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一种迷宫密封高速缆索气缸

阅读:531发布:2020-05-13

专利汇可以提供一种迷宫密封高速缆索气缸专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 迷宫密封 高速缆索 气缸 ,由缸筒、 活塞 、端盖、通气孔、缆索和密封装置组成。所述活塞通过所述缆索以拉 力 输出动力,避免了使用顶杆时顶杆在推力下存在的弯曲效应,可用于长行程;所述缆索穿出气缸的结合部位采用迷宫密封,缆索与密封体不直接 接触 ,大大降低磨损,可用于高速度;所述缆索以 钢 丝、 碳 纤维 、芳纶、凯夫拉、超高分子量聚乙烯纤维或其它高强度纤维材料编织而成,缆索 质量 惯性小,拉力大,行程长;使用多根平行的所述缆索,每根缆索独立使用迷宫密封,可以适应更小的 滑轮 半径;密封环和缆索表面 镀 聚四氟乙烯材料,可以降低摩擦;在缆索外包塑胶,对缆索有保护作用。,下面是一种迷宫密封高速缆索气缸专利的具体信息内容。

1.一种迷宫密封高速缆索气缸,由缸筒、活塞、端盖、通气孔、缆索和密封装置组成,其特征是:所述活塞通过所述缆索以拉输出动力;所述缆索穿出气缸的结合部位采用迷宫密封。
2.权利要求1所要求的一种迷宫密封高速缆索气缸,其特征是:所述缆索以丝、纤维、芳纶、凯夫拉、超高分子量聚乙烯纤维及其它高强度纤维材料编织而成。
3.权利要求2所要求的一种迷宫密封高速缆索气缸,其特征是:所述缆索截面形态为圆形、椭圆形、长方形。
4.权利要求1所要求的一种迷宫密封高速缆索气缸,其特征是:使用多根平行的所述缆索,每根缆索独立使用迷宫密封。
5.权利要求1所要求的一种迷宫密封高速缆索气缸,其特征是:所述第一圆孔迷宫密封体采用内径稍大于缆索直径的所述小密封环和内径大于所述小密封环内径的所述大密封环,两种环依次重复叠加布置形成迷宫。
6.权利要求5所要求的一种迷宫密封高速缆索气缸,其特征是:所述小密封环的内环面倾斜,与所述迎气面形成尖劈。
7.权利要求1所要求的一种迷宫密封高速缆索气缸,其特征是:所述第二圆孔迷宫密封体采用半封闭缺口的所述密封环,半封闭缺口一边向中心孔开放,缺口弧长小于中心孔圆周长的一半,半封闭缺口另一边封闭,相邻密封环缺口交错重复叠加布置形成迷宫。
8.权利要求5或权利要求7所要求的一种迷宫密封高速缆索气缸,其特征是:所述密封环表面有聚四氟乙烯膜。
9.权利要求2所要求的一种迷宫密封高速缆索气缸,其特征是:所述缆索外包塑胶。
10.权利要求2或权利要求9所要求的一种迷宫密封高速缆索气缸,其特征是:所述缆索外有聚四氟乙烯膜。

说明书全文

一种迷宫密封高速缆索气缸

技术领域

[0001] 本发明涉及缆索气缸的机械设备领域。

背景技术

[0002] 现有的缆索气缸,其动输出是活塞通过柔性的缆索以拉力的方式输出动力,气缸结构紧凑,行程长,其缆索通常是丝绳外包聚酯或尼龙。外包聚氨酯或尼龙的目的,是在钢丝绳表面形成光滑表面,与气缸端盖的密封圈实现机械动密封。
[0003] 这种缆索气缸,其存在的问题:密封圈需要对缆索施加一定的压力,运动中的缆索表面和密封圈磨损比较大,在高速运行时磨损特别明显;
工作环境要求严格。如果环境中有灰尘,灰尘很容易附着在缆索表面,会导致缆索与密封圈摩擦力大大增加,对密封圈的磨损急剧加大;
这种钢丝绳外包聚氨酯或尼龙的缆索,其加工制造比较困难,主要是钢丝绳的外径不严格匀称,很难做到外包聚氨酯或尼龙的厚度均匀。这种不均匀导致密封不严,运动中存在抖动,加快缆索和密封圈磨损,降低产品寿命;
在需要大的拉力或长的行程时,钢丝绳的重量比较大。
[0004] 上述种种限制,导致现有的缆索气缸只适合低速、小压力的应用场合。

发明内容

[0005] 针对以上问题,本发明提供一种迷宫密封高速缆索气缸,技术方案如下:气缸内活塞通过缆索输出动力,缆索的受力为拉力。所述缆索截面形态为圆形、椭圆形或长方形。缆索以钢丝、纤维、芳纶、凯夫拉、超高分子量聚乙烯纤维或其它高强度纤维材料中的一种多股编织而成,或多种材料混合多股编织而成。缆索从气缸端部穿出的结合部位采用迷宫密封,缆索与密封体不直接接触,大大降低磨损。
[0006] 具体说明如下。
[0007] 如图1所示,迷宫密封高速缆索气缸由缸筒1、活塞2、第一端盖3、第一通气孔4,第二端盖5、第二通气孔6,缆索7,第一迷宫密封腔8,第一迷宫密封体9,第二迷宫密封腔10,第二迷宫密封体11,第一气室12,第二气室13,第一滑轮14,第二滑轮15,工作台16组成;所述活塞2位于缸筒1内,所述第一端盖3、第二端盖5分别位于缸筒1左右两端,其与缸筒1的接触部位采取密封措施防止漏气。所述第一端盖3上的第一通气孔4,第二端盖5上的第二通气孔6分别作为缸筒1内部第一气室12,第二气室13与外部气体的进出通道;
所述缆索7穿过活塞2,缆索7与活塞2固定连接,两者结合部位密封防止第一气室12和第二气室13互相串气。活塞2可拉动缆索7左右往复运动;
所述第一迷宫密封体9被第一迷宫密封腔8包围,第二迷宫密封体11被第二迷宫密封腔
10包围,第一迷宫密封体9、第一迷宫密封腔8、第一端盖3及第二迷宫密封体11、第二迷宫密封腔10、第二端盖5的中心为中空的通道,缆索7通过该通道穿出缸筒1,而后通过第一滑轮
14,第二滑轮15连接工作台16,所述缆索7与工作台16固定连接。缆索7在活塞2的拉动下,带动工作台16运动,工作台16对外输出动力。所述第一迷宫密封腔8、第二迷宫密封腔10既可置于缸筒1内部,也可置于缸筒1外部;
所述第一迷宫密封体9、第二迷宫密封体11通过采取多节梳齿27、空腔28组成的迷宫密封结构达到密封效果,如图2。这种迷宫密封方式,缆索7与梳齿27间有一定间隙,梳齿27与缆索7没有接触或很少接触。缆索7运动速度比较小时,缆索7与梳齿27不接触,此时两者间无任何摩擦;缆索7高速运动时会产生一定的侧向抖动,缆索7会碰到梳齿27,两者间因此产生一定的摩擦,即便这样,其摩擦也远小于常规的机械动密封摩擦,可通过恰当的系统设计控制在一定的范围内而不影响系统的工作;
所述缆索7采用截面为圆形、椭圆形或长方形等多种形态的编织绳或编织带,相应的,第一端盖3、第一迷宫密封腔8、第一迷宫密封体9的中心孔也要设计成适应所述缆索7截面形态的圆形、椭圆形或长方形,以便所述缆索7无障碍通过。所述缆索7采用编织绳或编织带目的是为了达到拉伸强度的同时加强缆索的柔软性,以更好绕过第一滑轮14、第二滑轮15。
缆索7的材料采用钢丝、碳纤维、芳纶、凯夫拉、超高分子量聚乙烯纤维或其它高强度纤维材料中的一种或多种混合使用。使用高强度纤维材料可以减轻缆索重量,尤其是凯夫拉、超高分子量聚乙烯纤维等高强度材料,其拉伸比强度是钢材料的5~6倍,同样的拉力强度下,其重量只有钢丝绳的1/5~1/6,是优选的材料。
[0008] 进一步的,见图3。使用两根平行的缆索31和缆索33,每根缆索独立使用迷宫密封,其中缆索31使用迷宫密封32,缆索33使用迷宫密封34,活塞2同时拉动缆索31和缆索33运动。这种方式在同样的总拉力输出下,可以降低每根缆索受到的拉力,降低每根缆索所需的截面尺寸,降低大尺寸缆索制造难度,提高缆索的柔韧性。所述平行的缆索数量不限于两条,可以是大于等于2的任意条数。
[0009] 进一步的,一种针对所述缆索7截面为圆形的第一圆孔迷宫密封体47,见图4。采用内径稍大于缆索7直径的小密封环41和内径大于小密封环41内径的大密封环42,两环外径相同,两种环依次重复叠加布置形成第一圆孔迷宫密封体47。大小环间的空隙形成的空腔43作为节流腔,起到节流阻止介质泄漏的效果。进一步的一种含有尖劈的小密封环41,见图
5,图中46为气流方向,标识45为小密封环41的迎气面,所述小密封环41面向缆索的内环面
44倾斜,与迎气面45一起形成尖劈结构,尖劈的斜面位于背气面。这种尖劈结构更有利密封。
[0010] 进一步的,另一种针对所述缆索7截面为圆形的第二圆孔迷宫密封体63,见图6。所述第二圆孔迷宫密封体63由几十片带有半封闭缺口的密封环61层叠而成,图6中右图为相邻的两片密封环为便于展示拉开一定距离,实际工作中是紧贴在一起的。密封环61的中心孔用于缆索通过,其孔径稍大于缆索直径,以便与缆索7无摩擦;密封环61上有半封闭缺口62,半封闭缺口62一边向中心孔开放,其开放弧长小于中心孔圆周长的一半,半封闭缺口62另一边封闭,防止介质向外扩散;相邻密封环的半封闭缺口错开180º交错,相邻密封环间除中心孔外,其它部位是不相通的。这种相邻密封环交错重复叠加布置方式组成了迷宫。缺口形成的空腔作为节流腔,起到节流阻止介质泄漏的效果。
[0011] 进一步的,因小密封环41和密封环61的中心孔靠近缆索,在其表面上一层聚四氟乙烯膜或直接采用聚四氟乙烯材料制造,可进一步减轻摩擦力。
[0012] 进一步的,在所述缆索7外镀上一层聚四氟乙烯膜,可减少缆索7与小密封环41和密封环61的中心孔摩擦;在缆索7外包塑胶材料,包括塑料、橡胶、尼龙,对缆索有保护作用;在缆索7外包的塑胶外镀上一层聚四氟乙烯膜,起到减少摩擦和保护缆索7的双重作用。
[0013] 本发明的有益效果:所述高速缆索气缸活塞通过缆索以拉动方式输出动力,避免了使用顶杆时顶杆在推力下存在的弯曲效应,可用于长行程;使用高强度轻质的缆索,减轻了运动系统惯性质量,可用于高速运动;使用迷宫密封,运动的缆索与密封机构没有摩擦,在保证密封的同时减轻了缆索的磨损,更适合高速运动;使用多根缆索,可以降低每根缆索的截面尺寸,更小截面的缆索其柔软性更好,可以适应更小的滑轮半径;密封环和缆索表面镀聚四氟乙烯材料,可以降低摩擦;在缆索7外包塑胶,对缆索有保护作用。附图说明
[0014]图1迷宫密封高速缆索气缸
图2 迷宫密封
图3 多根缆索的气缸
图4 第一圆孔迷宫密封体
图5 含有尖劈的小密封环
图6 第二圆孔迷宫密封体
图例说明:1-缸筒,2-活塞,3-第一端盖,4-第一通气孔,5-第二端盖,6-第二通气孔,7-缆索,8-第一迷宫密封腔,9-第一迷宫密封体,10-第二迷宫密封腔,11-第二迷宫密封体,
12-第一气室,13-第二气室,14-第一滑轮,15-第二滑轮,16-工作台,27-梳齿,28-空腔,31-缆索,32-迷宫密封,33-缆索,34-迷宫密封,41-小密封环,42-大密封环,43-空腔,44-内环面,45-迎气面,46-气流方向,47-第一圆孔迷宫密封体,61-密封环,62-半封闭缺口,63-第二圆孔迷宫密封体。
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