专利名称：水气双冷液压缸的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水气双冷液压缸，尤其是涉及一种用于转炉滑动出钢口的水气双 冷液压缸。
背景技术：
转炉滑动出钢口液压缸对其工艺要求非常严格，要求液压缸内部结构稳定、动作 灵敏、反应速度快、使用寿命长并且不允许出现泄漏问题。但现有技术中的滑动出钢口液压 缸因密封结构设计不合理，水冷结构设计过于简单，在高温环境下液压缸密封易损坏，使用 寿命太短，经常造成转炉非计划检修。具体讲，目前国内转炉滑动出钢口液压缸水冷结构和 密封形式主要存在的缺陷是(1)在高温环境下活塞及活塞杆密封损坏严重，经常出现内 外漏油事故；( 油缸密封选型不合理或密封结构缺陷经常引起密封损坏事故；C3)油缸冷 却套结构简单，冷却效果差；(4)活塞轴端无任何防护和冷却措施，在高温环境下密封损坏 易引起漏油事故。因液压缸平均使用寿命仅在1000炉左右，所以造成成本较高，成本控制 较困难。很明显，目前的液压缸不能满足生产需要，造成非计划停炉事故频繁发生，对生产 造成严重影响。因此，需要一种对液压缸的水冷结构和密封结构要求都提高的转炉滑动出钢口液 压缸。
发明内容
本发明的一方面在于提供一种冷却效果提高的转炉滑动出钢口液压缸。本发明的另一方面在于提供一种密封结构改进的转炉滑动出钢口液压缸。根据本发明的各方面，一种水气双冷液压缸，该水气双冷液压缸包括水冷套，呈 中空圆筒状，在水冷套上设置有用于注入和排出冷却水的进水口和出水口 ；油缸体，设置在 水冷套内；活塞杆，在油缸体内进行往复运动；油缸密封盖，密封油缸体的一端，液压油通 过设置在油缸密封盖上的进油口和出油口被注入油缸体中和从油缸体中排出；气冷端盖， 设置在水冷套的与油缸密封盖相反的端部，以密封水冷套的所述端部，在气冷端盖上设置 有进气口 ；油缸轴端密封盖，插入到气冷端盖中，使油缸体的另一端被密封，在油缸轴端密 封盖上设置有出气孔，其中，在气冷端盖和油缸轴端密封盖之间形成冷却气分流槽，所述进 气口和冷却气分流槽流体相通，所述出气孔与所述冷却气分流槽流体相通。所述冷却气分流槽可设置在气冷端盖中。所述冷却气分流槽可设置在油缸轴端密封盖中。所述冷却气分流槽可设置在气冷端盖和油缸轴端密封盖两者中。所述出气孔可围绕油缸轴端密封盖的中心呈圆形排列。所述出气孔可为8个，各个出气孔之间可呈45°。所述各个出气孔的中心线可与气冷端盖的端面呈45°。可在水冷套和油缸体之间设置水冷螺旋板以将冷却水从进水口引导到出水口。
水冷螺旋板的外径可等于水冷套的内径。活塞杆的与油缸轴端密封盖相接处的部分可设置有高温活塞金属橡胶组合密封 圈。可在油缸体的活塞端设置有高温活塞金属橡胶组合密封圈。所述高温活塞金属橡胶组合密封圈可由OMS-MR密封和金属密封组成。综上所述，本发明的转炉滑动出钢口液压缸具有以下优点(1)采用冷却水环绕 流动结构和气冷结构，液压缸冷却效果好，避免了密封件过早损坏，从而提高了液压缸使用 寿命；( 采用先进的高温密封结构，提高了液压缸使用寿命。
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明总体构思的这些和/或其它方面 和效用将会变得清楚和更加易于理解，其中图1是本发明的水气双冷液压缸的示意性剖面图。
图2是本发明A-A剖面的示意图，示出了气流的流向。
具体实施例方式现在，将详细描述根据本发明的实施例，其示例在附图中被示出，其中，相同的标 号始终表示相同的元件。以下，将参照附图描述实施例，以解释本发明的总体构思。如图1和图2所示，本发明示例性实施例的用于转炉滑动出钢口的水气双冷液压 缸包括水冷螺旋板5、水冷套6、气冷端盖9、活塞杆12、油缸体13、油缸轴端密封盖15和 油缸密封盖16。在本实施例中，水冷套6大致为中空的圆筒形，在其圆筒体上设置有互相隔开的 出水口 3和进水口 7，进水口 7用于将冷却水注入到水冷套6与油缸体13之间，出水口 3用 于将其中的冷却水排放出去。在其它实施例中，也可以使用除了冷却水之外的其它具有冷 却效果的冷却液。油缸体13设置在水冷套6内，被水冷套6包围，也为中空的圆筒形，油缸体13的 靠近活塞杆12的活塞头的一端设置有油缸密封盖16，以密封油缸体13的所述一端。该油 缸密封盖16的端部可以与水冷套6的一端的端部齐平。在水冷套6和油缸密封盖16之间 还设置有用于对水冷套6进行密封的构件。在另一实施例中，油缸密封盖16设置在水冷套 6的一端，以同时密封水冷套6和油缸体13的一端。在油缸密封盖16中设置有出油口 1和 进油口 2，出油口 1和进油口 2用于将液压油注入油缸体13中和将液压油从油缸体13排放 出去。在本实施例中，在油缸体13与水冷套6之间设置有围绕油缸体13螺旋状地延伸 的水冷螺旋板5。从油缸体13的径向上看，水冷螺旋板5可将油缸体13与水冷套6之间的 腔体分成多个部分，例如，如图1所示，油缸体13和水冷套6之间的腔体沿油缸体13的轴 向被分隔成A、B和C三个部分，水冷螺旋板5的外径等于水冷套6的内径，而水冷螺旋板5 的倾斜角度和厚度可以根据需要相应地改变。气冷端盖9设置在水冷套6的另一端，以使水冷套6的另一端密封，其外观大致呈 长方体。在其他实施例中，气冷端盖9也可呈其他形状，例如圆形或其它合适的形状。在根据本实施例的气冷端盖9的四角设置有固定该水气双冷液压缸的固定孔，在气冷端盖9的 中心设置有开口，油缸体13被插入到该开口中，同时油缸轴端密封盖15插入到油缸体13 中以密封油缸体13的另一端。此外，油缸轴端密封盖15与气冷端盖9相结合，以实现对气 冷端盖9的密封和对水冷套6的进一步密封。在气冷端盖9的上部还设置有进气口 8和与该进气口 8流体连通的冷却气分流槽 14，在油缸轴端密封盖15中设有至少一个出气孔10以与冷却气分流槽14相连通。在另一 实施例中，可以在气冷端盖9上只设置有进气口 8，而与进气口 8流体连通的冷却气分流槽 14和出气孔10可全部设置在油缸轴端密封盖15中。或者，在另一实施例中，冷却气分流槽 14可以形成在气冷端盖9和油缸轴端密封盖15两者中，也就是说，可以在油缸轴端密封盖 15和气冷端盖9上分别形成冷却气分流槽14的一部分，从而由油缸轴端密封盖15和气冷 端盖9共同构造完整的冷却气分流槽14。综上述所，可以在气冷端盖和油缸轴端密封盖之 间形成冷却气分流槽14。在本发明的示例性实施例中，出气孔10由均勻分布在油缸轴端 密封盖15圆周上的8个孔组成，各个孔之间的角度设计成45°，在本实施例中，如图1所 示，出气孔10的中心线I设置成与油缸轴端密封盖15的端面呈一定角度，例如呈45°，在 其他实施例中，也可以设置成利于对活塞杆12的端部进行冷却的其它角度。在其它实施例 中，出气孔10的数量可以改变，各个孔之间的角度也相应地改变。如图2所示，与冷却气分 流槽14的位置相比，出气孔10被设置在冷却气分流槽14的内侧。进气口 8和冷却气分流 槽14流体相通，出气孔10与冷却气分流槽14也流体相通，使得从进气口 8进入的空气流 动通过冷却气分流槽14，再从出气孔10排出，从而实现对气冷端盖9和油缸轴端密封盖15 的冷却。虽然未示出，但是在冷却气分流槽14内外两侧安装0型密封圈，以增加气冷端盖 9和油缸轴端密封盖15两者接触面间的密封性，并确保冷却气流畅通。活塞杆12穿过设置在油缸轴端密封盖15中心的孔插入到油缸体13中。在活塞杆 12与油缸轴端密封盖15相接处的部分主要设有OMS-MR密封和金属密封组成的高温活塞 金属橡胶组合密封圈11，在活塞杆12的活塞头与油缸体13相接触的部分设置有由OMS-MR 密封和金属密封组成的高温活塞金属橡胶组合密封圈4，以有效地提高液压缸密封件的使 用寿命，这种高温活塞金属橡胶组合密封圈4和11在高温下比单一的橡胶密封圈的使用寿 命提高1至1.5倍。以下，将参照图1和图2描述转炉滑动出钢口水气双冷液压缸的冷却原理。首先描述冷却水的流动过程，冷却水从进水口 7进入水冷套6与油缸体13之间的 冷却区A，然后流向冷却区B和C，最后从出水口 3流出，冷却水在油缸体13和水冷套6之 间形成了环流，确保了油缸体每一部分都具有很好的冷却效果，并且消除了冷却死角。接下来描述冷却气的运动过程，冷却气从进气口 8进入，经冷却气分流槽14后从 出气孔10排出，由于出气孔10的设置位置和设置方向，使从出气孔10排出的气体吹向液 压缸轴端的活塞杆12，降低了活塞杆轴端的温度，同时排出的冷却气又将轴向传来的热辐 射隔离开，避免了液压缸轴端密封直接受热气的烘烤，提高了轴端密封件使用寿命。由此可见，在油缸体13的外侧设置有水冷套6，在水冷套6与油缸体13之间设置 有水冷螺旋板5，油缸体13可以由冷却水来冷却，在油缸轴端密封盖15上设置有冷却气分 流槽14，液压缸的油缸轴端密封盖15可以由冷却气来冷却，并且冷却气可以隔离轴向传来 的热辐射，所以，整个缸体不存在冷却死角，从而提高了缸体的冷却效果。
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同时，在油缸轴端密封盖15上设置有8个彼此呈45°且其轴向与油缸轴端密封盖 的端面呈45°的出气口，使得从出气口排出的气流吹向活塞杆，降低了活塞杆的热传导，提 高了油缸轴端密封盖的使用寿命。活塞杆的活塞头与油缸体之间以及活塞杆12与油缸轴 端密封盖15相接触的部分均采用OMS-MR和金属组成的高温金属组合密封结构，从而提高 了液压缸密封使用寿命。虽然已经显示并描述了本发明的几个实施例，但是本领域技术人员应该理解，在 不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的精神和原理的情况下，可以对这些实施例进行 改变。
权利要求
1.一种水气双冷液压缸，包括水冷套，呈中空圆筒状，在水冷套上设置有用于注入和排出冷却水的进水口和出水π ；油缸体，设置在水冷套内；活塞杆，在油缸体内进行往复运动；油缸密封盖，密封油缸体的一端，液压油通过设置在油缸密封盖上的进油口和出油口 被注入油缸体中和从油缸体中排出；气冷端盖，设置在水冷套的与油缸密封盖相反的端部，以密封水冷套的所述端部，在气 冷端盖上设置有进气口；油缸轴端密封盖，插入到气冷端盖中，使油缸体的另一端被密封，在油缸轴端密封盖上 设置有出气孔，其中，在气冷端盖和油缸轴端密封盖之间形成冷却气分流槽，所述进气口和冷却气分 流槽流体相通，所述出气孔与所述冷却气分流槽流体相通。
2.如权利要求1所述的水气双冷液压缸，其中，所述冷却气分流槽设置在气冷端盖中。
3.如权利要求1所述的水气双冷液压缸，其中，所述冷却气分流槽设置在油缸轴端密 封盖中。
4.如权利要求1所述的水气双冷液压缸，其中，所述冷却气分流槽设置在气冷端盖和 油缸轴端密封盖两者中。
5.如权利要求1所述的水气双冷液压缸，其中，所述出气孔围绕油缸轴端密封盖的中 心呈圆形排列。
6.如权利要求5所述的水气双冷液压缸，其中，所述出气孔为8个，各个出气孔之间呈 45°。
7.如权利要求6所述的水气双冷液压缸，其中，所述各个出气孔的中心线与气冷端盖 的端面呈45°。
8.如权利要求1所述的水气双冷液压缸，其中，在水冷套和油缸体之间设置水冷螺旋 板以将冷却水从进水口引导到出水口。
9.如权利要求8所述的水气双冷液压缸，其中，水冷螺旋板的外径等于水冷套的内径。
10.如权利要求1所述的水气双冷液压缸，其中，活塞杆的与油缸轴端密封盖相接处的 部分设置有高温活塞金属橡胶组合密封圈。
11.如权利要求1所述的水气双冷液压缸，其中，在油缸体的活塞端设置有高温活塞金 属橡胶组合密封圈。
12.如权利要求10或11所述的水气双冷液压缸，其中，所述高温活塞金属橡胶组合密 封圈由OMS-MR密封和金属密封组成。
全文摘要
本发明公开了一种水气双冷液压缸，该水气双冷液压缸包括水冷套，呈中空圆筒状，在水冷套上设置有用于注入和排出冷却水的进水口和出水口；油缸体，设置在水冷套内；活塞杆，在油缸体内进行往复运动；油缸密封盖，密封油缸体的一端，液压油通过设置在油缸密封盖上的进油口和出油口被注入油缸体中和从油缸体中排出；气冷端盖，设置在水冷套的与油缸密封盖相反的端部，以密封水冷套的所述端部，在气冷端盖上设置有进气口；油缸轴端密封盖，插入到气冷端盖中，使油缸体的另一端被密封，在油缸轴端密封盖上设置有出气孔，其中，在气冷端盖和油缸轴端密封盖之间形成冷却气分流槽，进气口和冷却气分流槽流体相通，出气孔与冷却气分流槽流体相通。
文档编号F15B15/20GK102128186SQ20111007199
公开日2011年7月20日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者侯风岭, 吴强, 张兆柱, 王永, 闫仲存 申请人:莱芜钢铁股份有限公司