CN201310620Y - 内压式自动补偿活塞 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种能够有效自动补偿密封件磨损量，而且能够防止活塞回程时因缸内压力减小而导致的密封胶体回缩，从而将使用寿命大幅度提高的内压式自动补偿活塞。它包括活塞本体、套在活塞本体外周的密封胶体和密封胶体的压盖，该密封胶体与活塞本体之间设有环形空间，该环形空间通过一个通道与泵或液压缸的缸套内腔相通，所说的通道内装有单向阀。当活塞前进时，缸套内腔里的高压介质通过通道到密封胶体与活塞本体之间的环形空间内，使密封胶体膨胀，从而可以补偿密封胶体的磨损。当活塞回程时，缸套内腔的压力减小，单向阀关闭，密封胶体与活塞本体之间的环形空间内的介质仍然可以保持较高压力，从而防止活塞的密封胶体回缩。

Description

内压式自动补偿活塞

技术领域

本实用新型属于液压、气动用活塞，特别是涉及一种能够有效自动补偿密封件磨损量，从而将使用寿命大幅度提高的内压式自动补偿活塞。

背景技术

现有常见的液压泵、气泵、气缸、液压缸等所使用的活塞，其密封件是靠本身弹性及过赢量起密封作用进行工作的。活塞本身不具有密封件被磨损后的补偿功能，在工作中，当密封件的弹性补偿部分及过赢量被磨损后，原有活塞的密封能力就会下降，导致使用设备的功效降低，继续工作时介质压力会进一步下降，直至发生介质泄漏。特别是介质中夹杂有硬颗粒时活塞密封件的磨损就更加严重，故这类密封件的使用寿命普遍较短，如石油钻井泥浆泵活塞的平均使用寿命仅100多小时。为了解决活塞使用寿命短的问题，国内外已有人提出过一些试图提高活塞密封件磨损量的方案，如中国专利CN2158930公开了一种密封补偿活塞装置，它是在密封圈内设有U型补偿腔，该补偿腔通过通道与缸套内腔连通，这种单纯靠增压进行补偿的方法虽然理论上可以提高密封件的磨损量，但这种提高很有限的，特别是无法解决活塞回程时由于缸内压力减小而导致活塞密封胶体的回缩问题。当缸内压力过高、密封件发生磨损、设备停止工作较长时间时就会发生泄压。如果在石油钻井工作中发生这种情况，就会使钻井液中的泥浆砂进入密封件和缸套之间，泵仍继续运行，很短时间内就会造成活塞或缸套的损坏。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是对上述现有技术中存在的问题加以改进，提供一种内压式自动补偿活塞，它不但能够有效地自动补偿活塞的磨损，而且能够防止活塞回程时因缸内压力减小而导致的密封胶体回缩。

解决上述问题的技术方案是：所提供的内压式自动补偿活塞包括活塞本体、套在活塞本体外周的密封胶体和密封胶体的压盖，该密封胶体与活塞本体之间设有环形空间，该环形空间通过一个通道与泵或液压缸的缸套内腔相通，本实用新型的改进之处是所说的通道上装有单向阀。当活塞前进将缸套内腔里的高压介质输出的同时也将高压介质通过单向阀由通道引到密封胶体与活塞本体之间的环形空间内，高压介质对密封胶体施压，使密封胶体膨胀，从而可以补偿密封胶体的磨损。当活塞回程时，缸套内腔的压力减小，单向阀关闭，密封胶体与活塞本体之间的环形空间内的介质仍然可以保持较高压力，从而防止活塞的密封胶体回缩。

本实用新型进一步的改进方案是：所说的压盖朝向密封胶体的一面设有锯齿状环形台阶，它与锁销和锁销弹簧一起构成单向锁闭机构，锁销和锁销弹簧装在密封胶体内的硬质管内。硬质管可保证锁销和锁销弹簧不会受介质压力的影响而正常工作。

为了避免密封胶体的根部膨胀，在密封胶体的根部可嵌入一个Z形尼龙环。

本实用新型采用单向阀防止密封胶体回缩，不但结构简单，而且单向阀关闭后可将活塞环形空间内的高压介质封闭，防止锁销与压盖锯齿状环形台阶反复摩擦。当密封胶体发生磨损后可以最大程度的补偿磨损量，从而将活塞的使用寿命成倍提高。另外，当密封圈的磨损量过大而不能继续进行补偿时，可以方便的进行更换。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的半剖视图。

图中编号说明：1-活塞本体，2-密封胶体，3-锁销，4-锁销弹簧，5-压盖，6-单向阀，7-通道，8-环形空间，9-硬质管，10-Z形尼龙环，11-压盖锯齿状环形台阶，12-活塞本体底部的环形外缘，13-密封胶体上的密封环。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明

如图1所示：本实用新型的内压式自动补偿活塞主要由钢制活塞本体1、密封胶体2、锁销3、锁销弹簧4、压盖5和单向阀6组成。其中活塞本体1内加工有通道7，活塞本体1和密封胶体2之间有环形空间8，该环形空间8通过通道7与缸套内腔相连通；另外，通道7内安装有单向阀6，所以缸套内腔的高压介质只能流向环形空间8，而环形空间8内的高压介质不能回流。密封胶体2内安装有硬质管9，锁销3和锁销弹簧4安装在硬质管9内，硬质管9可以保证锁销3和锁销弹簧4在其内有足够的活动间隙，并不受密封胶体膨胀变形的影响。密封胶体2的根部与一个Z形尼龙环10硫化在一起，它们一起组成了一个活塞密封体。压盖5与活塞本体1之间以螺纹方式连接在一起，并且该压盖从端面将密封胶体固定在活塞本体上。压盖5上加工有锯齿状环形台阶11，在锁销弹簧4的作用下锁销前端的齿尖始终卡在压盖的锯齿状环形台阶上，从而形成一个单向锁闭机构。在活塞本体1的底部设有有凸起的环形外缘12，密封胶体的根底部被限制在环形外缘12内，Z形尼龙环10和活塞本体底部的环形外缘12的配合，可以避免密封胶体2的根部向外膨胀。密封胶体2的顶部和底部还设有凸起的密封环13，密封环13起到了更好的密封效果，不会使介质泄漏，同时防止介质中的固体颗粒进入硬质管9内而将锁销3、锁销弹簧4堵塞。

当本活塞向前推进时，缸套内腔的高压介质会经通道7进入活塞内部的环形空间8，由于活塞密封胶体2的根部被Z形尼龙环10和活塞本体底部凸起的外缘12固定，因此只有密封胶体上部可以向外膨胀，所以当活塞运行一段时间发生磨损后，密封胶体2的上部会在介质压力的作用下向外膨胀，并带动锁销3向外越过一个锯齿状环形台阶11，对密封胶体的磨损起到补偿作用；当活塞回程时，缸套内腔的介质压力下降，但一方面由于锁销3被卡在压盖的锯齿状环形台阶上而阻止密封胶体回缩；另一方面由于单向阀6关闭，环形空间8内封存了一定量的压力介质，进一步阻止了密封胶体2的回缩，同时也避免锁销与压盖锯齿状环形台阶间的反复摩擦而损坏。

Claims (7)

1、内压式自动补偿活塞，包括活塞本体(1)、套在活塞本体外周的密封胶体(2)和密封胶体的压盖(5)，该密封胶体与活塞本体之间设有环形空间(8)，该环形空间通过一个通道(7)与泵或液压缸的缸套内腔相通，其特征是所说的通道(7)内装有单向阀(6)。

2、根据权利要求1所述的内压式自动补偿活塞，其特征是在所说的压盖(5)朝向密封胶体的一面设有锯齿状环形台阶(11)，它与锁销(3)和锁销弹簧(4)一起构成单向锁闭机构，锁销(3)和锁销弹簧(4)装在密封胶体内的硬质管(9)内。

3、根据权利要求1或2所述的内压式自动补偿活塞，其特征是密封胶体(2)的根部嵌入一个Z形尼龙环(10)。

4、根据权利要求3所述的内压式自动补偿活塞，其特征是活塞本体(1)的底部设有凸起的环形外缘(12)，密封胶体(2)的根底部被限制在环形外缘(12)内。

5、根据权利要求3所述的内压式自动补偿活塞，其特征是密封胶体(2)的顶部和底部设有凸起的密封环(13)。

6、根据权利要求4所述的内压式自动补偿活塞，其特征是密封胶体(2)的顶部和底部设有凸起的密封环(13)。

7、根据权利要求6所述的内压式自动补偿活塞，其特征是所说的压盖(5)与活塞本体(1)之间以螺纹方式连接在一起，并且该压盖从端面将密封胶体固定在活塞本体上。

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