CN102269273B - 气缸密封结构及其密封材料 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气缸密封结构及密封材料，其包括气缸端盖轴用密封结构、缓冲密封结构以及活塞孔用密封结构，所述气缸端盖轴用密封结构和活塞孔用密封结构均采用内、外层环形圈镶嵌或紧密叠加组合而成，所述内层环形圈采用耐高温橡胶材料，所述外层环形圈采用耐磨损高分子材料，所述缓冲密封结构包括设置于活塞任一侧并装配于活塞杆上的金属支撑座，所述金属支撑座上设置至少一层耐磨损高分子材料制成的环形缓冲密封圈；上述气缸密封结构不仅结构简单，而且具备塑性补偿功能，实现了摩擦阻力小、解决了气缸在高温辐射的工况条件下延缓密封件老化、在润滑不良的工况条件下提高密封件耐磨性能、延长了有效密封周期。

Description

气缸密封结构及其密封材料

技术领域

本发明涉及一种密封结构，尤其涉及一种气缸密封结构及其密封材料。

背景技术

目前，气缸作为驱动装置被广泛的应用在各个领域中，其工作原理是将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动，因靠压缩空气来产生机械能，故气缸密封结构的设计好坏是衡量气缸品质好坏的重要指标。

传统的气缸密封结构包括有端盖轴用密封结构、缓冲密封结构以及活塞孔用密封圈结构，请参阅图1所示，图1为传统的气缸端盖轴用密封结构的示意图，传统的气缸端盖轴用密封结构为直接镶嵌于端盖10上与活塞杆11密封的两个独立的Y形吹张式密封圈12。

请参阅图2所示，图2为传统的气缸缓冲密封结构的示意图，传统的气缸缓冲密封结构为设置于端盖10的一个Y形吹张式密封圈12。

请参阅图3所示，图3为传统的气缸活塞孔用密封结构的示意图，传统的气缸活塞孔用密封结构为镶嵌于气缸活塞13之上与气缸缸筒14密封的两个独立的Y形吹张式密封圈12。

传统的气缸端盖轴用密封结构、缓冲密封结构以及活塞孔用密封结构均采用Y形吹张式密封圈，在使用中，由于吹张后的内外唇口易磨损和高温老化导致密封失效。Y形吹张式密封圈的材料为传统的丁腈橡胶、氟橡胶或聚酯聚胺酯，由于丁腈橡胶、氟橡胶和聚酯聚胺酯材料抗老化性能差，在高温度作用下导致老化加速，材质变硬、脆裂导致密封失效；尤其在润滑不良的工况条件下，高摩擦力系数导致密封圈加速磨损，有效密封周期缩短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气缸密封结构及其密封材料，其具有结构简单，摩擦阻力小及有效密封周期长的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种气缸密封结构，其包括气缸端盖轴用密封结构、缓冲密封结构以及活塞孔用密封结构，其特征在于：所述气缸端盖轴用密封结构包括设置于气缸端盖的与活塞杆密封的若干个独立密封单元，所述独立密封单元至少由与端盖密封的内层环形圈和与活塞杆密封的外层环形圈组合而成；

所述缓冲密封结构包括金属支撑座，所述金属支撑座设置于活塞与活塞杆相接处的任一侧并装配于活塞杆上，所述金属支撑座上设置有若干个独立密封单元，所述独立密封单元为至少一层与端盖密封的缓冲密封圈；

所述活塞孔用密封结构包括镶嵌于活塞上与活塞缸筒内壁密封的若干个独立密封单元，所述独立密封单元至少由与活塞密封的内层环形圈和与活塞缸筒内壁密封的外层环形圈组合而成。

特别地，所述气缸端盖轴用密封结构包括两个独立密封单元，所述两个独立密封单元之间设置轴套隔断，独立密封单元分别置于轴套两端，且所述独立密封单元由内、外两层环形圈组合而成，组合方式为外层环形圈紧密贴合于内层环形圈的内密封面或者外层环形圈镶嵌于的内层环形圈的内密封面的任一种，所述内层环形圈通过外密封面与端盖密封，所述外层环形圈通过内密封面与活塞杆密封。

特别地，所述外层环形圈的外密封面的一侧边缘开设有倒角，且对应于内密封面的另一侧边缘也开设有倒角。

特别地，所述缓冲密封结构包括一个独立密封单元，所述独立密封单元包括镶嵌于挡圈与金属支撑座之间的第一缓冲密封圈，所述第一缓冲密封圈上镶嵌有第二缓冲密封圈，所述第一缓冲密封圈的外密封面直径不小于第二缓冲密封圈的直径。

特别地，所述缓冲密封结构的独立密封单元中金属支撑座与活塞杆之间设置有密封圈，金属支撑座与第一缓冲密封圈之间设有密封圈。

特别地，所述活塞孔用密封结构包括两个独立密封单元，两个独立密封单元之间于活塞上还设置有支撑环，所述独立密封单元由内、外两层环形圈组合而成，组合方式为外层环形圈紧密贴合于内层环形圈的外密封面或者外层环形圈镶嵌于的内层环形圈的外密封面的任一种，所述内层环形圈通过内密封面与活塞密封，外层环形圈通过外密封面与活塞缸筒内壁密封，配合外层环形圈于活塞上还设置有挡圈。

特别地，所述活塞孔用密封结构的外层环形圈的内密封面两侧边缘开设有倒角。

一种气缸密封材料，其中，所述内层环形圈和第二缓冲密封圈为耐高温橡胶材料，所述第一缓冲密封圈和外层环形圈为耐磨损高分子材料。

本发明的有益效果为，所述气缸密封结构采用内、外双层密封圈组合而成，且内层环形圈为耐高温橡胶材料，外层环形圈为耐磨损高分子材料，不仅结构简单，而且具备塑性补偿功能，提高了密封效果，实现了摩擦阻力小、解决了气缸在高温辐射的工况条件下延缓密封件老化、在润滑不良的工况条件下提高密封件耐磨性能、延长了有效密封周期。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为传统的气缸端盖轴用密封结构的示意图；

图2为传统的气缸缓冲密封结构的示意图；

图3为传统的气缸活塞孔用密封结构的示意图；

图4为本发明的气缸端盖轴用密封结构的示意图；

图5为本发明的气缸缓冲密封结构的示意图；

图6为本发明的气缸活塞孔用密封结构的示意图；

图7为图4中A处的局部放大图；

图8为图6中B处的局部放大图。

具体实施方式

请参阅图4及图7所示，图4为本发明的气缸端盖轴用密封结构的示意图；图7为图4中A处的局部放大图；于本实施例中，气缸密封结构的气缸端盖轴用密封结构包括设置于气缸端盖20与活塞杆21之间的两个独立密封单元22，所述两个独立密封单元22之间设置有轴套23，所述独立密封单元22由内层环形圈220和外层环形圈221两层紧密叠加组合而成，所述内层环形圈220通过外密封面与端盖20密封，其为非滑动摩擦面，由耐高温橡胶材料制成，所述外层环形圈221通过内密封面与活塞杆21密封，其为与活塞杆21的滑动摩擦面，由耐磨损高分子材料制成，所述外层环形圈221的外密封面的一侧边缘开设有方便外层环形圈221安装的倒角222，且对应于内密封面的另一侧边缘也开设有便于活塞杆21安装的倒角222。

同时上述外层环形圈221还可以镶嵌于内层环形圈220的内密封面上，所述内层环形圈220与端盖20密封，由耐高温橡胶材料制成，所述外层环形圈221与活塞杆21密封，由耐磨损高分子材料制成。

请参阅图5所示，图5为本发明的气缸缓冲密封结构的示意图；于本实施例中，所述缓冲密封结构包括金属支撑座24，所述金属支撑座24镶嵌于活塞杆22之上，其一侧紧贴活塞29设置，另一侧设置有C形挡圈26，所述挡圈26和金属支撑座24之间镶嵌有第一缓冲密封圈25，所述第一缓冲密封圈25之上还镶嵌有第二缓冲密封圈27，所述第一缓冲密封圈25和第二缓冲密封圈27的外密封面均为与端盖的摩擦面，两者均由耐磨损高分子材料制成，所述第一缓冲密封圈25的外密封面的直径不小于第二缓冲密封圈27的直径。另外，所述金属支撑座24与活塞杆22之间设置有密封圈28，金属支撑座24与第一缓冲密封圈25之间设有密封圈28。

请参阅图6及图8所示，图6为本发明的气缸活塞孔用密封结构的示意图；图8为图6中B处的局部放大图。于本实施例中，所述活塞孔用密封结构包括镶嵌于活塞29上与活塞缸筒40内壁密封的两个独立密封单元31，所述两个独立密封单元31之间设置于活塞29上还镶嵌有辅助密封圈30，所述独立密封单元31由内层环形圈310和外层环形圈311两层紧密叠加组合而成，所述内层环形圈310通过内密封面与活塞29密封，外层环形圈311通过外密封面与活塞缸筒40内壁密封，配合两个独立密封单元31的外层环形圈311于活塞29上还设置有两个挡圈50，以对外层环形圈311进行定位，所述内层环形圈310为非滑动摩擦面由耐高温橡胶材料制成，所述外层环形圈311为与活塞缸筒40的滑动摩擦面由耐磨损高分子材料制成，另外，所述外层环形圈311的内密封面两侧边缘开设有便于将外层环形圈311套设于内层环形圈310之外的倒角312。

同时上述外层环形圈311还可以镶嵌于内层环形圈310的外密封面上，所述内层环形圈310通过内密封面与活塞29密封，由耐高温橡胶材料制成，所述外层环形圈311通过外密封面与活塞缸筒40内壁密封，由耐磨损高分子材料制成。

上述气缸密封结构的端盖轴用密封结构和活塞孔用密封结构均采用内、外层环形圈镶嵌或紧密叠加组合而成，内层环形由圈耐高温橡胶材料制成，外层环形圈由耐磨损高分子材料制成，且缓冲密封结构设置于活塞杆与活塞的相接处，不仅结构简单，而且具备塑性补偿功能，提高了密封效果，实现了摩擦阻力小、解决了气缸在高温辐射的工况条件下延缓密封件老化、在润滑不良的工况条件下提高密封件耐磨性能、延长了有效密封周期。

Claims (3)

1.一种气缸密封结构，其包括气缸端盖轴用密封结构、缓冲密封结构以及活塞孔用密封结构，其特征在于：所述气缸端盖轴用密封结构包括设置于气缸端盖的与活塞杆密封的两个独立密封单元，所述气缸端盖轴用密封结构的独立密封单元由与端盖密封的内层环形圈和与活塞杆密封的外层环形圈组合而成，组合方式为外层环形圈紧密贴合于内层环形圈的内密封面或者外层环形圈镶嵌于内层环形圈的内密封面的任一种，所述气缸端盖轴用密封结构的两个独立密封单元之间设置轴套隔断，气缸端盖轴用密封结构的独立密封单元分别置于轴套两端，所述气缸端盖轴用密封结构的内层环形圈通过外密封面与端盖密封，该外密封面为由耐高温橡胶材料制成的非滑动摩擦面，所述气缸端盖轴用密封结构的外层环形圈通过内密封面与活塞杆密封，该内密封面为由耐磨损高分子材料制成的与活塞杆的滑动摩擦面；

所述缓冲密封结构包括金属支撑座，所述金属支撑座设置于活塞与活塞杆相接处的任一侧并装配于活塞杆上，金属支撑座的一侧紧贴活塞设置，另一侧设置有C形挡圈，所述金属支撑座上设置有一个独立密封单元，所述缓冲密封结构的独立密封单元包括镶嵌于挡圈与金属支撑座之间的第一缓冲密封圈，所述第一缓冲密封圈上镶嵌有第二缓冲密封圈，第一缓冲密封圈和第二缓冲密封圈的外密封面均为与端盖的摩擦面，两者均由耐磨损高分子材料制成，所述第一缓冲密封圈的外密封面直径不小于第二缓冲密封圈的直径，所述缓冲密封结构的独立密封单元中金属支撑座与活塞杆之间设置有密封圈，金属支撑座与第一缓冲密封圈之间设有密封圈；

所述活塞孔用密封结构包括镶嵌于活塞上与活塞缸筒内壁密封的两个独立密封单元，所述活塞孔用密封结构的独立密封单元由与活塞密封的内层环形圈和与活塞缸筒内壁密封的外层环形圈组合而成，组合方式为活塞孔用密封结构的的外层环形圈紧密贴合于活塞孔用密封结构的内层环形圈的外密封面或者活塞孔用密封结构的外层环形圈镶嵌于活塞孔用密封结构的内层环形圈的外密封面的任一种，活塞孔用密封结构的两个独立密封单元之间于活塞上还设置有支撑环，所述活塞孔用密封结构的内层环形圈通过内密封面与活塞密封，该内密封面为由耐高温橡胶材料制成的非滑动摩擦面，活塞孔用密封结构的外层环形圈通过外密封面与活塞缸筒内壁密封，该外密封面为由耐磨损高分子材料制成的滑动摩擦面，配合外层环形圈于活塞上还设置有挡圈。

2.根据权利要求1所述的气缸密封结构；其特征在于：所述气缸端盖轴用密封结构的外层环形圈的外密封面的一侧边缘开设有倒角，且对应于内密封面的另一侧边缘也开设有倒角。

3.根据权利要求1所述的气缸密封结构；其特征在于：所述气缸活塞孔用密封结构的外层环形圈的内密封面两侧边缘开设有倒角。