專利名稱：水氣雙冷液壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水氣雙冷液壓缸，尤其是涉及一種用于轉(zhuǎn)爐滑動出鋼口的水氣雙 冷液壓缸。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)爐滑動出鋼口液壓缸對其工藝要求非常嚴(yán)格，要求液壓缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、動作 靈敏、反應(yīng)速度快、使用壽命長并且不允許出現(xiàn)泄漏問題。但現(xiàn)有技術(shù)中的滑動出鋼口液壓 缸因密封結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，水冷結(jié)構(gòu)設(shè)計過于簡單，在高溫環(huán)境下液壓缸密封易損壞，使用 壽命太短，經(jīng)常造成轉(zhuǎn)爐非計劃檢修。具體講，目前國內(nèi)轉(zhuǎn)爐滑動出鋼口液壓缸水冷結(jié)構(gòu)和 密封形式主要存在的缺陷是(1)在高溫環(huán)境下活塞及活塞桿密封損壞嚴(yán)重，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi) 外漏油事故；( 油缸密封選型不合理或密封結(jié)構(gòu)缺陷經(jīng)常引起密封損壞事故；C3)油缸冷 卻套結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果差；(4)活塞軸端無任何防護(hù)和冷卻措施，在高溫環(huán)境下密封損壞 易引起漏油事故。因液壓缸平均使用壽命僅在1000爐左右，所以造成成本較高，成本控制 較困難。很明顯，目前的液壓缸不能滿足生產(chǎn)需要，造成非計劃停爐事故頻繁發(fā)生，對生產(chǎn) 造成嚴(yán)重影響。因此，需要一種對液壓缸的水冷結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)要求都提高的轉(zhuǎn)爐滑動出鋼口液 壓缸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面在于提供一種冷卻效果提高的轉(zhuǎn)爐滑動出鋼口液壓缸。本發(fā)明的另一方面在于提供一種密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)的轉(zhuǎn)爐滑動出鋼口液壓缸。根據(jù)本發(fā)明的各方面，一種水氣雙冷液壓缸，該水氣雙冷液壓缸包括水冷套，呈 中空圓筒狀，在水冷套上設(shè)置有用于注入和排出冷卻水的進(jìn)水口和出水口 ；油缸體，設(shè)置在 水冷套內(nèi)；活塞桿，在油缸體內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運動；油缸密封蓋，密封油缸體的一端，液壓油通 過設(shè)置在油缸密封蓋上的進(jìn)油口和出油口被注入油缸體中和從油缸體中排出；氣冷端蓋， 設(shè)置在水冷套的與油缸密封蓋相反的端部，以密封水冷套的所述端部，在氣冷端蓋上設(shè)置 有進(jìn)氣口 ；油缸軸端密封蓋，插入到氣冷端蓋中，使油缸體的另一端被密封，在油缸軸端密 封蓋上設(shè)置有出氣孔，其中，在氣冷端蓋和油缸軸端密封蓋之間形成冷卻氣分流槽，所述進(jìn) 氣口和冷卻氣分流槽流體相通，所述出氣孔與所述冷卻氣分流槽流體相通。所述冷卻氣分流槽可設(shè)置在氣冷端蓋中。所述冷卻氣分流槽可設(shè)置在油缸軸端密封蓋中。所述冷卻氣分流槽可設(shè)置在氣冷端蓋和油缸軸端密封蓋兩者中。所述出氣孔可圍繞油缸軸端密封蓋的中心呈圓形排列。所述出氣孔可為8個，各個出氣孔之間可呈45°。所述各個出氣孔的中心線可與氣冷端蓋的端面呈45°?？稍谒涮缀陀透左w之間設(shè)置水冷螺旋板以將冷卻水從進(jìn)水口引導(dǎo)到出水口。
水冷螺旋板的外徑可等于水冷套的內(nèi)徑?；钊麠U的與油缸軸端密封蓋相接處的部分可設(shè)置有高溫活塞金屬橡膠組合密封 圈?？稍谟透左w的活塞端設(shè)置有高溫活塞金屬橡膠組合密封圈。所述高溫活塞金屬橡膠組合密封圈可由OMS-MR密封和金屬密封組成。綜上所述，本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐滑動出鋼口液壓缸具有以下優(yōu)點(1)采用冷卻水環(huán)繞 流動結(jié)構(gòu)和氣冷結(jié)構(gòu)，液壓缸冷卻效果好，避免了密封件過早損壞，從而提高了液壓缸使用 壽命；( 采用先進(jìn)的高溫密封結(jié)構(gòu)，提高了液壓缸使用壽命。


通過下面結(jié)合附圖對實施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明總體構(gòu)思的這些和/或其它方面 和效用將會變得清楚和更加易于理解，其中圖1是本發(fā)明的水氣雙冷液壓缸的示意性剖面圖。
圖2是本發(fā)明A-A剖面的示意圖，示出了氣流的流向。
具體實施例方式現(xiàn)在，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實施例，其示例在附圖中被示出，其中，相同的標(biāo) 號始終表示相同的元件。以下，將參照附圖描述實施例，以解釋本發(fā)明的總體構(gòu)思。如圖1和圖2所示，本發(fā)明示例性實施例的用于轉(zhuǎn)爐滑動出鋼口的水氣雙冷液壓 缸包括水冷螺旋板5、水冷套6、氣冷端蓋9、活塞桿12、油缸體13、油缸軸端密封蓋15和 油缸密封蓋16。在本實施例中，水冷套6大致為中空的圓筒形，在其圓筒體上設(shè)置有互相隔開的 出水口 3和進(jìn)水口 7，進(jìn)水口 7用于將冷卻水注入到水冷套6與油缸體13之間，出水口 3用 于將其中的冷卻水排放出去。在其它實施例中，也可以使用除了冷卻水之外的其它具有冷 卻效果的冷卻液。油缸體13設(shè)置在水冷套6內(nèi)，被水冷套6包圍，也為中空的圓筒形，油缸體13的 靠近活塞桿12的活塞頭的一端設(shè)置有油缸密封蓋16，以密封油缸體13的所述一端。該油 缸密封蓋16的端部可以與水冷套6的一端的端部齊平。在水冷套6和油缸密封蓋16之間 還設(shè)置有用于對水冷套6進(jìn)行密封的構(gòu)件。在另一實施例中，油缸密封蓋16設(shè)置在水冷套 6的一端，以同時密封水冷套6和油缸體13的一端。在油缸密封蓋16中設(shè)置有出油口 1和 進(jìn)油口 2，出油口 1和進(jìn)油口 2用于將液壓油注入油缸體13中和將液壓油從油缸體13排放 出去。在本實施例中，在油缸體13與水冷套6之間設(shè)置有圍繞油缸體13螺旋狀地延伸 的水冷螺旋板5。從油缸體13的徑向上看，水冷螺旋板5可將油缸體13與水冷套6之間的 腔體分成多個部分，例如，如圖1所示，油缸體13和水冷套6之間的腔體沿油缸體13的軸 向被分隔成A、B和C三個部分，水冷螺旋板5的外徑等于水冷套6的內(nèi)徑，而水冷螺旋板5 的傾斜角度和厚度可以根據(jù)需要相應(yīng)地改變。氣冷端蓋9設(shè)置在水冷套6的另一端，以使水冷套6的另一端密封，其外觀大致呈 長方體。在其他實施例中，氣冷端蓋9也可呈其他形狀，例如圓形或其它合適的形狀。在根據(jù)本實施例的氣冷端蓋9的四角設(shè)置有固定該水氣雙冷液壓缸的固定孔，在氣冷端蓋9的 中心設(shè)置有開口，油缸體13被插入到該開口中，同時油缸軸端密封蓋15插入到油缸體13 中以密封油缸體13的另一端。此外，油缸軸端密封蓋15與氣冷端蓋9相結(jié)合，以實現(xiàn)對氣 冷端蓋9的密封和對水冷套6的進(jìn)一步密封。在氣冷端蓋9的上部還設(shè)置有進(jìn)氣口 8和與該進(jìn)氣口 8流體連通的冷卻氣分流槽 14，在油缸軸端密封蓋15中設(shè)有至少一個出氣孔10以與冷卻氣分流槽14相連通。在另一 實施例中，可以在氣冷端蓋9上只設(shè)置有進(jìn)氣口 8，而與進(jìn)氣口 8流體連通的冷卻氣分流槽 14和出氣孔10可全部設(shè)置在油缸軸端密封蓋15中。或者，在另一實施例中，冷卻氣分流槽 14可以形成在氣冷端蓋9和油缸軸端密封蓋15兩者中，也就是說，可以在油缸軸端密封蓋 15和氣冷端蓋9上分別形成冷卻氣分流槽14的一部分，從而由油缸軸端密封蓋15和氣冷 端蓋9共同構(gòu)造完整的冷卻氣分流槽14。綜上述所，可以在氣冷端蓋和油缸軸端密封蓋之 間形成冷卻氣分流槽14。在本發(fā)明的示例性實施例中，出氣孔10由均勻分布在油缸軸端 密封蓋15圓周上的8個孔組成，各個孔之間的角度設(shè)計成45°，在本實施例中，如圖1所 示，出氣孔10的中心線I設(shè)置成與油缸軸端密封蓋15的端面呈一定角度，例如呈45°，在 其他實施例中，也可以設(shè)置成利于對活塞桿12的端部進(jìn)行冷卻的其它角度。在其它實施例 中，出氣孔10的數(shù)量可以改變，各個孔之間的角度也相應(yīng)地改變。如圖2所示，與冷卻氣分 流槽14的位置相比，出氣孔10被設(shè)置在冷卻氣分流槽14的內(nèi)側(cè)。進(jìn)氣口 8和冷卻氣分流 槽14流體相通，出氣孔10與冷卻氣分流槽14也流體相通，使得從進(jìn)氣口 8進(jìn)入的空氣流 動通過冷卻氣分流槽14，再從出氣孔10排出，從而實現(xiàn)對氣冷端蓋9和油缸軸端密封蓋15 的冷卻。雖然未示出，但是在冷卻氣分流槽14內(nèi)外兩側(cè)安裝0型密封圈，以增加氣冷端蓋 9和油缸軸端密封蓋15兩者接觸面間的密封性，并確保冷卻氣流暢通。活塞桿12穿過設(shè)置在油缸軸端密封蓋15中心的孔插入到油缸體13中。在活塞桿 12與油缸軸端密封蓋15相接處的部分主要設(shè)有OMS-MR密封和金屬密封組成的高溫活塞 金屬橡膠組合密封圈11，在活塞桿12的活塞頭與油缸體13相接觸的部分設(shè)置有由OMS-MR 密封和金屬密封組成的高溫活塞金屬橡膠組合密封圈4，以有效地提高液壓缸密封件的使 用壽命，這種高溫活塞金屬橡膠組合密封圈4和11在高溫下比單一的橡膠密封圈的使用壽 命提高1至1.5倍。以下，將參照圖1和圖2描述轉(zhuǎn)爐滑動出鋼口水氣雙冷液壓缸的冷卻原理。首先描述冷卻水的流動過程，冷卻水從進(jìn)水口 7進(jìn)入水冷套6與油缸體13之間的 冷卻區(qū)A，然后流向冷卻區(qū)B和C，最后從出水口 3流出，冷卻水在油缸體13和水冷套6之 間形成了環(huán)流，確保了油缸體每一部分都具有很好的冷卻效果，并且消除了冷卻死角。接下來描述冷卻氣的運動過程，冷卻氣從進(jìn)氣口 8進(jìn)入，經(jīng)冷卻氣分流槽14后從 出氣孔10排出，由于出氣孔10的設(shè)置位置和設(shè)置方向，使從出氣孔10排出的氣體吹向液 壓缸軸端的活塞桿12，降低了活塞桿軸端的溫度，同時排出的冷卻氣又將軸向傳來的熱輻 射隔離開，避免了液壓缸軸端密封直接受熱氣的烘烤，提高了軸端密封件使用壽命。由此可見，在油缸體13的外側(cè)設(shè)置有水冷套6，在水冷套6與油缸體13之間設(shè)置 有水冷螺旋板5，油缸體13可以由冷卻水來冷卻，在油缸軸端密封蓋15上設(shè)置有冷卻氣分 流槽14，液壓缸的油缸軸端密封蓋15可以由冷卻氣來冷卻，并且冷卻氣可以隔離軸向傳來 的熱輻射，所以，整個缸體不存在冷卻死角，從而提高了缸體的冷卻效果。
5
同時，在油缸軸端密封蓋15上設(shè)置有8個彼此呈45°且其軸向與油缸軸端密封蓋 的端面呈45°的出氣口，使得從出氣口排出的氣流吹向活塞桿，降低了活塞桿的熱傳導(dǎo)，提 高了油缸軸端密封蓋的使用壽命?；钊麠U的活塞頭與油缸體之間以及活塞桿12與油缸軸 端密封蓋15相接觸的部分均采用OMS-MR和金屬組成的高溫金屬組合密封結(jié)構(gòu)，從而提高 了液壓缸密封使用壽命。雖然已經(jīng)顯示并描述了本發(fā)明的幾個實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在 不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定其范圍的精神和原理的情況下，可以對這些實施例進(jìn)行 改變。
權(quán)利要求
1.一種水氣雙冷液壓缸，包括水冷套，呈中空圓筒狀，在水冷套上設(shè)置有用于注入和排出冷卻水的進(jìn)水口和出水π ；油缸體，設(shè)置在水冷套內(nèi)；活塞桿，在油缸體內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運動；油缸密封蓋，密封油缸體的一端，液壓油通過設(shè)置在油缸密封蓋上的進(jìn)油口和出油口 被注入油缸體中和從油缸體中排出；氣冷端蓋，設(shè)置在水冷套的與油缸密封蓋相反的端部，以密封水冷套的所述端部，在氣 冷端蓋上設(shè)置有進(jìn)氣口；油缸軸端密封蓋，插入到氣冷端蓋中，使油缸體的另一端被密封，在油缸軸端密封蓋上 設(shè)置有出氣孔，其中，在氣冷端蓋和油缸軸端密封蓋之間形成冷卻氣分流槽，所述進(jìn)氣口和冷卻氣分 流槽流體相通，所述出氣孔與所述冷卻氣分流槽流體相通。
2.如權(quán)利要求1所述的水氣雙冷液壓缸，其中，所述冷卻氣分流槽設(shè)置在氣冷端蓋中。
3.如權(quán)利要求1所述的水氣雙冷液壓缸，其中，所述冷卻氣分流槽設(shè)置在油缸軸端密 封蓋中。
4.如權(quán)利要求1所述的水氣雙冷液壓缸，其中，所述冷卻氣分流槽設(shè)置在氣冷端蓋和 油缸軸端密封蓋兩者中。
5.如權(quán)利要求1所述的水氣雙冷液壓缸，其中，所述出氣孔圍繞油缸軸端密封蓋的中 心呈圓形排列。
6.如權(quán)利要求5所述的水氣雙冷液壓缸，其中，所述出氣孔為8個，各個出氣孔之間呈 45°。
7.如權(quán)利要求6所述的水氣雙冷液壓缸，其中，所述各個出氣孔的中心線與氣冷端蓋 的端面呈45°。
8.如權(quán)利要求1所述的水氣雙冷液壓缸，其中，在水冷套和油缸體之間設(shè)置水冷螺旋 板以將冷卻水從進(jìn)水口引導(dǎo)到出水口。
9.如權(quán)利要求8所述的水氣雙冷液壓缸，其中，水冷螺旋板的外徑等于水冷套的內(nèi)徑。
10.如權(quán)利要求1所述的水氣雙冷液壓缸，其中，活塞桿的與油缸軸端密封蓋相接處的 部分設(shè)置有高溫活塞金屬橡膠組合密封圈。
11.如權(quán)利要求1所述的水氣雙冷液壓缸，其中，在油缸體的活塞端設(shè)置有高溫活塞金 屬橡膠組合密封圈。
12.如權(quán)利要求10或11所述的水氣雙冷液壓缸，其中，所述高溫活塞金屬橡膠組合密 封圈由OMS-MR密封和金屬密封組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水氣雙冷液壓缸，該水氣雙冷液壓缸包括水冷套，呈中空圓筒狀，在水冷套上設(shè)置有用于注入和排出冷卻水的進(jìn)水口和出水口；油缸體，設(shè)置在水冷套內(nèi)；活塞桿，在油缸體內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運動；油缸密封蓋，密封油缸體的一端，液壓油通過設(shè)置在油缸密封蓋上的進(jìn)油口和出油口被注入油缸體中和從油缸體中排出；氣冷端蓋，設(shè)置在水冷套的與油缸密封蓋相反的端部，以密封水冷套的所述端部，在氣冷端蓋上設(shè)置有進(jìn)氣口；油缸軸端密封蓋，插入到氣冷端蓋中，使油缸體的另一端被密封，在油缸軸端密封蓋上設(shè)置有出氣孔，其中，在氣冷端蓋和油缸軸端密封蓋之間形成冷卻氣分流槽，進(jìn)氣口和冷卻氣分流槽流體相通，出氣孔與冷卻氣分流槽流體相通。
文檔編號F15B15/20GK102128186SQ20111007199
公開日2011年7月20日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者侯風(fēng)嶺, 吳強, 張兆柱, 王永, 閆仲存 申請人:萊蕪鋼鐵股份有限公司