海上非拆卸快速更换密封圈的液压缸结构及方法

技术领域

本发明涉及液压缸技术领域，尤其涉及一种海上非拆卸快速更换密封圈的液压缸结构及方法。

背景技术

液压缸是液压系统中关键的执行元件，其工作原理是利用缸筒与活塞杆之间的活塞运动将高压液压油介质输送到液压系统下一个环节；或者反向工作，通过液压油驱动活塞杆与缸筒之间做活塞相对运动，从而驱动或维持其他机械结构发挥功效。液压油能够驱动活塞运动、或者活塞运动输送出液压油，都离不开缸筒与活塞杆的密封活塞之间的密封元件；因此密封元件的使用寿命决定了液压缸的使用寿命以及工作效果。影响液压缸密封元件的因素主要有两个因素：一方面是液压缸的清洁度、第二方面活塞运动配合结构表面的光洁度。

液压缸工作寿命根本取决于密封圈的使用寿命，当密封圈使用寿命耗尽时，必须要更换密封圈。密封圈材料费用相对很便宜，但对于大型的液压缸、特殊工作环境下的液压缸、特别是海水中使用的液压缸，更换密封圈的难度及成本将逐步增加，甚至受自然环境影响不仅更换费用高昂、时间漫长，同时会造成工程工期延误、工程资源浪费。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种海上非拆卸快速更换密封圈的液压缸结构及方法，主要解决液压缸需要拆卸才能更换密封活塞的问题。

为解决上述技术问题，本发明第一方面提出了一种海上非拆卸快速更换密封圈的液压缸结构，包括缸筒、设置在所述缸筒内部的活塞杆，以及安装在所述活塞杆端部的初始密封活塞，所述初始密封活塞的端面往远离所述活塞杆的方向依次设置有轴肩和台阶轴，所述台阶轴沿自身周向设置有至少两个锁定件，所述缸筒内部远离所述初始密封活塞的一端设置有密封备件，所述密封备件沿自身轴向设置有与所述台阶轴过渡配合的贯穿孔，所述贯穿孔的内壁设置有与所述锁定件配合的环形凹槽，所述密封备件靠近所述初始密封活塞的一端设置有与所述轴肩过渡配合的第一台阶孔。

在一些实施方式中，每个所述锁定件均包括键槽、置放在所述键槽底部的弹簧，以及置放在所述弹簧上端部的卡键，一个环形保持套覆盖在各个所述卡键的上端面，令所述卡键令所述卡键完全压入所述键槽内。

在一些实施方式中，所述贯穿孔和所述第一台阶孔之间的连接位置还设置有与所述环形保持套过渡配合的第二台阶孔。

在一些实施方式中，所述环形凹槽的深度小于所述卡键的高度。

在一些实施方式中，所述环形保持套为硅胶密封环。

在一些实施方式中，所述弹簧为压簧。

在一些实施方式中，所述轴肩的端面设置有密封圈，所述密封圈往接近所述密封备件的方向凸出。

在一些实施方式中，还包括限位卡套，所述限位卡套设置在所述缸筒的后端盖表面。

在一些实施方式中，所述限位卡套与所述缸筒的后端盖可拆卸连接。

本发明第二方面提出了一种海上液压缸密封圈非拆卸快速更换的方法，在缸筒的无杆腔内预留密封备件，当活塞杆端部的初始密封活塞性能下降后，通过所述活塞杆将所述初始密封活塞推入密封备件内，利用所述初始密封活塞和所述密封备件的自锁作用，形成新的密封活塞。

本发明的有益效果为：在缸筒的无杆腔内预留密封备件，并于密封备件的内部设置环形凹槽，以及在初始密封活塞的端面设置匹配的锁定件，当初始密封活塞产生磨损、渗漏油时，无需拆卸即可现场快速直接将初始密封活塞推入密封备件内，通过锁定件和环形凹槽提供的锁定作用，以及轴肩和第一台阶孔提供的密封作用，令初始密封活塞和密封备件直接联接，使到初始密封活塞迅速恢复密封性能继续工作，不仅大大降低了维护成本，也延长液压缸的工作周期。

附图说明

图1为本发明实施例一公开的海上非拆卸快速更换密封圈的液压缸结构的结构示意图；

图2为本发明实施例一公开的初始密封活塞的结构示意图；

图3为本发明实施例一公开的密封备件的结构示意图；

图4为本发明实施例一公开的初始密封活塞和密封备件的安装示意图；

图5为本发明实施例一公开的锁定件的结构示意图；

图6为本发明实施例二公开的又一海上非拆卸快速更换密封圈的液压缸结构的结构示意图；

其中：1-缸筒，2-活塞杆，3-初始密封活塞，4-密封备件，5-限位卡套，301-轴肩，302-台阶轴，303-锁定件，304-密封圈，401-贯穿孔，402-环形凹槽，403-第一台阶孔，404-第二台阶孔，3031-键槽，3032-弹簧，3033-卡键，3034-环形保持套。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

实施例一

本实施例提出了一种海上非拆卸快速更换密封圈的液压缸结构，如图1所示，包括缸筒1、设置在缸筒1内部的活塞杆2，以及安装在活塞杆2端部的初始密封活塞3，如图2所示，初始密封活塞3的端面往远离活塞杆2的方向依次设置有轴肩301和台阶轴302，台阶轴302沿自身周向设置有至少两个锁定件303，缸筒1内部远离初始密封活塞3的一端设置有密封备件4，如图3所示，密封备件4沿自身轴向设置有与台阶轴302过渡配合的贯穿孔401，该贯穿孔401可保障在密封备件4未启用期间缸筒1无杆腔内液压油的流通，贯穿孔401的内壁设置有与锁定件303配合的环形凹槽402，密封备件4靠近初始密封活塞3的一端设置有与轴肩301过渡配合的第一台阶孔403。初始密封活塞3和密封备件4之间的锁定关系参阅图4。

在本实施例中，在缸筒1的无杆腔内预留密封备件4，并于密封备件4的内部设置环形凹槽402，以及在初始密封活塞3的端面设置匹配的锁定件303，当初始密封活塞3产生磨损、渗漏油时，无需拆卸即可现场快速直接将初始密封活塞3推入密封备件4内，通过锁定件303和环形凹槽402提供的锁定作用，以及轴肩301和第一台阶孔403提供的密封作用，令初始密封活塞3和密封备件4直接联接，使到初始密封活塞3迅速恢复密封性能继续工作，不仅大大降低了维护成本，也延长液压缸的工作周期。

参照上述方法可预留多个密封备件4，可有效延长设计工作周期至两倍或多倍以上，但过多密封备件4会缩短活塞杆2的行程。再有，当密封备件4设置有两个以上，应当为两个相邻的密封备件4设置相应的锁定单元，具体可参照上述的锁定件303和环形凹槽402。

上述的锁定件303可以是任意能够提供径向伸缩的机械单元。在其中一个示例中，如图5所示，台阶轴302沿自身周向设置有三个锁定件303，每个锁定件303均包括键槽3031、置放在键槽3031底部的弹簧3032，以及置放在弹簧3032上端部的卡键3033，一个环形保持套3034覆盖在各个卡键3033的上端面，令卡键3033完全压入键槽3031内。在上述方案中，环形保持套3034套设在台阶轴302的周侧，且需要同时覆盖全部的键槽3031，保证卡键3033完全压入键槽3031内。环形保持套3034可选用硅胶密封环，或者金属环，若使用金属环，则该金属环过盈地固定在台阶轴302的周侧。

为配合以上示例中提出的锁定件303，贯穿孔401和第一台阶孔403之间的连接位置还设置有与环形保持套3034过渡配合的第二台阶孔404，在本实施例中，第二台阶孔404预留出的空间用于在初始密封活塞3推入密封备件4的过程中避让环形保持套3034。

通过实施以上实施方案，在初始密封活塞3的推进过程中，环形保持套3034首先受到第二台阶孔404的端面限位，无法进入贯穿孔401，只能留在第二台阶孔404中作为第一道密封，卡键3033失去了环形保持套3034的限位后，则由贯穿孔401的内壁继续提供径向的限位，最终轴肩301与第一台阶孔403相抵，初始密封活塞3受到轴向的限位，与此同时，卡键3033受到弹簧3032的弹力被推入环形凹槽402，初始密封活塞3和密封备件4完成锁定。

具体的，环形凹槽402的深度小于卡键3033的高度，所以卡键3033受到弹簧3032的弹力后，只有部分被推入环形凹槽402，因此卡键3033的上下两端分别位于环形凹槽402和键槽3031之内，实现初始密封活塞3和密封备件4的锁死。更优的，卡键3033的端面加工为弧面。

具体的，上述的弹簧3032为压簧，为卡键3033持续提供径向往外的推力，也可以使用其他的弹性件。

更优的，轴肩301的端面设置有密封圈304，密封圈304往接近密封备件4的方向凸出，在初始密封活塞3往密封备件4推进的过程中，密封圈304受到轴肩301和第一台阶孔403的挤压，形成第二道密封。

实施例二

在实施例一的基础上，为了保障液压缸正常工作行程及避免备件被过早使用，在一优选方案中，还包括限位卡套5，如图6所示，限位卡套5设置在缸筒1的后端盖表面。限位卡套5与缸筒1的后端盖可拆卸连接，拆除限位卡套5便可压紧活塞杆2启用密封备件4继续工作。

实施例三

本实施例提出了一种海上液压缸密封圈非拆卸快速更换的方法，在缸筒1的无杆腔内预留密封备件4，当活塞杆2端部的初始密封活塞3性能下降后，通过活塞杆2将初始密封活塞3推入密封备件4内，利用初始密封活塞3和密封备件4的自锁作用，形成新的密封活塞。

其中一种非拆卸快速更换的方法可参阅实施例一所述的结构，但实现方式不限于实施例一所述的结构，任何在缸筒1内设置多级密封备件4，并通过控制活塞杆2的单向行程令初始密封活塞3和密封备件4进行自锁的结构，均可以认为是等效的、可替换的方案。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。