CN107246423B - 一种具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸 - Google Patents

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Abstract

本发明设计公开一种具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸，包括定子、转子、盖板、端面密封；端面密封之间设有定子支撑体和转子支撑体；每个所述定子支撑体上沿定子轴向设有容置定子叶片的第一矩形槽，定子叶片密封环绕定子叶片将并与所述第一矩形槽底部、端部密封和转子外壁接触式密封连接；每个所述转子支撑体上沿转子轴向设有容置转子叶片的第二矩形槽，转子叶片密封环绕转子叶片并所述第二矩形槽底部、端部密封和定子内壁接触式密封连接。由于所有油腔的边界都被完全密封，可以有效减小或避免摆缸的内部和外部泄露，从而减小或避免油压损失，提高摆缸的工作油压、容积效率及可靠性。且密封系统简单，具有较好可行性。

Description

一种具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸
技术领域
本发明涉及叶片式摆动液压油缸及其密封技术领域，尤其涉及一种具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸。
背景技术
叶片式摆动液压油缸(以下简称摆缸)可直接将作用在叶片上的油压力转换成转矩输出，具有结构紧凑、无机械传动效率损失、转矩输出平稳、操控性好、易隔离外部灰尘等优点，在军事、船舶、航空、冶金机械、机械臂等领域具有广泛的应用前景。密封性能尤其是内部和外部泄露，对液压油缸的性能具有决定性影响，而摆缸中存在很多需要进行密封的表面，其密封系统远比一般直线油缸的复杂，密封难度很大，成为制约摆缸应用的关键瓶颈问题。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，尤其摆缸存在的密封面多、容易出现油液泄露的问题，本发明提出了一种具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸。
为达到上述目的，本发明设计的具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸，其特征在于：包括定子，置于定子内部的转子，防止转子轴向蹿动的与定子两端固定连接的盖板，转子和定子之间设有环状腔体；所述转子两端的顶部外壁套设有将转子顶部外壁和定子内壁转动密封的端面密封；所述端面密封之间设有N个定子支撑体和转子支撑体，其中N为大于0的自然数，所述定子支撑体将所述环状腔体分隔成N个油腔，所述转子支撑体将每个油腔分隔成两个油室，定子外壁上设有与每个油室连通的油孔；每个所述定子支撑体上沿定子轴向设有容置定子叶片的第一矩形槽，定子叶片密封环绕定子叶片将并与所述第一矩形槽底部、端部密封和转子外壁接触式密封连接；每个所述转子支撑体上沿转子轴向设有容置转子叶片的第二矩形槽，转子叶片密封环绕转子叶片并所述第二矩形槽底部、端部密封和定子内壁接触式密封连接；所述定子支撑体与定子内壁连接，所述转子支撑体与所述转子外壁连接。
优选的，所述定子叶片和定子叶片密封为一体式弹性体结构，所述转子叶片和转子叶片密封为一体式弹性体结构。
优选的，所述定子密封为长方体且其中部设有容置所述定子叶片的矩形通孔，所述转子密封为长方体且其中部设有容置所述转子叶片的矩形通孔。
优选的，所述定子叶片密封为O型圈，套设在定子叶片外周；所述转子叶片密封为O型圈，套设在转子叶片外周。
优选的，所述定子支撑体与定子内壁通过销连接或加工为一个整体，所述转子支撑体与所述转子外壁通过销连接或加工为一个整体。
优选的，所述端面密封的截面形状应与定子叶片密封和转子叶片密封的形状相适应，为矩形或U型或V型或L型。
本发明的有益效果是：由于所有油腔的边界都被完全密封，可以有效减小或避免摆缸的内部和外部泄露，从而减小或避免油压损失，提高摆缸的工作油压、容积效率及可靠性。且密封系统简单，具有较好可行性。
附图说明
图1是本发明的立体剖视示意图
图2是本发明的剖视示意图
图3是本发明密封结构的实施例一
图4是本发明密封结构的实施例二
图5示出了一种端面密封与叶片配合的结构示意图
图6～图9示出了四种不同的端面密封的截面图
图中：定子1、转子2、端面密封3、盖板4、定子支撑体5、转子支撑体6、油孔7、定子叶片8、转子叶片9、定子叶片密封10、转子叶片密封11、油室12。
具体实施方式
下面通过图1～图2以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述，本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围。
如图1和图2所示，本实施例公开的具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸，包括定子1、转子2，转子2位于定子1内部，转子2和定子1之间设有环状腔体；所述转子2两端的顶部外壁套设有将转子2顶部外壁和定子1内壁转动密封的端面密封3；盖板4与定子1固定，端面密封3抵接在盖板4上，防止转子1轴向蹿动；所述端面密封4之间设有2个定子支撑体5和转子支撑体6，所述定子支撑体2将所述环状腔体分隔成2个油腔，所述转子支撑体6将每个油腔分隔成两个油室，定子2外壁上设有与每个油室连通的油孔7；每个所述定子支撑体5上沿定子轴向设有容置定子叶片8的第一矩形槽，定子叶片密封10环绕定子叶片8将并与所述第一矩形槽底部、端部密封4和转子2外壁接触式密封连接；每个所述转子支撑体6上沿转子2轴向设有容置转子叶片9的第二矩形槽，转子叶片密封11环绕转子叶片9并所述第二矩形槽底部、端部密封4和定子1内壁接触式密封连接；所述定子支撑体5与定子1内壁连接，所述转子支撑体6与所述转子2外壁连接。这样，定子叶片密封10及转子叶片密封11长度方向的两端分别与端面密封4紧密接触，定子叶片密封10宽度方向的两端分别与第一矩形槽底部和转子2外壁紧密接触，转子叶片密封11宽度方向的两端分别与第二矩形槽底部和定子1内壁紧密接触，如此形成了全封闭的笼式密封系统。
如此，本例的四个油室12的各边界被定子叶片密封10、转子叶片密封11、端面密封4构成的全封闭笼式密封系统进行完全隔离。定子1上开有四个油孔7分别与每个油室12连通；以其中一个油室12为例，工作时，若油口A进油，所连接油室为高压腔，油口B回油，所连接油室为低压腔，油压作用在转子叶片9上形成的压力差驱动转子2旋转；当转换成油口B进油、油口A回油时，转子2逆时针旋转，如此往复，形成摆缸的转子往复摆动，并输出转矩。
如图3所示，仅仅示出了端面密封和叶片密封(包括定子叶片密封和转子叶片密封)，定子叶片密封10和转子叶片密封11为矩形板式密封件，端面密封4的截面形状也对应为矩形。图3所示的全封闭笼式密封系统的所述定子叶片8和定子叶片密封10为一体式弹性体结构，所述转子叶片9和转子叶片密封11为一体式弹性体结构，即密封系统完全是由弹性体构成的：叶片密封(包括定子叶片密封10和转子叶片密封11)与定子2及转子1的接触属于弹性体与刚体的接触，端面密封4内侧与叶片密封(包括定子叶片密封10和转子叶片密封11)接触属于弹性体与弹性体的接触，端面密封4外侧与盖板4接触属于弹性体与刚体的接触，由此可以减少或几乎完全避免泄漏的发生。可以根据需要选择密封件(包括端面密封4、定子叶片密封10和转子叶片密封11)材料，得到不同的密封性能：在希望密封泄露尽量少的场合，可以选择丁腈橡胶、氟橡胶、聚氨酯等密封橡胶材料制作密封件；在允许一定泄露，但希望密封面摩擦小，或密封件耐久性更好的场合，可以选择聚四氟乙烯、尼龙等非金属材料制作密封件，或者轴承合金、铸铁等金属材料制作密封件。
如图4所示，所述定子密封10为长方体且其中部设有容置所述定子叶片8的矩形通孔，所述转子密封11为长方体且其中部设有容置所述转子叶片9的矩形通孔，具体地说，所述定子叶片密封10由定子叶片及套设在其上的密封件，如标准O型圈、框型硅胶、框型丁腈橡胶等构成；相应的，所述转子叶片密封11由转子叶片及套设在其上的密封件，如标准O型圈、框型硅胶、框型丁腈橡胶等构成)。换而言之，定子叶片密封10和转子叶片密封11为窗形框式密封件，图4中所示的定子叶片密封10和转子叶片密封11为窗型框式密封件或标准O型圈紧密套设在其相应的叶片上而构成的组合体。优选的，所述定子叶片密封10为O型圈，套设在定子叶片8外周；所述转子叶片密封11为O型圈，套设在转子叶片9外周。
如图5所示，端面密封3的截面形状与定子叶片8和转子叶片9的形状相适应，为U形，图3和图4中示出了截面为矩形的端面密封3。图6～图9示出了四种不同截面形状的端面密封3，其中图5中的端面密封3的截面形状如图6所示。根据不同的应用场合，端面密封3的截面形状可以为矩形、U形、V形、L形等形状。
本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸，其特征在于：包括定子，置于定子内部的转子，防止转子轴向蹿动的与定子两端固定连接的盖板，转子和定子之间设有环状腔体；所述转子两端的顶部外壁套设有将转子顶部外壁和定子内壁转动密封的端面密封；所述端面密封之间设有N个定子支撑体和转子支撑体，其中N为大于0的自然数，所述定子支撑体将所述环状腔体分隔成N个油腔，所述转子支撑体将每个油腔分隔成两个油室，定子外壁上设有与每个油室连通的油孔；每个所述定子支撑体上沿定子轴向设有容置定子叶片的第一矩形槽，定子叶片密封环绕定子叶片并与所述第一矩形槽底部、端面密封和转子外壁接触式密封连接；每个所述转子支撑体上沿转子轴向设有容置转子叶片的第二矩形槽，转子叶片密封环绕转子叶片并与所述第二矩形槽底部、端面密封和定子内壁接触式密封连接；所述定子支撑体与定子内壁连接，所述转子支撑体与所述转子外壁连接；所述端面密封的截面形状应与定子叶片密封和转子叶片密封的形状相适应，为矩形或U型或V型或L型。
2.根据权利要求1所述的具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸，其特征在于：所述定子叶片和定子叶片密封为一体式弹性体结构，所述转子叶片和转子叶片密封为一体式弹性体结构。
3.根据权利要求1所述的具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸，其特征在于：所述定子叶片密封为长方体且其中部设有容置所述定子叶片的矩形通孔，所述转子叶片密封为长方体且其中部设有容置所述转子叶片的矩形通孔。
4.根据权利要求1所述的具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸，其特征在于：所述定子叶片密封为O型圈，套设在定子叶片外周；所述转子叶片密封为O型圈，套设在转子叶片外周。
5.根据权利要求1所述的具有全封闭笼式密封系统的叶片式摆动液压油缸，其特征在于：所述定子支撑体与定子内壁通过销连接或加工为一个整体，所述转子支撑体与所述转子外壁通过销连接或加工为一个整体。
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