CN117189579B - 一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，涉及动密封结构技术领域，其技术方案要点是包括柱塞缸，所述柱塞缸内设置有柱塞；密封组件，所述密封组件设置于柱塞缸内并与所述柱塞连接；塞头，所述塞头与柱塞的端部连接，所述密封组件介于塞头和柱塞之间，所述柱塞沿柱塞缸内运动时，所述塞头用于施加压力至密封组件，以使所述密封组件与柱塞缸内壁抵触密封。本发明提供一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，具有在超高压环境下自动补偿以达到稳定动密封的效果。

Description

一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置

技术领域

本发明涉及动密封结构技术领域，更具体的说是涉及一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置。

背景技术

液压控制是将流体的液压能转变为机械能的方式，其最主要的体现在液压缸，液压缸作用液压执行元件在现有的机械结构中有着广泛的应用，主要由缸体、活塞、活塞杆和密封元件构成，其输出力和活塞有效面积及输入端和输出端的压力差成正比，在控制和缓冲作用中起到广泛的应用。一般在使用环境中为低压或高压环境，使用的密封元件采用O型或Y型密封圈进行密封，但是随着大型设备的应用，更多的会使用超高压油缸，超高压油缸承受的压力远超小型油缸，对此超高压油缸的密封元件需要能够承受高压并不易造成液压泄漏。

现有授权公告号为CN217300872U的实用新型专利公开了一种柱塞泵的高压柱塞多重密封结构，包括柱塞，所述柱塞一端外围设置有轴用弹性挡圈，所述柱塞外围位于所述轴用弹性挡圈一侧设置有螺纹套，所述螺纹套一侧设置有油套，所述油套一侧位于所述柱塞外围设置有导向套二，所述导向套二一侧设置有两个支撑环，所述支撑环之间以及所述支撑环与所述导向套二之间均设置有密封垫圈。通过将接头与外部的注油管路连接，接头将外部的润滑油通过通孔和润滑油孔输送到油套外壁和内壁的除油槽中储存，在柱塞滑动时，减小动能损耗，能有效地减缓柱塞的磨损。

上述这种高压柱塞上设置的密封结构，虽然能够通过润滑油的保护方式减小密封件的磨损，以达到密封效果，但是这种润滑密封的方式随着密封件的使用达到使用寿命，会出现密封件老化，即使存在润滑油也很难达到在高压或超高压使用环境中继续起到充分密封的作用，对此一种能够在超高压使用环境下进行自动补偿并提供稳定密封的密封装置亟待解决。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，具有在超高压环境下自动补偿以达到稳定动密封的效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，包括：

柱塞缸，所述柱塞缸内设置有柱塞；

密封组件，所述密封组件设置于柱塞缸内并与所述柱塞连接；

塞头，所述塞头与柱塞的端部连接，所述密封组件介于塞头和柱塞之间，所述柱塞沿柱塞缸内运动时，所述塞头用于施加压力至密封组件，以使所述密封组件与柱塞缸内壁和塞头外径抵触密封；

所述柱塞端部开设有让位槽，所述塞头一端插设至让位槽内，所述柱塞上还连接有定位销，所述定位销一端延伸至让位槽内并对塞头限位。

作为本发明的进一步改进，所述密封组件包括刚性座和密封件，所述刚性座和密封件套设于所述塞头上，所述刚性座与柱塞端部抵触，所述密封件设置于刚性座和塞头之间。

作为本发明的进一步改进，所述密封件设置为多个，多个所述密封件沿塞头阵列设置。

作为本发明的进一步改进，还包括：

磁性件，所述磁性件设置于让位槽内，所述磁性件与让位槽底壁螺纹连接，所述塞头位于让位槽的一端连接有磁吸杆，所述磁吸杆穿设于所述磁性件中，所述磁性件提供磁吸力作用于所述磁吸杆。

作为本发明的进一步改进，所述刚性座一侧开设有凹槽，所述凹槽内设置有保持件，所述保持件与密封件抵触，以使所述密封件胀紧。

作为本发明的进一步改进，所述保持件朝向密封件的一侧还设置有密封凸缘。

作为本发明的进一步改进，所述塞头内壁开设有胀紧槽，所述胀紧槽内设置有胀紧套管，所述胀紧套管上设置有胀紧环，所述密封件与塞头套设时，所述密封件与所述胀紧环紧配合，以胀紧所述密封件。

作为本发明的进一步改进，所述胀紧套管上还设置有O型密封圈，所述O型密封圈用于对刚性座和柱塞之间密封。

作为本发明的进一步改进，所述胀紧套管端部嵌设有用于吸合塞头的磁吸环。

作为本发明的进一步改进，所述刚性座的硬度小于柱塞缸的硬度；

所述密封件的外径设置有倒角，所述密封件的外径小于柱塞缸的内径，所述密封件的材质包括PU材料、PP材料、PE材料和尼龙材料；

所述柱塞的外径小于柱塞缸的内径。

本发明的有益效果：

1、通过设置塞头连接密封组件和柱塞，塞头起到对密封组件夹持的作用，以使密封组件提高与柱塞缸内壁的抵触密封力，并且在定位销的作用下实现对塞头的定位，使得当密封组件随着与柱塞缸内壁的磨损后，在柱塞沿柱塞缸内移动时能够保持对密封组件的压力，达到对密封组件的自动补偿，以保持密封组件充分密封；

2、通过在柱塞端部开设让位槽，并在定位销的定位作用下，使得在吸液时，柱塞缸内的液体推抵塞头，以使塞头保持对密封组件的补偿施压，促使密封组件达到补偿密封，在泵液时，柱塞移动时会推动塞头在让位槽内移动，并促使塞头保持对密封组件的补偿施压，以使密封组件保持补偿密封，从而实现了在超高压环境下自动补偿以达到稳定动密封的效果。

附图说明

图1为实施例1的立体结构示意图；

图2为实施例1的整体结构的剖视示意图；

图3为图2的A部局部放大图；

图4为实施例1中整体结构的爆炸图；

图5为实施例2中整体结构的爆炸图；

图6为实施例2的局部剖视示意图；

图7为实施例2中整体结构的爆炸图；

图8为实施例2的局部剖视示意图。

附图标记：1、柱塞缸；12、活塞腔；13、缸盖；14、吸头座；15、冷凝腔；16、冷凝管道；17、吸头；18、套管件；2、柱塞；21、让位槽；22、定位销；3、密封组件；4、刚性座；41、凹槽；42、保持件；43、密封凸缘；5、密封件；6、磁性件；7、磁吸杆；8、塞头；81、胀紧槽；82、胀紧套管；83、胀紧环；84、O型密封圈；85、磁吸环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1：

参考图1至图4所示，为本发明一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置的具体实施方式，包括柱塞缸1和设置于柱塞缸1内的柱塞2，柱塞缸1内形成有供柱塞2移动的活塞腔12，柱塞缸1上还开设有与活塞腔12联通的冷凝管道16，冷凝管道16用于连接冷凝管，柱塞2一端插设至活塞腔12内，另一端从柱塞缸1的端部伸出，柱塞缸1上还连接有用于封盖活塞腔12的缸盖13，缸盖13和活塞腔12之间还形成有冷凝腔15，柱塞缸1远离缸盖13的一端设置有吸头座14，吸头座14中设置有用于泵吸液体的吸头17，吸头座14中还设置有用于固定吸头17的套管件18。吸头17上设置有用于泵入液体的泵入单向阀和泵出液体的泵出单向阀，通过泵入单向阀泵入液体至活塞腔12内，以推动柱塞2沿活塞腔12内运动，柱塞2伸出柱塞缸1的一端连接有油缸，当需要泵出液体时，通过油缸推动柱塞2运动并从吸头17上的泵出单向阀泵出液体，当柱塞2沿活塞腔12运动后，通过冷凝管朝冷凝腔15中泵入冷凝液，以对柱塞2进行冷凝降温。

柱塞2的端部开设有让位槽21，让位槽21中设置有塞头8，柱塞2上还螺纹连接有定位销22，定位销22的一端延伸至让位槽21内并对塞头8限位，塞头8和柱塞2之间还设置有密封组件3，密封组件3包括刚性座4和密封件5，刚性座4和密封件5套设于塞头8上，刚性座4与柱塞2端部抵触，密封件5设置于刚性座4和塞头8之间，并且密封件5设置有多个，以使在定位销22的定位作用下，使得塞头8保持对密封件5的压紧，密封件5的材质包括但不限于PU材料、PP材料、PE材料和尼龙材料，并且密封件5内部中空，以使塞头8的压持作用下，促使密封件5压缩形变，从而保持与活塞腔12内壁的密封抵紧，刚性座4与活塞腔12内壁接触，以使在刚性座4的作用下，使得密封件5不易从刚性座4的一侧溢出，从而形成密封件5的补偿密封。其中刚性座4的硬度小于柱塞缸1的硬度，密封件5的外径设置有倒角，倒角不小于1mm，密封件5的外径小于柱塞缸1的内径，柱塞2的外径小于柱塞缸1的内径。密封件5在装入塞头8后插入柱塞2的尾端，此时让位槽21开口处对准定位销22所在的位置，在施加外力作用压紧密封件5后拧紧定位销22实现对密封件5预紧安装。

在泵入液体时，塞头8的端部与液体接触并在泵入液体的压力作用下，形成对密封件5的抵压，密封件5受外力作用形变，从而补偿与活塞腔12内壁的密封力，达到即使密封件5随着往复运动出现磨损后，仍然能够保持与活塞腔12内部的充分抵触密封。在泵出液体时，油缸推动柱塞2运动，此时塞头8与密封件5抵压，以使密封件5补偿与活塞腔12内壁的密封力，从而实现在超高压环境下自动补偿以达到稳定动密封的效果。

实施例2：

参考图5和图6所示，与实施例1不同之处在于，还包括磁性件6，磁性件6设置于让位槽21内，并且磁性件6与让位槽21之间通过螺纹连接，塞头8位于让位槽21的一端连接有磁吸杆7，磁吸杆7与塞头8之间螺纹连接，磁性件6沿磁吸杆7的外周设置，以形成环形，磁吸杆7的一端穿设至磁性件6中，磁性件6提供磁吸力作用于磁吸杆7上，从而加强塞头8对密封件5的压持作用力，促使密封件5进行补偿密封。

刚性座4背离柱塞2的一侧开设有凹槽41，凹槽41内设置有保持件42，保持件42背离刚性座4的一侧设置有密封凸缘43，在塞头8固定密封件5时，由于密封件5沿塞头8轴向设置有多个，刚性座4保持对与刚性座4接触的密封件5抵压，从而使得沿塞头8设置的密封件5能够充分的被压缩形成补偿密封，不易出现远离塞头8的密封件5不易被补偿到，并且在保持件42的作用下，也使得刚性座4与密封件5之间的密封更加充分，不易出现在刚性座4处出现密封泄漏的情况。

实施例3：

参考图7和图8所示，与实施例2不同之处在于，塞头8内壁开设有胀紧槽81，胀紧槽81内设置有胀紧套管82，胀紧套管82端部嵌设有用于吸合塞头8的磁吸环85，以使胀紧套管82在与塞头8连接后不易分离，胀紧套管82上设置有胀紧环83，以使密封件5与塞头8套设连接时，密封件5与胀紧环83之间紧配合连接，由于密封件5内部中空，使得在紧配合连接后，胀紧环83能够起到对密封件5的胀紧，在胀紧套管82上还设置有O型密封圈84，O型密封圈84处于刚性座4和柱塞2之间，从而达到对柱塞2和刚性座4之间密封，通过柱塞2、刚性座4、密封件5和塞头8连接处都形成稳定密封，实现在超高压环境下实现柱塞2运动时的密封。

工作原理及其效果：

通过吸头17吸入超高压液体，在超高压液体的作用下推动塞头8并带动柱塞2沿活塞腔12运动，此时由于液体作用于塞头8，柱塞2的端部开设有用于安装塞头8的让位槽21，使得塞头8会受液压的作用抵压密封件5，由于密封件5内部中空，受压缩时形变，从而形成补偿密封压力，实现即使密封件5磨损，使得密封件5在受到压缩补偿后能够充分的进行密封，刚性座4与活塞腔12内壁紧密贴合，使得在密封件5进行密封时，密封件5不易出现沿刚性座4与活塞腔12之间溢出，使得整体结构能够提供稳定的密封效果，在油缸推动柱塞2沿活塞腔12移动并泵出液体时，塞头8压缩并推抵液体，此时塞头8与密封件5之间抵压，从而形成对密封件5的自动补偿，以达到密封件5充分的进行密封，使得在泵入和泵出液体时均能提供稳定的密封效果，从而实现了在超高压环境下自动补偿以达到稳定动密封的效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，其特征在于，包括：

柱塞缸（1），所述柱塞缸（1）内设置有柱塞（2）；

密封组件（3），所述密封组件（3）设置于柱塞缸（1）内并与所述柱塞（2）连接；

塞头（8），所述塞头（8）与柱塞（2）的端部连接，所述密封组件（3）介于塞头（8）和柱塞（2）之间，所述柱塞（2）沿柱塞缸（1）内运动时，所述塞头（8）用于施加压力至密封组件（3），以使所述密封组件（3）与柱塞缸（1）内壁和塞头（8）外径抵触密封；

所述柱塞（2）端部开设有让位槽（21），所述塞头（8）一端插设至让位槽（21）内，所述柱塞（2）上还连接有定位销（22），所述定位销（22）一端延伸至让位槽（21）内并对塞头（8）限位；

所述密封组件（3）包括刚性座（4）和密封件（5），所述刚性座（4）和密封件（5）套设于所述塞头（8）上，所述刚性座（4）与柱塞（2）端部抵触，所述密封件（5）设置于刚性座（4）和塞头（8）之间；

还包括：

磁性件（6），所述磁性件（6）设置于让位槽（21）内，所述磁性件（6）与让位槽（21）底壁螺纹连接，所述塞头（8）位于让位槽（21）的一端连接有磁吸杆（7），所述磁吸杆（7）穿设于所述磁性件（6）中，所述磁性件（6）提供磁吸力作用于所述磁吸杆（7）。

2.根据权利要求1所述的一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，其特征在于：所述密封件（5）设置为多个，多个所述密封件（5）沿塞头（8）阵列设置。

3.根据权利要求1所述的一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，其特征在于：所述刚性座（4）一侧开设有凹槽（41），所述凹槽（41）内设置有保持件（42），所述保持件（42）与密封件（5）抵触，以使所述密封件（5）胀紧。

4.根据权利要求3所述的一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，其特征在于：所述保持件（42）朝向密封件（5）的一侧还设置有密封凸缘（43）。

5.根据权利要求1所述的一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，其特征在于：所述塞头（8）内壁开设有胀紧槽（81），所述胀紧槽（81）内设置有胀紧套管（82），所述胀紧套管（82）上设置有胀紧环（83），所述密封件（5）与塞头（8）套设时，所述密封件（5）与所述胀紧环（83）紧配合，以胀紧所述密封件（5）。

6.根据权利要求5所述的一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，其特征在于：所述胀紧套管（82）上还设置有O型密封圈（84），所述O型密封圈（84）用于对刚性座（4）和柱塞（2）之间密封。

7.根据权利要求6所述的一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，其特征在于：所述胀紧套管（82）端部嵌设有用于吸合塞头（8）的磁吸环（85）。

8.根据权利要求1所述的一种自动补偿型超高压活塞杆流体动密封装置，其特征在于：所述刚性座（4）的硬度小于柱塞缸（1）的硬度；

所述密封件（5）的外径设置有倒角，所述密封件（5）的外径小于柱塞缸（1）的内径，所述密封件（5）的材质包括PU材料、PP材料、PE材料和尼龙材料；

所述柱塞（2）的外径小于柱塞缸（1）的内径。