CN113969978B - 一种活塞密封结构及活塞装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种活塞密封结构及活塞装置，包括：活塞，活塞内部设有安装室，侧壁上设有第一凹槽，第一凹槽底边设有若干通孔；用于容纳活塞沿其轴线方向运动的缸体；套在第一凹槽内的密封圈，密封圈与第一凹槽两侧壁密封配合，密封圈内外厚度大于缸体内径与活塞的外径之差；设于安装室内的支撑座；沿周向设于密封圈内侧的多个扩张件；弹性部件，弹性部件一端与支撑座连接，另一端穿过通孔与扩张件连接，弹性部件用于通过扩张件向密封圈内壁上施加扩张力。通过对密封圈施加扩张力，使得当密封圈遇冷收缩时，其外壁仍能抵接于缸体内壁上。

Description

一种活塞密封结构及活塞装置

技术领域

本公开一般涉及飞行器动力系统技术领域，尤其涉及用于飞行器动力系统的能源存贮箱内的一种活塞密封结构及活塞装置。

背景技术

在飞行器动力系统的能源存贮箱中，装有用于推送能量原料的活塞装置，该装置中的密封圈，在常温下与气缸可以保持紧密接触，但在外界温度极低时，密封圈受冷后收缩，使得密封圈外壁与气缸内壁不能有效接触，导致活塞密封不严，影响飞行器动力系统乃至整个飞行器的正常工作。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种活塞密封结构及活塞装置。

具体技术方案如下：

第一方面：

本申请提供一种活塞密封结构，包括：

活塞，所述活塞内部设有安装室，侧壁上设有第一凹槽，所述第一凹槽底边设有若干通孔；

缸体，所述缸体用于容纳所述活塞沿所述缸体轴线方向运动；

密封圈，所述密封圈套在所述第一凹槽内，且与所述第一凹槽两侧壁密封配合，所述密封圈内外厚度大于所述缸体内径与所述活塞的外径之差；

支撑座，所述支撑座设于所述安装室内；

扩张件，所述扩张件为多个，并沿所述密封圈内侧周向设置；

弹性部件，所述弹性部件一端与所述支撑座连接，另一端穿过所述通孔与所述扩张件连接，所述弹性部件用于通过所述扩张件向所述密封圈内壁上施加扩张力。

进一步，所述扩张件与所述密封圈内壁接触部位为扩张部，相邻所述扩张件上的扩张部相互连接；所述扩张部外壁连接成的柱体外径小于所述活塞外径。

进一步，所述密封圈上设有断开部，所述密封圈可在所述断开部断开，断面中包含垂直于所述密封圈轴线的平面。

进一步，所述支撑座上设有第一柱体，所述第一柱体插入所述弹性部件内部，所述第一柱体的轴线与所述弹性部件形变的方向平行，所述第一柱体远离所述支撑座的一端设有第二凹槽，所述扩张件上设有第二柱体，所述第二柱体的轴线与所述第一柱体的轴线平行，所述第二柱体与所述第二凹槽活动配合。

进一步，所述安装室内壁上设有螺杆，所述支撑座与所述螺杆螺纹配合，并通过螺母固定于所述安装室内壁上。

进一步，所述密封圈材质为聚四氟乙烯。

进一步，所述密封圈外壁与所述缸体之间的粗糙度小于或等于Ra1.6。

第二方面：

本申请提供一种活塞装置，包括以上所述的活塞密封结构；所述活塞装置的正常工作温度高于-200℃。

本申请有益效果在于：

所述支撑座设于所述活塞内部的安装室内，所述弹性部件设于所述支撑座与所述扩张件之间，并向所述扩张件提供向外的扩张力，又所述扩张件沿周向设于所述密封圈内侧，进而向所述密封圈提供向外的扩张力，所述密封圈外壁与所述缸体接触，又所述密封圈厚度大于所述缸体内径与所述活塞外径之差，所述密封圈与所述第一凹槽两侧壁密封配合，因此所述密封圈可将其两侧的空间进行密封隔绝，在较低温度下，所述密封圈会有收缩的趋势，但由于上述扩张力的作用，所述活塞密封结构仍可保持良好的密封隔绝效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请提供的活塞密封整体结构示意图；

图2为图1中密封圈、支撑座、弹性部件和扩张件的连接示意图；

图3为图1中密封圈的结构示意图；

图4为图1中支撑座的剖视图；

图5为图1中扩张件的示意图。

图中标号：1，活塞；12，通孔；2，缸体；3，密封圈；4，支撑座；31，断开部；5，扩张件；6，弹性部件；41，第一柱体；411，第二凹槽；51，第二柱体；13，螺杆；14，螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

请参考图1和图2，本实施例提供的一种活塞密封结构，包括：

活塞1，所述活塞1内部设有安装室，侧壁上设有第一凹槽，所述第一凹槽底边设有若干通孔12；

缸体2，所述缸体2用于容纳所述活塞1沿所述缸体2轴线方向运动；

密封圈3，所述密封圈3套在所述第一凹槽内，且与所述第一凹槽1两侧壁密封配合，所述密封圈3内外厚度大于所述缸体2内径与所述活塞1的外径之差；

支撑座4，所述支撑座4设于所述安装室内；

扩张件5，所述扩张件5为多个，并沿所述密封圈3内侧周向设置；

弹性部件6，所述弹性部件1一端与所述支撑座4连接，另一端穿过所述通孔12与所述扩张件5连接，所述弹性部件6用于通过所述扩张件5向所述密封圈3内壁上施加扩张力。

所述支撑座4设于所述活塞1内部的安装室内，所述弹性部件6设于所述支撑座4与所述扩张件5之间，并向所述扩张件5提供向外的扩张力，又所述扩张件5沿周向设于所述密封圈3内侧，进而向所述密封圈3提供向外的扩张力，所述密封圈3外壁与所述缸体2接触，又所述密封圈3厚度大于所述缸体2内径与所述活塞1外径之差，所述密封圈3与所述第一凹槽两侧壁密封配合，因此所述密封圈3可将其两侧的空间进行密封隔绝，在较低温度下，所述密封圈3会有收缩的趋势，但由于上述扩张力的作用，所述活塞密封结构仍可保持良好的密封隔绝效果。

其中在所述扩张件5的优选实施方式中，所述扩张件5与所述密封圈3内壁接触部位为扩张部，相邻所述扩张件5上的扩张部相互连接；所述扩张部外壁连接成的柱体外径小于所述活塞1外径。

如图5中所示，多个所述扩张件5上的扩张部相互连接，使得所述扩张件5对所述密封圈3内侧周向的扩张力较为均匀，所述扩张部外壁连接成的主体外径小于所述活塞1的外径，进而当所述扩张部向所述密封圈3施加向外的扩张力后，所述密封圈3上垂直于所述密封圈3轴线的两侧壁仍能与所述第一凹槽保持密封配合，所述密封圈3的密封效果最好。

其中在所述密封圈3的优选实施方式中，所述密封圈3上设有断开部31，所述密封圈3可在所述断开部31断开，断面中包含垂直于所述密封圈3轴线的平面。

如图3中所示，所述活塞密封结构在不同温度下工作时，所述密封圈3会随着温度的变化收缩或扩张，当温度较低时，所述密封圈3收缩较为剧烈，又由于所述密封圈3内壁始终受到扩张力，为使所述密封圈3不至于断裂而造成密封失效，因而主动在所述密封圈3上设置断开部31；又当所述密封圈3在所述断开部31断开时，为防止密封失效，因而设置垂直于所述密封圈3轴线的断面，这样即使所述密封圈3断开，所述断开部31两侧在所述垂直于所述密封圈3轴线的断面处仍保持接触，所述活塞密封结构仍有较好的密封性。

其中在所述支撑座4、所述弹性部件6和所述扩张件5的连接方式的优选实施方式中，所述支撑座4上设有第一柱体41，所述第一柱体41插入所述弹性部件6内部，所述第一柱体41的轴线与所述弹性部件6形变的方向平行，所述第一柱体41远离所述支撑座4的一端设有第二凹槽411，所述扩张件5上设有第二柱体51，所述第二柱体51的轴线与所述第一柱体41的轴线平行，所述第二柱体51与所述第二凹槽411活动配合。

如图4中所示，所述第一柱体41通过所述第二凹槽411与所述第二柱体51活动连接，又所述第一柱体41穿过所述弹性部件6，且所述第一柱体41的轴线与所述弹性部件6的形变方向平行，因而所述第一柱体41与所述第二柱体51对所述弹性部件6在形变方向上形成良好支撑，当所述活塞1与所述缸体2发生相对移动时，所述活塞密封结构保持稳定。

其中在所述支撑座4固定方式的优选实施方式中，所述安装室内壁上设有螺杆13，所述支撑座4与所述螺杆13螺纹配合，并通过螺母14固定于所述安装室内壁上。

如图1中所示，所述支撑座4与固定于所述安装室内壁上的所述螺杆13螺纹配合，又通过所述螺母14固定于所述安装室内壁上，这样所述支撑座4与所述安装室内壁固定更为紧实，且当需要对所述活塞密封结构中的部件进行检修或更换时，方便于拆卸。

其中在所述密封圈3材质的优选实施方式中，所述密封圈3材质为聚四氟乙烯。

所述密封圈3的材质选用聚四氟乙烯，较之其他材质对低温的敏感度相对较低，有利于所述活塞密封结构在低温下有较好的密封效果。

其中在所述密封圈3外壁与所述缸体2之间的粗糙度的优选实施方式中，其特征在于，所述密封圈3外壁与所述缸体2之间的粗糙度小于或等于Ra1.6。

当所述密封圈3外壁与所述缸体2之间的粗糙度小于或等于Ra1.6时，所述密封圈3与所述缸体2之间发生相对运动时，对所述密封圈3的磨损较小，有利于增加所述活塞密封结构的使用寿命。

实施例2

本实施例提供一种活塞装置，包括以上所述的活塞密封结构；所述活塞装置的正常工作温度高于-200℃。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种活塞密封结构，其特征在于，包括：

活塞(1)，所述活塞(1)内部设有安装室，侧壁上设有第一凹槽，所述第一凹槽底边设有若干通孔(12)；

缸体(2)，所述缸体(2)用于容纳所述活塞(1)沿所述缸体(2)轴线方向运动；

密封圈(3)，所述密封圈(3)套在所述第一凹槽内，且与所述第一凹槽两侧壁密封配合，所述密封圈(3)内外厚度大于所述缸体(2)内径与所述活塞(1)的外径之差；

支撑座(4)，所述支撑座(4)设于所述安装室内；

扩张件(5)，所述扩张件(5)为多个，并沿所述密封圈(3)内侧周向设置；所述扩张件(5)与所述密封圈(3)内壁接触部位为扩张部，相邻所述扩张件(5)上的扩张部相互连接；所述扩张部外壁连接成的柱体外径小于所述活塞(1)外径；

弹性部件(6)，所述弹性部件(6)一端与所述支撑座(4)连接，另一端穿过所述通孔(12)与所述扩张件(5)连接，所述弹性部件(6)用于通过所述扩张件(5)向所述密封圈(3)内壁上施加扩张力；

所述支撑座(4)上设有第一柱体(41)，所述第一柱体(41)插入所述弹性部件(6)内部，所述第一柱体(41)的轴线与所述弹性部件(6)形变的方向平行，所述第一柱体(41)远离所述支撑座(4)的一端设有第二凹槽(411)，所述扩张件(5)上设有第二柱体(51)，所述第二柱体(51)的轴线与所述第一柱体(41)的轴线平行，所述第二柱体(51)与所述第二凹槽(411)活动配合,当所述活塞(1)与所述缸体(2)发生相对移动时，所述活塞密封结构保持稳定。

2.根据权利要求1所述的活塞密封结构，其特征在于，所述密封圈(3)上设有断开部(31)，所述密封圈(3)可在所述断开部(31)断开，断面中包含垂直于所述密封圈(3)轴线的平面。

3.根据权利要求1所述的活塞密封结构，其特征在于，所述安装室内壁上设有螺杆(13)，所述支撑座(4)与所述螺杆(13)螺纹配合，并通过螺母(14)固定于所述安装室内壁上。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的活塞密封结构，其特征在于，所述密封圈(3)材质为聚四氟乙烯。

5.根据权利要求4所述的活塞密封结构，其特征在于，所述密封圈(3)外壁与所述缸体(2)之间的粗糙度小于或等于Ra1.6。

6.一种活塞装置，其特征在于，包括权利要求1-5任意一项所述的活塞密封结构；所述活塞装置的正常工作温度高于-200℃。