CN110566539A - 多级油缸活塞杆密封组件及液压装置 - Google Patents

多级油缸活塞杆密封组件及液压装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于多级油缸密封技术领域，具体地提供了多级油缸活塞杆密封组件及液压装置，主密封圈包括环形的密封本体，密封本体一端具有外唇口与内唇口，外唇口与内唇口围合形成绕密封本体延伸的环形槽，且外唇口向密封本体的外侧凸出，内唇口向密封本体的内侧凸出，环形槽的截面呈U型，且环形槽的底部呈圆弧形且沿远离底部的方向呈渐扩状。该密封组件具有承受高压的密封性能，并有降低背压的功能，当主密封圈背压过高时，通过密封本体内侧唇口受压时向外推移的细小间隙流动，经过特殊的回油通道泄压，提高密封组件的使用寿命周期。此外主密封圈拉伸强度高、耐冲击，不易撕裂损坏，具有很好的柔韧性及密封性。

Description

多级油缸活塞杆密封组件及液压装置
技术领域
本发明属于多级油缸密封技术领域，具体涉及多级油缸活塞杆密封组件及液压装置。
背景技术
在自卸车领域经常涉及到多级油缸的密封配置，传统自卸车的多级油缸均选用两件普通的Y型密封圈。Y型主密封只能单纯地承受高压密封，没有降低背压的功能。两件普通型的Y型圈串联使用之间与导向环有正常地配合间隙，活塞杆在高压移动时，主密封因诸多因素发生微量的渗入，被第二道密封完全地阻止在其区间微小的腔体内。微小的空间易产生背压，无法降低背压，损坏密封件，第二道Y型圈在微压时，张力不够，刮油不净，油膜外延渗出。底部静密封采用哑铃型圈，高压时，强度不足。均影响使用寿命。
以为例，渗满微小的空间注满液压油重量仅为6.3g，当过量的液压油渗入后会产生较高的背压，无法自动地释降，随着渗入油的进一步地挤入，背压随之继续升高，甚至可超过正常工作压力(25Mpa)的2-3倍，相当大的背压力极易破坏密封圈的正常使用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中油缸活塞杆密封效果差的问题。
为此，本发明提供了多级油缸活塞杆密封组件，包括主密封圈，所述主密封圈包括环形的密封本体，所述密封本体一端具有外唇口与内唇口，所述外唇口与所述内唇口围合形成绕所述密封本体延伸的环形槽，外唇口向密封本体的外侧凸出，内唇口向密封本体的内侧凸出，环形槽的截面呈U型，且环形槽的底部呈圆弧形且沿远离底部的方向呈渐扩状，内唇口上开设有至少一个回油通道，回油通道连通环形槽与密封本体内侧。
优选地，所述内唇口上开设有至少一个回油通道，所述回油通道连通所述环形槽与所述密封本体内侧。
优选地，所述回油通道位于所述内唇口的末端。
优选地，所述密封本体内侧设有用于抵靠活塞杆外表面的开口环状的次唇口，起支撑作用。
优选地，还包括导向环及辅密封圈，所述主密封圈、导向环及辅密封圈沿活塞杆轴向依次布置，所述辅密封圈包括外翻边及内翻边，所述外翻边与所述内翻边之间围合形成浅口槽，所述浅口槽与所述导向环的端面围合形成所述储油空间。
优选地，所述内翻边及所述外翻边分别由根部至末梢相互远离。
优选地，所述密封组件还包括防尘圈，所述防尘圈与所述辅密封圈之间设有导向环。
优选地，所述密封组件还包括用于填充缸套与端盖之间的装配间隙的静密封圈，所述静密封圈靠近所述缸套一侧设有一圈鼓型，所述鼓型抵靠于所述缸套内侧。
本发明还提供了液压装置，包括活塞杆及可活动地套设在所述活塞杆外的缸套，还包括上述的多级油缸活塞杆密封组件，所述活塞杆密封组件填充于所述活塞杆与所述缸套之间的装配预留间隙。
优选地，所述导向环与所述活塞杆之间具有活动间隙，所述活动间隙与所述储油空间连通。
本发明的有益效果：本发明提供多级油缸活塞杆密封组件及液压装置，包括主密封圈，主密封圈包括环形的密封本体，密封本体一端具有外唇口与内唇口，外唇口与内唇口围合形成绕密封本体延伸的环形槽，外唇口向密封本体的外侧凸出，内唇口向密封本体的内侧凸出，环形槽的截面呈U型，且环形槽的底部呈圆弧形且沿远离底部的方向呈渐扩状，内唇口上开设有至少一个回油通道，回油通道连通环形槽与密封本体内侧。该密封组件具有承受高压的密封性能，并有降低背压的功能，当主密封圈背压过高时，通过密封本体内侧唇口受压时向外推移的细小间隙流动，经过特殊的回油通道泄压，提高密封组件的使用寿命周期。此外主密封圈拉伸强度高、耐冲击，不易撕裂损坏，具有很好的柔韧性及密封性。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明多级油缸活塞杆密封组件及液压装置的装配示意图；
图2是本发明多级油缸活塞杆密封组件及液压装置的主密封圈端部示意图；
图3是本发明多级油缸活塞杆密封组件及液压装置的主密封圈纵截面示图；
图4是本发明多级油缸活塞杆密封组件及液压装置的局部背压示意图；
图5是本发明多级油缸活塞杆密封组件及液压装置的泄压示意图；
图6是本发明多级油缸活塞杆密封组件及液压装置的辅密封圈端部示意图。
附图标记说明：防尘圈1，L型导向环2，辅密封圈3，主密封圈4，静密封圈5，活塞杆6，缸套7，端盖8，高压油9，外翻边31，内翻边32，浅口槽33，外唇口41，内唇口42，回油通道43，环形槽44，凸起45，密封本体46。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1至图6所示，本发明提供了多级油缸活塞杆密封组件，包括主密封圈4，所述主密封圈4包括环形的密封本体46，所述密封本体46一端具有外唇口41与内唇口42，所述外唇口41与所述内唇口42围合形成绕所述密封本体46延伸的环形槽44，且所述外唇口41向所述密封本体46的外侧凸出，所述内唇口42向所述密封本体46的内侧凸出，所述环形槽44的截面呈U型，且所述环形槽44的底部呈圆弧形且沿远离底部的方向呈渐扩状。
由此可知，该密封组件主要用于多级伸缩油缸中的主密封圈4。活塞杆6相对于缸套7做往复运动，密封组件相对于缸套7静止，密封组件与活塞杆6之间滑动摩擦。在液压工作过程中，主密封圈4起到主要的密封防泄油作用，辅密封圈3起到进一步的辅助加强密封防泄油的作用。具体地，密封组件填充在缸套7与活塞杆6的装配预留间隙内，主密封圈4靠近活塞做功空间，辅密封圈3靠近外界，二者中间通过导向环隔开，两个密封件共同作用形成密封的作用。导向环与活塞杆6之间设有活动间隙，辅密封圈3端部与导向环端部之间设有储油空间，活动间隙与储油空间连通，主密封圈4端部与导向环另一端部紧密抵靠，主密封圈4另一端设有环形槽44，用于临时存储少量的渗漏高压油9。
在活塞杆6做功的过程中，活塞杆6的作用空间内会有高压油9，随着时间的推移高压油9会渗入到主密封圈4内的环形槽44内，随着渗入油的进一步积累，背压会随之继续升高，当背压达到一定阈值时，高压油9就会通过回油通道43流入到活动间隙内，活动间隙内的油还可以进一步地流入至储油空间内；当背压下降到阈值以下时，便自动停止继续流入。该回油泄压功能周期性的自动开启和关闭，达到降压的效果。
辅密封圈3一方面起到双向密封的作用，一端防止高压油9泄露出去，一端防止外界的灰尘进入到缸套7内；另一方面，能承受高压，与其他的密封组件围合形成储油空间，起到释放主密封圈4的背压的作用，能提高在微压时的整体密封性能。
其中，环形槽44的截面呈U型，具体地，沿轴向的截面为U型，环形槽44的底部呈圆弧形且沿远离底部的方向呈渐扩状。当背压达到一定阈值时，回油功能自动反复地开启，达到降压的效果，自卸车前置油缸初始使用周期比目前延长了40％～50％。内唇口42还具有支撑功能，微量的油膜，从开口环状的内唇口42延伸出，改善后序相关件的润滑条件，降低了磨损，增加了正常地使用周期。
优选的方案，所述主密封圈4包括密封本体46，所述密封本体46端部设有抵靠于缸套7的外唇口41及抵靠于活塞杆6的内唇口42，所述外唇口41与所述内唇口42之间围合形成所述环形槽44。由此可知，密封本体46内外侧分别抵靠在活塞杆6和缸套7上，末端开叉形成环形槽44，环形槽44起到临时储油的功能，避免微量渗漏油没地方流形成过高的背压。当环形槽44内也储满高压油9后，在高压的作用下油会自动通过回油通道43进入泄压空间内进行泄压。在本实施例中，外唇口41与内唇口42都具有向外扩张延伸的弧度，起到预紧压靠的作用，如内唇口42向外扩张，装配时整个主密封圈4的密封本体46与活塞杆6接触但挤压力不大，主要靠内唇口42的紧贴挤压形成密封，这样接触面积小，不仅密封效果好，还能减小摩擦力。
优选的方案，所述回油通道43位于所述内唇口42的末端。内唇口42末梢开设半开口式的回油通道43，高压油9通过该半开口式回油通道43进入到泄压空间。在其他实施场景中，回油通道43也可以是开设在内唇口42的其他地方通孔。
优选的方案，所述密封本体46靠近所述活塞杆6一侧设有凸起45，所述凸起45挤靠于所述活塞杆6外表面。由此可知，内唇口42抵靠在活塞杆6外表面，起到密封的作用，凸起45起到辅助密封的作用，当高压油9从内唇口42与活塞杆6之间的缝隙渗入后还可以通过该凸起45起到进一步放渗透的作用。
优选的方案，所述辅密封圈3包括外翻边31及内翻边32，所述外翻边与所述内翻边之间围合形成浅口槽33，所述浅口槽33与所述导向环的端面围合形成所述储油空间。由此可知，内翻边32和外翻边31分别与活塞杆6和缸套7挤压密封装配，内翻边32还起到刮油的作用，防止活塞杆6上的油泄露出去。辅密封圈3是在现有的Y型圈上进行了改进，将Y型圈V形槽底设计为浅口槽33，将内外密封唇口改进为内外特殊挤压型翻边唇口，即内翻边32与外翻边31均向外侧张开延伸，装配时，内翻边32挤压贴紧在活塞杆6上，辅密封圈3的本体其他部分与活塞杆6挤压力较小，这样内翻边32起到主要的密封作用，从而降低了整个辅密封圈3与活塞杆6之间的摩擦力。该辅密封圈3有极好的动态和静态密封性能，即能承受高压地冲击，更能确保在微压时刮净油膜向外渗漏，同时，可防止污染物侵入做功空间的腔体内，影响密封组件的功效。若防尘圈1发生了意外失效时，粉尘、雨水随活塞杆6返回时，渗入前腔体，此时的内翻边唇口具有防尘效果，彻底地阻止了污水物的侵入，保证腔体内的洁净度，确保了密封件的安全可靠性。
优选的方案，所述内翻边及所述外翻边分别由根部至末梢相互远离。翻边向外倾斜延伸，在装配时，翻边先抵靠压紧，这样可以降低密封圈本体与活塞杆6之间的挤压力，从而降低摩擦力，翻边起到主要的密封作用。
优选的方案，所述密封组件还包括防尘圈1，所述防尘圈1与所述辅密封圈3之间设有导向环。防尘圈1起到防尘的作用。导向环为L型导向环2，两个L型导向环2对称背靠背布置，起到导向的作用，且L型导向环2与活塞杆6之间预留有活动间隙。
优选的方案，所述密封组件还包括用于填充缸套7与端盖8之间的装配间隙的静密封圈5，所述静密封圈5靠近所述缸套7一侧设有一圈鼓型，所述鼓型抵靠于所述缸套7内侧。由此可知，现用底部静密封一般为哑铃型圈，断面尺寸单薄，在承载高压时，强度不足。本方案采用的静密封圈5在哑铃圈的基础上，截面尺寸进行了完善，回弹力加强，抗挤出性增强、永久变形量小，更耐高压，适合压力快速变化。在承载高压和低压时，密封包的整体性能得到了保障和完善。
本发明还提供了液压装置，包括活塞杆6及可活动地套设在所述活塞杆6外的缸套7，还包括前述任一项所述的多级油缸活塞杆密封组件，所述活塞杆6密封组件填充于所述活塞杆6与所述缸套7之间的装配预留间隙。
本发明的有益效果：本发明提供的多级油缸活塞杆密封组件及液压装置，包括主密封圈，主密封圈包括环形的密封本体，密封本体一端具有外唇口与内唇口，外唇口与内唇口围合形成绕密封本体延伸的环形槽，外唇口向密封本体的外侧凸出，内唇口向密封本体的内侧凸出，环形槽的截面呈U型，且环形槽的底部呈圆弧形且沿远离底部的方向呈渐扩状，内唇口上开设有至少一个回油通道，回油通道连通环形槽与密封本体内侧。该密封组件具有承受高压的密封性能，并有降低背压的功能，当主密封圈背压过高时，通过密封本体内侧唇口受压时向外推移的细小间隙流动，经过特殊的回油通道泄压，提高密封组件的使用寿命周期。此外主密封圈拉伸强度高、耐冲击，不易撕裂损坏，具有很好的柔韧性及密封性。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.多级油缸活塞杆密封组件，包括主密封圈，其特征在于：所述主密封圈包括环形的密封本体，所述密封本体一端具有外唇口与内唇口，所述外唇口与所述内唇口围合形成绕所述密封本体延伸的环形槽，且所述外唇口向所述密封本体的外侧凸出，所述内唇口向所述密封本体的内侧凸出，所述环形槽的截面呈U型，且所述环形槽的底部呈圆弧形且沿远离底部的方向呈渐扩状。
2.根据权利要求1所述的多级油缸活塞杆密封组件，其特征在于：所述内唇口上开设有至少一个回油通道，所述回油通道连通所述环形槽与所述密封本体内侧。
3.根据权利要求2所述的多级油缸活塞杆密封组件，其特征在于：所述回油通道位于所述内唇口的末端。
4.根据权利要求2所述的多级油缸活塞杆密封组件，其特征在于：所述密封本体内侧设有用于抵靠活塞杆外表面的开口环状的次唇口，起支撑作用。
5.根据权利要求1所述的多级油缸活塞杆密封组件，其特征在于：还包括导向环及辅密封圈，所述主密封圈、导向环及辅密封圈沿活塞杆轴向依次布置，所述辅密封圈包括外翻边及内翻边，所述外翻边与所述内翻边之间围合形成浅口槽，所述浅口槽与所述导向环的端面围合形成所述储油空间。
6.根据权利要求5所述的多级油缸活塞杆密封组件，其特征在于：所述内翻边及所述外翻边分别由根部至末梢相互远离。
7.根据权利要求1所述的多级油缸活塞杆密封组件，其特征在于：所述密封组件还包括防尘圈，所述防尘圈与所述辅密封圈之间设有导向环。
8.根据权利要求1所述的多级油缸活塞杆密封组件，其特征在于：所述密封组件还包括用于填充缸套与端盖之间的装配间隙的静密封圈，所述静密封圈靠近所述缸套一侧设有一圈鼓型，所述鼓型抵靠于所述缸套内侧。
9.液压装置，包括活塞杆及可活动地套设在所述活塞杆外的缸套，其特征在于：还包括如权利要求5至8任一项所述的多级油缸活塞杆密封组件，所述活塞杆密封组件填充于所述活塞杆与所述缸套之间的装配预留间隙。
10.根据权利要求9所述的液压装置，其特征在于：所述导向环与所述活塞杆之间具有活动间隙，所述活动间隙与所述储油空间连通。
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