專利名稱：一種活塞桿用動(dòng)密封圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于機(jī)械、煤礦、冶金等行業(yè)的液壓缸和氣動(dòng)缸中活塞桿用動(dòng)密封圈，涉及一種用介質(zhì)的壓力獲得由內(nèi)向外膨脹作用的活塞桿用密封圈。
背景技術(shù)：
目前，公知的液壓缸或氣動(dòng)缸中的活塞桿動(dòng)密封中，初始密封都是靠密封圈變形擠壓活塞桿而完成密封功能的，而且對(duì)活塞桿的尺寸要求和表面要求都很高。隨著密封圈不斷的磨損以及密封圈材料的蠕變及老化，活塞桿與密封圈之間的正壓力逐漸減小，初始密封效果逐漸減弱，最終以密封失效而告終。1998年出版的《新編液壓工程手冊(cè)》中介紹的各種活塞桿用密封圈，密封原理都是如此。中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開說明書CN1194339A于1998年9月30日中公開了一種無滲漏液壓缸，就密封原理來講改變了《新編液壓工程手冊(cè)》中提供的方法，最具特點(diǎn)的是密封可靠。但是通過實(shí)踐驗(yàn)證，此種密封圈有其自身的不足CN1194339A的一種無滲漏液壓缸中液體靠導(dǎo)向套上做出與壓力介質(zhì)相通的孔道到達(dá)密封槽內(nèi)，然后進(jìn)入支撐環(huán)上徑向透孔，在進(jìn)入密封圈腔而組成一個(gè)完整的密封系統(tǒng)。在很多情況下，在導(dǎo)向套上做通道孔是結(jié)構(gòu)上不允許的，或者是常規(guī)加工方法難于做到的。就端面靜密封而言，CN1194339A的一種無滲漏液壓缸中是靠螺紋來調(diào)整端面壓環(huán)的軸向長度實(shí)現(xiàn)的。為了能達(dá)到建立密封的條件，還必須在密封圈內(nèi)加裝一個(gè)軸向支撐環(huán)來傳遞軸向力。而靜密封面僅與支撐環(huán)的端面相同，面積很小，所以就要求提高密封槽表面的加工精度，以保證靜密封的可靠性。此外存在如下不足1、密封裝置零件數(shù)量多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，與傳統(tǒng)的密封圈相比一個(gè)密封部位多出三個(gè)零件；2、成本高，由于零件品種多、數(shù)量多并且零件又較為復(fù)雜，所以密封成本較高。上述不足對(duì)大面積推廣起到一定的負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足而提供一種有可靠的高低壓密封性能，密封零部件少、結(jié)構(gòu)簡單、成本低且可在有缺陷的活塞桿上使用的活塞桿用動(dòng)密封圈，并且能應(yīng)用于活塞桿有鍍層脫落、劃傷、磨損、銹坑、變形等缺陷的密封中。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括由介質(zhì)壓強(qiáng)作用在密封圈內(nèi)膨脹而工作的一個(gè)空腔的環(huán)形柔性密封體，其特征是密封圈的軸向斷面呈封閉狀，其軸向截面為由內(nèi)壁環(huán)、左、右兩端面及外壁環(huán)組成的空腔結(jié)構(gòu)。密封圈一外端面靠內(nèi)徑處有階梯形環(huán)狀槽。
所說的密封圈截面為整體結(jié)構(gòu)，或組合結(jié)構(gòu)，其外壁環(huán)或右端面有貫穿其厚度的通孔，及與之貫通的溝槽。
密封圈截面為整體結(jié)構(gòu)時(shí)，與階梯形環(huán)狀槽相對(duì)應(yīng)側(cè)的右端面上均布有軸向貫通壁厚的通孔，右端面的外側(cè)有呈徑向貫通的溝槽，溝槽與通孔對(duì)應(yīng)相交并貫通，密封圈內(nèi)壁環(huán)表面為呈向中心方向凸起的弧面。
密封圈為組合結(jié)構(gòu)時(shí)，其中一種形式為內(nèi)壁環(huán)和左、右兩端面為一個(gè)零件，外壁環(huán)為一個(gè)零件，其外壁環(huán)的兩端面裝于另一零件左、右兩端面內(nèi)的密封環(huán)槽中，外壁環(huán)上有貫穿其厚度的通孔。
密封圈為組合結(jié)構(gòu)時(shí)，另一種形式為內(nèi)壁環(huán)和左、右兩端面為一個(gè)零件，外壁環(huán)為一個(gè)零件，其外壁環(huán)的兩端面裝于另一零件左、右兩端面內(nèi)的密封環(huán)槽中，在階梯形環(huán)狀槽端面對(duì)應(yīng)的右端面上均布有軸向貫通的通孔，并有呈徑向貫通的溝槽，通孔與溝槽相連通。
所說的密封圈的軸向截面的各部分壁厚相近似。
所說的密封圈的材料為伸長率大于50％的工程塑料、高分子材料、橡塑合成材料，橡膠材料。
所說的溝槽截面為矩形、半圓形、三角形、橢圓形。
本實(shí)用新型應(yīng)用在液壓缸或氣動(dòng)缸中工作時(shí)，相應(yīng)的油口注液過程中，液體通過活塞桿密封圈端面的溝槽，與密封圈端面的透孔，進(jìn)入密封圈內(nèi)?；蛘吖ぷ鹘橘|(zhì)通過導(dǎo)向套密封槽相應(yīng)面上的徑向引流溝槽，以及外壁環(huán)上的透孔，到達(dá)密封圈內(nèi)的賦能腔。就端面靜密封而言，本實(shí)用新型的活塞桿用靜密封采用本體過盈的辦法得到解決。本實(shí)用新型的靜密封面是兩個(gè)完整的表面即外壁環(huán)的外徑和一端面，其密封面占到密封圈表面的1/2，所以在相同的密封槽寬度下，靜密封的面積成倍增加，密封效果也成倍增加。與現(xiàn)有技術(shù)相比，不使用支撐環(huán)和螺紋調(diào)整機(jī)構(gòu)，又不需要在導(dǎo)向套上打交叉油孔，不但減少了加工零件品種和數(shù)量而且還可以降低加工精度，所以達(dá)到了最終降低加工成本的目的。應(yīng)用本實(shí)用新型的一種形式，是在原來的活塞桿密封槽不做更改的條件下，更換上本發(fā)明的密封圈就可以使用。應(yīng)用本實(shí)用新型的另一種形式是在導(dǎo)向套密封槽相應(yīng)面上做出徑向引流溝槽。兩種使用形式不但新活塞桿可以使用，而且還能對(duì)舊活塞桿密封表面出現(xiàn)鍍層脫落、劃傷、銹坑、變形等缺陷同樣也能起到與新活塞桿一樣的密封效果。經(jīng)驗(yàn)證在上述有缺陷的活塞桿中使用，同樣能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的密封效果。此種密封圈使用成本低。


下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳述。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的軸向視圖；圖2是圖1的軸向剖面結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的軸向剖面結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例3的軸向剖面結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例1的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1、圖2中，密封圈1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)。它是一個(gè)軸向截面近似為“口”字形的，軸向斷面封閉的環(huán)形柔性密封體，其軸向截面為由內(nèi)壁環(huán)2、左端面3、右端面4及外壁環(huán)5組成的空腔結(jié)構(gòu)。內(nèi)壁環(huán)2、左端面3、右端面4及外壁環(huán)5為一整體，9為其形成的賦能空腔；右端面4上均布有軸向貫通壁厚的通孔6，右端面4的外側(cè)有呈徑向貫通的溝槽7，溝槽7與通孔6對(duì)應(yīng)相交并貫通。密封圈內(nèi)徑和與有通孔6端面相反的側(cè)面交匯處有一斷面呈矩形并平行軸線的階梯形環(huán)狀槽8。密封圈內(nèi)壁環(huán)2表面在自由狀態(tài)下呈向中心方向凸起圓弧狀。
圖3中，密封圈1是本實(shí)用新型的一種組合結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)軸向截面近似為“n”字形的、軸向斷面未封閉的環(huán)形柔性密封體1，與外壁環(huán)10組成的空腔結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁環(huán)2、左端面3、右端面4為一體，9為其形成的賦能空腔；右端面4上均布有軸向貫通壁厚的通孔6，端面4的外側(cè)有呈徑向貫通的溝槽7，溝槽7與通孔6對(duì)應(yīng)相交并貫通。密封圈內(nèi)徑和與有通孔6端面相反的側(cè)面交匯處有一斷面呈矩形并平行軸線的階梯形環(huán)狀槽8；密封圈內(nèi)壁2表面在自由狀態(tài)下呈向中心方向凸起圓弧狀。外壁環(huán)10的兩端面裝在左端面3的內(nèi)側(cè)及右端面4的內(nèi)側(cè)密封環(huán)槽18中。
圖4中，密封圈1是本實(shí)用新型的另一種組合結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)軸向截面近似為“n”字形的，軸向斷面未封閉的環(huán)形柔性密封體1，內(nèi)壁環(huán)2、左端面3、右端面4為一體，與外壁環(huán)10組成的空腔結(jié)構(gòu)，9為其形成的賦能空腔；外壁環(huán)10上有徑向通孔11；密封圈內(nèi)徑和與右端面4相反的側(cè)面交匯處有一斷面呈矩形并平行軸線的階梯形環(huán)狀槽8；密封圈內(nèi)壁環(huán)2表面在自由狀態(tài)下呈向中心方向凸起圓弧狀。外壁環(huán)10的兩端面裝在左端面3的內(nèi)側(cè)及右端面4的內(nèi)側(cè)密封環(huán)槽18中。
圖5中，是本實(shí)用新型實(shí)施例1應(yīng)用在雙作用液壓缸或氣動(dòng)缸中的軸向剖面結(jié)構(gòu)圖。密封圈1的軸向?qū)挾缺让芊獠蹖挾嚷源螅b配中有過盈。該密封圈1的外徑等于密封槽的內(nèi)徑。密封圈1嵌入缸筒15的密封槽內(nèi)，防擠圈12嵌在密封圈1的階梯形狀的溝槽內(nèi)，在工作狀態(tài)時(shí)，密封圈1向活塞桿方向的凸起受到活塞桿13的約束變形，產(chǎn)生對(duì)活塞桿的正壓力，此正壓力達(dá)到了活塞桿初始密封的必要條件。隨著壓力腔14的壓力增高，工作介質(zhì)通過密封圈1的徑向引流的溝槽7，到達(dá)密封圈1端面引流的通孔6后，最終到達(dá)賦能液腔9，按著帕斯卡原理，工作介質(zhì)的壓強(qiáng)作用在密封圈腔內(nèi)的外徑投影面17上，加強(qiáng)了密封圈1的動(dòng)密封效果。工作介質(zhì)作用在腔內(nèi)的內(nèi)徑投影面16及端面投影面上，加強(qiáng)了密封圈1的靜密封效果。當(dāng)工作壓力撤消時(shí)，賦能液腔9壓力隨系統(tǒng)壓力而撤消，此時(shí)密封圈1作用在活塞桿上的正壓力也隨著系統(tǒng)壓力的變化而減小，摩擦力也隨即減小，從而達(dá)到賦能式補(bǔ)償密封的要求。
權(quán)利要求1.一種活塞桿用動(dòng)密封圈，密封圈(1)為由介質(zhì)壓強(qiáng)作用在密封圈內(nèi)膨脹而工作的一個(gè)空腔的環(huán)形柔性密封體，其特征在于密封圈(1)的軸向斷面呈封閉狀，其軸向截面為由內(nèi)壁環(huán)(2)、左端面(3)、右端面(4)及外壁環(huán)(5)組成的空腔結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞桿用動(dòng)密封圈，其特征在于密封圈(1)為整體結(jié)構(gòu)，或組合結(jié)構(gòu)，其外壁環(huán)(5)或右端面(4)有貫穿其厚度的通孔，及與之貫通的溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞桿用動(dòng)密封圈，其特征在于密封圈(1)為整體結(jié)構(gòu)時(shí)，右端面(4)上均布有軸向貫通壁厚的通孔(6)，右端面(4)的外側(cè)有呈徑向貫通的溝槽(7)，溝槽(7)與通孔(6)對(duì)應(yīng)相交并貫通，密封圈內(nèi)壁環(huán)(2)表面為呈向中心方向凸起的弧面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞桿用動(dòng)密封圈，其特征在于密封圈(1)為組合結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)壁環(huán)(2)、左端面(3)、右端面(4)為一體，外壁環(huán)(10)的兩端面裝在左端面(3)的內(nèi)側(cè)及右端面(4)的內(nèi)側(cè)密封環(huán)槽(18)中，外壁環(huán)(10)上有貫穿其厚度的通孔(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞桿用動(dòng)密封圈，其特征在于密封圈(1)為組合結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)壁環(huán)(2)、左端面(3)、右端面(4)為一體，外壁環(huán)(10)裝于左端面(3)及右端面(4)內(nèi)側(cè)的密封環(huán)槽(18)中，右端面(4)上均布有軸向貫通的通孔(6)，并有呈徑向貫通的溝槽(7)，通孔(6)與溝槽(7)相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞桿用動(dòng)密封圈，其特征在于溝槽(7)截面為矩形、半圓形、三角形、橢圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞桿用動(dòng)密封圈，其特征在于密封圈左端面(3)靠內(nèi)徑處有階梯形環(huán)狀槽(8)
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞桿用動(dòng)密封圈，其特征在于密封圈內(nèi)壁環(huán)(2)表面在自由狀態(tài)下呈向中心方向凸起圓弧狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞桿用動(dòng)密封圈，其特征在于密封圈(1)的軸向截面的各部分壁厚相近似。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞桿用動(dòng)密封圈，其特征在于密封圈的材料為伸長率大于50％的工程塑料、高分子材料、橡塑合成材料、橡膠材料。
專利摘要一種活塞桿用動(dòng)密封圈，涉及液壓缸和氣動(dòng)缸中用介質(zhì)的壓力獲得膨脹作用的活塞桿用動(dòng)密封圈。本實(shí)用新型為一個(gè)軸向斷面呈封閉狀的環(huán)形柔性密封體，其軸向截面為由內(nèi)壁環(huán)、左右兩端面及外壁環(huán)組成空腔結(jié)構(gòu)；密封圈可為整體結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)，其外壁環(huán)或端面有貫穿其厚度的通孔，及與之貫通的溝槽。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的靜密封面是兩個(gè)完整的表面，在相同的密封槽寬度下，靜密封的面積成倍增加，密封效果也成倍增加，本實(shí)用新型不使用支撐環(huán)和螺紋調(diào)整機(jī)構(gòu)，又不需要在導(dǎo)向套上打油孔，具有可靠的高低壓密封性能，密封零部件少、結(jié)構(gòu)簡單、成本低并且能應(yīng)用于活塞桿表面有鍍層脫落、劃傷、磨損、銹坑、變形等缺陷的密封中。
文檔編號(hào)F15B15/20GK2821294SQ200520095250
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2005年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月6日
發(fā)明者張革, 王潔, 楊林 申請(qǐng)人:張革