CN102954225B - 往复运动内压补偿式密封件 - Google Patents

Abstract

一种往复运动内压补偿式密封装置，包括缸体、端盖，第一活塞与第二活塞之间设有中活塞，中活塞的边缘安装有环状密封件；所述的环状密封件上下两端设有凸起定位部，环状密封件的中部外侧设有与缸体内壁配合的凸起密封部；第一活塞和第二活塞上设有与凸起定位部配合的槽；环状密封件与中活塞之间形成密封的腔室。本发明提供的往复运动内压补偿式密封装置的结构，利用密封件与中活塞形成密封的腔室，并配合单向阀，工作时可依据密封件与缸体间的间隙大小或工作压力的高低，对腔室进行充、放介质，使其达到最佳的密封状态。利用注入带有压力的密封介质，配合密封材料自身伸展率的动态补偿作用，从而达到动态密封的效果。

Description

往复运动内压补偿式密封件

技术领域

本发明涉及密封件，特别是一种往复运动内压补偿式密封装置。

背景技术

密封在液压传动与气动行业中已得到了广泛地应用。其中，在机器设备中做往复或旋转运动的密封件起到的作用就更为关键，因为此时的密封件使用条件复杂，密封要求高，为此，工程技术人员设计并制造出了各种适用于不同使用要求的动态密封件，有些已成为标准密封件，其品种已系列化，但是在实际工程应用中也难以满足使用要求和选性。特别是在长管系、受高压、有振动的环境下，工作的性密封结构体，即使做到了密封，也难确保长期使用，一旦出现泄漏现象，轻者出现泄漏，影响设备的使用性能；严重时可能损坏设备或对人员造成伤害。另一方面，一旦完成装配，密封件将封装在结构体内，即使在装配过程中密封件有所损伤也难以发现，有时通过了气密等方式的检查也不能确保其密封的可靠性。

中国专利93212688.X提供了一种内压式组合密封液压缸，可以利用压力介质使组合密封环变形补偿工作表面的崩损，但是由于其回程密封环会回缩，因此需在活塞的两侧均需要设置组合密封环，且密封环与缸体的摩擦力较大，能量损耗也较大。

中国专利200820228215.9提供了一种内压式自动补偿活塞，通过设置的单向阀和锯齿状环形台阶解决了回程时密封胶体回缩的问题，但是密封胶体与缸体间的配合成楔形的结构，摩擦力较大，且结构较为复杂，涉及到复合材料的组合，加工难度较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种往复运动内压补偿式密封装置，可以实现动态补偿的密封效果，且与缸体内壁的摩擦力较小。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： 

一种往复运动内压补偿式密封装置，包括缸体、端盖，第一活塞与第二活塞之间设有中活塞，中活塞的边缘安装有环状密封件；

所述的环状密封件上下两端设有凸起定位部，环状密封件的中部外侧设有与缸体内壁配合的凸起密封部；

第一活塞和第二活塞上设有与凸起定位部配合的槽；

环状密封件与中活塞之间形成密封的腔室。

所述的环状密封件截面成外凸的弧形。

所述的中活塞上设有与腔室连通的密封介质接口。

密封介质接口的另一端位于活塞杆上。

所述的密封介质接口上设有单向阀。

所述的腔室内填充有密封介质。

本发明提供的一种往复运动内压补偿式密封装置，该密封件可由耐高压及耐磨损的聚氨酯材料制作而成，通过采用上述的结构，凸起密封部与缸体的接触面积小，且接触面为平滑的曲面，摩擦力小，在环状密封件内部密封介质的压力下利于实现较高的动态响应性。且形状较为简化，材质单一，便于加工。

本发明提供的往复运动内压补偿式密封装置的结构，利用密封件与中活塞形成密封的腔室，并配合单向阀，工作时可依据密封件与缸体间的间隙大小或工作压力的高低，对腔室进行充、放介质，使其达到最佳的密封状态。利用注入带有压力的密封介质，配合密封材料自身伸展率的动态补偿作用，从而达到动态密封的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明中密封件的结构示意图。

图2为本发明中整个密封装置的结构示意图。

图中：凸起密封部1，凸起定位部2，环状密封件3，缸体4，介质接口5，堵头6，中活塞7，第一活塞8，密封介质9，第二活塞10，单向阀11，密封介质接口12，复位弹簧13，压力介质14，压板15，端盖16，定位槽17，导向环18。

具体实施方式

如图1中，一种往复运动内压补偿式密封装置，环状密封件3上下两端设有凸起定位部2，环状密封件3的中部外侧设有凸起密封部1。

环状密封件3截面成外凸的弧形。

为使环状密封件3在工作过程中具有良好的动态响应性，采用的措施是：在环状密封件3外壁的中部设计有环状凸起的凸起密封部1，其结构类似于做往复运动的“O”型密封圈，目的是在保证密封的条件下，尽量减少环状密封件3与缸体4内表面的接触面积，以达到良好的动态响应性；为使该密封件具备良好的动态密封性能，利用环状密封件3与中活塞7之间构成的密闭腔室，通过密封介质接口12向内注入适当压力的介质，使环状密封件3向外膨胀与缸体4的内表面接触，达到动态密封的效果。

如图2中，一种往复运动内压补偿式密封装置，包括缸体4、端盖16，第一活塞8与第二活塞10之间设有中活塞7，中活塞7的边缘安装有环状密封件3；

所述的环状密封件3上下两端设有凸起定位部2，环状密封件3的中部外侧设有与缸体4内壁配合的凸起密封部1；

第一活塞8和第二活塞10上设有与凸起定位部2配合的槽；

环状密封件3与中活塞7之间形成密封的腔室。所述的环状密封件3截面成外凸的弧形。所述的中活塞7上设有与腔室连通的密封介质接口12。所述的密封介质接口12上设有单向阀11。所述的腔室内填充有密封介质9。

图2所示显示了本发明的密封件的应用场合：将中活塞7装入环状密封件3内，再分别将第一活塞8和第二活塞10装配到相应位置，同时通过螺栓紧固，构成一整体结构，并在中活塞7与环状密封件3之间形成一封闭的腔室。

为保证封闭腔室的密封性，将环状密封件3上的内环上、下沿设计成半圆形的唇状结构作为凸起定位部2，从而提高环状密封件3与第一活塞8和第二活塞10装配后的静密封效能。

为使充入的密封介质9能均匀地进入上述的密闭腔室内，在中活塞7的中心处加工一沉孔，同时在其外圆周上开有一环形的半圆槽，并在环形的半圆槽处均匀的向中心处的沉孔加工若干小通孔，其目的是使注入的具有一定压力的密封介质9能顺利均匀进入封闭的腔室内；为保证注入的介质具有恒定的量值，本例中在第二活塞10内设置的密封介质接口12上设有单向阀11，以阻止密封介质9外泄。

为保证存储或工作时杂物不掉进密封介质接口12中，在密封介质接口12上还安装有堵头6，且堵头也可以起到防止密封介质9外泄的作用。

需注意的是：充入环状密封件3内的密封介质9的压力，应视活塞与缸体内表面间存有间隙的大小而定，因为注入的密封介质9的压力较大时，注入的密封介质9的量就需要较多，这样即使在间隙较大的情况下，由充入的密封介质9亦可起到补偿动密封的作用，达到动态密封的效果。

为保证组装完成后的活塞在工作过程中不出现卡止现象，在第一活塞8和第二活塞10上各开有一环形凹槽，主要作用是安装低摩擦系数的导向环18，即起导向又降低了接触面的摩擦阻力，同时亦可避免卡止现象发生；将上述完成装配后的组件装入缸体4内后，将复位弹簧13装配到第一活塞8的相应位置上，随后安装压板15，通过标准紧固件将端盖16与缸体4连接；按实际工作需求，经密封介质接口12向环状密封件3与中活塞7构成的封闭腔室注入一定压力的密封介质9；工作时通过缸体4上的介质接口5与外部动力源连接，由外部动力源提供一定压力的压力介质14，经介质接口5进入缸体4内推动第一活塞8的底面，随着压力的增大，复位弹簧13逐渐被压缩，活塞组件向上运动，当完成工作后，外部动力源处于卸载状态时，在复位弹簧13的作用下将压力介质14压入动力源中，即完成工作。

本例中以活塞为例进行了说明，但是这不应视为对于本发明的限制，本发明的产品还可以应用于轴类的密封上，其结构与在活塞中的应用等同。

Claims (1)

1.一种往复运动内压补偿式密封装置，包括缸体（4）、端盖（16），其特征在于：第一活塞（8）与第二活塞（10）之间设有中活塞（7），中活塞（7）的边缘安装有环状密封件（3）；

所述的环状密封件（3）上下两端设有凸起定位部（2），环状密封件（3）的中部外侧设有与缸体（4）内壁配合的一个凸起密封部（1）；

所述的环状密封件（3）截面成外凸的弧形；

第一活塞（8）和第二活塞（10）上设有与凸起定位部（2）配合的槽；

环状密封件（3）与中活塞（7）之间形成密封的腔室；

所述的中活塞（7）上设有与腔室连通的密封介质接口（12）；所述的密封介质接口（12）上设有单向阀（11）；

所述的腔室内填充有密封介质（9）；

密封介质接口（12）的另一端位于活塞杆上，以单独控制注入的密封介质（9）的压力。