ITPD980231A1

ITPD980231A1 - SEALING DEVICE FOR FLUID CYLINDER PISTONS.

Info

Publication number: ITPD980231A1
Authority: IT
Inventors: Vanni Gallocchio; Augusto Cappeller; Giampietro Pellanda; Massimo Fiorese
Original assignee: Special Springs Srl
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2000-03-30
Also published as: IT1302729B1

Description

"DISPOSITIVO DI TENUTA PER PISTONI DI CILINDRI A FLUIDO" "SEALING DEVICE FOR FLUID CYLINDER PISTONS"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato ha per oggetto un dispositivo di tenuta per pistoni di cilindri a fluido. The present invention relates to a sealing device for pistons of fluid cylinders.

Com'è noto risulta particolarmente difficile realizzare la tenuta idraulica in corrispondenza di superfici in moto di strisciamento relativo fra loro. As is known, it is particularly difficult to provide the hydraulic seal in correspondence with surfaces in relative sliding motion.

Al fine di realizzare tale tenuta sono disponibili sul mercato vari dispositivi di tenuta i quali realizzano un’occlusione più o meno efficace delle fessure di trafilamento senza per altro compromettere la possibilità di strisciamento reciproco delle superfici. In order to achieve this seal, various sealing devices are available on the market which create a more or less effective occlusion of the leakage cracks without compromising the possibility of reciprocal sliding of the surfaces.

I dispositivi di tenuta più comuni sono senz'altro gli elementi anulari in elastomero, normalmente chiamate guarnizioni, tuttavia in applicazioni speciali ove sia necessario un livello di tenuta particolarmente alto possono essere previsti dispositivi di tenuta strutturalmente più complessi che sfruttano vari principi di bloccaggio del trafilamento dei fluidi. The most common sealing devices are undoubtedly the annular elements in elastomer, normally called gaskets, however in special applications where a particularly high level of sealing is required, structurally more complex sealing devices can be provided that exploit various principles of locking the leakage. of fluids.

Tuttavia pur nella grande varietà di tipologie presente e disponibile sul mercato attualmente il problema del trafilamento delle situazioni sopra descritte non è nella sua sostanza completamente risolto. However, despite the great variety of types present and currently available on the market, the problem of the leakage of the situations described above is not completely solved in its substance.

Un caso di particolare difficoltà applicativa risulta essere quello in cui in un cilindro a doppio effetto siano presenti nelle due camere, separate in pratica dal setto mobile che è costituito dal pistone stesso, sono presenti due fluidi diversi in quanto a natura e pressione e per i quali deve essere evitato nel modo più assoluto qualsiasi forma di miscelazione. A case of particular application difficulty appears to be that in which in a double-acting cylinder there are two chambers, separated in practice by the movable septum which is constituted by the piston itself, two different fluids are present in terms of nature and pressure and for the which any form of mixing must be absolutely avoided.

Compito principale del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di tenuta per pistoni di cilindri a fluido il quale, pur mantenendosi costruttivamente semplice porti a soluzione gli inconvenienti dei dispositivi disponibili sul mercato conseguendo ottimi livelli di tenuta ed impedendo soprattutto che trafilamenti provochino miscelamenti indesiderati di fluidi di natura diversa o a diverse pressioni The main aim of the present invention is to provide a sealing device for pistons of fluid cylinders which, while remaining constructively simple, solves the drawbacks of the devices available on the market, achieving excellent sealing levels and above all preventing leakage from causing unwanted mixing of fluids of different nature or at different pressures

In relazione al compito principale un importante scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di tenuta applicabile in svariate tipologie di applicazione. In relation to the main aim, an important object of the present invention is to provide a sealing device which can be applied in various types of application.

Altro compito del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo particolarmente robusto ed adatto a sopportare numerosi cicli di lavoro. Another aim of the present invention is to provide a particularly robust device suitable for withstanding numerous work cycles.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo altamente affidabile e la cui funzionalità non comprometta in nessun caso il movimento relativo di strisciamento tra superfici. A further object of the present invention is to provide a highly reliable device whose functionality does not in any case compromise the relative sliding movement between surfaces.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di tenuta producibile con impianti e tecnologie note a costi competitivi rispetto ai dispositivi disponibili sul mercato. Not least object of the present invention is to provide a sealing device which can be manufactured with known systems and technologies at competitive costs with respect to the devices available on the market.

Il compito principale, gli scopi preposti ed altri scopi ancora che più chiaramente appariranno inseguito vengono raggiunti da un dispositivo di tenuta per cilindri a fluido con pistone interposto fra due camere con fluido in pressione, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una scanalatura anulare ricavata esternamente al detto pistone fra le sedi degli anelli di tenuta e collegata ad un ambiente a pressione inferiore a quelle esistenti nelle camere che detto pistone divide. The main aim, the intended aims and other aims still more clearly appear to be pursued are achieved by a sealing device for fluid cylinders with piston interposed between two chambers with pressurized fluid, characterized in that it comprises at least one annular groove obtained externally to the said piston between the seats of the sealing rings is connected to an environment with a lower pressure than those existing in the chambers that said piston divides.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di due sue forme realizzative illustrate a titolo indicativo, ma non per questo limitativo della loro portata nelle allegate tavole di disegni e figure in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the description of two of its embodiments illustrated by way of example, but not limiting their scope in the attached tables of drawings and figures in which:

la fig. 1 illustra in proiezione ortogonale e sezionata un dispositivo di tenuta, secondo il trovato in una sua prima forma realizzativa; fig. 1 shows in orthogonal and sectional projection a sealing device, according to the invention in a first embodiment thereof;

la fig. 2 illustra sempre in proiezione ortogonale parzialmente sezionata un dispositivo di tenuta, secondo il trovato, in una suà seconda forma realizzativa. fig. 2 also shows in partially sectioned orthogonal projection a sealing device, according to the invention, in a second embodiment thereof.

Con particolare riferimento alla figura 1, un dispositivo di tenuta per pistoni di cilindri a fluido secondo il trovato in una sua prima forma realizzativa viene complessivamente indicato con il numero 10. With particular reference to Figure 1, a sealing device for pistons of fluid cylinders according to the invention in a first embodiment thereof is generally indicated with the number 10.

In particolare il dispositivo 10 è integrato in un ‘attuatore idraulico nel complesso numerato con 11 e costituito sostanzialmente da una camicia cilindrica 12 in cui è scorrevole un pistone 13 definente, in cooperazione appunto con la camicia 12, due camere rispettivamente 14 e 15, ognuna delle quali comunicante con una relativa luce 16 o 17. In particular, the device 10 is integrated in a hydraulic actuator which is generally numbered 11 and substantially constituted by a cylindrical jacket 12 in which a piston 13 slides, defining, in cooperation with the jacket 12, two chambers 14 and 15 respectively, each of which communicating with a relative light 16 or 17.

in particolare, il dispositivo 10 comprende una scanalatura 18 anulare ricavata esternamente al detto pistone 13 fra le sedi 19 per anelli di tenuta a labbro 20 e collegata ad un ambiente a pressione inferiore a quelle esistenti nelle camere che detto pistone divide. in particular, the device 10 comprises an annular groove 18 obtained externally to said piston 13 between the seats 19 for lip seal rings 20 and connected to a lower pressure environment than those existing in the chambers that said piston divides.

In questo caso l'ambiente summenzionato si concretizza sostanzialmente in una camera 21 definita da una boccola 22 esternamente filettata accoppiata alla testa aperta 23 della camicia 12 in cui è presente un pistone ausiliario 24 mantenuto in spinta da un relativo elemento di contrasto elastico che in questo caso si concretizza in una molla elicoidale 25 avente per base una ghiera 26. In this case, the aforementioned environment substantially takes the form of a chamber 21 defined by an externally threaded bush 22 coupled to the open head 23 of the jacket 12 in which there is an auxiliary piston 24 kept thrust by a relative elastic contrast element which in this case case takes the form of a helical spring 25 having as base a ring nut 26.

Il dispositivo 10 comprende un condotto di aspirazione 27 alla una scanalatura 18 che risulta affacciata alla superficie interna della camicia 12 a raccogliere e convogliare i trafilamenti dei fluidi. The device 10 comprises a suction duct 27 to a groove 18 which faces the internal surface of the jacket 12 to collect and convey the leaks of fluids.

In particolare, in questa prima forma realizzativa il condotto 27 è integrato nel pistone 13 e presenta sostanzialmente una prima sezione 28 sostanzialmente coassiale al pistone 13 stesso mentre una seconda sezione 29 risulta sostanzialmente radiale ed integrata nella testa 30 del pistone 13. In particular, in this first embodiment the duct 27 is integrated in the piston 13 and substantially has a first section 28 substantially coaxial to the piston 13 itself, while a second section 29 is substantially radial and integrated in the head 30 of the piston 13.

Più precisamente, il condotto 27 è definito dallo stelo 31 del pistone 13 il quale in questa forma realizzativa è sostanzialmente tubolare. More precisely, the duct 27 is defined by the rod 31 of the piston 13 which in this embodiment is substantially tubular.

In particolare il funzionamento è il seguente: qualora vi fossero trafilamenti che superano la prima barriera costituita dalle guarnizioni a labbro 20 tali trafilamenti sfocerebbero inevitabilmente all'interno della In particular, the operation is as follows: if there were leaks that exceed the first barrier constituted by the lip seals 20, these leaks would inevitably flow into the

18 in cui trovano un ambiente a pressione minore rispetto alle camere 14 e 15 da cui sono trafilati. 18 in which they find a lower pressure environment than the chambers 14 and 15 from which they are drawn.

In pratica la scanalatura 18 crea una sorta di barriera a depressione che aspira agli eventuali trafilamenti convogliandoli lungo il condotto 27 ed immettendoli in un circuito di scarico ed evacuazione oppure di riciclaggio. In practice, the groove 18 creates a sort of vacuum barrier which sucks any leaks by conveying them along the duct 27 and introducing them into a discharge and evacuation or recycling circuit.

Con particolare riferimento alla figura 2, un · dispositivo di tenuta secondo il trovato in una sua seconda forma realizzativa viene complessivamente indicato con il numero 100. With particular reference to Figure 2, a sealing device according to the invention in a second embodiment thereof is generally indicated with the number 100.

In questo caso, il dispositivo 100 è integrato in un cilindro attuatore 101 costituito anch'esso da una camicia cilindrica 102 in cui è scorrevole un pistone 103 guidato nel suo moto alternativo da un perno antirotazione 104. In this case, the device 100 is integrated in an actuator cylinder 101 also constituted by a cylindrical jacket 102 in which a piston 103 guided in its reciprocating motion by an anti-rotation pin 104 slides.

In particolare, anche in questa forma realizzativa il dispositivo 100 si concretizza sostanzialmente in una scanalatura anulare 105 ricavata esternamente al detto pistone 103 fra sedi 106 di anelli di tenuta 107 e collegata ad un ambiente a pressione inferiore a quelle esistenti nelle camere che detto pistone divide. In particular, also in this embodiment the device 100 is substantially realized in an annular groove 105 obtained externally to said piston 103 between seats 106 of sealing rings 107 and connected to an environment with a lower pressure than those existing in the chambers that said piston divides. .

Il dispositivo 100 comprende anche un condotto 108 di aspirazione e collegamento tra detta scanalatura 105 e l'ambiente che in questo caso è l'atmosfera, costituito sostanzialmente da una prima sezione 109 integrata nel corpo del pistone 103 stesso e con sviluppo sostanzialmente parallelo all'asse dello stesso da cui però risulta disassata ed una seconda sezione 110 sostanzialmente radiale ed integrata anch'essa nella testa 107 del pistone 103. The device 100 also comprises an intake duct 108 and connection between said groove 105 and the environment which in this case is the atmosphere, substantially constituted by a first section 109 integrated in the body of the piston 103 itself and with development substantially parallel to the axis of the same from which, however, it is offset and a second section 110 substantially radial and also integrated in the head 107 of the piston 103.

Relativamente al funzionamento del dispositivo 100, esso risulta sostanzialmente analogo a quello del dispositivo 10 a cui si rimanda per maggiori dettagli. With regard to the operation of the device 100, it is substantially similar to that of the device 10 to which reference should be made for more details.

In pratica si è constatato come il presente trovato abbia portato a soluzione il compito e gli scopi ad esso preposti . In practice it has been found that the present invention has solved the intended aim and objects.

Infatti è da osservare come pur nella semplicità costruttiva e nella facilità di integrazione, il dispositivo secondo il trovato realizzi una tenuta o comunque preservi dalla miscibilità dei fluidi presenti nelle camere di attuatori o simili in modo pressoché totale. In fact, it should be noted that despite the simplicity of construction and ease of integration, the device according to the invention provides an almost total seal or in any case protects against the miscibility of the fluids present in the chambers of actuators or the like.

Infatti risulta fisicamente impossibile per i fluidi valicare la barriera di depressione potendo nei casi più complessi e sofisticati prevedere anche dei circuiti di ricircolo e di recupero. In fact, it is physically impossible for the fluids to cross the depression barrier, being able in the most complex and sophisticated cases to also provide recirculation and recovery circuits.

Ancora è da osservare come il dispositivo secondo il trovato, si adatti pressoché a qualsiasi forma realizzativa di pistone senza per altro limitare la funzionalità di quest'ultimo. It should also be noted that the device according to the invention is suitable for practically any embodiment of piston without however limiting the functionality of the latter.

Infatti il dispositivo secondo il trovato, non prevede componenti in strisciamento e quindi non va in nessun modo ad ostacolare lo strisciamento tra pistone e camicia. In fact, the device according to the invention does not provide sliding components and therefore does not in any way hinder the sliding between the piston and the jacket.

Inoltre è da osservare come il dispositivo secondo il trovato per la sua semplicità costruttiva sia realizzabile a costi competitivi rispetto a dispositivi di analoga funzionalità disponibili sul mercato. Furthermore, it should be noted that the device according to the invention, due to its constructive simplicity, can be manufactured at competitive costs with respect to devices of similar functionality available on the market.

Il presente trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. The present invention is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept.

I dettagli tecnici inoltre sono sostituibili con altri elementi tecnicamente equivalenti. The technical details can also be replaced with other technically equivalent elements.

I materiali, nonché le dimensioni possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze. The materials, as well as the dimensions, can be any according to requirements.

Claims

CLAIMS 1) Sealing device for fluid cylinders with piston interposed between two chambers with pressurized fluid, characterized by the fact of comprising at least one annular groove obtained externally to said piston between the seats of the sealing rings and connected to an environment with a pressure lower than those existing in the chambers that said piston divides.

2) Device as in claim 1, characterized in that the connection of said groove to said environment at lower pressure is made with a conduit incorporated in said piston.

3) Device as in claim 1, characterized in that said duct comprises a first section substantially parallel to the axis of the piston body and a second substantially radial section incorporated in the head of the same and connected to the respective at least one groove.

4) Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that said first section is substantially coaxial to the piston body, 5) Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that said duct flows into the atmosphere. 6) Cylinder particularly for sealing devices as in claim 1, characterized by the fact of comprising a jacket in which a piston slides into which said intake duct is integrated and in whose head said at least one groove is formed and said seats parallel to this for elastomer sealing rings. 7) Cylinder as in claim 6, characterized by the fact that said sealing rings are of the lip type. 8) Cylinder as in claim 6, characterized in that said piston has a tubular stem which substantially defines said first section of said intake duct. 9) Cylinder as in claim 6, characterized by the fact that said first section is incorporated in the cylinder body of the said actuator with development substantially parallel to the axis of the latter. 10) Sealing device for fluid cylinders with piston interposed between two chambers with pressurized fluid which is characterized by what is described and illustrated in the attached tables of drawings and figures.