CN202301943U - 自动补偿压力平衡密封系统 - Google Patents

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蔡文军
刘涛
安庆宝
江正清
曲刚
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Abstract

本实用新型属于液压密封领域，特别涉及一种自动补偿压力平衡密封系统。包括柱塞、柱塞室壳体和密封件。其中，柱塞与柱塞室壳体通过密封件滑动密封配合。所述柱塞室壳体开设通孔，并沿通孔延伸有平衡腔，平衡腔内采用平衡活塞、弹簧、堵头配合密封，其中堵头带有中心孔，柱塞室内充满介质。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：为在压力环境中工作的机械机构、设备、仪器、仪表提供密闭的环境，系统内外压力基本平衡，解决高压密封的难题，且系统密封泄露后有自动补偿功能。本实用新型特别适用于在环境压力经常变化的条件下工作的工具及仪器，如石油井下仪器和工具等。

Description

自动补偿压力平衡密封系统
技术领域
本实用新型属于液压密封领域，特别涉及一种自动补偿压力平衡密封系统。
背景技术
现有的密封系统通常采用柱塞与柱塞室之间通过各种形式的密封件，如金属或橡胶密封圈（环）等，对于高压密封环境往往需要多级密封。总体是针对不同的密封环境采用不同的密封结构，实现不同的密封功能。其普遍存在的问题是密封系统中缺少自动补偿压力平衡的有效措施。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的共性问题，提供一种自动补偿压力平衡密封系统，用于不同的压力环境中，基本不受环境压力的限制，从而解决高压环境下密封的难题。
为达到上述目的，本实用新型提供的自动补偿压力平衡密封系统采用以下技术方案：包括柱塞、柱塞室壳体和密封件。其中，柱塞与柱塞室壳体通过密封件滑动密封配合。所述柱塞室壳体开设通孔，并沿通孔延伸有平衡腔，平衡腔内采用平衡活塞、弹簧、堵头配合密封，其中堵头带有中心孔，柱塞室内充满介质。
上述方案还包括：在平衡活塞的外周边设有密封环，堵头与平衡腔螺纹连接。柱塞室内充满润滑油。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：为在压力环境中工作的机械机构、设备、仪器、仪表提供密闭的环境，系统内外压力基本平衡，解决高压密封的难题，且系统密封泄露后有自动补偿功能。本实用新型特别适用于在环境压力经常变化的条件下工作的工具及仪器，如石油井下仪器和工具等。
附图说明
附图为本实用新型一种实施例的结构示意图。图中1-柱塞；2—密封件（优选轴密封）；3—柱塞室壳体；4—柱塞室；5—平衡活塞；6—密封环（优选孔密封）；7—弹簧；8—堵头。
具体实施方式
参考附图，一种自动补偿压力平衡密封系统，由柱塞1、壳体3、平衡活塞5、弹簧7、堵头8、轴密封2、孔密封6组成。柱塞1安装在壳体3上端的中心孔内，柱塞1与壳体3之间有轴密封2，柱塞1可以进行往复运动；平衡活塞5安装在壳体3纵向延伸的内孔（即平衡腔）中，平衡活塞5与壳体3之间有孔密封6，平衡活塞5可以在壳体3的内孔中往复运动；弹簧7位于壳体3的内孔中，弹簧7的一端与平衡活塞5接触，另一端与堵头8接触，堵头8与壳体3通过螺纹连接。堵头8带有台阶中心孔，孔的台阶与弹簧7下端接触，通过调节堵头8与壳体3的螺纹旋合长度，使得弹簧7具有一定的初始压缩量。柱塞、壳体、平衡活塞、轴密封和孔密封构成密闭腔体（即柱塞室），腔体内充满润滑油。
本实用新型的工作原理为：自动补偿压力平衡密封系统在压力环境中工作，当柱塞1向壳体3内运动时，柱塞1部分进入腔体4，由于液体不能压缩，腔体4内的液体介质必然推动平衡活塞5下移，弹簧7进一步压缩。相反，当柱塞1从壳体3内向外运动时，柱塞1从腔体4出来，腔体4体积增大，腔体4内压力变小，平衡活塞5将在弹簧7的作用下向上移动。
根据液体压力平衡关系可以得知，不管自动补偿压力平衡密封系统的外界环境压力P如何变化，只要弹簧7的预压缩量达到一定值，腔体4内的压力P1始终大于外界环境压力P。适当调节弹簧7的预压缩量，可以实现腔体4内的压力P1稍微大于外界环境压力P，且腔体4内的压力P1随外界环境压力P的变化而变化，但始终为一个内高外低的近平衡密封系统，且压差基本不变，从而可以解决高压环境下的密封问题。如果系统密封发生轻微漏失，只可能是腔体4内的润滑油向外泄漏，外界环境介质不会向腔体4泄露。而且，这种自动补偿压力平衡密封系统具有自动补偿功能，密封发生泄露以后，腔体4内的润滑油减少，平衡活塞5会在弹簧7的作用下向上移动，从而自动补偿腔体4内由于润滑油泄露引起的体积变化，保持腔体4内部的压力和密封系统的性能。

Claims (3)

1.一种自动补偿压力平衡密封系统，包括柱塞、柱塞室壳体和密封件，其中，柱塞与柱塞室壳体通过密封件滑动密封配合，其特征是：所述柱塞室壳体开设通孔，并沿通孔延伸有平衡腔，平衡腔内采用平衡活塞、弹簧、堵头配合密封，其中堵头带有中心孔，柱塞室内充满介质。
2.根据权利要求1所述的自动补偿压力平衡密封系统，其特征是：在平衡活塞的外周边设有密封环，堵头与平衡腔螺纹连接。
3.根据权利要求1或2所述的自动补偿压力平衡密封系统，其特征是：柱塞室内充满润滑油。
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