[发明专利]用于活塞的密封装置

说明书

本发明涉及一种用于活塞的密封装置，尤其适用于在高压下操作的任何活塞。

活塞在数种机器中尤其用来压缩气体、泵抽液体、将起因于气体膨胀的作业聚集在一起，或在压力下将液流转换为机械作业。

活塞的密封与由摩擦力产生的损耗(由用来获得所述密封的构件产生)之间难以找到可接受的折衷。实际上，用于活塞的密封装置的最终能量平衡原则上起因于由于无法控制的泄漏和其产生的摩擦力产生的能量损耗的和。

必须尽可能严格地密封活塞同时使由摩擦力产生的可能损耗最低的最苛刻的应用包括具有轴向或径向活塞的高压或甚至极高压油泵和尤其旨在用于液压传输系统的泵。

为了实现密封，一种方法由在活塞与其气缸之间提供小的间隙组成。所述间隙通过加工精度获得。此途径在几十到几百巴的压力下是有效的；然而，在极高压力下(例如，1500或2000巴)，所述途径导致当其承受所述极高压力时漏油速率升高，且其中容纳活塞的气缸的直径增加使得所述气缸与所述活塞之间的标称间隙显著增加。

替代途径由提供容纳在布置于活塞外围上的凹槽中的密封件组成。然而，在先前提及的极高压力下，所述密封件在其凹槽中变形、施加高压于气缸上，且由于损害其配备的油泵的最终输出的摩擦力产生高的损耗。另外，由于气缸的直径随着压力增加，所述密封件应保证所述活塞与所述气缸之间的较大间隙中的所需密封，这趋向于在压力的影响下将所述密封件挤出并导致破坏所述密封件。

另一种途径由提供油泵组成，所述油泵的活塞的全部或部分主体具有硬度，使得压力使所述主体承受变形，所述变形相当于其使其中所述活塞移动的气缸的变形。此途径使得可在所述活塞与所述气缸之间保留小的间隙，且例如由公司“INNAS”采用以产生其“浮动杯”液压泵。然而，所述途径具有缺点：其只作用于具有实质上相当于活塞的主体的硬度的气缸，其在高压范围中导致过度约束所述气缸和所述活塞的材料。

应当注意的是，杯段不适用于在极高压力下操作的活塞，因为所述杯的区域中的漏油速率过高。另外，所述杯随着气缸的直径在所述压力的影响下增加而变大。这降低了其配备的油泵的体积效率。另外，由所述段施加于所述气缸的壁上的压力随着所述压力的上升而变大。此后一种效果增加了由于所述段与所述气缸之间的接触区域中的摩擦力产生的损耗，这降低了所述油泵的机械效率。

特定地说，为了解决通常与活塞且尤其与高压油泵的活塞相关的这些不同的问题，用于根据本发明的活塞的密封装置取决于所采用的实施方案而可以：

·以稳定且可持久方式实现任何活塞与其结合的气缸之间的高密封度，包括其中所述活塞包括置于高达2000巴和更高的极大压力下的流体且尽管所述压力使所述气缸承受相当大变形的情况；

·由于摩擦力产生小的或适中的损耗，而无关于流体施加于所述活塞和所述活塞结合的气缸上的压力。

另外，用于根据本发明的活塞的密封装置经提供具有适中的制造成本价格，且不使用任何复杂的实施工艺或昂贵的材料。

应了解，除了其应用于所属领域技术人员已知的油泵的径向或轴向活塞之外，用于根据本发明的活塞的密封装置可应用于包括至少一个活塞的任何机器或设备，所述机器或所述设备为(但不限于)泵、发动机或千斤顶，或其为例如压力分配器或增压器。根据本发明的密封装置还可应用于与气缸产生密封或具有与所述活塞互补的形状的任何其它凹陷形状且包括气体、液体或半固体元件的任何类型的任何活塞。

本发明的其它特征在所述描述和直接或间接取决于主权利要求的从属权利要求中加以描述。

提供一种根据本发明的活塞的密封装置，其使得活塞在多个端部之一被流体腔室封闭的气缸中移动，所述活塞包括至少一个活塞顶，其包括至少一个固定裙部且一方面具有用于施加力于任何机械、液压或气动传输构件上的活塞支撑面且另一方面具有压缩面，所述压缩面出现在流体腔室中且可接收流体压力，所述装置包括：

·至少一个圆柱形状的滑动裙部，其以小的间隙容纳在所述气缸中、放置在所述压缩面的侧面上的所述活塞顶的延伸部中和所述活塞顶的轴线中，所述滑动裙部由机械裙部间连接件连接到所述活塞顶，其使得所述滑动裙部相对于所述活塞顶纵向平移移动；

·至少一个压力传输通道，其被布置在所述滑动裙部内且向右沿轴向方向穿过此后者；