CN114274512B - 一种3d打印设备料缸密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种3D打印设备料缸密封结构，属于料缸密封结构技术领域，包括料缸，所述料缸的顶端开设有缸槽，所述缸槽的内壁滑动连接有活塞，所述活塞的顶端设置有固定板。本发明解决了难以有效控制密封件间的密封圈的压力，过低的压力易导致密封件间出现间隙、过大压力易大幅减损料缸使用寿命的问题，本发明中，通过推动杆、加压台、液压腔、液压管和挤压环槽的使用，随着活塞的推力增加而增大挤压密封环与缸槽内壁之间的压力，使挤压密封环与缸槽内壁之间始终紧密贴合而具备良好的密封性能，同时也避免活塞始终对缸槽的内壁保持过大的挤压力，从而在保证良好的密封性能的前提下，延长装置的使用寿命。

Description

一种3D打印设备料缸密封结构

技术领域

本发明属于料缸密封结构技术领域，具体涉及一种3D打印设备料缸密封结构。

背景技术

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

现有3D打印设备料缸的密封结构通常使用密封圈加强密封件间的密封性能，这需要直接给予密封圈足够的压力才能保证其密封性能，但压力过大会导致密封圈过早失效、同时也会加剧3D料缸的磨损，影响其使用寿命，过低的压力却容易导致密封结构在工作过程中产生缝隙，由此提出一种3D打印设备料缸密封结构。

发明内容

本发明提供了一种3D打印设备料缸密封结构，其目的在于解决了难以有效控制密封件间的密封圈的压力，过低的压力易导致密封件间出现间隙、过大压力易大幅减损料缸使用寿命的问题。

本发明提供了一种3D打印设备料缸密封结构，包括料缸，所述料缸的顶端开设有缸槽，所述缸槽的内壁滑动连接有活塞，所述活塞的顶端设置有固定板，所述活塞的内部开设有液压腔，所述液压腔的内壁开设有十个均匀分布的液压管，所述液压腔的内腔活动连接有加压台，所述加压台的底端设置有推动杆，所述活塞的外侧依次开设有两个配合槽，所述配合槽内壁的一侧开设有挤压环槽，所述挤压环槽内壁的一侧与液压管的一端连通，所述挤压环槽内壁的一端设置有膨胀膜，所述挤压环槽和液压管的内腔充满液压油，所述配合槽的内壁插接有挤压密封环，所述活塞的顶部设置有刮粉机构，所述料缸的顶部设置有膨胀密封机构。

进一步地，所述刮粉机构的包括设置于固定板顶部的四个固定底板，所述固定底板的一侧固定连接有簧板，所述簧板的顶端设置有刮板，所述刮板的一端与缸槽的内壁滑动连接，所述刮板的材料为丁腈橡胶。

通过采用上述方案，在需要清洁缸槽的内壁时将刮粉机构与固定板装配、安装，所述簧板具有弹性从而使刮板的一端始终与料缸的外侧保持接触，所述刮板刮除缸槽内壁的打印用粉，从而达到清洁缸槽内壁的作用，且相邻的所述刮板之间完全贴合没有缝隙。

进一步地，所述固定板的顶端开设有四个安装槽，所述固定底板的外侧与安装槽的内壁插接，所述固定底板通过锁定栓与固定板固定连接。

通过采用上述方案，所述安装槽和锁定栓方便固定底板的安装固定和拆卸。

进一步地，所述膨胀密封机构包括开设于料缸顶端的顶部密封槽，所述顶部密封槽的内壁插接有顶部密封圈，所述顶部密封圈的底端开设有挤压槽，所述挤压槽的内壁插接有弹性球，所述弹性球的底端与顶部密封槽的内壁活动连接。

通过采用上述方案，在料缸的顶部与打印设备固定时，所述弹性球受到挤压，弹性球将会发生弹性变形，从而使挤压槽的内壁和内顶壁均受到弹力挤压，使得顶部密封圈将向四周膨胀而与顶部密封槽的内壁紧密贴合，弹性球的弹力使顶部密封圈有向上移动的趋势，使顶部密封圈与打印设备的配合面紧密贴合，从而大大提高密封性能。

进一步地，所述弹性球为弹性变形材料硅橡胶，所述顶部密封圈的材料为氟橡胶。

通过采用上述方案，所述硅橡胶的弹性性能优异受到挤压后可以积累足够的弹性势能，从而使顶部密封圈始终与和顶部密封圈接触的面保持良好的贴合，从而大大提高密封性能。

进一步地，所述顶部密封圈的顶端设置有若干个同心的同心密封环。

通过采用上述方案，所述同心密封环使顶部密封圈的顶部具有多层类似密封圈的密封结构，从而起到加强密封效果的目的。

进一步地，所述液压管上下分组设置，每组为均匀分布的五个，所述挤压密封环的内侧设置有内衬，所述挤压密封环的外侧与缸槽的内壁活动连接，所述内衬的外侧与配合槽的内壁活动连接，所述内衬的材料为硅橡胶，所述挤压密封环的材料为耐磨材料丁腈橡胶。

通过采用上述方案，所述液压管将液压腔内部液压油的压力传递到挤压环槽处，挤压密封环直接与缸槽的内壁紧密接触，使活塞与缸槽之间维持良好的密封性。

进一步地，所述内衬的一侧开设有对接槽，所述对接槽的内壁与膨胀膜的外侧活动连接，所述膨胀膜的材料为丁基橡胶。

通过采用上述方案，当推动杆挤压活塞使活塞上行时，液压腔内的液压油受到挤压进入液压管内，液压管内的液压油将压力传递给挤压环槽，所述膨胀膜将挤压环槽处的液压油压力传递给内衬，然后通过内衬对挤压密封环进行挤压，挤压密封环对缸槽的内壁保持紧贴和挤压，从而使活塞与缸槽保持良好的密封性能。

进一步地，所述加压台材料为硅橡胶，所述推动杆的外侧依次设置有若干个密封圈，所述活塞的底端设置有底座，所述密封圈的外侧与底座的内侧活动连接。

通过采用上述方案，所述密封圈使推动杆与底座之间维持良好的气密性，加压台与液压腔的内顶壁接触挤压后加压台发生变形，推动杆的前端可以继续进入液压腔的内腔，从而继续对液压腔内的液压油继续挤压，继续增加液压油的压力。

进一步地，所述底座的外侧与料缸内侧的底端活动连接，所述底座的底端固定设置有套接于推动杆外侧的压紧弹簧，所述推动杆的底端设置有托台，所述托台的顶部与压紧弹簧的底端固定连接。

通过采用上述方案，所述托台和压紧弹簧可以将推动杆的推力直接传递给底座和活塞。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、本发明中，通过推动杆、加压台、液压腔、液压管和挤压环槽的使用，随着活塞的推力增加而增大挤压密封环与缸槽内壁之间的压力，使挤压密封环与缸槽内壁之间始终紧密贴合而具备良好的密封性能，同时也避免活塞始终对缸槽的内壁保持过大的挤压力，从而在保证良好的密封性能的前提下，延长装置的使用寿命；

2、本发明中，通过刮粉机构的使用，刮除缸槽内壁的打印用粉，从而达到清洁缸槽内壁的作用，且相邻的所述刮板之间完全贴合没有缝隙；

3、本发明中，通过膨胀密封机构的使用，弹性球受到挤压发生弹性变形，弹性球积累的弹性势能使顶部密封圈和同心密封环与打印设备的配合面始终紧密贴合，从而大大提高密封性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的正面剖视结构示意图；

图2为本发明图1中A部分的局部放大结构示意图；

图3为本发明图1中B部分的局部放大结构示意图；

图4为本发明图1中C部分的局部放大结构示意图；

图5为本发明挤压密封环的正面结构示意图；

图6为本发明活塞、固定板与底座固定连接结构示意图；

图7为本发明四个刮板之间的位置关系结构示意图。

附图标记：1、料缸；2、缸槽；3、活塞；4、液压管；5、加压台；6、密封圈；7、推动杆；8、托台；9、压紧弹簧；10、底座；11、液压腔；12、固定板；13、刮板；14、顶部密封圈；15、顶部密封槽；16、弹性球；17、固定底板；18、簧板；19、挤压槽；20、内衬；21、挤压环槽；22、膨胀膜；23、对接槽；24、锁定栓；25、安装槽；26、挤压密封环；27、配合槽；28、同心密封环。

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，本发明提出一种3D打印设备料缸密封结构，包括料缸1，料缸1的顶端开设有缸槽2，缸槽2的内壁滑动连接有活塞3，活塞3的顶端设置有固定板12，活塞3的内部开设有液压腔11，液压腔11的内壁开设有十个均匀分布的液压管4，液压腔11的内腔活动连接有加压台5，加压台5的底端设置有推动杆7，活塞3的外侧依次开设有两个配合槽27，配合槽27内壁的一侧开设有挤压环槽21，挤压环槽21内壁的一侧与液压管4的一端连通，挤压环槽21内壁的一端设置有膨胀膜22，挤压环槽21和液压管4的内腔充满液压油，配合槽27的内壁插接有挤压密封环26，活塞3的顶部设置有刮粉机构，料缸1的顶部设置有膨胀密封机构；

刮粉机构的包括设置于固定板12顶部的四个固定底板17，固定底板17的一侧固定连接有簧板18，簧板18的顶端设置有刮板13，刮板13的一端与缸槽2的内壁滑动连接，刮板13的材料为丁腈橡胶，在需要清洁缸槽2的内壁时将刮粉机构与固定板12装配、安装，簧板18具有弹性从而使刮板13的一端始终与料缸1的外侧保持接触，刮板13刮除缸槽2内壁的打印用粉，从而达到清洁缸槽2内壁的作用，且相邻的刮板13之间完全贴合没有缝隙；

固定板12的顶端开设有四个安装槽25，固定底板17的外侧与安装槽25的内壁插接，固定底板17通过锁定栓24与固定板12固定连接，安装槽25和锁定栓24方便固定底板17的安装固定和拆卸；

膨胀密封机构包括开设于料缸1顶端的顶部密封槽15，顶部密封槽15的内壁插接有顶部密封圈14，顶部密封圈14的底端开设有挤压槽19，挤压槽19的内壁插接有弹性球16，弹性球16的底端与顶部密封槽15的内壁活动连接，在料缸1的顶部与打印设备固定时，弹性球16受到挤压，弹性球16将会发生弹性变形，从而使挤压槽19的内壁和内顶壁均受到弹力挤压，使得顶部密封圈14将向四周膨胀而与顶部密封槽15的内壁紧密贴合，弹性球16的弹力使顶部密封圈14有向上移动的趋势，使顶部密封圈14与打印设备的配合面紧密贴合，从而大大提高密封性能；

弹性球16为弹性变形材料硅橡胶，顶部密封圈14的材料为氟橡胶，硅橡胶的弹性性能优异受到挤压后可以积累足够的弹性势能，从而使顶部密封圈14始终与和顶部密封圈14接触的面保持良好的贴合，从而大大提高密封性能；

顶部密封圈14的顶端设置有若干个同心的同心密封环28，同心密封环28使顶部密封圈14的顶部具有多层类似密封圈的密封结构，从而起到加强密封效果的目的；

液压管4上下分组设置，每组为均匀分布的五个，挤压密封环26的内侧设置有内衬20，挤压密封环26的外侧与缸槽2的内壁活动连接，内衬20的外侧与配合槽27的内壁活动连接，内衬20的材料为硅橡胶，挤压密封环26的材料为耐磨材料丁腈橡胶，液压管4将液压腔11内部液压油的压力传递到挤压环槽21处，挤压密封环26直接与缸槽2的内壁紧密接触，使活塞3与缸槽2之间维持良好的密封性；

内衬20的一侧开设有对接槽23，对接槽23的内壁与膨胀膜22的外侧活动连接，膨胀膜22的材料为丁基橡胶，当推动杆7挤压活塞3使活塞3上行时，液压腔11内的液压油受到挤压进入液压管4内，液压管4内的液压油将压力传递给挤压环槽21，膨胀膜22将挤压环槽21处的液压油压力传递给内衬20，然后通过内衬20对挤压密封环26进行挤压，挤压密封环26对缸槽2的内壁保持紧贴和挤压，从而使活塞3与缸槽2保持良好的密封性能；

加压台5材料为硅橡胶，推动杆7的外侧依次设置有若干个密封圈6，活塞3的底端设置有底座10，密封圈6的外侧与底座10的内侧活动连接，密封圈6使推动杆7与底座10之间维持良好的气密性，加压台5与液压腔11的内顶壁接触挤压后加压台5发生变形，推动杆7的前端可以继续进入液压腔11的内腔，从而继续对液压腔11内的液压油继续挤压，继续增加液压油的压力；

底座10的外侧与料缸1内侧的底端活动连接，底座10的底端固定设置有套接于推动杆7外侧的压紧弹簧9，推动杆7的底端设置有托台8，托台8的顶部与压紧弹簧9的底端固定连接，托台8和压紧弹簧9可以将推动杆7的推力直接传递给底座10和活塞3。

实施方式具体为：在使用时推动杆7通过托台8和压紧弹簧9将部分推力直接施加给底座10，推动杆7的另一部分推力使加压台5受到挤压，加压台5将受到的压力施加给液压腔11内的液压油，液压腔11内的液压油受到挤压进入到液压管4内，液压管4内的液压油将压力传递给挤压环槽21，膨胀膜22将挤压环槽21处的液压油压力传递给内衬20，然后通过内衬20对挤压密封环26进行挤压，从而使得挤压密封环26对缸槽2的内壁保持紧贴和挤压，从而使活塞3与缸槽2保持良好的密封性能，另一部分液压油的压力传递给活塞3和底座10受到的推力一同推动活塞3沿着缸槽2的内壁向上移动，当作用活塞3的推力增大时，活塞3受到的阻力增大，会导致活塞3顶部的打印用粉施加给活塞3的边缘的反作用力也随之增大，挤压密封环26受到打印用粉的作用力也随之增大，但由于活塞3的运动受阻到加压台5受到的压力增大，加压台5对液压腔11内的液压油的作用力也随之增加，液压油受到的压力增大了膨胀膜22对内衬20和挤压密封环26的压力，挤压密封环26与缸槽2内壁之间作用力也随之增大，从而避免打印用粉从挤压密封环26的外侧和缸槽2内壁之间挤出缝隙，进而破坏缸槽2的内壁与活塞3外侧之间的密封结构；

在需要清洁缸槽2的内壁时，将刮粉机构与固定板12装配、安装，簧板18具有弹性从而使刮板13的一端始终与料缸1的外侧保持接触，推动杆7推动活塞3沿着缸槽2的轴线移动，活塞3带动固定底板17、簧板18和刮板13向上移动，刮板13沿着缸槽2内壁移动，从而刮除贴附缸槽2内壁的打印用粉，进而达到清洁缸槽2内壁的作用，且相邻的刮板13之间完全贴合没有缝隙。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种3D打印设备料缸密封结构，包括料缸（1），其特征在于，所述料缸（1）的顶端开设有缸槽（2），所述缸槽（2）的内壁滑动连接有活塞（3），所述活塞（3）的顶端设置有固定板（12），所述活塞（3）的内部开设有液压腔（11），所述液压腔（11）的内壁开设有十个均匀分布的液压管（4），所述液压腔（11）的内腔活动连接有加压台（5），所述加压台（5）的底端设置有推动杆（7），所述活塞（3）的外侧依次开设有两个配合槽（27），所述配合槽（27）内壁的一侧开设有挤压环槽（21），所述挤压环槽（21）内壁的一侧与液压管（4）的一端连通，所述挤压环槽（21）内壁的一端设置有膨胀膜（22），所述挤压环槽（21）和液压管（4）的内腔充满液压油，所述配合槽（27）的内壁插接有挤压密封环（26），所述活塞（3）的顶部设置有刮粉机构，所述料缸（1）的顶部设置有膨胀密封机构；

所述刮粉机构的包括设置于固定板（12）顶部的四个固定底板（17），所述固定底板（17）的一侧固定连接有簧板（18），所述簧板（18）的顶端设置有刮板（13），所述刮板（13）的一端与缸槽（2）的内壁滑动连接，所述刮板（13）的材料为丁腈橡胶；

所述膨胀密封机构包括开设于料缸（1）顶端的顶部密封槽（15），所述顶部密封槽（15）的内壁插接有顶部密封圈（14），所述顶部密封圈（14）的底端开设有挤压槽（19），所述挤压槽（19）的内壁插接有弹性球（16），所述弹性球（16）的底端与顶部密封槽（15）的内壁活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印设备料缸密封结构，其特征在于：所述固定板（12）的顶端开设有四个安装槽（25），所述固定底板（17）的外侧与安装槽（25）的内壁插接，所述固定底板（17）通过锁定栓（24）与固定板（12）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印设备料缸密封结构，其特征在于：所述弹性球（16）为弹性变形材料硅橡胶，所述顶部密封圈（14）的材料为氟橡胶。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印设备料缸密封结构，其特征在于：所述顶部密封圈（14）的顶端设置有若干个同心的同心密封环（28）。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印设备料缸密封结构，其特征在于：所述液压管（4）上下分组设置，每组为均匀分布的五个，所述挤压密封环（26）的内侧设置有内衬（20），所述挤压密封环（26）的外侧与缸槽（2）的内壁活动连接，所述内衬（20）的外侧与配合槽（27）的内壁活动连接，所述内衬（20）的材料为硅橡胶，所述挤压密封环（26）的材料为耐磨材料丁腈橡胶。

6.根据权利要求5所述的一种3D打印设备料缸密封结构，其特征在于：所述内衬（20）的一侧开设有对接槽（23），所述对接槽（23）的内壁与膨胀膜（22）的外侧活动连接，所述膨胀膜（22）的材料为丁基橡胶。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印设备料缸密封结构，其特征在于：所述加压台（5）材料为硅橡胶，所述推动杆（7）的外侧依次设置有若干个密封圈（6），所述活塞（3）的底端设置有底座（10），所述密封圈（6）的外侧与底座（10）的内侧活动连接。

8.根据权利要求7所述的一种3D打印设备料缸密封结构，其特征在于：所述底座（10）的外侧与料缸（1）内侧的底端活动连接，所述底座（10）的底端固定设置有套接于推动杆（7）外侧的压紧弹簧（9），所述推动杆（7）的底端设置有托台（8），所述托台（8）的顶部与压紧弹簧（9）的底端固定连接。