鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，包括柱塞體以及密封圈，所述的密封圈包括環(huán)形密封圈本體，密封圈本體的內、外兩個環(huán)面為密封環(huán)面，上下為密封圈端面，所述柱塞體與密封圈組成高壓密封柱塞密封體，高壓密封柱塞密封體與油缸密封而組成高壓油缸工作腔，所述的密封圈本體至少面向油缸工作腔的一端，設有低壓密封區(qū)和高壓密封區(qū)；所述的低壓密封區(qū)、高壓密封區(qū)與油缸工作腔相通，且低壓密封區(qū)與高壓密封區(qū)沿密封圈軸向設置。與現有技術相比，具有簡單、實用、安全、可靠的優(yōu)點。
【專利說明】鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞。
【背景技術】
[0002]目前液壓油缸使用的活塞桿有兩種結構形式，一種是活塞桿與活塞一體的，一種是活塞桿與活塞分體的，這兩種結構都是靠活塞上的密封圈密封。
[0003]常用的密封圈形式有:Y型密封圈、O型密封圈、格來圈、鼓型密封圈等等。根據密封要求，可以一種密封圈單獨使用，也可以幾種密封圈組合使用。一般情況下，若要同時保障低壓和高壓的密封效果，就需要幾種密封圈搭配使用。相應的，活塞上需要加工幾種密封槽來安裝密封圈，致使加工工藝復雜化，制造成本增加。
[0004]目前活塞的一般結構形式:
[0005]現用活塞的常用結構型式如圖1所示:
[0006]21為活塞體，22為導向環(huán)，23為密封圈，24為導向環(huán)。
[0007]工作原理:
[0008]活塞上的密封圈封閉液壓缸工作腔內的工作液，工作液的壓力通過活塞形成上下推力，從而推動活塞及活塞桿上下移動。為保證密封可靠，經常在活塞上安裝多個密封圈；導向環(huán)的數量根據需要而定，其作用是保證活塞上下移動時的穩(wěn)定，活塞桿不劃傷油缸壁。
[0009]但現在的活塞密封效果不盡理想，不能滿足高低壓密封。

【發(fā)明內容】

[0010]本實用新型的目的是克服活塞結構比較復雜、制造成本比較高的缺點，提供一種鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，來代替目前復雜的活塞密封結構，與現有技術相比，具有簡單、實用、安全、可靠的優(yōu)點。
[0011]為達到上述目的，本技術方案如下:
[0012]一種鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，包括柱塞體以及密封圈，所述的密封圈包括環(huán)形密封圈本體，密封圈本體的內、外兩個環(huán)面為密封環(huán)面，上下為密封圈端面，所述柱塞體與密封圈組成高壓密封柱塞密封體，高壓密封柱塞密封體與油缸密封而組成高壓油缸工作腔，所述的密封圈本體至少面向油缸工作腔的一端，設有低壓密封區(qū)和高壓密封區(qū)；所述的低壓密封區(qū)、高壓密封區(qū)與油缸工作腔相通，且低壓密封區(qū)與高壓密封區(qū)沿密封圈軸向設置。
[0013]進一步的，所述的柱塞體為活塞桿，活塞桿上設有至少一道用于容納上述密封圈的環(huán)形密封槽，密封圈由壓板或壓圈或密封圈隔板固定在環(huán)形密封圈槽內；壓板或壓圈或密封槽隔板上設有貫通密封圈與油缸工作腔的通孔或槽。
[0014]進一步的，所述的柱塞體包括與油缸內壁配合的專用密封圈載體，專用密封圈載體的至少一端固定有活塞桿，在專用密封圈載體上設有至少一道用于容納上述密封圈的環(huán)形密封槽。[0015]進一步的，低壓密封區(qū)始于密封圈端面，高壓密封區(qū)位于低壓密封區(qū)的后側。
[0016]進一步的，低壓密封區(qū)與高壓密封區(qū)間設有支撐隔板，支撐隔板上設有貫通高壓密封區(qū)與低壓密封區(qū)的注液孔。
[0017]進一步的，所述的低壓密封區(qū)為V型結構，V型結構的開口端朝向油缸工作腔。
[0018]進一步的，所述低壓密封區(qū)包括在密封圈端面上設置的壓力緩沖槽，所述的注液孔位于壓力緩沖槽的內側。
[0019]進一步的，所述的高壓密封區(qū)包括一個中空的充壓腔，充壓腔由注液孔與低壓密封區(qū)貫通。
[0020]進一步的，所述的高壓密封區(qū)為中空的鼓形密封圈，中空鼓形密封圈由注液孔與低壓密封區(qū)貫通。
[0021]進一步的，所述內、外兩個密封環(huán)面上分別設置O-N道密封環(huán)；低壓密封區(qū)的外圓直徑為密封圈的最大直徑；低壓密封區(qū)的內圓直徑為密封圈的最小直徑。
[0022]進一步的，所述的密封圈至少一端設有防擠圈。
[0023]進一步的，低壓密封區(qū)始于密封圈端面，高壓密封區(qū)位于低壓密封區(qū)的后側。
[0024]進一步的，注液孔沿與密封圈軸向方向呈平行或者夾角方向導通，注液孔為一個或數個或一整條環(huán)形孔。
[0025]本實用新型的工作原理及工作過程如下:
[0026]本實用新型去除原有的活塞形式，所述柱塞體與密封圈組成高壓密封柱塞密封體，高壓密封柱塞密封體與油缸密封而組成高壓油缸工作腔，實現密封。
[0027]柱塞體與密封圈有以下幾種連接形式:
[0028]1、柱塞體為活塞桿，適用于活塞桿與密封圈的間隙較小的情況，活塞桿的上設有密封槽，密封槽內配合密封圈，密封圈設在活塞桿的環(huán)槽內。
[0029]2、柱塞體包括活塞桿以及用于固定活塞桿的專用密封圈載體，適用于活塞桿與密封圈的間隙較小的情況，專用密封圈載體至少一端固定活塞桿，且專用密封圈載體外壁上設有密封槽，密封槽內配合密封圈，密封圈設在活塞桿的環(huán)槽內。
[0030]以上的幾種連接方式，為保證在密封件發(fā)生相對運動的時候，密封圈不至于被擠壓，可在密封圈的上下充液端設置防擠圈。
[0031]通過柱塞體與油缸之間的縫隙，工作介質由缸筒的軸向方向而非徑向方向進入到密封圈。
[0032]對于密封圈，一般都是環(huán)形密封圈，為適應密封要求，密封圈需要具有一定的尺寸，因此密封圈水平放置時，密封圈的內、外環(huán)面為密封件配合實現密封的密封環(huán)面，密封圈的上下端為密封圈的端面。
[0033]與密封圈配合密封的部件有的為單向工作，比如單體液壓支柱，有的是雙向工作，比如雙向液壓缸，不管是單向還是雙向工作，都是通過向油缸內供液實現，充液后的工作腔為油缸工作腔；為滿足上述單、雙向工作的密封需要，本密封圈在朝向油缸工作腔的一端(如果是單向工作則一端設有，如果是雙向工作則兩端設有)設有低壓密封區(qū)和高壓密封區(qū)；低壓密封區(qū)與高壓密封區(qū)都與油缸工作腔相通，供液后分別實現低壓密封和高壓密封。
[0034]高壓密封區(qū)和低壓密封區(qū)沿平行于密封圈本體的軸向設置，存在兩種形式:一，低壓密封區(qū)始于密封圈端面，高壓密封區(qū)位于低壓密封區(qū)后部；二，高壓密封區(qū)始于密封圈端面，低壓密封區(qū)位于高壓密封區(qū)后部。
[0035]上述兩形式中，貫通的形式可以是低壓密封區(qū)和高壓密封區(qū)兩者貫通后然后與油缸工作腔貫通，也可以是各自與油缸工作腔相通。
[0036]高、低壓密封區(qū)優(yōu)選一體化結構。
[0037]本密封圈本體的內、外兩密封環(huán)面用于密封，本密封圈本體的朝向油缸工作腔端面用于充液，使得密封本體向兩密封環(huán)面方向膨脹。
[0038]本密封圈沿密封圈的軸向方向上分為貫通低壓密封區(qū)和高壓密封區(qū)，其中低壓密封區(qū)位于密封圈外端用于實現低壓下的密封，高壓密封區(qū)用于實現高壓的密封。
[0039]若密封工件為單向充液，可在一個充壓端面設有低壓密封區(qū)和高壓密封區(qū)；若密封工件為雙向充液，可在兩充壓端面上各設有低壓密封區(qū)和高壓密封區(qū)，其中低壓密封區(qū)通向充壓腔。
[0040]低壓密封區(qū)可以采用V型開口結構(Y型密封圈)，也可以在充壓端面上設置壓力緩沖區(qū)，實現低壓下的密封。
[0041]高壓密封區(qū)包括一個充壓腔，充壓腔通過容納并充盈高壓工作介質向四周膨脹形成密封，使得密封圈向兩個密封環(huán)面膨脹，密封圈整體向外膨脹，密封環(huán)面與油缸內壁或柱塞密封槽底面之間的貼合力明顯增大，達到增壓密封的目的。
[0042]與現有技術相比，因本高壓密封區(qū)的充盈是經貫通低壓密封區(qū)和高壓密封圈的注液孔實現的，而不是密封環(huán)面向內充盈的方式，因此也就不會出現內外力抵消的現象，密封效果更好。
[0043]低壓密封區(qū)與高壓密封區(qū)之間并不是全部敞開式的直接貫通方式，而是在兩者之間設有支撐隔板，實現兩者分隔或者隔斷的狀態(tài)，并在支撐隔板上設置一定數量的注液孔用于貫通低壓密封區(qū)和高壓密封區(qū)，這樣，這種密封圈的整體強度比相對于兩者之間全面直接貫通的結構形式要大的多，保證低壓密封區(qū)可以很好的作為低壓密封結構使用；同時因為高壓密封區(qū)充液口一注液孔位于設在密封圈朝向充壓腔的充壓端面上，而不是在內、外密封環(huán)面設置注液孔上，這樣，在高壓密封狀態(tài)下時可以保證密封件向兩個密封環(huán)面方向進行高效膨脹，充分保證了高壓的密封效果，能夠有效地兼顧高壓和低壓密封。
[0044]在密封環(huán)面上設有1-N道密封環(huán)，在密封圈充液受壓的情況下，密封環(huán)面更加貼合需要密封的環(huán)面，而且是由中間向兩端進行施加，進一步提高密封效果。同時，多道密封環(huán)的設置保證了:在高壓狀態(tài)下，高壓密封區(qū)的密封力因充壓腔高壓液體脹力而增大；當其中某道密封環(huán)失效時，其它密封環(huán)替補密封，并可以將銹點密封，達到多重復合密封目的。
[0045]充壓端面的密封環(huán)面為密封圈最大截面積處，即低壓密封的外圓為直徑最大圓、內圓為直徑最小圓，這樣在低壓或者高壓時，充壓端面的密封環(huán)截面積最大，能夠實現低壓和高壓的密封，提高了密封效果。
[0046]充壓端面上設有壓力緩沖槽，壓力緩沖槽是一個凹入充壓端面的連續(xù)或斷續(xù)的環(huán)形凹槽:可以沿密封圓面的周向方向一直延伸，也可以不沿著密封端面方向延伸，比如是斷續(xù)的環(huán)形槽結構；其橫截面形狀與密封圈相應部位的橫截面相似，但略小一些，也可以根據密封圈結構需要設計成其它任何幾何形狀。壓力緩沖槽的主要作用是緩沖高壓液體壓力，并通過注液孔向高壓密封區(qū)的充壓腔進行注液。[0047]所述充壓腔，是高壓密封區(qū)的環(huán)形內腔，由支撐隔板將其與壓力緩沖槽隔開。充壓腔的主要作用是儲存高壓工作液，向內、外密封環(huán)面?zhèn)鬟f液壓力，增強密封介面的貼合力，改善密封效果。
[0048]本實用新型可以有效解決目前密封結構存在的性能單一、適應能力差、安全系數低、使用壽命短等不足。
[0049]綜上，本實用新型的有益效果體現在:
[0050]本型復合密封手把有如下特點:
[0051](I) 一個密封圈上兼有傳統(tǒng)密封環(huán)和鼓型增壓密封環(huán)兩種密封的復式結構,使液壓支柱能夠適應井下工作面的低壓、高壓、變化壓力等復雜工況。
[0052](2)采用多環(huán)復式密封形式，密封圈的多個不同密封環(huán)面之間可以互相替補密封，加上鼓型增壓密封效果，使得液壓支柱的密封安全系數提高數倍。
[0053](3)鼓型增壓多環(huán)復合密封圈兩個密封環(huán)面結構合理，保障鼓型密封有效增壓，能夠明顯改善支柱的密封效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0054]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖；
[0055]圖1是原活塞結構示意圖；
[0056]圖2為單向密封圈結構示意圖；
[0057]圖3為單向密封圈密封環(huán)面結構示意圖；
[0058]圖4為雙向密封圈結構示意圖；
[0059]圖5為小間隙單向無壓板活塞體示意圖；
[0060]圖6為小間隙單向有壓板活塞體示意圖；
[0061]圖7為大間隙單向采用專用密封圈載體無壓板活塞體示意圖；
[0062]圖8為大間隙單向采用專用密封圈載體有壓板活塞體示意圖；
[0063]圖9為小間隙雙向無壓板活塞體示意圖；
[0064]圖10為小間隙雙向有壓板活塞體示意圖；
[0065]圖11為大間隙雙向采用專用密封圈載體無壓板活塞體示意圖；
[0066]圖12為大間隙雙向采用專用密封圈載體有壓板活塞體示意圖；
[0067]圖13-16為雙向工作單向密封的活塞體示意圖；
[0068]圖17為活塞體工作受力分析示意圖。
【具體實施方式】
[0069]下面未述及的相關技術內容均可采用或借鑒現有技術。
[0070]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0071]實施例1
[0072]—種鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞,包括柱塞體,柱塞與缸筒之間設有密封圈。
[0073]根據單雙向運動和密封要求，用于單向密封，結構如下:
[0074]一種鼓型增壓多環(huán)復合密封圈，如圖2所示，包括密封圈本體10，密封圈本體10為環(huán)形，常見為圓環(huán)柱形，當然也可以根據密封條件的具體需要進行選擇。
[0075]沿密封圈本體10中心徑向方向，密封圈本體10的內、外兩環(huán)面為密封環(huán)面13 ;沿密封圈本體10的軸向方向,密封圈本體的上下兩端面為充壓端面14。
[0076]本實施例為單向密封，即密封圈本體I的兩個充壓端面14中僅有一端的充壓端面上設有一體化形式的低壓密封區(qū)11和高壓密封區(qū)12，且兩密封圈區(qū)相互貫通，低壓密封區(qū)11始于充壓端面且通向工作腔一工作介質的打壓區(qū)域，即工作介質由工作腔可流入到低壓密封區(qū)11，而高壓密封區(qū)12位于低壓密封區(qū)11的后側。
[0077]所述的低壓密封區(qū)11為V型結構，開口朝向油缸工作腔或者在充壓端面設有壓力緩沖槽111，本實施例采用后者——設置壓力緩沖槽111的形式，但不排除采用Y型圈的形式。
[0078]所述的高壓密封區(qū)12采用中空的鼓形密封圈形式；或者高壓密封區(qū)12包括一密封的充壓腔121，本實施例采用設置充壓腔121的形式，同樣但不排除采用鼓型密封圈的形式。
[0079]低壓密封區(qū)11與高壓密封區(qū)12間設有支撐隔板15，支撐隔板15上設有貫通高壓密封區(qū)12與低壓密封區(qū)11的注液孔16，本實施例的注液孔16位于壓力緩沖槽111的槽底且優(yōu)選為軸向方向；注液孔16的數量可以根據需要進行選擇，可設置1-N個，只要能夠實現低壓密封區(qū)11與高壓密封區(qū)12導通即可，當然極限情況下，注液孔16數量增加，且孔較大、較長時，支撐隔板面積就小于注液孔面積，支撐隔板實際就形成了隔斷或者連接筋，本種方式也應視為等同于設置支撐隔板的方式，在本實用新型創(chuàng)造的保護范圍之內。
[0080]所述內、外兩個密封環(huán)面13上分別設置O-N道密封環(huán)，極端情況下或者工作壓力不是很高的情況下，也可以選擇不設置密封環(huán)，當然為保證密封效果，優(yōu)選設置密封環(huán)，本密封環(huán)可設置多個，尤其是在高壓密封區(qū)12內為保證密封效果更應設置多個，當然，O— N個也不局限于整數個，也可以為單獨設置半個，比如:低壓密封區(qū)11的外圓直徑為密封圈的最大直徑；低壓密封區(qū)11的內圓直徑為密封圈的最小直徑，實現低壓密封區(qū)11與密封件的緊密貼合，保證密封強度和密封效果。
[0081]密封環(huán)具體結構如圖3所示，密封件的密封環(huán)有4種:13A、13B分別為內、外密封環(huán)面，即高壓密封環(huán)面。根據需要，該鼓型環(huán)面可以設置I?N道。
[0082]13CU3D為普通密封環(huán)面，即低壓密封環(huán)面。根據需要，該低壓密封環(huán)面可以設置
I?N道。
[0083]當液壓支柱低壓工作時，工作液的壓力低，鼓型密封圈內腔漲力小，形成的密封力也小，這時主要依靠13C、13D面密封；當液壓支柱高壓工作時，工作液的壓力大，密封力增大，主要靠13A、13B面密封。
[0084]壓力緩沖槽111為凹入充壓端面14的連續(xù)或者間斷的槽型結構，其橫截面為弧形、方形或多邊形的至少一種或組合，本實施例采用連續(xù)的圖2所示結構。
[0085]A.增壓密封原理
[0086]液壓缸內腔中的高壓工作液通過專用注液孔進入密封圈內腔，高壓工作液在密封圈內腔對鼓型密封環(huán)面形成漲力，即密封圈內側環(huán)面與活塞桿密封槽底部的貼合力、密封圈外側環(huán)面與油缸內壁的貼合力。在高壓液體的作用下，這兩個密封力大大增加，使密封安全系數提高數倍。
[0087]由于密封圈內腔液體漲力的作用，本密封結構在液壓設備突遇超高壓力、油缸直徑一定范圍的變化、密封圈的磨損等等惡劣、復雜工況下，都能夠保持可靠密封。
[0088]B、復合密封原理
[0089]所用密封圈是由普通低壓密封環(huán)面和高壓密封環(huán)面組合而成的復式密封圈
[0090](a)、互補密封
[0091]當液壓缸處于低壓工況時，主要依靠圖5中的2和5低壓密封環(huán)面密封；當液壓缸處于高壓工況時，主要依靠圖5中的I和4內外各兩道高壓密封環(huán)面密封，實現了高、低壓之間的密封互補。
[0092]該密封圈的高、低壓密封互補特點，克服了目前密封圈的兩個缺陷，一是高壓密封好而低壓密封效果差，二是低壓密封好而高壓密封效果差。
[0093](b)、替補密封
[0094]鼓型增壓多環(huán)復合密封結圈的各個密封環(huán)面之間，如果其中某個密封環(huán)面損壞失效，其它密封環(huán)面仍然起著可靠地密封作用，液壓缸可以安全工作，即各個密封環(huán)面相互之間能夠實現密封替補。
[0095](C)、補償密封
[0096]鼓型增壓多環(huán)復合密封結圈結構中，可以適當增加密封環(huán)面的寬度和數量，以有效避免因密封手把密封槽或活塞桿表面的腐蝕、損傷導致的密封失效，保障液壓缸在超高壓工況下具有可靠的密封安全性。充分發(fā)揮本實用新型復式結構、復合密封的優(yōu)點。
[0097]鼓型增壓多環(huán)復合密封圈同時具備高、低壓復式結構，多環(huán)替補密封機理、密封面損傷補償能力，是為鼓型增壓多環(huán)復合密封。
[0098]本密封圈可以有效解決目前密封結構存在的性能單一、適應能力差、安全系數低、使用壽命短等不足。
[0099]本單向密封環(huán)應用，結構如下:
[0100]適用于活塞桿直徑與油缸內徑間隙較小時，如各種千斤頂、液壓支柱等，在活塞桿I的端部安裝鼓型增壓多環(huán)復合密封圈3，代替活塞式密封，安裝具體結構如下:活塞桿I的端部車出環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內套設有密封圈3，密封圈3內側為活塞桿1、外側為油缸4。使用時，密封圈3套入環(huán)形凹槽即可，因圖5的油缸工作腔在下方，因此在環(huán)形凹槽內密封圈3的上端設有防擠圈2，達到防擠的效果，為達到迅速供液的目的，在活塞桿I的端部設有至少一個注液通孔6，注液通孔6與密封圈的壓力緩沖槽貫通。
[0101]作為上述密封圈的安裝改進，如圖6所示，圖6與圖5的區(qū)別在于:環(huán)形凹槽始于活塞桿I的端面，在密封圈3的下方設置壓板5，注液通孔6開設在壓板5上。
[0102]適用于活塞桿直徑與油缸內徑間隙較大時，圖7所示，在活塞桿I的端部固定專用密封圈載體7，專用密封圈載體7安裝鼓型增壓多環(huán)復合密封圈3，代替活塞式密封，安裝具體結構如下:專用密封圈載體7的端部車出環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內套設有密封圈3，密封圈3內側為專用密封圈載體7、外側為油缸4。使用時，密封圈3套入環(huán)形凹槽即可，因圖7的油缸工作腔在下方，因此在環(huán)形凹槽內密封圈3的上端設有防擠圈2，達到防擠的效果，為達到迅速供液的目的，在專用密封圈載體7的端部設有至少一個注液通孔6，注液通孔6與密封圈的壓力緩沖槽貫通。
[0103]作為上述密封圈的安裝改進，如圖8所示，圖8與圖7的區(qū)別在于:環(huán)形凹槽始于專用密封圈載體7的端面，在密封圈3的下方設置壓板5，注液通孔6開設在壓板5上。
[0104]實施例2
[0105]雙向密封時，除以下結構外與單向相同。
[0106]為滿足雙向(比如雙向油缸)充壓、工作需要，本雙向在密封圈本體I的兩個充壓端面14上各設有一套貫通的低壓密封區(qū)11和高壓密封區(qū)12，如圖4所示，每套的低壓密封區(qū)11和高壓密封區(qū)12的設置形式如單向密封所陳述。
[0107]本雙向密封環(huán)應用，結構如下:
[0108]適用于活塞桿直徑與油缸內徑間隙較小時，如各種千斤頂、液壓支柱等，如圖9所示，在活塞桿I的端部安裝鼓型增壓多環(huán)復合密封圈3，代替活塞式密封，安裝具體結構如下:活塞桿I的端部車出環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內套設有密封圈3，密封圈3內側為活塞桿1、外側為油缸4。使用時，密封圈3套入環(huán)形凹槽即可，因圖5的油缸工作腔在下方，因此在環(huán)形凹槽內密封圈3的上端和下端各設有防擠圈2，達到防擠的效果，為達到迅速供液的目的，在活塞桿I的端部設有至少一個注液通孔6，注液通孔6與密封圈的壓力緩沖槽貫通。
[0109]作為上述密封圈的安裝改進，如圖，10所示，圖10與圖9的區(qū)別在于:環(huán)形凹槽始于活塞桿I的端面，在密封圈3的下方設置壓板5，注液通孔6開設在壓板5上。
[0110]適用于活塞桿直徑與油缸內徑間隙較大時，圖11所示，在活塞桿I的套設在專用密封圈載體7上，專用密封圈載體7安裝鼓型增壓多環(huán)復合密封圈3，代替活塞式密封，安裝具體結構如下:專用密封圈載體7的端部車出環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內套設有密封圈3，密封圈3內側為專用密封圈載體7、外側為油缸4。使用時，密封圈3套入環(huán)形凹槽即可，因圖7的油缸工作腔在下方，因此在環(huán)形凹槽內密封圈3的上端設有防擠圈2，達到防擠的效果，為達到迅速供液的目的，在專用密封圈載體7的端部設有至少一個注液通孔6，注液通孔6與密封圈的壓力緩沖槽貫通。
[0111]作為上述密封圈的安裝改進，如圖12所示，圖12與圖7的區(qū)別在于:環(huán)形凹槽始于專用密封圈載體7的端面，在密封圈3的下方設置壓板5，注液通孔6開設在壓板5上。
[0112]當然雙向密封可以采用兩端各設有一個單向密封的形式，對應單雙向以及活塞桿與油缸間隙的大小如圖13-16所示。
[0113]以雙向鼓型增壓四環(huán)復式密封結構為例，其結構主要由改進的活塞桿與鼓型增壓四環(huán)復式密封圈組成，分析其受力情況。
[0114]經改進的活塞桿與雙向作用的鼓型增壓多環(huán)復合密封圈組合，圖17:活塞桿103固定在專用密封圈載體102，密封圈套設專用密封圈載體102的環(huán)槽內，并通過下壓板109固定，形成一個可靠的雙向密封結構，
[0115]101為液缸體，102為專用密封圈載體，103為活塞桿，104為上壓力緩沖槽，105為上注液孔，106為活塞密封槽底面增力，107為下注液孔，108為下壓力緩沖槽，109為下壓板，1010為下工作腔壓力，1011為上工作腔壓力，1012為上低壓密封面增力，1013為油缸內壁增力，1014為下低壓密封面增力。
[0116]在下端充液時，形成下工作腔壓力1010，一方面作用在密封圈上形成下低壓密封面增力1014，另一方面工作介質經下壓力緩沖槽104、下注液孔107進入到充壓腔，形成在液缸體101上的油缸內壁增力1013以及活塞密封槽底面增力106，從而保證密封效果。
[0117]同理，在下端充液時，形成上工作腔壓力1011，一方面作用在密封圈上形成上低壓密封面增力1012，另一方面工作介質經上壓力緩沖槽108、上注液孔105進入到充壓腔，形成在液缸體101上的油缸內壁增力1013以及活塞密封槽底面增力106，從而保證密封效果O
[0118]可見，鼓型增壓多環(huán)復合密封結構采用多環(huán)增壓復合密封圈，實現高、低壓密封互補，各個密封環(huán)面之間互相替補的多環(huán)復合密封的功效；并且還可以彌補因活塞桿密封槽或油缸內壁腐蝕、損傷導致的密封失效，保障液壓缸在超高壓工況下具有可靠地密封安全系數，充分發(fā)揮本實用新型復式結構、復合密封的效果。
[0119]以上所述僅是本申請的優(yōu)選實施方式，使本領域技術人員能夠理解或實現本申請。對這些實施例的多種修改對本領域的技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，包括柱塞體以及密封圈，所述的密封圈包括環(huán)形密封圈本體(10)，密封圈本體的內、外兩個環(huán)面為密封環(huán)面(13)，上下為密封圈端面(14)，其特征在于:所述柱塞體與密封圈組成高壓密封柱塞密封體，高壓密封柱塞密封體與油缸密封而組成高壓油缸工作腔，所述的密封圈本體(10)至少面向油缸工作腔的一端，設有低壓密封區(qū)(11)和高壓密封區(qū)(12);所述的低壓密封區(qū)(11)、高壓密封區(qū)(12)與油缸工作腔相通，且低壓密封區(qū)(11)與高壓密封區(qū)(12)沿密封圈軸向設置。
2.根據權利要求1所述的鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，其特征在于:所述的柱塞體為活塞桿，活塞桿上設有至少一道用于容納上述密封圈的環(huán)形密封槽，密封圈由壓板或壓圈或密封圈隔板固定在環(huán)形密封圈槽內；壓板或壓圈或密封槽隔板上設有貫通密封圈與油缸工作腔的通孔或槽。
3.根據權利要求1所述的鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，其特征在于:所述的柱塞體包括與油缸內壁配合的專用密封圈載體，專用密封圈載體的至少一端固定有活塞桿，在專用密封圈載體上設有至少一道用于容納上述密封圈的環(huán)形密封槽。
4.根據權利要求1所述的鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，其特征在于: 低壓密封區(qū)(11)始于密封圈端面，高壓密封區(qū)(12)位于低壓密封區(qū)(11)的后側。
5.根據權利要求1或4所述的鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，其特征在于:低壓密封區(qū)(11)與高壓密封區(qū)(12)間設有支撐隔板(15)，支撐隔板(15)上設有貫通高壓密封區(qū)(12)與低壓密封區(qū)(11)的注液孔(16)。
6.根據權利要求5所述的鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，其特征在于:所述的低壓密封區(qū)(11)為V型結構，V型結構的開口端朝向油缸工作腔。
7.根據權利要求5所述的鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，其特征在于:所述低壓密封區(qū)(II)包括在密封圈端面上設置的壓力緩沖槽(111)，所述的注液孔(16)位于壓力緩沖槽(III)的內側。
8.根據權利要求5所述的鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，其特征在于:所述的高壓密封區(qū)(12)包括一個中空的充壓腔(121)，充壓腔(121)由注液孔與低壓密封區(qū)(11)貫通。
9.根據權利要求6所述的鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，其特征在于:所述的高壓密封區(qū)(12)為中空的鼓形密封圈，中空鼓形密封圈由注液孔(16)與低壓密封區(qū)(11)貫通。
10.根據權利要求5所述的鼓型增壓多環(huán)復合密封柱塞，其特征在于:所述內、外兩個密封環(huán)面(13)上分別設置O-N道密封環(huán)；低壓密封區(qū)的外圓直徑為密封圈的最大直徑；低壓密封區(qū)的內圓直徑為密封圈的最小直徑。
【文檔編號】F16J9/00GK203703104SQ201320469793
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年8月3日 優(yōu)先權日:2013年8月3日
【發(fā)明者】劉志昊, 劉志政, 李恒, 李曉龍, 楊昱琦, 張子麟, 李遠順, 劉立起 申請人:劉立起