一种异形三角截面密封结构和液压系统的制作方法

本发明属于密封设计，涉及一种异形三角截面密封结构和液压系统。

背景技术：

1、液压密封是保证飞机安全运行的核心关键技术，一旦出现密封失效泄漏，可造成严重事故。目前航空飞行器的飞控系统的大量依赖液压伺服作动器作为舵面位置控制的执行部件，通过往复运动为稳定和控制飞行器提供需要的力和力矩，由于采用高压液压油作为工作介质，往复运动工作的液压伺服作动器始终不可避免的存在液压介质外漏的问题。随着技术发展，飞机对结构重量和空间约束更严苛，导致液压工作压力体系不断提高。以电静液作动器(eha)为代表的下一代作动器，将油源与作动器一体化，其封闭的液压系统提出了极其苛刻的外漏限制。

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。然而面向35mpa及以上的高压工作压力体系，聚四氟乙烯材料强度难以耐受高介质压力产生的结构失稳、挤出损伤和磨损，已有密封结构还面临高压下泄漏率进一步增大的问题。

3、针对高端航空装备不断提高的工作介质压力和更加严苛泄漏控制，需要对密封结构进行创新设计，以满足耐高压低泄漏的密封需求。

技术实现思路

1、本发明提出了一种异形三角截面密封结构和液压系统，具有抗高压和低泄漏密封功能，能实现高介质压力下的结构稳定性。

2、本发明一方面提出了一种异形三角截面密封结构，包括：壳体衬套1、活塞杆2、弹性体3、密封环4、三角挡圈5、内凹面6、第一唇边7、第二唇边8、第一斜边9、第二斜边10、切口11；

3、活塞杆2套设在壳体衬套1内，壳体衬套1的内侧设置有密封槽；密封槽内设置有沿轴向依次排列的弹性体3、密封环4和三角挡圈5；

4、弹性体3为圆形截面的圆环状结构；

5、密封环4为异形截面的圆环状结构，密封环4截面结构具有内凹面6、第一唇边7、第二唇边8、第一斜边9和辅助斜边，内凹面6、第一唇边7、第二唇边8、第一斜边9和辅助斜边依次连接构成密封环4的异形截面；内凹面6与弹性体3凹凸配合；

6、三角挡圈5为异形截面的圆环状结构且具有一处切口11；三角挡圈5截面结构具有第二斜边10，第二斜边10与第一斜边9接触配合；

7、在装配和工作时，弹性体3靠近高压侧，三角挡圈5靠近低压侧，密封环4处于弹性体3和三角挡圈5之间；

8、弹性体3与壳体衬套1和密封环4接触，弹性体3不与活塞杆2直接接触；

9、密封环4与活塞杆2直接接触，第一唇边7和第二唇边8分别处于密封环4与活塞杆2的接触区的两侧，第一唇边7朝向高压侧，第二唇边8朝向低压侧；

10、第一唇边7与活塞杆2的轴线的朝向高压侧的夹角为锐角，角度值为第一角度，第二唇边8与活塞杆2的轴线的朝向低压侧的夹角为锐角，角度值为第二角度，第一角度大于第二角度；

11、第一斜边9与活塞杆2的轴线的朝向低压侧的夹角为锐角。

12、可选的，第一斜边9与活塞杆2的轴线的朝向低压侧的夹角大于45°。

13、可选的，第二唇边8与活塞杆2的轴线的朝向低压侧的夹角小于30°。

14、可选的，三角挡圈5的朝向密封槽底部一端的厚度小于朝向活塞杆2一端的厚度。

15、可选的，三角挡圈5材料为聚醚醚酮。

16、可选的，密封环4材料为聚四氟乙烯。

17、可选的，弹性体3材料为橡胶。

18、可选的，密封环4与活塞杆2的外柱面过盈配合。

19、可选的，弹性体3与壳体衬套1密封槽底部过盈配合。

20、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异形三角截面密封结构；

21、液压产品为液压作动器或液压模态转换阀。

22、本发明提出了一种异形三角截面密封结构和液压系统，密封环采用非对称密封唇形结构，使活塞杆从低压侧向高压侧缩回时产生反向回吸油膜，抵消介质从高压侧向低压侧的部分泄漏，实现极低的往复运动泄漏；采用聚醚醚酮材料作挡圈，提高密封结构抗挤出损伤能力；三角形截面的挡圈结构受压时能够诱导出支撑作用，防止密封环在高介质压力下的结构塌陷，保证高压条件下密封结构稳定可靠。本发明解决了传统往复密封结构在高压工作压力下泄漏量增大、结构失稳和挤出损伤的问题，提供了一种具有抗高压、低泄漏、高可靠特性的新型往复密封结构。

技术特征：

1.一种异形三角截面密封结构，其特征在于，包括：壳体衬套(1)、活塞杆(2)、弹性体(3)、密封环(4)、三角挡圈(5)、内凹面(6)、第一唇边(7)、第二唇边(8)、第一斜边(9)、第二斜边(10)、切口(11)；

2.根据权利要求1所述的异形三角截面密封结构，其特征在于，第一斜边(9)与活塞杆(2)的轴线的朝向低压侧的夹角大于45°。

3.根据权利要求1所述的异形三角截面密封结构，其特征在于，第二唇边(8)与活塞杆(2)的轴线的朝向低压侧的夹角小于30°。

4.根据权利要求1所述的异形三角截面密封结构，其特征在于，三角挡圈(5)的朝向密封槽底部一端的厚度小于朝向活塞杆(2)一端的厚度。

5.根据权利要求1所述的异形三角截面密封结构，其特征在于，三角挡圈(5)材料为聚醚醚酮。

6.根据权利要求1所述的异形三角截面密封结构，其特征在于，密封环(4)材料为聚四氟乙烯。

7.根据权利要求1所述的异形三角截面密封结构，其特征在于，弹性体(3)材料为橡胶。

8.根据权利要求1所述的异形三角截面密封结构，其特征在于，密封环(4)与活塞杆(2)的外柱面过盈配合。

9.根据权利要求1所述的异形三角截面密封结构，其特征在于，弹性体(3)与壳体衬套(1)密封槽底部过盈配合。

10.一种液压系统，其特征在于，包括：液压产品，液压产品采用如权利要求1-9中任一项所述的异形三角截面密封结构。

技术总结
本发明提出了一种异形三角截面密封结构和液压系统，包括：壳体衬套(1)、活塞杆(2)、弹性体(3)、密封环(4)、三角挡圈(5)、内凹面(6)、第一唇边(7)、第二唇边(8)、第一斜边(9)、第二斜边(10)、切口(11)；弹性体(3)、密封环(4)和三角挡圈(5)依次设置在密封槽内，弹性体(3)靠近高压侧，三角挡圈(5)靠近低压侧；密封环(4)和弹性体(3)凹凸配合，密封环(4)内圈设置有凸起，密封环(4)和三角挡圈(5)的接触面为斜面。

技术研发人员：山磊,张伟,王可,夏立群,王旭东,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