔内进行：高压阻截——高压变向节流——油压阻尼加滤波——油密度及杂物过滤——缓压出口变向——缓压流入密封圈(Y、U、K等形状)的工作腔，完成工作状态。

高压阻截：当油缸在启动的瞬间，急速的液压油将充满整个容体。在导向套和活塞杆间隙的挤压下，高强度的冲刺油环将直接打到支撑体环的密封空腔内，阻截了高压油环的直接打入密封圈(Y、U、K等形状)。

高压变向节流：截留在支撑体环空腔内的高压油，将通过环内均布节流多孔，改变了高压油的方向，进入过滤体环，完成高压油变向和节流功能。

油压阻尼加滤波：节流过的高压油，进入过滤体环的空腔，在密织编成的金属丝网作用下，阻尼了高压油并进行了空腔内的油压得到均匀分布及滤波，完成油压阻尼加滤波功能，同时也完成高压油的过滤。

油密度及杂物过滤：透过滤波和过滤的均压油，油在多层的尼龙编织网内再次留存和过滤，并与尼龙产生的静电，吸附了液压油里的灰尘物，净化和清洁了液压油，缓冲清洁的液压油再次进入均布多孔出油口，再次缓入支撑体环另一边空腔内，完成油密度及杂物过滤功能。

缓压出口变向：来自均压过滤后的清洁渗透的液压油，均匀地进入垂直于活塞杆体支撑体环出油口，再次节流存留在支撑体环的空腔里，变向地沿着导向套与活塞杆体之间的间隙，缓冲地充填密封圈(Y、U、K等形状)工作腔内，涨力形成，并逐渐升至为油缸工作压力，密封圈(Y、U、K等形状)在油压涨力的作用下，上下两密封面及唇口紧贴接触体(导向套槽底面及活塞杆面)，发挥其密封的最佳效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明液压密封压力缓冲滤波器的结构示意图。

图2是现有的活塞杆密封结构示意图。

图3是安装有本发明液压密封压力缓冲滤波器的活塞杆第一种密封结构示意图。

图4是安装有本发明液压密封压力缓冲滤波器的活塞杆第二种密封结构示意图。

图中，1.支撑体环，2.保护尼龙网状网丝，3.金属网状网丝，4.尼龙网状网丝，5.橡胶O型圈，6.导向套，7.导向环，8.液压密封压力缓冲滤波器，9.密封圈，10.活塞杆体，11.斯特封。

具体实施方式

图1所示为本发明液压密封压力缓冲滤波器的一个实施例，它包括过滤体环和支撑体环1，过滤体环由多层复合网状环套装在基体外组成，其基体为四氟橡胶O型圈5，外围多层复合网状环为套装在橡胶O型圈5外的尼龙网状网丝环4、套装在尼龙网状网丝环4外的金属网状网丝环3、以及套装在金属网状网丝环3外的保护尼龙网状网丝环2；该三个网丝环均由平面网丝弯曲成环状，在连接处粘结或焊接而成。支撑体环1为复合材料的圆形体，本实施例为聚四氟乙烯复合材料环。过滤体环置于支撑体环1上。本发明液压密封压力缓冲滤波器安装在导向套6上所开的槽中，该导向套6套装在活塞杆体10外。

安装有本发明液压密封压力缓冲滤波器的活塞杆密封结构有两种，第一种密封结构如图3所示，是先在导向套6上开好安装导向环7、液压密封压力缓冲滤波器8和密封圈9(Y、U、K等形状)的槽，然后按箭头所示油压方向依次将各件装入各自的槽中，最后将活塞杆体10按箭头所示活塞杆装入方向装入。作用在活塞杆体10上的导向环7通过导向使活塞杆保持正确的位置和支撑作用。本发明液压密封压力缓冲滤波器8替代了现有技术中斯特封的位置，起到了高压缓冲，滤波，高油压变向，均匀地使高压液压油进入密封圈9的工作腔内，使密封圈9尽致发挥导向套与活塞杆之间的间隙密封作用，满足了密封圈9的设计工作条件和密封效果，使密封效果优越，成本降低。

第二种密封结构是先在导向套6上开好安装导向环7、液压密封压力缓冲滤波器8、密封圈9(Y、U、K等形状)和斯特封11的槽，然后依次将各件装入各自的槽中。第二种密封结构在密封圈9的后面增加安装了一个斯特封11，其作用是起到了保护，备用防护的密封作用，并可有效地起到活塞杆的再一次的密封和刮油作用，可在密封圈9万一损坏时防漏，确保油缸的安全性能。因为斯特封11的密封作用主要靠其对活塞杆的过盈量来保证，O型圈弹性性能主要是维持其过盈量和导向套槽底的密封。第二种密封结构中各件装入各自的槽中的方向，以及活塞杆体的装入方向均与第一种密封结构相同。

本发明主要是发挥密封圈9优越于斯特封11的密封性能，解决了密封圈9的工作环境和条件问题，进一步提高了液压油缸的密封效果和质量，使目前液压油缸的密封质量得到提升。本发明产品可进行标准化，系列化的生产和制造，也可扩展为缸体的密封领域(孔用高压密封缓冲滤波器)，只需改换其结构形式，而原理不变。可广泛应用于各密封环境及领域。

Claims (2)

1、一种液压密封压力缓冲滤波器，其特征在于：它由过滤体环和支撑体环组装而成，所述的过滤体环由多层复合网状环套装在基体外组成，其基体为橡胶O型圈，外围多层复合网状环为套装在O型圈外的尼龙网状网丝环、套装在尼龙网状网丝环外的金属网状网丝环、以及套装在金属网状网丝环外的保护尼龙网状网丝环；所述的支撑体环为复合材料的圆形体，所述的过滤体环置于该支撑体环上；所述的液压密封压力缓冲滤波器安装在导向套上所开的槽中，该导向套套装在活塞杆体外。

2、根据权利要求1所述的液压密封压力缓冲滤波器，其特征在于：所述的支撑体环为聚四氟乙烯环，该支撑体环支撑着过滤体环，并与活塞杆密封结合。

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