一种柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构和液压系统专利检索-.在相对运动的表面之间（F16J15/50F16J15/52优先膜盒活塞入F16J3/06一般活塞环或类似结构的环密封件入F16J9/00用于阀的轴密封入F16K41/00）专利检索查询-专利查询网

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一种柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构和液压系统
申请号	CN202311802212.7	申请日	2023-12-26	公开(公告)号	CN117628185A	公开(公告)日	2024-03-01
申请人	中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所;			发明人	夏立群; 张伟; 山磊; 王旭东; 周庄志;
摘要	本发明提供一种柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构和液压系统，包括：密封面(1)、活塞头(2)、滑环(3)、隔环(4)、柠檬截面弹性体(5)；密封面(1)为带有油孔的内圆柱面；活塞头 (2)套设在密封面(1)内，滑环(3)、隔环(4)、柠檬截面弹性体(5)由外到内安装在活塞头(2)的密封槽中；滑环(3)具有开口的圆环；柠檬截面弹性体(5)为具有柠檬形截面的圆环状结构，隔环(4)的内环面的截面形状与柠檬截面弹性体(5)的截面形状相匹配。能够实现密封表面油孔结构的动态密封，且能耐受高压以及油孔长时往复磨损并保证稳定良好的密封效果。
权利要求	1.一种柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构，其特征在于，包括：密封面(1)、活塞头(2)、滑环(3)、隔环(4)、柠檬截面弹性体(5)；其中：密封面(1)为带有油孔的内圆柱面；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，经过油孔；活塞头(2)的外圆柱面上设置有密封槽；滑环(3)、隔环(4)、柠檬截面弹性体(5)安装在密封槽中；滑环(3)为矩形截面圆环状结构，滑环(3)具有一处开口结构(6)；滑环(3)处于密封槽最外侧与密封面(1)直接紧密接触，柠檬截面弹性体(5)处于密封槽最底部，隔环(4)处于滑环(3)与柠檬截面弹性体(5)之间；柠檬截面弹性体(5)为具有柠檬形截面的圆环状结构，隔环(4)为圆环状结构；隔环(4)和柠檬截面弹性体(5)均为完整的环状结构；隔环(4)的内环面的截面形状与柠檬截面弹性体(5)的截面形状相匹配。 2.根据权利要求1所述的柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构，其特征在于，柠檬截面弹性体(5)截面形状中部区域较厚且平坦、厚度变化较小，紧靠两侧部位厚度变小且厚度变化较大；隔环(4)的截面形状中部区域较薄且平坦、厚度变化较小，靠紧两侧部位厚度变大且厚度变化较大，截面形状与柠檬截面弹性体(5)截面形状凹凸配合。 3.根据权利要求1所述的柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构，其特征在于，隔环(4)的中部的厚度不大于0.8mm。 4.根据权利要求1所述的柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构，其特征在于，滑环(3)上的开口结构(6)为三维切口，在轴向和径向交错，并能完全拼合。 5.根据权利要求1所述的柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构，其特征在于，柠檬截面弹性体(5)材料为橡胶。 6.根据权利要求1所述的柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构，其特征在于，所述的隔环(4)材料为聚四氟乙烯。 7.根据权利要求1所述的柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构，其特征在于，所述的滑环(3)材料为聚醚醚酮。 8.一种液压系统，其特征在于，包括：液压产品，液压产品采用如权利要求1‑7中任一项所述的柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构。
说明书全文	一种柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构和液压系统技术领域 [0001] 本发明属于密封设计技术领域，涉及一种柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构和液压系统。背景技术 [0002] 航空液压作动器是飞控系统的重要组成部分，接收飞控计算机的指令，控制舵面位置，为稳定和控制飞行器提供需要的力和力矩，是影响飞机高可靠、高安全、高性能、高机动的关键部件。由于采用高压液压油作为工作介质，航空液压作动器始终不可避免的存在着液压介质密封的需求和问题。随着飞机高效轻量化的发展要求，液压系统压力体系不断提高、功能结构更加紧凑化，液压作动器对密封结构的综合功能和性能要求也越来越高。在作动器中存在着大量油路通断需要通过往复动态密封结构对油孔的遮蔽和开启实现，同时还要保证极低的漏损。传统金属间隙密封虽然能够承受长时往复磨损，但是由于间隙密封存在一定漏损，当液压能源切断后，系统状态无法保持稳定。而传统以聚四氟乙烯材料为密封滑环的组合密封圈，虽然能够实现良好的密封效果，但是难以承受高压以及反复遮蔽油孔时的往复磨损。 [0003] 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，以满足作动器复杂结构的密封需求。发明内容 [0004] 本发明提出了一种柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构和液压系统，能够实现密封表面油孔结构的动态密封，且能耐受高压以及油孔长时往复磨损并保证稳定良好的密封效果。 [0005] 本发明提出了一种柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构，包括：密封面1、活塞头2、滑环3、隔环4、柠檬截面弹性体5；其中： [0006] 密封面1为带有油孔的内圆柱面；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，经过油孔； [0007] 活塞头2的外圆柱面上设置有密封槽；滑环3、隔环4、柠檬截面弹性体5安装在密封槽中； [0008] 滑环3为矩形截面圆环状结构，滑环3具有一处开口结构6； [0009] 滑环3处于密封槽最外侧与密封面1直接紧密接触，柠檬截面弹性体5处于密封槽最底部，隔环4处于滑环3与柠檬截面弹性体5之间； [0010] 柠檬截面弹性体5为具有柠檬形截面的圆环状结构，隔环4为圆环状结构；隔环4和柠檬截面弹性体5均为完整的环状结构； [0011] 隔环4的内环面的截面形状与柠檬截面弹性体5的截面形状相匹配。 [0012] 可选的，柠檬截面弹性体5截面形状中部区域较厚且平坦、厚度变化较小，紧靠两侧部位厚度变小且厚度变化较大； [0013] 隔环4的截面形状中部区域较薄且平坦、厚度变化较小，靠紧两侧部位厚度变大且厚度变化较大，截面形状与柠檬截面弹性体5截面形状凹凸配合。 [0014] 可选的，隔环4的中部的厚度不大于0.8mm。 [0015] 可选的，滑环3上的开口结构6为三维切口，在轴向和径向交错，并能完全拼合。 [0016] 可选的，柠檬截面弹性体5材料为橡胶。 [0017] 可选的，所述的隔环4材料为聚四氟乙烯。 [0018] 可选的，所述的滑环3材料为聚醚醚酮。 [0019] 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柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构； [0020] 液压产品为液压作动器或液压模态转换阀。 [0021] 本发明提出了一种柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构和液压系统，采用聚醚醚酮高耐磨材料作为滑环，防止密封结构在高介质压力条件下在密封面油孔处的挤出和磨损，提高密封可靠性及密封件使用寿命；截面为柠檬形状的弹性体和与之匹配的隔环作为密封结构的弹性支撑，消除底部泄漏通道风险，保证介质压力在低压和高压之间变化或换向时均能保证稳定的密封；柠檬形截面的弹性体结构设计中部区域平坦，相比于传统O形圈具有更加平滑平坦的密封压紧力分布，可以有效减小应力集中，减缓局部过大的接触应力带来的磨损；隔环结构两侧厚中间薄的截面结构设计与柠檬截面弹性体凹凸配合可以更好的包覆和保护弹性体，在保证结构稳定的前提下隔环可以具有更薄的厚度，更加有效的传递弹性支撑力。本发明解决了传统密封结构难以承受高压和反复遮蔽油孔时的往复磨损的问题，提供了一种抗油孔往复磨损、弹性支撑稳定可靠的新型往复动态密封结构。附图说明 [0022] 图1为本发明提供的柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构的剖面示意图； [0023] 图2为本发明滑环的结构示意图； [0024] 附图标记说明： [0025] 密封面‑1、活塞头‑2、滑环‑3、隔环‑4、柠檬截面弹性体‑5、开口结构‑6。具体实施方式 [0026] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0027] 下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示意性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域的技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体设置和方法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了结构、方法、器件的任何改进、替换和修改。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。 [0028] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以互相结合，各个实施例可以相互参考和引用。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 [0029] 下面结合附图对本发明提供的柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构进行解释说明。 [0030] 如图1和图2所示，本发明提供一种柠檬截面带聚醚醚酮外环密封结构，包括：密封面1、活塞头2、滑环3、隔环4、柠檬截面弹性体5、开口结构6，其中： [0031] 密封面1为带有油孔的内圆柱面； [0032] 滑环3、隔环4和柠檬截面弹性体5安装在活塞头2外圆柱面密封槽中； [0033] 滑环3为矩形截面圆环状结构，滑环圈3具有一处开口结构6； [0034] 滑环3处于活塞头2密封槽最外侧与密封面1直接紧密接触； [0035] 柠檬截面弹性体5为异形截面的圆环状结构； [0036] 柠檬截面弹性体5截面形状中部区域较厚且平坦、厚度变化较小，靠紧两侧部位厚度显著变小，截面形状与水果柠檬相似。 [0037] 柠檬截面弹性体5处于活塞头2密封槽最底部； [0038] 隔环4处于滑环3与柠檬截面弹性体5之间； [0039] 隔环4为异形截面的圆环状结构； [0040] 隔环4的截面形状为中部区域较薄且平坦、厚度变化较小，靠紧两侧部位厚度显著变大，截面形状与柠檬截面弹性体5凹凸配合。 [0041] 滑环3上的开口结构6为一种三维切口，在轴向和径向交错，并能完全拼合。 [0042] 所述的滑环3材料为聚醚醚酮(PEEK)，但不局限于聚醚醚酮(PEEK)，也可以为其他具有较低刚度能够在介质压力和弹性支撑力下变形保证密封，且能承受油孔处的挤出和磨损的材料。 [0043] 在本发明中，密封面1为带有油孔的内圆柱面，滑环3、隔环4和柠檬截面弹性体5均为圆环结构，依次安装在活塞头2外圆柱面密封槽中。其中，滑环3安装在活塞头2外圆柱面密封槽的最外侧，与密封面1直接接触，滑环3采用聚醚醚酮(PEEK)或其他高耐磨材料，能够耐受密封面1油孔处的挤出和磨损。柠檬截面弹性体5处于活塞头2密封槽最底部，柠檬截面弹性体5的截面形状中部区域较厚且平坦、厚度变化较小，靠近两侧部位厚度显著变小，截面形状与水果柠檬相似，柠檬截面弹性体5作为弹性元件提供预压紧力。隔环4处于滑环3与柠檬截面弹性体5之间，隔环4的截面形状为中部区域较薄且平坦、厚度变化较小，靠近两侧部位厚度显著变大。隔环4凹陷部分与柠檬截面弹性体5凸起部分相互配合，形成一对配合体，隔环4用于保护柠檬截面弹性体5。 [0044] 本发明在介质压力较低时，柠檬截面弹性体5通过装配预压缩产生压紧力，使得滑环圈3、隔环4和柠檬截面弹性体5之间紧密贴合，并使得滑环3与密封面1紧密贴合、柠檬截面弹性体5与活塞头2密封槽紧密贴合，阻断了密封面1与活塞头2之间泄漏通道，也阻断了密封面1上油孔的泄漏，保证密封性。在介质压力较高时，弹性体5受介质压力挤压变形产生额外的密封接触压力，保证密封性。 [0045] 本发明所采用的柠檬截面弹性体5具异形截面形状，柠檬截面弹性体5截面结构中部区域较厚且平坦、厚度变化较小，受压变形时能产生相比于传统O形圈更宽的密封接触力提供更可靠的密封，以及更加平坦的接触应力分布避免局部过大的接触应力带来的磨损。 [0046] 本发明所采用的隔环4具有与柠檬截面弹性体5相配合的截面形状，柠檬截面弹性体5和隔环4形成的凹凸配合的截面形状状态使密封结构整体更加稳定，防止柠檬截面弹性体5在密封结构动态运动时离开配合面，隔环4所具有的两侧较厚的截面结构可使隔环4结构更加稳定，隔环4所具有的中间较薄的截面结构可更加有效地将柠檬截面弹性体5产生的密封压紧力传递至滑环3。 [0047] 本发明所采用的滑环3具有开口结构6，开口结构6可以释放滑环3的径向约束，减少对柠檬截面弹性体5产生的密封压紧力的衰减，保证滑环3与密封面1获得足够的密封接触力，开口结构6可以微调滑环3的外径尺寸，补偿滑环3所采用的聚醚醚酮(PEEK)材料变形能力差，适应装配变形、配合精度、热胀冷缩等影响因素，保证滑环3和密封面1之间的良好密封配合。开口结构6所具有的三维切口在轴向和径向交错并能完全拼合，可同时保证轴向和径向可靠密封。 [0048] 以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。