CN114017414A - 液压缸自适应密封装置及自适应调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压缸自适应密封装置及自适应整方法，缸体两端设有上端盖和下端盖，活塞组件设在缸体内部，活塞杆穿过下端盖且与下端盖滑动密封连接，下端盖一端还设有密封端盖，下端盖与密封端盖之间形成密闭腔体，密封端盖与下端盖之间的密闭腔体内部设有活塞密封，活塞密封与下端盖之间设有组合密封，活塞密封抵靠在组合密封一端，还设有调节装置，调节装置用于推动活塞密封挤压组合密封，以调整组合密封的组合密封间隙。检测装置根据测量的输送控制加压装置，调节装置推动活塞密封左移以调整V型组合密封间隙。

Description

液压缸自适应密封装置及自适应调整方法

技术领域

本发明涉及液压密封领域，尤其是涉及一种液压缸自适应密封装置及自适应调整方法。

背景技术

在工程技术中，液压缸作为执行机构，其活塞杆或缸筒进行往复运动以传递作用力，对于运动件间的密封，通常采用V型组合密封、或者为Y型组合密封、或者为格莱圈、或者为O型圈等进行液压油密封。但由于密封件密封结构的特点及材料耐磨特性、液压油掺和杂质、偏载荷等工况的存在，加剧了液压缸动密封件的磨损，并产生密封间隙，导致液压油的泄漏。

目前，对于液压缸动密封的自适应技术也做了相关研究，其一，利用导流槽使压力油进入密封槽底部，起到挤压密封件的效果，并达到调节密封间隙，如“CN201310542667.X一种自密封双作用液压缸” ；其二，采用嵌套密封结构，引入压力油使塑胶套筒变形挤压密封件，从而实现调节密封间隙的目的，如“CN201210398184.2 一种液压缸活塞自适应密封装置”；其三，设计弹性阻尼环，通过油压调节张紧度，达到调节密封件间隙的目的。

综上所述，现有液压缸自适应密封技术方案存在以下问题：其一，利用压力油直接挤压密封件达到调整间隙的方案，只适用于特殊密封如U型密封，且密封件挤压力恒定无法调节，导致运动摩擦力过大；其二，借助其他部件受压变形挤压密封件达到调整间隙的方案，其变形件受压变形复杂，变形量不宜控制，从而导致密封件挤压不均匀，影响密封效果。

中国专利“CN 107605855 A” 一种柱塞式油缸中V型组合密封形式结构，包括柱塞、导向带、压圈及缸口导套；该结构还包括有一V型夹布橡胶组合密封圈，所述导向带紧邻V型夹布橡胶组合密封圈的唇口面及背面；所述缸口导套上增设有一个压圈；所述柱塞与缸口导套之间的间隙，为1-2mm。借助其他部件受压变形挤压密封件达到调整间隙的方案，其变形件受压变形复杂，变形量不宜控制，从而导致密封件挤压不均匀，影响密封效果。

中国专利“CN 211423068 U” 一种延长油缸寿命的密封保护结构，包括活塞杆、油缸盖和并帽，油缸盖、并帽套在活塞杆上；油缸盖内设有台阶孔，并帽嵌入台阶孔中、且与台阶孔滑动配合；台阶孔底面上开有若干个螺纹孔，并帽上设有与螺纹孔对应的通孔。借助其他部件受压变形挤压密封件达到调整间隙的方案，其变形件受压变形复杂，变形量不宜控制，从而导致密封件挤压不均匀，影响密封效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种液压缸自适应密封装置及自适应调整方法，目的是提出一种能实时监测密封泄漏，并能自动调节密封件挤压力大小，调整密封间隙的液压缸自适应动密封装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种液压缸自适应密封装置，缸体两端设有上端盖和下端盖，活塞组件设在缸体内部，活塞杆穿过下端盖且与下端盖滑动密封连接，下端盖一端还设有密封端盖，下端盖与密封端盖之间形成密闭腔体，密封端盖与下端盖之间的密闭腔体内部设有活塞密封，活塞密封与下端盖之间设有组合密封，活塞密封抵靠在组合密封一端，还设有调节装置，调节装置用于推动活塞密封挤压组合密封，以调整组合密封的组合密封间隙。

优选方案中，调节装置为自适应调节装置，结构为：活塞密封与下端盖之间设有腔体，下端盖上设有加压孔，加压装置通过加压孔与腔体连通；

加压装置加压使活塞密封挤压组合密封，以调整组合密封的组合密封间隙。

优选方案中，活塞密封套设在下端盖内部，活塞密封端部设有凸台，凸台端面抵靠在密封端盖上，凸台一侧的底面与密封端盖形成空腔四，下端盖的加压孔上设有加压接头，加压接头与空腔四连通。

优选方案中，调节装置为螺杆调节装置，结构为：包括调节螺杆，调节螺杆穿过密封端盖与活塞密封连接，调节螺杆端部抵靠在活塞密封上或者与活塞密封螺纹连接；

调节螺杆上还设有调节螺母，调节螺母端面抵靠在密封端盖用于锁紧调节螺杆。

优选方案中，活塞密封上设有第一台面，第一台面与下端盖内部的第一凸台面形成空腔三，空腔三内部设有弹簧。

优选方案中，第一台面的一侧还设有第二台面，第二台面与下端盖内部的第二凸台面形成空腔一，第二台面与下端盖的第二凸台面直径的距离为δ，δ为0-4mm。

优选方案中，活塞密封上设有油孔，活塞密封内壁设有环形的槽体，槽体与活塞杆形成空腔二，油孔与空腔二连通，下端盖上设有测压接头，测压接头通过油孔与空腔二连通。

优选方案中，测压接头与检测装置电连接，检测装置与加压装置电连接，加压装置与加压接头连通。

优选方案中，组合密封为V型组合密封、或者为Y型组合密封、或者为格莱圈、或者为O型圈；

活塞密封内部设有多个槽体，槽体内部设有导向套；

活塞密封内部和外壁设有多个组合密封槽，多个组合密封槽内部设有活塞杆组合密封；

密封端盖与下端盖之间设有第一O型密封圈；

活塞密封与下端盖之间也设有第二O型密封圈，外壁设有O型密封槽，第二O型密封圈设在O型密封槽内部。

自适应调节方法包括：

S1、下端盖与密封端盖之间形成密闭腔体，活塞密封安装在密闭腔体内部；

S2、安装测压接头，测压接头与活塞密封内部的空腔二连通，测压接头用于测量密封泄漏压力，测压接头与检测装置连通；

S3、安装加压接头，加压接头与空腔四连通，加压接头与加压装置连通；

S4、检测装置测量空腔二内部的压力，空腔二内部压力为密封泄漏压力，测量泄漏压力后将数据输送到检测装置，检测装置根据测量的输送控制加压装置，加压装置通过液压***从加压接头进油，推动活塞密封左移以调整V型组合密封间隙；

S5、空腔三内部的弹簧用于平衡组合密封挤压力与活塞密封端面液压推力，从而达到调节组合密封的挤压量，避活塞密封端面液压推力过大，过度挤压组合密封，加剧组合密封磨损；

螺杆调节方法包括：

S6、同S1-S2步骤，安装调节螺杆，调节螺杆与密封端盖螺纹连接，使调节螺杆端部抵靠在活塞密封上或者与活塞密封螺纹连接；

S7、测压接头用于测量密封泄漏压力，测量的压力通过检测装置进行显示；

S8、先方向转动调节螺母，再旋转调节螺杆，调节螺杆推动推动活塞密封左移以调整V型组合密封间隙；

S9、调整完毕后，再旋转调节螺母锁紧调节螺杆。

本发明提供了一种液压缸自适应密封装置及自适应调整方法，如上所述，本发明与现有技术相对比具有以下优点：

1. 设计同心密封活塞，以均匀挤压调节V型组合密封间隙，有效避免V型组合密封挤压受力不均匀的现象，减小V型组合密过度摩擦受损，以增加V型组合密的使用寿命。

2. 设置测压接头以在线监测液压缸密封泄漏，即V型组合密封磨损，PLC控制***报警提示，并控制相应液压***从加压接头进油，推动密封活塞左移以调整V型组合密封间隙。

3. 容置腔3中设有阻尼弹簧用于平衡V型组合密封挤压力与密封活塞端面液压推力，从而达到调节V型组合密封的挤压量，避免密封活塞端面液压推力过大，过度挤压V型组合密封，加剧V型组合密封磨损。

4. 加压接头与阻尼弹簧配合使用，可在密封调整间隙0~δ范围内实时控制V型组合密封轴向压缩量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明总体结构图；

图2是本发明活塞密封结构图；

图3是本发明活塞密封安装位置结构图；

图4是本发明图3A处结构放大图；

图5是本发明调节螺杆优选结构图；

图6是本发明调节螺杆优选放大结构图；

图中：上端盖1；缸体2；活塞组件3；活塞杆4；下端盖5；V型组合密封6；测压接头7；弹簧8；加压接头9；活塞密封10；密封端盖11；油孔12；O型密封槽13；活塞杆组合密封14；导向套15；检测装置16；加压装置17；空腔一18；空腔二19；空腔三20；空腔四21；测压孔22；调节螺杆23；调节螺母24；第一台面25；第二台面26。

具体实施方式

实施例1

如图1~6所示，一种液压缸自适应密封装置，缸体2两端设有上端盖1和下端盖5，活塞组件3设在缸体2内部，活塞杆4穿过下端盖5且与下端盖5滑动密封连接，下端盖5一端还设有密封端盖11，下端盖5与密封端盖11之间形成密闭腔体，密封端盖11与下端盖5之间的密闭腔体内部设有活塞密封10，活塞密封10与下端盖5之间设有组合密封6，活塞密封10抵靠在组合密封6一端，还设有调节装置，调节装置用于推动活塞密封10挤压组合密封6，以调整组合密封6的组合密封间隙。组合密封6为V型组合密封，调节装置推动密封活塞左移以调整V型组合密封间隙。设计同心密封活塞，以均匀挤压调节V型组合密封间隙，有效避免V型组合密封挤压受力不均匀的现象，减小V型组合密过度摩擦受损，以增加V型组合密的使用寿命。

优选方案中，调节装置为自适应调节装置，结构为：活塞密封10与下端盖5之间设有腔体，下端盖5上设有加压孔，加压装置17通过加压孔与腔体连通，加压装置17加压使活塞密封10挤压组合密封6，以调整组合密封6的组合密封间隙。所述下端盖5测压油口与加压油口分别外联一个测压接头7，其中所述测压接头7用于测量密封泄漏压力，所述加压接头用于通压力油，并推动所述密封活塞动作以挤压所述V型密封，达到调节所述V型密封间隙。

优选方案中，活塞密封10套设在下端盖5内部，活塞密封10端部设有凸台，凸台端面抵靠在密封端盖11上，凸台一侧的底面与密封端盖11形成空腔四21，下端盖5的加压孔上设有加压接头9，加压接头9与空腔四21连通。加压接头9对空腔四21进行加压挤压V型组合密封。

优选方案中，调节装置为螺杆调节装置，结构为：包括调节螺杆23，调节螺杆23穿过密封端盖11与活塞密封10连接，调节螺杆23端部抵靠在活塞密封10上或者与活塞密封10螺纹连接，调节螺杆23上还设有调节螺母24，调节螺母24端面抵靠在密封端盖11用于锁紧调节螺杆23。先方向转动调节螺母24，再旋转调节螺杆23，调节螺杆23推动推动活塞密封10左移以调整V型组合密封间隙，调整完毕后，再旋转调节螺母24锁紧调节螺杆23。

优选方案中，活塞密封10上设有第一台面25，第一台面25与下端盖5内部的第一凸台面形成空腔三20，空腔三20内部设有弹簧8。空腔三20内部的弹簧8用于平衡组合密封6挤压力与活塞密封10端面液压推力，从而达到调节组合密封6的挤压量，避活塞密封10端面液压推力过大，过度挤压组合密封6，加剧组合密封6磨损。

优选方案中，第一台面25的一侧还设有第二台面26，第二台面26与下端盖5内部的第二凸台面形成空腔一18，第二台面26与下端盖5的第二凸台面直径的距离为δ，δ为0-4mm。加压接头与阻尼弹簧配合使用，可在密封调整间隙0~δ范围内实时控制V型组合密封轴向压缩量，所述空腔一18为所述下端盖5与所述密封活塞间的密封容腔，其间隙δ为所述V型组合密封最大调整长度。

优选方案中，活塞密封10上设有油孔12，活塞密封10内壁设有环形的槽体，槽体与活塞杆4形成空腔二19，油孔12与空腔二19连通，下端盖5上设有测压接头7，测压接头7通过油孔12与空腔二19连通。空腔二19形成检测油压的储油空间，方便测量空腔二19内部的油压来观察活塞杆4内部密封情况。

优选方案中，测压接头7与检测装置16电连接，检测装置16与加压装置17电连接，加压装置17与加压接头9连通。测压接头7测压后，利用加压装置17自动加压。

优选方案中，组合密封6为V型组合密封、或者为Y型组合密封、或者为格莱圈、或者为O型圈，本方案优选V型组合密封。

活塞密封10内部设有多个槽体，槽体内部设有导向套15，活塞密封10内部和外壁设有多个组合密封槽，多个组合密封槽内部设有活塞杆组合密封14；密封端盖11与下端盖5之间设有第一O型密封圈，活塞密封10与下端盖5之间也设有第二O型密封圈，外壁设有O型密封槽13，第二O型密封圈设在O型密封槽13内部。导向套15、O型密封圈和活塞杆组合密封是整个活塞密封10密封效果更好。

实施例2

结合实施例1进一步说明，如图1~6所示，自适应调节方法包括：

端盖5与密封端盖11之间形成密闭腔体，活塞密封10安装在密闭腔体内部。

安装测压接头7，测压接头7与活塞密封10内部的空腔二19连通，测压接头7用于测量密封泄漏压力，测压接头7与检测装置16连通。

安装加压接头9，加压接头9与空腔四21连通，加压接头9与加压装置17连通。

检测装置16测量空腔二19内部的压力，空腔二19内部压力为密封泄漏压力，测量泄漏压力后将数据输送到检测装置16，检测装置16根据测量的输送控制加压装置17，加压装置17通过液压***从加压接头9进油，推动活塞密封10左移以调整V型组合密封间隙。

空腔三20内部的弹簧8用于平衡组合密封6挤压力与活塞密封10端面液压推力，从而达到调节组合密封6的挤压量，避活塞密封10端面液压推力过大，过度挤压组合密封6，加剧组合密封6磨损。

螺杆调节方法包括：

同上述第一第二步骤，安装调节螺杆23，调节螺杆23与密封端盖11螺纹连接，使调节螺杆23端部抵靠在活塞密封10上或者与活塞密封10螺纹连接。

测压接头7用于测量密封泄漏压力，测量的压力通过检测装置16进行显示。

先方向转动调节螺母24，再旋转调节螺杆23，调节螺杆23推动推动活塞密封10左移以调整V型组合密封间隙。

调整完毕后，再旋转调节螺母24锁紧调节螺杆23。

实施例3

结合实施例1和2进一步说明，如图1~6所示，所述液压缸自适应动密封装置包括缸体2、上端盖1、活塞组件3、活塞杆4、下端盖5、密封端盖11、密封活塞10。缸体2两端别分连接于上端盖1和下端盖5，活塞组件3固装在活塞杆4一端，并活动于缸体2内部，密封端盖11连接于下端盖5，密封活塞10安装于下端盖5与密封端盖11之间。

所述下端盖5，其孔壁设有2个油口，1个是测压油口与所述密封活塞10的前端油孔相通，1个是加压油口与容置腔4相通，所述下端盖5与缸体2间设有O型密封圈，与活塞杆4间设有V组合密封，所述密封端盖11，其与所述下端盖5用螺钉连接，与下端盖5使用O型圈进行密封，与活塞杆4间设有组合密封和防尘圈，所述密封活塞10，其前端孔壁设有油孔，油孔上端与测压油口相通，油孔下端与容空腔二19相通，所述密封活塞10与下端盖5和活塞杆4间设有组合密封及导向带。

进一步，所述下端盖5测压油口与加压油口分别外联一个压力接头，其中所述测压接头用于测量密封泄漏压力，所述加压接头用于通压力油，并推动所述密封活塞10动作以挤压所述V型密封，达到调节所述V型密封间隙。

进一步，所述密封活塞10端面设有螺纹孔，便于所述密封活塞10装配。

进一步，所述容置腔3中设有弹簧，用于调节V型组合密封与活塞杆4间摩擦间隙。

进一步，所述容空腔一18为所述下端盖5与所述密封活塞10间的密封容腔，其间隙δ为所述V型组合密封最大调整长度。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液压缸自适应密封装置，其特征是：缸体（2）两端设有上端盖（1）和下端盖（5），活塞组件（3）设在缸体（2）内部，活塞杆（4）穿过下端盖（5）且与下端盖（5）滑动密封连接，下端盖（5）一端还设有密封端盖（11），下端盖（5）与密封端盖（11）之间形成密闭腔体，密封端盖（11）与下端盖（5）之间的密闭腔体内部设有活塞密封（10），活塞密封（10）与下端盖（5）之间设有组合密封（6），活塞密封（10）抵靠在组合密封（6）一端，还设有调节装置，调节装置用于推动活塞密封（10）挤压组合密封（6），以调整组合密封（6）的组合密封间隙。

2.根据权利要求1所述的一种液压缸自适应密封装置，其特征是：调节装置为自适应调节装置，结构为：活塞密封（10）与下端盖（5）之间设有腔体，下端盖（5）上设有加压孔，加压装置（17）通过加压孔与腔体连通；

加压装置（17）加压使活塞密封（10）挤压组合密封（6），以调整组合密封（6）的组合密封间隙。

3.根据权利要求2所述的一种液压缸自适应密封装置，其特征是：活塞密封（10）套设在下端盖（5）内部，活塞密封（10）端部设有凸台，凸台端面抵靠在密封端盖（11）上，凸台一侧的底面与密封端盖（11）形成空腔四（21），下端盖（5）的加压孔上设有加压接头（9），加压接头（9）与空腔四（21）连通。

4.根据权利要求1所述的一种液压缸自适应密封装置，其特征是：调节装置为螺杆调节装置，结构为：包括调节螺杆（23），调节螺杆（23）穿过密封端盖（11）与活塞密封（10）连接，调节螺杆（23）端部抵靠在活塞密封（10）上或者与活塞密封（10）螺纹连接；

调节螺杆（23）上还设有调节螺母（24），调节螺母（24）端面抵靠在密封端盖（11）用于锁紧调节螺杆（23）。

5.根据权利要求1所述的一种液压缸自适应密封装置，其特征是：活塞密封（10）上设有第一台面（25），第一台面（25）与下端盖（5）内部的第一凸台面形成空腔三（20），空腔三（20）内部设有弹簧（8）。

6.根据权利要求1所述的一种液压缸自适应密封装置，其特征是：第一台面（25）的一侧还设有第二台面（26），第二台面（26）与下端盖（5）内部的第二凸台面形成空腔一（18），第二台面（26）与下端盖（5）的第二凸台面直径的距离为δ，δ为0-4mm。

7.根据权利要求1所述的一种液压缸自适应密封装置，其特征是：活塞密封（10）上设有油孔（12），活塞密封（10）内壁设有环形的槽体，槽体与活塞杆（4）形成空腔二（19），油孔（12）与空腔二（19）连通，下端盖（5）上设有测压接头（7），测压接头（7）通过油孔（12）与空腔二（19）连通。

8.根据权利要求7所述的一种液压缸自适应密封装置，其特征是：测压接头（7）与检测装置（16）电连接，检测装置（16）与加压装置（17）电连接，加压装置（17）与加压接头（9）连通。

9.根据权利要求1所述的一种液压缸自适应密封装置，其特征是：组合密封（6）为V型组合密封、或者为Y型组合密封、或者为格莱圈、或者为O型圈；

活塞密封（10）内部设有多个槽体，槽体内部设有导向套（15）；

活塞密封（10）内部和外壁设有多个组合密封槽，多个组合密封槽内部设有活塞杆组合密封（14）；

密封端盖（11）与下端盖（5）之间设有第一O型密封圈；

活塞密封（10）与下端盖（5）之间也设有第二O型密封圈，外壁设有O型密封槽（13），第二O型密封圈设在O型密封槽（13）内部。

10.根据权利要求1所述的一种液压缸自适应密封装置的自适应调整方法，其特征是：自适应调节方法包括：

S1、下端盖（5）与密封端盖（11）之间形成密闭腔体，活塞密封（10）安装在密闭腔体内部；

S2、安装测压接头（7），测压接头（7）与活塞密封（10）内部的空腔二（19）连通，测压接头（7）用于测量密封泄漏压力，测压接头（7）与检测装置（16）连通；

S3、安装加压接头（9），加压接头（9）与空腔四（21）连通，加压接头（9）与加压装置（17）连通；

S4、检测装置（16）测量空腔二（19）内部的压力，空腔二（19）内部压力为密封泄漏压力，测量泄漏压力后将数据输送到检测装置（16），检测装置（16）根据测量的输送控制加压装置（17），加压装置（17）通过液压***从加压接头（9）进油，推动活塞密封（10）左移以调整V型组合密封间隙；

S5、空腔三（20）内部的弹簧（8）用于平衡组合密封（6）挤压力与活塞密封（10）端面液压推力，从而达到调节组合密封（6）的挤压量，避活塞密封（10）端面液压推力过大，过度挤压组合密封（6），加剧组合密封（6）磨损；

螺杆调节方法包括：

S6、同S1-S2步骤，安装调节螺杆（23），调节螺杆（23）与密封端盖（11）螺纹连接，使调节螺杆（23）端部抵靠在活塞密封（10）上或者与活塞密封（10）螺纹连接；

S7、测压接头（7）用于测量密封泄漏压力，测量的压力通过检测装置（16）进行显示；

S8、先方向转动调节螺母（24），再旋转调节螺杆（23），调节螺杆（23）推动推动活塞密封（10）左移以调整V型组合密封间隙；

S9、调整完毕后，再旋转调节螺母（24）锁紧调节螺杆（23）。

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