一种三层过壁孔密封结构和液压系统的制作方法

本发明属于密封设计，涉及一种三层过壁孔密封结构和液压系统。

背景技术：

1、密封是保证液压系统正常运转的重要结构，是保证飞机安全运行的核心关键技术之一，一旦出现密封失效泄漏，可造成严重事故。随着技术发展，飞机对结构重量和空间约束更严苛，为了实现液压装置特殊功能，需满足非连续密封表面的往复密封需求。例如在无反馈壁孔型回中技术中，密封表面存在通油壁孔。相比于传统连续光滑的密封表面，密封圈往复经过带有壁孔的非连续密封表面时，存在着巨大应力跳变，会造成密封圈损伤和磨损，无法满足寿命要求。

2、液压往复密封通常采用以聚四氟乙烯材料为密封滑环的组合密封圈，聚四氟乙烯材料具有摩擦因数较低，在较宽的温域内保持性能的稳定性，在大部分液压往复密封场合中具有良好的表现。然而试验表明，在带有壁孔结构的密封表面往复工作时，聚四氟乙烯和橡胶材料均无法耐受壁孔的磨损。采用高硬度高耐磨材料作密封滑环，虽能耐受长时间过壁孔往复工作，但是由于高硬度高耐磨材料变形能力差，密封滑环难以很好贴合密封表面，存在装配困难、摩擦力大、摩擦声响等问题，无法保证稳定的工作性能。

3、为了满足高端装备中特殊密封结构高性能密封需求，需要对密封结构进行创新设计，以满足高性能过壁孔密封需求。

技术实现思路

1、本发明提出了一种三层过壁孔密封结构和液压系统，能耐受带有壁孔结构的非连续密封表面往复磨损，并能保证在低介质压力到高压介质压力下始终具有稳定双向密封性和较低摩擦力。

2、本发明一方面提出了一种三层过壁孔密封结构，包括：密封面1、活塞头2、三层过壁孔密封圈6、开口结构7；三层过壁孔密封圈6包括：密封圈3、保护环4、弹性体5；

3、其中，密封面1为内圆柱面结构且具有相交通孔结构；活塞头2为圆柱体，套设在密封面1所在的衬套内，并在活塞运动时，经过通孔结构；

4、活塞头2的外圆柱面上设置有密封槽；密封圈3、保护环4和弹性体5安装在密封槽中；

5、弹性体5处于活塞头2密封槽最底部，保护环4处于密封圈3与弹性体5之间，密封圈3处于活塞头2密封槽最外侧与密封面1直接紧密接触；密封圈3、保护环4和弹性体5组合形成三层过壁孔密封圈6；

6、密封圈3为环状结构并且具有一处开口结构7，开口结构7在轴向端面和径向圆周面均具有z形交错拼合的密封搭接面；

7、保护环4和弹性体5均为完整的环状结构。

8、可选的，开口结构7在径向圆周面具有z形交错拼合的密封搭接面8和密封搭接面9；

9、开口结构7在轴向端面具有z形交错拼合的密封搭接面10和密封搭接面11。

10、可选的，密封圈3、保护环4和弹性体5的截面沿轴向的宽度大于沿径向的厚度。

11、可选的，保护环4的厚度小于密封圈3，保护环4的厚度小于弹性体5。

12、可选的，弹性体5材料为橡胶。

13、可选的，所述的密封圈3材料为聚醚醚酮。

14、可选的，所述的保护环4材料为聚四氟乙烯。

15、可选的，密封圈3、保护环4和弹性体5的截面形状为矩形。

16、本发明还提供一种液压系统，包括：液压产品，液压产品采用如上述任一项所述的三层过壁孔密封结构；

17、液压产品为液压作动器或液压模态转换阀。

18、本发明提出了一种三层过壁孔密封结构和液压系统，以高硬度高耐磨材料作密封滑环，能耐受长时往复经过带有壁孔非连续密封表面的严酷磨损工况；在密封滑环设计交错拼合的开口结构，克服硬质密封圈变形困难不易安装的问题；可搭接滑动开口结构可调整密封滑环外径，以适应密封面直径公差、形位精度、热胀冷缩等因素产生的密封配合间隙变动，保证合理的密封接触力，有效解决过大密封接触力带来的摩擦力大和摩擦声响，以及过小密封接触力带来导致的泄漏；开口结构设计轴向端面和径向圆周面同时设计的密封搭接面，在介质压力作用下，形成压力自紧密封，实现开口结构轴向和径向的可靠密封；采用橡胶弹性体作为密封结构底部支撑，提供密封结构压紧力，解决无弹性元件支撑或仅有弹簧支撑存在的底部泄漏通道风险；增加的保护环设计，能防止橡胶弹性体间隙挤入咬伤，保证密封可靠性及密封件使用寿命。本发明解决了传统密封结构用于带有壁孔的非连续功能表面的密封，在巨大应力跳变下严重损伤和磨损的问题，提供了一种能耐受带有壁孔结构的非连续密封表面往复磨损、对密封配合间隙变动容忍度更好、易于安装、密封稳定可靠同时具有较高寿命的新型过壁孔密封结构。

技术特征：

1.一种三层过壁孔密封结构，其特征在于，包括：密封面(1)、活塞头(2)、三层过壁孔密封圈(6)、开口结构(7)；三层过壁孔密封圈(6)包括：密封圈(3)、保护环(4)、弹性体(5)；

2.根据权利要求1所述的三层过壁孔密封结构，其特征在于，开口结构(7)在径向圆周面具有z形交错拼合的密封搭接面(8)和密封搭接面(9)；

3.根据权利要求1所述的三层过壁孔密封结构，其特征在于，密封圈(3)、保护环(4)和弹性体(5)的截面沿轴向的宽度大于沿径向的厚度。

4.根据权利要求1所述的三层过壁孔密封结构，其特征在于，保护环(4)的厚度小于密封圈(3)，保护环(4)的厚度小于弹性体(5)。

5.根据权利要求1所述的三层过壁孔密封结构，其特征在于，弹性体(5)材料为橡胶。

6.根据权利要求1所述的三层过壁孔密封结构，其特征在于，所述的密封圈(3)材料为聚醚醚酮。

7.根据权利要求1所述的三层过壁孔密封结构，其特征在于，所述的保护环(4)材料为聚四氟乙烯。

8.根据权利要求1所述的三层过壁孔密封结构，其特征在于，密封圈(3)、保护环(4)和弹性体(5)的截面形状为矩形。

9.一种液压系统，其特征在于，包括：液压产品，液压产品采用如权利要求1-8中任一项所述的三层过壁孔密封结构。

技术总结
本发明提供一种三层过壁孔密封结构和液压系统，包括：密封面(1)、活塞头(2)、密封圈(3)、保护环(4)、弹性体(5)、开口结构(7)；活塞头(2)套设在密封面(1)内，过通孔结构运动；密封圈(3)、保护环(4)和弹性体(5)从外到里安装在活塞头(2)外圈的密封槽中；密封圈(3)具有开口结构(7)，开口结构(7)在轴向端面和径向圆周面均具有Z形交错拼合的密封搭接面。本发明能耐受带有壁孔结构的非连续密封表面往复磨损，并能保证在低介质压力到高压介质压力下始终具有稳定双向密封性和较低摩擦力，密封圈(3)上的开口结构(7)同时保证了轴向和径向可靠密封。

技术研发人员：张伟,山磊,夏立群,樊耀辉,许耀中,周庄志
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17