专利名称：一种赋能式活塞杆用动密封圈的制作方法
技术领域：
本发明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杆动密封的密封圈。
背景技术：
目前，公知的液压缸或气动缸中的活塞杆动密封，其初始密封力都是靠密封圈变形挤压活塞杆而达到的，而且对活塞杆的尺寸要求和表面要求都很高。随着密封圈不断的磨损以及密封圈材料的蠕变及老化，活塞杆与密封圈之间的正压力逐渐减小，初始密封效果逐渐减弱，最终以密封失效而告终。1998年出版的《新编液压工程手册》中介绍的各种活塞杆用密封圈，密封原理都是如此。专利号(97104609.3)中介绍的一种《一种无渗漏液压缸》就密封原理来讲改变了《新编液压工程手册》中提供的方法，最具特点的是密封可靠。但是通过实践验证，此种密封圈有其自身的不足专利号(97104609.3)中液体靠导向套上做出与压力介质相通的孔道到达密封槽内，然后进入支撑环上径向透孔，在进入密封圈腔而组成一个完整的密封系统。在很多情况下，在导向套上做通道孔是结构上不允许的，或者是常规加工方法难于做到的。就端面静密封而言，专利号(97104609.3)中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。而静密封面仅与支撑环的端面相同，面积很小，为了能达到可靠的密封性能，所以就要求提高密封槽表面的加工精度，以保证静密封的可靠性。此外还存在如下不足1、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；2、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。
发明内容
本发明的发明目的，在于克服现有技术不足而提供一种有可靠的高低压密封性能，密封零部件少、结构简单、成本低且可在有缺陷的活塞杆上使用的赋能式活塞杆用动密封圈。并且能应用于活塞杆有镀层脱落、划伤、磨损、锈坑、变形等缺陷的密封中。
本发明的发明目的是这样实现的密封圈为一个轴向断面呈封闭状的环形柔性密封体，其轴向截面为由内壁环、两端面及外壁环组成的空腔结构。密封圈一外端面靠内径处有阶梯状环形槽。
所说的密封圈截面为整体结构，或组合结构，端面有贯穿其厚度的通孔，及与之贯通的沟槽。
密封圈截面为整体结构时，与阶梯状环形槽相对应侧的端面上均布有轴向贯通壁厚的通孔，端面的外侧有呈径向贯通的沟槽，沟槽与通孔对应相交并贯通，密封圈内壁环表面为呈向中心方向凸起的弧面。
密封圈为组合结构时，其中一种形式为内壁环和两端面为一个零件，外壁环为一个零件，其外壁环的两端面装于另一零件两端面内的环槽中，外壁环上有贯穿其厚度的通孔。
密封圈为组合结构时，另一种形式为内壁环和两端面为一个零件，外壁环为一个零件，其外壁环的两端面装于另一零件两端面内的环槽中，在阶梯状环形槽端面的对应端面上均布有轴向贯通的通孔，并有呈径向贯通的沟槽，通孔与沟槽相连通。
所说的密封圈的轴向截面的各部分壁厚相近似。
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。
所说的沟槽截面为矩形、半圆形、三角形、椭圆形。
本发明应用在液压缸或气动缸中工作时，相应的油口注液过程中，液体通过活塞杆密封圈端面的沟槽，与密封圈端面的透孔，进入密封圈内。或者工作介质通过导向套密封槽相应面上的径向引流沟槽，以及外壁环上的透孔，到达密封圈内的赋能腔。就端面静密封而言，本发明的静密封采用本体过盈的办法得到解决。本发明的静密封是两个完整的表面即外壁环的外径表面和一端面表面，其密封面占到密封圈表面的1/2，所以在相同的密封槽宽度下，静密封的面积成倍增加，密封效果也成倍增加。与现有技术相比，不使用支撑环和螺纹调整机构，又不需要在导向套上打交叉油孔，不但减少了加工零件品种和数量而且还可以降低加工精度，所以达到了最终降低加工成本的目的。应用本发明的一种形式，是在原来的活塞杆密封槽不做更改的条件下，更换上本发明的密封圈就可以使用。应用本发明的另一种形式是在导向套密封槽相应面上做出径向引流沟槽。两种使用形式不但新活塞杆可以使用，而且还能对旧活塞杆密封表面出现镀层脱落、划伤、锈坑、变形等缺陷同样也能起到与新活塞杆一样的密封效果。经验证在上述有缺陷的活塞杆中使用，同样能达到相关标准规定的密封效果。此种密封圈使用成本低。
下面将结合附图对本发明进一步详述
图1是本发明实施例1的轴向视图；图2是图1的轴向剖面结构图；图3是本发明的实施例2的轴向剖面结构图；图4是本发明的实施例3的轴向剖面结构图；图5是本发明实施例1的使用状态结构示意图。
具体实施例方式
图1、图2中，密封圈1是本发明的整体结构。它是一个轴向截面近似为“口”字形的，轴向断面封闭的环形柔性密封体，其轴向截面为由内壁环2、两端面3、4及外壁环5组成的空腔结构。内壁环2、两端面3、4及外壁环5为一整体，9为其形成的赋能空腔；端面4上均布有轴向贯通壁厚的通孔6，端面4的外侧有呈径向贯通的沟槽7，沟槽7与通孔6对应相交并贯通。密封圈内径和与有通孔6端面相反的侧面交汇处，有一断面呈矩形并平行轴线的阶梯形环状槽8。密封圈内壁2表面在自由状态下呈向中心方向凸起圆弧状。
图3中，密封圈1是本发明的一种组合结构，它是一个轴向截面近似为“n”字形的、轴向断面未封闭的环形柔性密封体1，与外壁环10组成的空腔结构。内壁环2、两端面3、4为一体，9为其形成的赋能空腔；端面4上均布有轴向贯通壁厚的通孔6，端面4的外侧有呈径向贯通的沟槽7，沟槽7与通孔6对应相交并贯通。密封圈内径和与有通孔6端面相反的侧面交汇处，有一断面呈矩形并平行轴线的阶梯形环状槽8；密封圈内壁2表面在自由状态下呈向中心方向凸起圆弧状。外壁环10的两端面装于两端面3、4内的密封环槽18内。
图4中，密封圈1是本发明的另一种组合结构，它是一个轴向截面近似为“n”字形的，轴向断面未封闭的环形柔性密封体1，内壁环2、两端面3、4为一体，与外壁环10组成的空腔结构。9为其形成的赋能空腔，外壁环10装于两端面3、4内的密封环槽18内；外壁环10上有径向通孔11；密封圈内径和与远离通孔11的外端面的交汇处，有一断面呈矩形，并平行轴线的阶梯形环状槽8；密封圈内壁2表面在自由状态下呈向中心方向凸起圆弧状。
图5中，是本发明实施例1应用在双作用液压缸或气动缸中的轴向剖面结构图。密封圈1的轴向宽度比密封槽宽度略大，装配中有过盈。该密封圈1的外径等于密封槽15的内径。密封圈1嵌入导向套的密封槽15内，防挤圈12嵌在密封圈1的阶梯形状的沟槽内，在工作状态时，密封圈1向活塞杆方向的凸起受到活塞杆13的约束变形，产生对活塞杆的正压力，此正压力达到了活塞杆初始密封的必要条件。随着压力腔14的压力增高，工作介质通过密封圈1的径向引流沟槽7，到达密封圈1的端面引流通孔6后，最终到达赋能液腔，按着帕斯卡原理，工作介质的压强作用在密封圈腔内的外径投影面17上，加强了密封圈1的动密封效果。工作介质作用在腔内的内径投影面16及端面投影面上，加强了密封圈1的静密封效果。当工作压力撤消时，赋能液腔压力随系统压力而撤消，此时密封圈1作用在活塞杆上的正压力也随着系统压力的变化而减小，摩擦力也随即减小，从而达到赋能式补偿密封的要求。
权利要求
1.一种赋能式活塞杆用动密封圈，其特征在于密封圈(1)为一个轴向断面呈封闭状的环形柔性密封体，其轴向截面为由内壁环(2)、两端面(3、4)及外壁环(5)组成的空腔结构。
2.根据权利要求1所述的活塞杆用动密封圈，其特征在于密封圈(1)为整体结构，或组合结构，其外壁环或端面有贯穿其厚度的通孔，及与之贯通的沟槽。
3.根据权利要求2所述的活塞杆用动密封圈，其特征在于密封圈(1)为整体结构时，端面(4)上均布有轴向贯通壁厚的通孔(6)，端面(4)的外侧有呈径向贯通的沟槽(7)，沟槽(7)与通孔(6)对应相交并贯通，密封圈内壁(2)表面为呈向中心方向凸起的弧面。
4.根据权利要求2所述的活塞杆用动密封圈，其特征在于密封圈(1)为组合结构时，内壁环(2)、两端面(3、4)为一体，外壁环(10)装于两端面(3、4)内的密封环槽(18)中，外壁环(10)上有贯穿其厚度的通孔(11)。
5.根据权利要求2所述的活塞杆用动密封圈，其特征在于密封圈(1)为组合结构时，内壁环(2)、两端面(3、4)为一体，外壁环(10)装于两端面(3、4)内的密封环槽(18)中，端面(4)上均布有轴向贯通的通孔(6)，并有呈径向贯通的沟槽(7)，通孔(6)与沟槽(7)相连通。
6.根据权利要求2所述的活塞杆用动密封圈，其特征在于沟槽(7)截面为矩形、半圆形、三角形、椭圆形。
7.根据权利要求1所述的活塞杆用动密封圈，其特征在于密封圈一外端面(3)靠内径处有阶梯环形环状槽(8)。
8.根据权利要求1所述的活塞杆用动密封圈，其特征在于密封圈内壁(2)表面为呈向中心方向凸起的弧面。
9.根据权利要求1所述的活塞杆用动密封圈，其特征在于密封圈(1)的轴向截面的各部分壁厚相近似。
10.根据权利要求1所述的活塞杆用动密封圈，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。
全文摘要
一种赋能式活塞杆用动密封圈，为一个轴向断面封闭的环形柔性密封体，其由内壁环、两端面及外壁环组成空腔结构，密封圈可为整体结构或组合结构。其外壁环或端面有贯穿其厚度的通孔及与之贯通的沟槽。本发明静密封是两个完整的表面即外壁和一端面表面，密封面大，所以在相同的密封槽宽度下，静密封的面积成倍增加，密封效果也成倍增加。与现有技术相比，不使用支撑环和螺纹调整机构，又不需要在导向套上打油孔，具有可靠的高低压密封性能，密封零部件少、结构简单、成本低且可在有缺陷的活塞杆上使用等优点。并且能应用于活塞杆有镀层脱落、划伤、磨损、锈坑、变形等缺陷的密封中。
文档编号F16J15/56GK1815066SQ200510018269
公开日2006年8月9日 申请日期2005年2月6日 优先权日2005年2月6日
发明者张革, 王洁, 杨林 申请人:张革