用于液壓沖擊設(shè)備的密封裝置及包括該密封裝置的液壓沖擊設(shè)備的制造方法
【專利說(shuō)明】用于液壓沖擊設(shè)備的密封裝置及包括該密封裝置的液壓沖擊設(shè)備
[0001]本發(fā)明涉及一種用于液壓沖擊設(shè)備的密封裝置，及包括該密封裝置的液壓沖擊設(shè)備。
[0002]通常，破碎式或鉆式液壓沖擊設(shè)備配備有包括孔(al6sage)的導(dǎo)向體，及可滑動(dòng)安裝在孔內(nèi)并設(shè)置為由不可壓縮流體交替驅(qū)動(dòng)平移的沖擊活塞。在液壓旋轉(zhuǎn)沖擊設(shè)備(即鉆式)的特例中，沖擊活塞還可選地被驅(qū)動(dòng)延其縱軸旋轉(zhuǎn)。
[0003]為確保液壓沖擊設(shè)備的導(dǎo)向體與沖擊活塞間的密封，并因此避免不可壓縮流體的損耗，導(dǎo)向體包括環(huán)形腔，其與沖擊活塞同軸并通向孔，密封裝置安裝在環(huán)形腔內(nèi)。
[0004]已知的密封裝置的第一種類型包括整體的密封墊片，該密封墊片呈現(xiàn)U形截面并因此包括第一內(nèi)密封唇和外密封唇，第一內(nèi)密封唇用于與沖擊活塞的外表面配合以確保密封墊片與移動(dòng)的沖擊活塞間的動(dòng)態(tài)密封，外密封唇用于與導(dǎo)向體的環(huán)形腔配合以確保密封墊片與導(dǎo)向體間的靜態(tài)密封。
[0005]這種密封裝置確保在低平移速度和沖擊活塞的低沖擊頻率下令人滿意的密封。
[0006]然而，在沖擊活塞平移期間，這種密封裝置與沖擊活塞之間的接觸引起不可忽視的摩擦，因此，沖擊活塞的摩擦生熱將破壞內(nèi)密封唇。
[0007]此外，對(duì)于液壓旋轉(zhuǎn)沖擊設(shè)備，沖擊活塞的旋轉(zhuǎn)(沒(méi)有平移)不允許確保對(duì)內(nèi)密封唇的適當(dāng)潤(rùn)滑和冷卻。這導(dǎo)致了內(nèi)密封唇的快速損壞。
[0008]已知的包括密封裝置的密封設(shè)備的第二種類型包括:
[0009]-內(nèi)密封圈，其包括具有用于以密封方式與沖擊活塞的外表面配合的環(huán)形內(nèi)密封部，和
[0010]-環(huán)形外密封件，其不同于內(nèi)密封圈并圍繞內(nèi)密封部安裝，外密封件用于以密封的方式支撐在容納密封裝置的環(huán)形腔的底部。
[0011]這種密封裝置確保在沖擊活塞的高平移速度和沖擊頻率下令人滿意的密封，及在沖擊活塞上的低的摩擦，因此密封唇的摩擦生熱低。
[0012]然而，在液壓沖擊設(shè)備的一些操作條件下，這種密封裝置的密封唇可經(jīng)受由控制沖擊活塞位移的不可壓縮流體的非常迅速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)壓力峰值，這可能導(dǎo)致破壞密封唇，因此泄漏不可壓縮流體。
[0013]本發(fā)明的目的是克服該缺點(diǎn)。
[0014]因此，本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)且可靠的密封裝置。
[0015]為此，本發(fā)明涉及一種用于液壓沖擊設(shè)備的密封裝置，該液壓沖擊設(shè)備配備有包括孔的導(dǎo)向體，及可滑動(dòng)地安裝在孔內(nèi)的沖擊活塞，所述密封裝置用于安裝在環(huán)形腔內(nèi)，所述環(huán)形腔設(shè)置在所述導(dǎo)向體上并通向所述孔，以實(shí)現(xiàn)所述導(dǎo)向體與所述沖擊活塞之間的密封，所述密封裝置至少包括:
[0016]-包含內(nèi)密封部的一個(gè)內(nèi)密封圈，所述內(nèi)密封部呈環(huán)形并包括用于以密封方式與所述沖擊活塞的外表面配合的密封唇，
[0017]-不同于所述內(nèi)密封圈并圍繞所述內(nèi)密封部安裝的一個(gè)外密封件，所述外密封件為環(huán)形并用于以密封方式支撐在環(huán)形腔的底部，
[0018]其特征在于，所述內(nèi)密封圈包括:
[0019]-相對(duì)于所述內(nèi)密封部軸向偏移的環(huán)形的保護(hù)部，所述保護(hù)部由至少一個(gè)收斂性保護(hù)面在內(nèi)部界定，所述收斂性保護(hù)面為環(huán)形并朝向所述密封唇收斂，和
[0020]-通向所述內(nèi)密封圈內(nèi)部的環(huán)形槽，該環(huán)形槽設(shè)在所述密封唇與所述收斂性保護(hù)面之間，
[0021]并且所述保護(hù)部設(shè)置成在運(yùn)行狀態(tài)下與所述沖擊活塞界定出環(huán)形流道。
[0022]收斂性保護(hù)面的結(jié)構(gòu)允許其與沖擊活塞的外表面形成適于逐漸降低流向密封唇的不可壓縮流體的厚度和流速的漸進(jìn)式環(huán)形噴嘴，因此減小由不可壓縮流體的流動(dòng)產(chǎn)生的壓力峰值的幅度。
[0023]此外，密封唇與收斂性保護(hù)面間的環(huán)形槽的存在允許通過(guò)增大流體的通道面降低不可壓縮流體的在密封唇上的進(jìn)入速度，這允許進(jìn)一步抑制到達(dá)密封唇的剩余壓力峰值。
[0024]因此，內(nèi)密封圈的結(jié)構(gòu)允許顯著降低上述壓力峰值的幅度，因此避免破壞密封唇。因此，根據(jù)本發(fā)明的密封裝置具有比現(xiàn)有技術(shù)的密封裝置增強(qiáng)的可靠性。
[0025]此外，內(nèi)密封圈上的收斂性保護(hù)面及環(huán)形槽的存在允許用相同的裝置確保沖擊活塞與其內(nèi)安裝有沖擊活塞的導(dǎo)向體間的密封，同時(shí)確保對(duì)密封唇的保護(hù)。結(jié)果是減少?zèng)_擊設(shè)備構(gòu)成部分的數(shù)量及減少對(duì)沖擊設(shè)備的導(dǎo)向體執(zhí)行的機(jī)械操作的數(shù)量，這顯著降低了后者的制造成本。
[0026]有利地，流道通向環(huán)形槽。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，密封唇相對(duì)于保護(hù)部徑向向內(nèi)突出。
[0028]有利地，外密封件設(shè)置為在使用狀態(tài)下向內(nèi)密封部施加壓力。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，環(huán)形槽由密封唇和保護(hù)部界定。
[0030]優(yōu)選地，收斂性保護(hù)面從內(nèi)密封圈的端部延伸。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，收斂性保護(hù)面呈現(xiàn)出10-40°之間的頂角。因此，由壓力峰值造成的液壓力的軸向分量在收斂性保護(hù)面上保持很低。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，保護(hù)部沿著內(nèi)密封圈長(zhǎng)度的一半以上縱向延伸。
[0033]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，收斂性保護(hù)面縱向延伸超過(guò)內(nèi)密封圈的長(zhǎng)度的至少20%。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的特征，保護(hù)部進(jìn)一步由環(huán)形的并朝向密封唇發(fā)散的至少一個(gè)發(fā)散性保護(hù)面在內(nèi)部界定，該發(fā)散性保護(hù)面位于收斂性保護(hù)面與密封唇之間，并至少部分地界定出環(huán)形槽。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該發(fā)散性保護(hù)面呈現(xiàn)出小于140°的頂角。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該發(fā)散性保護(hù)面呈現(xiàn)出至少十分之五毫米的徑向高度。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，收斂性保護(hù)面和/或發(fā)散性保護(hù)面基本呈截錐形。
[0038]優(yōu)選地，保護(hù)部還由至少一個(gè)中間保護(hù)面在內(nèi)部界定，中間保護(hù)面基本呈圓柱形，并位于收斂性保護(hù)面與所述環(huán)形槽之間。該中間保護(hù)面的存在允許與沖擊活塞的外表面形成適于顯著降低來(lái)自收斂性保護(hù)面的不可壓縮流體流速的環(huán)形噴嘴，因此降低相應(yīng)的壓力波動(dòng)。結(jié)果是進(jìn)一步改善對(duì)密封唇的保護(hù)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述中間保護(hù)面位于所述收斂性保護(hù)面與所述發(fā)散性保護(hù)面之間。優(yōu)選地，中間保護(hù)面于收斂性保護(hù)面的延伸部分延伸。
[0040]有利地，發(fā)散性保護(hù)面于中間保護(hù)面的延伸部分延伸。發(fā)散性保護(hù)面的這種設(shè)置允許將來(lái)自中間保護(hù)面不可壓縮流體的速度的純軸向分量轉(zhuǎn)換為軸向分量和徑向分量，因此進(jìn)一步降低了非壓縮形流體在密封唇上的進(jìn)入速度。
[0041]有利地，所述收斂性保護(hù)面、中間保護(hù)面和發(fā)散性保護(hù)面中的至少一個(gè)與所述內(nèi)密封圈的縱軸線基本同軸地延伸。有利地，收斂性保護(hù)面、中間保護(hù)面和發(fā)散性保護(hù)面與內(nèi)密封圈的縱軸線基本同軸地延伸
[0042]有利地，密封裝置包括不同于所述內(nèi)密封圈并圍繞所述保護(hù)部安裝的保持元件，所述保持元件呈環(huán)形，并用于以密封方式支撐在環(huán)形腔的底部。這些設(shè)置允許使沖擊活塞與第一保護(hù)面、第二保護(hù)面、第三保護(hù)面間的空隙保持基本不變，不管不可壓縮流體的壓力如何。這導(dǎo)致對(duì)流體壓力峰值的防護(hù)，幾乎不依賴后者的平均壓力水平。
[0043]有利地，保持元件設(shè)置為