CN2830800Y - 一种活塞密封圈 - Google Patents

Abstract

一种活塞密封圈，涉及一种液压缸和气动缸中用介质的压力获得膨胀作用的活塞密封圈，其主要特征是密封圈为环形柔性体，其轴向截面为由密封圈外径表面、左右两端面及与左端面相连接的锥形内套组成的半封闭结构。与锥形内套相连接一端的端面外径处有环形阶梯槽，另一侧端面上均布有轴向贯通的小孔，端面的外侧有呈径向贯通的径向沟槽，径向沟槽与小孔对应相交并相贯通，密封圈外径表面为呈向外凸起的弧面。其密封表面有三个：即密封圈外径表面、密封圈的阶梯槽一侧的外端面和密封圈的锥形内套内表面。具有密封零部件少、结构简单、成本低、摩擦阻力小、高低压密封性能可靠且可在有缺陷的缸筒中使用，对缸筒密封表面要求低等优点。

Description

一种活塞密封圈

所属技术领域

本实用新型涉及一种应用于机械、煤矿、冶金等行业液压缸和气动缸中活塞用动密封圈，具体涉及一种用介质的压力获得由内向外膨胀作用的活塞密封圈。

背景技术

目前，公知的液压缸或气动缸中的活塞动密封，都是靠密封圈变形挤压密封缸体而完成密封功能的。1998年出版的《新编液压工程手册》中介绍的各种密封圈，密封原理都是如此。中国实用新型专利说明书CN2165290U中提供了一种《自助式变径往复密封装置》，密封可靠性能得到较大的提高，但是通过实践验证，此种密封圈有其自身的不足：1、摩擦阻力过大，往往超过国家标准中规定的摩擦阻力；2、密封装置零件数量多，结构复杂，与传统的密封圈相比，一个密封部位多出三个零件；3、成本高，由于零件品种多数量多并且零件又较为复杂，所以密封成本较高。上述不足对大面积推广起到一定的负面影响。中国发明专利申请公开说明书CN1053042A公开的《可膨胀密封环》和中国实用新型专利说明书CN2088597U与中国实用新型专利说明书CN2165290U公开的技术相比，虽解决了摩擦阻力过大的不足，但与之相同，其密封表面均为两个即一个外径密封表面和一个外侧端表面。一个外径密封表面用来完成动密封，一个外侧端面用来完成静密封，而外侧端面的初始密封是靠螺纹来调整端面压环的轴向长度实现的。为了能达到建立密封的条件，还必须在密封圈内加装一个轴向支撑环来传递轴向力，支撑环上还必须做出径向透孔，而活塞体上也要做出与压力介质相通的孔道，这样才组成一个完整的密封系统；存在的不足是：密封装置需要的零件同样较多，成本高的问题依然没有得到解决，大面积推广受到一定的影响。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种密封零部件少、结构简单、成本低、摩擦阻力小、高低压密封性能可靠，且可在有缺陷的缸筒中使用的活塞密封圈。

本实用新型的目的是这样实现的：密封圈为一个轴向断面呈未封闭状的环形柔性密封体，其轴向截面为由密封圈外径表面、左右两端面及与左端面相连接的锥形内套组成的半封闭结构。

本实用新型的特征还在于：与锥形内套相连接的左端面外径处有环形阶梯槽，右端面上均布有轴向贯通的小孔，右端面的外侧有呈径向贯通的径向沟槽，径向沟槽与小孔对应相交并贯通。

密封圈外径表面为呈向外凸起的弧面。

所说的锥形内套的大径端与左端面相连为一体，锥形内套的小径端的内径小于与其配套使用的活塞密封槽的底径。

所说的右端面的内径有延中心线方向设置的纵向沟槽，纵向沟槽与右端面外侧的径向沟槽相交并贯通。

所说的密封圈的轴向截面的各部分壁厚相近似。

所说的锥形内套小径端端头为连体厚壁圆环状结构。

所说的密封圈的材料为伸长率大于50％的工程塑料、高分子材料、橡塑合成材料、橡胶材料。

所说的径向沟槽截面为矩形、半圆形、三角形、椭圆形。

所说的纵向沟槽截面为矩形、半圆形、三角形、椭圆形、圆形。

本实用新型在液压缸或气动缸工作时，相应的油口注液过程中，液体通过活塞密封圈端面的径向沟槽、小孔进入到密封圈内，按照物理学中的帕斯卡原理，密封圈将向被密封表面膨胀，随着压力的增高，密封效果进一步加强。

本实用新型的密封表面为三个表面：即密封圈外径表面、密封圈的阶梯槽一侧的左端面和密封圈的锥形内套内表面。本实用新型的初始密封力，是由密封圈内锥形套中小径胀大变形，而紧密套在活塞头密封槽底径的径向力来完成的。随着压力的增加，锥形内套的密封性能进一步加强。与现有技术相比，本实用新型在初始密封和静密封的机理上有着本质的不同，即没有支撑环，没有螺纹调整机构，又不需要在活塞体上打油孔，不但减少了加工零件数量，而且降低了加工成本。在动密封宽度相同的情况下，静密封部分大幅度增加了有效的密封宽度，密封性能相比得到了较大提高。且在新缸的加工中可以降低缸筒密封表面的质量要求，在修复旧油缸或气缸中，能在原来的活塞密封槽不做更改的条件下，更换上本实用新型的密封圈就可以使用，不但新加工的缸筒可以使用，而且还能对旧缸筒密封表面出现的镀层脱落、划伤、锈坑、胀缸、变形等缺陷同样也能起到新缸筒一样的密封效果。具有密封零部件少、结构简单、成本低、摩擦阻力小、高低压密封性能可靠且可在有缺陷的缸筒中使用，对缸筒密封表面要求低等优点。

附图说明

下面将结合附图对本实用新型进一步详述：

图1是本实用新型的轴向视图。

图2为图1的轴向剖面结构图。

图3为本实用新型应用在单作用液压缸或气动缸中的轴向剖面结构图。

图4为本实用新型应用在双作用液压缸或气动缸中的轴向剖面结构图。

具体实施方式

图1、图2中，密封圈1为环形柔性体，其轴向截面为由密封圈外径表面2、左端面3、右端面4及与左端面3相连接的锥形内套5组成的近似C型的半封闭结构。锥形内套5其内表面即与活塞密封槽底相接触表面的形状，在自由状态下为锥形。锥形内套5大径端与密封圈左端面3相连接，锥形内套5小径端的内径小于与其配套的活塞密封槽的底径。密封圈1外径大于与其相配套使用的缸筒内径，且密封圈外径表面2呈向外凸起的弧面，密封圈的轴向宽度比活塞密封槽宽度略小。锥形内套5小径端端头有一连体厚壁圆环10，此圆环用于加强密封圈与活塞之间的初始静密封的正压力。左端面3外径处有环形阶梯槽9。右端面4上均布有轴向贯通壁厚的小孔6，右端面4的外侧有呈径向贯通的径向沟槽7，径向沟槽7与小孔6相交并相贯通，右端面4的内径有延中心线方向设置的纵向沟槽8，纵向沟槽8与径向沟槽7相交并相贯通。11为密封圈1的中空赋能空腔。

图3中，密封圈1套入活塞头16的密封槽内，防挤圈15套在密封圈1的环形阶梯槽内，此时，密封圈1的锥形内套小径依靠活塞头16槽底径而胀大，因锥形内套小径胀大而产生了指向活塞头16中心的正压力，从而完成了密封圈1相对于活塞头16的初始静密封。活塞头16在未装入缸筒12之前，密封圈1是向外凸起的，因密封圈1凸起的最高点与缸筒12的直径差值，产生了径向正压力，从而达到初始密封的必要条件。随着无杆压力腔13的压力增高，工作介质沿着密封圈1的径向沟槽7，到达密封圈1端面引流的小孔6后，最终到达赋能空腔11，按着帕斯卡原理，工作介质的压强作用在密封圈腔内平行轴线的内径投影面17上，加强了密封圈的动密封效果。工作介质作用在腔内的平行轴线的外径投影面18上，加强了密封圈1的静密封效果。径向沟槽7是在密封圈1的相应右端面4上作出径向沟槽而达到的。右端面4上的小孔6是密封圈1的相应进出介质孔道。当工作压力撤消时，赋能液腔11压力随系统压力而撤消，此时密封圈1作用在缸筒12上的正压力也随着压力的变化而减少，摩擦力也随即减小，从而达到赋能式补偿密封的要求。

图4中，与图3所示的使用方式仅是随着双作用缸功能需要而增加了一个压力腔，其中一个为无杆压力腔13，另一个为有杆压力腔14，每个压力腔对应一个密封圈1，其密封原理与图3所示的完全相同。密封圈1的安装方向要使非引流端面成为轴向作用力承载面，并且两个作用力承载面为相对布置。12为缸筒，16为活塞头。

Claims (10)

1、一种活塞密封圈，其左端面(3)外径处有环形阶梯槽(9)，其特征在于：密封圈(1)为一个轴向断面呈不封闭状的环形柔性密封体，其轴向截面为由密封圈外径表面(2)、左端面(3)、右端面(4)及与左端面(3)相连接的锥形内套(5)组成的半封闭结构。

2、根据权利要求1所述的活塞密封圈，其特征在于：锥形内套(5)的大径端与左端面(3)相连为一体，锥形内套(5)的小径端的内径小于与其配套使用的活塞密封槽的底径。

3、根据权利要求1所述的活塞密封圈，其特征在于：右端面(4)上均布有轴向贯通的小孔(6)，右端面(4)的外侧有呈径向贯通的径向沟槽(7)，径向沟槽(7)与小孔(6)对应相交并贯通。

4、根据权利要求3所述的活塞密封圈，其特征在于：径向沟槽(7)截面为矩形、半圆形、三角形、椭圆形。

5、根据权利要求1所述的活塞密封圈，其特征在于：右端面(4)的内径有延中心线方向设置的纵向沟槽(8)，纵向沟槽(8)与右端面(4)外侧的径向沟槽(7)相贯通。

6、根据权利要求5所述的活塞密封圈，其特征在于：纵向沟槽(8)截面为矩形、半圆形、三角形、椭圆形、圆形。

7、根据权利要求1所述的活塞密封圈，其特征在于：密封圈外径表面(2)为呈向外凸起的弧面。

8、根据权利要求1所述的活塞密封圈，其特征在于：密封圈(1)的轴向截面的各部分壁厚相近似。

9、根据权利要求1所述的活塞密封圈，其特征在于：锥形内套(5)的小径端端头为连体厚壁圆环状结构。

10、根据权利要求1所述的活塞密封圈，其特征在于：密封圈的材料为伸长率大于50％的工程塑料、高分子材料、橡塑合成材料、橡胶材料。

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