[發明專利]塞體油腔密封裝置

在審

• 申請號: 201610255915.6
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105697183A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 唐國銳;甘勇;張翅
• 申請（專利權）人: 甘勇
• 主分類號: F02F3/00
• 分類號: F02F3/00;F02F11/00;F04B39/00;F04B39/04
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 王金寶

技術領域

本發明屬于活塞密封技術領域，具體涉及一種塞體油腔密封裝置。

背景技術

活塞是一種在氣缸內作往復運動的機械零件，活塞與氣缸的相對運動應用 于現有的多個領域，例如機動車發動機燃燒室內的氣缸活塞，再例如天然氣壓 縮機中壓縮天然氣的活桿和缸體，再例如真空抽氣機中相互配合抽真空的活塞 和缸體，等等。由于一直存在的往復摩擦運動，摩擦損耗較大，活塞與氣缸之 間常存在間隙，進而導致意外逸出。在機動車領域，氣缸活塞密封不嚴，表現 在燃油燃氣機動車長時間使用后疲力不行，定距離燃油上升，活塞與氣缸之間 逸出燃料燃燒生成水銹蝕發動機降低其使用壽命等方面。在天然氣壓縮領域， 壓縮機所壓縮的天然氣從密封不緊的活塞和缸體之間不斷串出，進而會在壓縮 機附近不斷富集，造成爆炸等安全隱患。因此，活塞與氣缸缸體之間的密封研 究一直是全世界矚目的科學問題。

目前活塞與氣缸主要依靠氣缸和活塞之間增設活塞環的方式進行密封。基 于此研究基礎，現有對活塞和氣缸的密封研究主要集中在以下幾個方面：

其一，活塞環的材質研究：研究方向是尋找更加耐磨，表面光潔度更好的 活塞環。

其二，活塞環的結構研究：研究方向是通過調整活塞環的結構，使得活塞 環外周被磨損后，活塞環向外舒張，重新填充磨損部分，進而期望達到更好的 密封效果。例如現有的三叉式活塞環。

其三，在通過活塞環材質、活塞環結構都仍不能解決氣缸和活塞的密封問 題時，增加活塞環的數量。例如天然氣壓縮機中，活桿上一般要布設七個以上 的活塞環，已達到期望的密封效果。

通過以上介紹可知，傳統的活塞與氣缸的密封采用的是固-固結合密封氣體 (或液體)的方式，具體是活塞環(固體)與氣缸(固體)對所壓縮氣體(或 液體)的密封，為了防止摩擦過于劇烈損耗過重，常在活塞環與氣缸之間填充 潤滑油。綜上，如圖1所示，即為現有技術中活塞環與氣缸配合密封情況的微 觀示意圖。圖1中氣缸4和活塞環6之間的橢圓形所代指的即為微觀狀態下的 潤滑油。如圖1所示，微觀狀態下的氣缸4和活塞環6的接觸面均不是理想中 的光滑狀態，它們的表面均是粗糙不平整的，因而兩者之間始終存在間隙，進 而導致所壓縮物質(尤其是氣體)的泄露逸出，同時添設的潤滑油主要作用是 輔助潤滑，也有油膜密封效果，但是由于其不充足性，無法將活塞環與氣缸之 間的空隙完全填充，也一樣不會起到徹底的密封效果。現有氣缸活塞機構中布 設有油路系統，油路系統中有油道，油道設置的目的是為了輸送潤滑油，其達 不到完整完全的密封效果。

綜上，現有活塞與氣缸密封研究的方向和基礎決定了其完全不可能達到徹 底的密封效果。不改變現有的研究思路，永遠無法達到徹底密封活塞與氣缸的 目的。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種能夠完全徹底密封 活塞與氣缸、杜絕任何漏氣的塞體油腔密封裝置。

為了簡化表述，本發明中引入了上下左右等方位概念，這些概念具體指代 方位以附圖所展示狀態的塞體油腔密封裝置及其部件的上下左右等方位為準。 方位概念的引入僅為簡化表述所需，其不對本發明的保護范圍構成限制，當塞 體油腔密封裝置的布設位置及方向相應作出調整時，其也相應落入本發明的保 護范圍。

本發明所采用的技術方案為：

本發明的塞體油腔密封裝置包括氣缸和位于所述氣缸內并與所述氣缸相配 合的塞體，所述塞體與所述氣缸的側壁之間設有環形密封油槽，所述環形密封 油槽內填充有密封油。

基于以上方案，本發明引入了環形密封油槽，并在環形密封油槽內填充有 密封油。本發明借助的原理是采用液-固系統對所壓縮物質進行密封，液-固系統 中，液即指代處于可流動狀態的液狀密封油，固即指代處于固態的氣缸。如圖 3所示，由于密封油的可流動性，密封油與氣缸接觸面之間處于始終完美填充、 無縫結合的狀態，不存在任何空隙。因此完美杜絕了任何所壓縮物質尤其是氣 體的泄露。進而達到杜絕漏氣的效果。本發明的環形密封油槽的設置有別于傳 統油道設置，傳統油道設置目的是為了輸送潤滑油，其油道設置達不到完整完 全的密封效果。傳統間隙內的潤滑油會被壓縮氣體沖走而發生泄漏，而本發明 環形密封油槽內的密封油會因優越的相對靜止慣性力形成對壓縮氣體的阻擋， 進而實現高效密封。