[发明专利]一种六面顶压机活塞与油缸的超高压密封装置

说明书

本发明公开了一种六面顶压机活塞与油缸的超高压密封装置，包括在活塞与油缸之间套装在活塞外侧的超高压密封组件和防杂质密封组件，所述防杂质密封组件沿油缸轴向设置在超高压密封组件两侧，所述超高压密封组件安装位置的两侧活塞与油缸间隙小于防杂质密封组件安装位置外侧活塞与油缸间隙；所述活塞上位于油缸高压一端的防杂质密封组件和超高压密封组件之间安装有压力平衡组件，所述压力平衡组件一端连通油缸的超高压油腔，压力平衡组件另一端连通至活塞与油缸间隙配合处；本发明通过设置V形密封圈和O形橡胶密封圈，有效的阻挡杂质在液压油推动活塞运动时嵌入到活塞与油缸内孔的间隙中，防止杂质拉伤油缸。

技术领域

本发明涉及液压系统的密封技术领域，特别涉及一种六面顶压机油缸与活塞的超高压密封装置。

背景技术

六面顶压机是我国人造金刚石合成的主要设备，目前全国有超过万台在使用。该压机油缸工作压力在70~110MPa的超高压液压中，活塞密封的可靠性设计是个难点。使用中经常发生活塞外表面及油缸内孔拉伤的现象，修复成本很高。

在液压设备中造成油缸及活塞拉伤的有以下原因：

1.液压油污染占了大部分原因，进入油缸的油液中混入铁屑，氧化皮等硬颗粒杂质，这些杂质在液压油推动活塞运动时嵌入到活塞与油缸内孔的缝隙中，就会拉伤油缸。

2.活塞受到过大径向力的作用，使它与油缸之间产生摩擦，从而使得液压系统油缸出现拉伤现象。

六面顶压机工作中活塞杆头部的顶锤直径小，且无大的侧向力，活塞运动速度低。因此可以认为活塞上只有轴向力负载，可以中忽略上述2中径向力对活塞拉伤的因素。因此六面顶压机活塞及油缸拉伤的主要原因是油液污染。防止油缸拉伤在设计上主要采用给活塞上安装由聚四氟乙烯或酚醛夹板胶木材料制作的导向环，将活塞与油缸内孔的间隙加大到0.30mm以上，脱离钢质材料与钢质材料之间的接触，由导向环与油缸内孔接触，由于导向环材质较软，可有效避免杂质拉伤油缸。

如图1-2所示，现有的六面顶压机油缸与活塞的超高压密封装置，活塞1外径与高压油缸2的内孔配合间隙为0.05~0.08mm。活塞1与油缸2之间安装有两组超高压密封组件5和两组导向环3，两组导向环3 分别位于两组超高压密封组件5两端，超高压密封组件5包括橡胶密封圈52和安装在橡胶密封圈52两端的薄塑料挡圈53、厚塑料挡圈51；超高压密封组件5安装位置的两侧油缸与活塞间隙为S=0.05~0.08mm，两组导向环3安装位置外侧油缸与活塞间隙为S1=0.05~0.08mm，由于S1间隙设置太小很容易在导向环3安装位置处混入杂质拉伤油缸；工作中由于压机油缸液压油压力可达100~110MPa, 造成对橡胶密封圈52及厚塑料挡圈51的挤压力极大，当间隙设计S1＞0.10mm时，加上在超高压油的作用下油缸内孔会有一定量的膨胀造成间隙进一步的加大，将会使橡胶密封圈52及厚塑料挡圈51挤入S缝隙中损坏，但是在导向环3的设计手册时，要求活塞与油缸内孔的间隙S1＞0.3mm，才可以使活塞与油缸避免刚性接触，有效防止拉伤。

中国实用新型为一种凹凸型六面顶超高压密封组件，公告号为CN 207941487 U，公告日为2018.10.09，本实用新型属于超高压合成超硬材料设备技术领域,涉及一种凹凸型六面顶超高压密封组件及金刚石合成工艺，其中一种凹凸型六面顶超高密封组件包括凹底活塞、内凸起式工作缸、缸盖以及后堵；所述内凸起式工作缸的内部底部有一个圆台形凸起，并且圆台形凸起中心贯通形成进油孔，所述凹底活塞相适应地设置在所述内凸起式工作缸内部，所述缸盖通过螺栓连接在内凸起式工作缸上，所述后堵通过螺栓连接在所述内凸式工作缸外部底面的中心处。所述金刚石合成所用的六面顶压机中使用了上述的超高压密封组件，其中凹底活塞的凹形结构设计减轻了活塞的重量，减少了密封件的磨损，有利于高压设备大型化，使得金刚石盛出。上述技术方案是通过凹形结构设计减轻了活塞的重量，减少了密封件的磨损，有利于高压设备大型化，使得金刚石盛出，没有涉及解决超高压密封工况下，活塞与油缸相对运动，避免杂质拉伤油缸的问题。