CN221292282U - 一种动态密封装置、增材制造设备用成形缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动态密封装置、增材制造设备用成形缸，该密封装置包括密封板和密封圈，密封圈设置于密封板与成形缸的缸壁之间；密封圈连接有控制单元，控制单元用于控制密封圈内压力，使得成形平台在运动过程中密封圈对成形缸的缸壁施加恒定压力。增材制造设备用成形缸包括在成形缸中自上至下依次设置有成形平台、上述的动态密封装置和升降架，在升降架驱动动态密封装置和成形平台上下运动的过程中，动态密封装置与成形缸的缸壁紧贴，动态密封装置向成形缸的缸壁施加恒定压力。采用该动态密封装置可以实现自适应控制密封件对缸壁压力，增加密封可靠性，解决缸壁受过大挤压导致形变的问题以及自适应密封板和缸壁间隙。

Description

一种动态密封装置、增材制造设备用成形缸

技术领域

本实用新型涉及增材制造设备技术领域，具体涉及一种动态密封装置、增材制造设备用成形缸。

背景技术

SLM设备成形缸内，通常含有成形平台(基材)、加热板、密封板等。其中密封板的作用主要是防止成形缸漏粉，影响Z轴精度及铺粉质量。目前设备，大多数密封板都是靠硬挤压密封件实现密封，因无法自动控制压力大小，长时间过载挤压缸壁导致缸壁变形，在升降Z轴和缸壁不完全平行的时候，密封板与缸壁间隙忽大忽小，密封件压力不断变化，导致密封失效，进而漏粉。

实用新型内容

本实用新型提供一种动态密封装置、增材制造设备用成形缸，采用该动态密封装置具有良好的可靠性，解决了缸壁受过大挤压导致形变的问题以及自适应调整密封板和缸壁间隙。另外，采用该动态密封装置的增材制造设备用成形缸，不仅可以防止漏粉，还可以防止漏气，大大减少打印时惰性气体覆盖容积，节约洗气时间，降低SLM设备打印时洗气成本，提高整体打印效率。

本实用新型提供的技术解决方案如下：

一种动态密封装置，所述动态密封装置包括：

密封板和密封圈，所述密封圈设置于所述密封板与成形缸的缸壁之间；

所述密封圈连接有控制单元，所述控制单元用于控制所述密封圈内压力，使得成形平台在运动过程中所述密封圈对所述成形缸的缸壁施加恒定压力。

进一步地，所述控制单元包括压力控制装置和压力检测装置，所述压力控制装置通过管道与所述密封圈连通，所述压力检测装置设置于所述管道上，所述压力控制装置与所述压力检测装置电性连接。

进一步地，还包括密封件，所述密封件设置于所述密封圈与所述成形缸的缸壁之间，所述密封件与所述密封圈接触，所述密封圈在所述压力控制装置作用下使得所述密封件紧贴所述成形缸的缸壁。

进一步地，所述密封板侧部设置有安装槽，所述密封圈和所述密封件从内向外依次设置在所述安装槽内。

进一步地，还包括压块，所述压块设置于所述密封件与所述密封圈顶部。

进一步地，所述密封板顶部外侧设置有环形安装槽，所述环形安装槽从下到上依次设置有第一台阶、第二台阶和第三台阶，所述密封件、密封圈以及压块分别设置于所述第一台阶、第二台阶以及第三台阶上。

进一步地，所述第一台阶外围棱边距离所述缸壁有间隙；

所述压块的边缘距离所述缸壁有间隙。

进一步地，所述密封圈外表面设置有耐磨层，或者所述密封圈外表面为耐磨层。

进一步地，所述密封圈为充气密封圈，所述密封圈上分别设置有进气口和出气口，所述压力控制装置分别通过两根气管分别与所述进气口和出气口连通，所述压力检测装置分别设置于不同所述气管的管路上。

同时，本实用新型还提供一种增材制造设备用成形缸，在所述成形缸中自上至下依次设置有成形平台、上述的动态密封装置和升降架，在所述升降架驱动所述动态密封装置和所述成形平台上下运动的过程中，所述动态密封装置与所述成形缸的缸壁紧贴，所述动态密封装置向所述成形缸的缸壁施加恒定压力。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提供了一种动态密封装置，通过该装置可以实现SLM设备成形缸动态气密封，减少密封腔体容积，降低耗气量。

2.本实用新型提供了一种动态密封装置，通过密封圈、压力控制装置可以适配时刻变动的缸壁间隙，保证运动过程中密封件和缸壁恒定压力，实现动态气密封。

3.本实用新型提供了一种动态密封装置，通过对密封件恒压控制，进而控制密封件和缸壁摩擦，增加密封件使用寿命和可靠性。

4.本实用新型提供了一种动态密封装置，该装置无需大过盈、大压力进行密封件的安装，简化密封板安装步骤，同时提高成形缸自身精度和耐用性。

5.本实用新型提供了一种增材制造设备用成形缸，采用该动态密封装置的增材制造设备用成形缸，不仅可以防止漏粉，还可以防止漏气，大大减少打印时惰性气体覆盖容积，节约洗气时间，降低SLM设备打印时洗气成本，提高整体打印效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中成形平台的截面示意图一；

图2为本实用新型实施例中成形平台的截面示意图二；

图3为本实用新型实施例中增材制造设备用成形缸的结构示意图。

附图标记如下：

1-成形缸，2-成形平台，3-缸壁，4-密封板，5-密封件，6-压块，7-密封圈，701-进气口，702-出气口，8-升降架，9-第一台阶，10-第二台阶，11-第三台阶，12-管道，13-压力检测装置，14-压力控制装置。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，下面所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下结合附图提供的本申请实施例的详细描述旨在仅仅表示本申请的选定实施例，并非限制本申请要求保护的范围。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本申请保护的范围。

在本实用新型的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的实施方式中的具体含义。

图1示出了一种动态密封装置，该动态密封装置包括密封板4和密封圈7，所述密封圈7设置于所述密封板4与成形缸1的缸壁3之间。所述密封圈7连接有控制单元，所述控制单元用于控制所述密封圈7内压力，使得成形平台2在运动过程中所述密封圈7对所述成形缸1的缸壁3施加恒定压力。在应用中，可以将恒定压力作为一个标准，若密封圈7内压力变小，则气压控制单元自动往密封圈7中充入一定气体使得压力达到标准的恒定压力。进而解决现有技术中由于缸壁3变形、成形平台2倾斜等问题造成的密封机构失效问题。

可选的，所述控制单元包括压力控制装置14和压力检测装置13，压力控制装置14通过管道12与密封圈7连通，压力检测装置13安装在管道12的管路上，所述压力控制装置14与所述压力检测装置13电性连接。压力检测装置13实时检测密封圈7内压力，并将检测信号发送至压力控制装置14，一旦检测到压力低于标准的恒定压力值，则压力控制装置自动往密封圈7施加一定压力，该压力可以是充气、充水等方式，使得压力达到标准的恒定压力。

可选的，该动态密封装置还包括密封件5，所述密封件5设置于所述密封圈7与所述成形缸1的缸壁3之间，所述密封件5与所述密封圈7接触，所述密封圈7在压力控制装置14施加工作所需要离的情况下使得所述密封件5紧贴缸壁3。可选的，也可以将密封件5设置在密封圈7内侧，即密封圈7设置在密封件5与所述成形缸1的缸壁3之间。本申请实施例对此不作限定。

可选的，该动态密封装置还包括压块6，所述压块6设置于所述密封件5与所述密封圈7顶部。压块6作用主要是压在密封件5和密封圈7上方，限制其在成形平台2上下运动过程中的位移。

可选的，所述密封板4侧部可以设置有安装槽，从内向外依次设置所述密封圈7和所述密封件5。示例性的，所述密封板4顶部外侧可以设置有环形安装槽，从内向外依次设置所述密封圈7和所述密封件5，压块6设置在环形安装槽中并且其顶部与密封板顶部齐平。具体的，所述环形安装槽还可以从下到上依次设置第一台阶9、第二台阶10和第三台阶11，所述密封件5、密封圈7以及压块6分别设置于所述第一台阶9、第二台阶10以及第三台阶11上，如图2所示。密封件5环周安装在第一台阶9与缸壁3形成的环形安装槽内，和环形安装槽壁有小过盈量，保证密封件5可以正常塞入。密封件5可以为环带，材质为柔性耐磨物，包括但不限于橡胶密封圈、发泡密封圈、盘根等密封件，安装时保证缸壁侧可以紧贴缸壁，隔绝密封件5上方与下方气体流动，形成密封。

可选的，所述第一台阶9外围棱边距离所述缸壁有1～2mm间隙；所述压块6的边缘距离所述缸壁3有1～2mm间隙。

可选的，所述密封圈7外表面设置有耐磨层。使用过程中，可以在密封圈7外涂覆或粘贴耐磨材质形成耐磨层，解决密封圈7磨损寿命问题。设置耐磨层后，则无需安装其他密封件5，直接将密封圈7直接与缸壁3贴紧，通过控制密封圈7内压力，实现动态气密封。在另一种实施方式中，密封圈7外表面可以为耐磨层，也就是说，密封圈7外表面为耐磨材质形成的耐磨层，因此密封圈7的外表面可以直接与缸壁3贴紧，通过控制密封圈7内压力，实现动态气密封。

可选的，密封件5和密封圈7的环形安装槽包括但不限于图2所示台阶，其安装位置和环形安装槽可以根据使用工况，增加迷宫槽，调整间距等，增加动态气密封可靠性。

可选的，所述密封圈7为充气密封圈，压力检测装置13用于检测密封圈7内的气体压力，可以通过压力控制装置14向密封圈7内充入气体，从而控制密封圈7内的压力。所述密封圈7上分别设置有进气口701和出气口702，所述压力控制装置14分别通过两根管道12分别与所述进气口701和出气口702连通，所述压力检测装置13分别设置于不同所述管道12的管路上，如图3所示。本实施例中，气压控制装置14可选用电磁阀等控制装置，气压检测装置13可选用压差计等检测装置。

在其他实施例中，该动态密封装置中的密封圈7中不限于充入气体，还可以将气体替换成液体、粉末等。

在其他实施例中，该动态密封装置不仅仅可以用于增材制造设备用成形缸，可以根据需要应用于其他多种场景。

同时，本实用新型还提供一种增材制造设备用成形缸，如图1所示，在所述成形缸中自上至下依次设置有成形平台2、上述的动态密封装置和升降架8，在所述升降架8驱动所述动态密封装置和所述成形平台2上下运动的过程中，所述动态密封装置与所述成形缸1的缸壁3紧贴，所述动态密封装置向所述成形缸1的缸壁3施加恒定压力。密封圈7为充气密封圈，压力检测装置13用于检测密封圈7内的气体压力，可以通过压力控制装置14向密封圈7内充入气体，从而控制密封圈7内的压力。

本实施例提供的采用上述动态密封装置的增材制造设备用成形缸在使用时，包括以下步骤：

1)第一步，通过螺钉将密封板4安装在升降架8上；

2)第二步，将密封件5和密封圈7分别塞入密封板4的第一台阶9和第二台阶10，将压块6通过螺钉紧固在密封板4的第三台阶11上；

3)第三步，在密封板4上方安装成形平台2，完成装配；

4)第四步，打开与密封圈7连接的压力控制装置14，给密封圈7充气，成形平台2上下移动过程中，保持压力稳定，密封件5和缸壁3压力恒定，实现动态气密封。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种动态密封装置，其特征在于，所述动态密封装置包括：

密封板和密封圈，所述密封圈设置于所述密封板与成形缸的缸壁之间；

所述密封圈连接有控制单元，所述控制单元用于控制所述密封圈内压力，使得成形平台在运动过程中所述密封圈对所述成形缸的缸壁施加恒定压力。

2.根据权利要求1所述的动态密封装置，其特征在于：

所述控制单元包括压力控制装置和压力检测装置，所述压力控制装置通过管道与所述密封圈连通，所述压力检测装置设置于所述管道上，所述压力控制装置与所述压力检测装置电性连接。

3.根据权利要求2所述的动态密封装置，其特征在于：

还包括密封件，所述密封件设置于所述密封圈与所述成形缸的缸壁之间，所述密封件与所述密封圈接触，所述密封圈在所述压力控制装置的作用下使得所述密封件紧贴所述成形缸的缸壁。

4.根据权利要求3所述的动态密封装置，其特征在于：

所述密封板侧部设置有安装槽，所述密封圈和所述密封件从内向外依次设置在所述安装槽内。

5.根据权利要求4所述的动态密封装置，其特征在于：

还包括压块，所述压块设置于所述密封件与所述密封圈顶部。

6.根据权利要求5所述的动态密封装置，其特征在于：

所述密封板顶部外侧设置有环形安装槽，所述环形安装槽从下到上依次设置有第一台阶、第二台阶和第三台阶，所述密封件、所述密封圈以及压块分别设置于所述第一台阶、第二台阶以及第三台阶上。

7.根据权利要求6所述的动态密封装置，其特征在于：

所述第一台阶外围棱边距离所述缸壁有间隙；

所述压块的边缘距离所述缸壁有间隙。

8.根据权利要求1-7任一所述的动态密封装置，其特征在于：

所述密封圈外表面设置有耐磨层，或者所述密封圈外表面为耐磨层。

9.根据权利要求2-7任一所述的动态密封装置，其特征在于：

所述密封圈为充气密封圈，所述密封圈上分别设置有进气口和出气口，所述压力制装置分别通过两根气管分别与所述进气口和出气口连通，所述压力检测装置分别设置于不同所述气管的管路上。

10.一种增材制造设备用成形缸，其特征在于，在所述成形缸中自上至下依次设置有成形平台、如权利要求1-9中任一项所述的动态密封装置和升降架，在所述升降架驱动所述动态密封装置和所述成形平台上下运动的过程中，所述动态密封装置与所述成形缸的缸壁紧贴，所述动态密封装置向所述成形缸的缸壁施加恒定压力。