新型自適應液膜密封旋轉接頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型自適應液膜密封旋轉接頭，主要用于離心機等機械設備在旋轉運行時的介質輸送。本實用新型包括轉動軸和殼體，所述轉動軸為軸對稱結構，內部設有介質通道，其主體部分位于殼體內部，前端由殼體前端蓋伸出，在殼體內部，所述轉動軸由前后至少兩個軸承和之間的伺服環(huán)支承，其與軸承之間過盈配合，與伺服環(huán)之間間隙配合；所述殼體與伺服環(huán)連接處設有前后至少兩個密封圈。本實用新型新型自適應液膜密封旋轉接頭避免了轉動部件和靜止部件的接觸和摩擦，減小了部件磨損，極大地提高了旋轉接頭的使用壽命。
【專利說明】新型自適應液膜密封旋轉接頭

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種旋轉接頭，具體涉及一種新型自適應液膜密封旋轉接頭，主要用于離心機等機械設備在旋轉運行時的介質輸送。

【背景技術】
[0002]旋轉接頭是一種360°旋轉輸送介質的密閉旋轉連通器，在各工業(yè)領域都有著廣泛的應用，其作用是既要保證連續(xù)不斷地向運轉的設備、管道傳遞介質，又要防止流體介質互相串通、泄漏和外界雜物進入工作介質。市場上現(xiàn)有的旋轉接頭大都采用接觸式密封設計，普遍存在摩擦阻力大、壽命短，以及容易產(chǎn)生密封件磨損顆粒進而污染設備運行環(huán)境的問題。
[0003]液膜密封是一種非接觸式密封方式，利用流體靜壓或動壓作用，在密封界面間充滿一層流體膜迫使密封面彼此分離，不存在硬性固相接觸。采用液膜密封技術在理論上能大大減少金屬之間的黏著磨損，有效避免接觸式密封的上述缺陷，可顯著提高旋轉接頭的使用壽命。
實用新型內容
[0004]針對現(xiàn)有旋轉接頭存在的問題，本實用新型提供了一種新型自適應液膜密封旋轉接頭，避免了轉動部件和靜止部件的接觸和摩擦，減小了部件磨損，極大地提高了旋轉接頭的使用壽命。
[0005]本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn):
[0006]一種新型自適應液膜密封旋轉接頭，包括轉動軸和殼體，所述轉動軸為軸對稱結構，內部設有介質通道，其主體部分位于殼體內部，前端由殼體前端蓋伸出，在殼體內部，所述轉動軸由前后至少兩個軸承和之間的伺服環(huán)支承，其與軸承之間過盈配合，與伺服環(huán)之間間隙配合；所述殼體與伺服環(huán)連接處設有前后至少兩個密封圈，優(yōu)選格萊圈。
[0007]根據(jù)上述的旋轉接頭,所述殼體由前端蓋、后端蓋和軸套組成,該前端蓋、后端蓋分別通過螺釘連接軸套的兩端，并在連接處設置密封圈，優(yōu)選O型圈。
[0008]根據(jù)上述的旋轉接頭，所述軸承、伺服環(huán)通過限位槽和/或擋圈進行軸向固定于所述轉動軸和殼體之間，所述軸承、伺服環(huán)與殼體之間間隙配合。
[0009]根據(jù)上述的旋轉接頭，所述轉動軸與殼體前端蓋連接處設有一個密封圈，優(yōu)選格萊圈。
[0010]根據(jù)上述的旋轉接頭，所述轉動軸的內部設有大直徑通道用于傳輸介質，以及小直徑通道用于泄漏介質的回流；所述大直徑通道連通轉動軸前端和轉動軸側壁，其轉動軸前端的開口構成介質出口 ；所述小直徑通道連通轉動軸后端，以及伺服環(huán)前后可能泄漏介質的空隙。
[0011]根據(jù)上述的旋轉接頭，所述殼體側壁和伺服環(huán)上均設有開口，與轉動軸側壁大直徑通道的位置相匹配，所述殼體側壁上的開口構成介質入口 ；所述殼體后端蓋上設有開口，與轉動軸后端的小直徑通道相連通，所述殼體后端蓋上的開口構成泄漏介質回流口。
[0012]根據(jù)上述的旋轉接頭，所述軸承為角接觸球軸承。
[0013]根據(jù)上述的旋轉接頭，在所述伺服環(huán)上，開口位置所對應的徑向內、外側均設有環(huán)狀凹槽，該環(huán)狀凹槽略寬于該開口。
[0014]根據(jù)上述的旋轉接頭，所述環(huán)狀凹槽兩側還設有略淺的矩形、一字形或人字形凹槽。
[0015]根據(jù)上述的旋轉接頭，所述間隙配合均為微米級間隙，根據(jù)不同的結構尺寸，間隙從數(shù)微米到數(shù)十微米不等。
[0016]本實用新型旋轉接頭的工作原理:當介質進入通道內，立即充滿伺服環(huán)與殼體之間的較大間隙，從而對伺服環(huán)形成由環(huán)周指向圓心的徑向壓力，同時介質被各種密封圈密封不往外泄露。在伺服環(huán)與轉動軸之間設計能產(chǎn)生密封油膜的小間隙，介質在通過其間時以及旋轉接頭運轉過程中會滲入間隙內，并產(chǎn)生承載液膜。伺服環(huán)在液膜支撐下受到由環(huán)周背離圓心的徑向壓力，從而使其受力平衡，并使得伺服環(huán)與轉動軸保持同心，而介質則被液膜封住不外泄。當外載荷引起轉動軸偏心時，伺服環(huán)會通過壓縮格萊圈，自動與轉動軸對心，伺服環(huán)與轉動軸的間隙基本保持不變。
[0017]本實用新型的有益效果:采用液膜液膜密封避免了轉動部件和靜止部件的接觸和摩擦，減小了部件磨損，極大地提高了旋轉接頭的使用壽命，同時微米級的密封間隙可保證旋轉接頭具有很小的泄漏量和介質壓降。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型旋轉接頭的結構示意圖。
[0019]圖2是本實用新型中轉動軸的結構示意圖。
[0020]圖3是圖2沿A-A方向的剖面結構示意圖。
[0021]圖4是本實用新型中伺服環(huán)的結構示意圖。
[0022]圖5是圖4沿A-A方向的剖面結構示意圖。
[0023]圖中:1為轉動軸,2為前端蓋,3為軸套,4為后端蓋,5為螺絲釘,6為O型圈,7為伺服環(huán)，8為軸承，9為格萊圈A，10為格萊圈B，11為擋圈A，12為擋圈B，13為介質入口，14為介質出口，15為泄漏介質回流口，16為大直徑通道，17為小直徑通道，18為伺服環(huán)開口，19為環(huán)形凹槽，20為矩形凹槽。

【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。
[0025]本實用新型新型自適應液膜密封旋轉接頭，見圖1，包括轉動軸I和殼體，所述殼體由前端蓋2、后端蓋4和軸套3組成,該前端蓋2、后端蓋4分別通過螺釘5連接軸套3的兩端，并在連接處設置O型圈6進行密封。所述轉動軸I為階梯軸，且為軸對稱結構，內部設有介質通道，其主體部分位于殼體內部，前端由前端蓋2伸出(轉動軸I與前端蓋2連接處設有格萊圈BlO用于密封)，在殼體內部，所述轉動軸I由前后至少兩個軸承8和之間的伺服環(huán)7支承，其與軸承8之間過盈配合，與伺服環(huán)7之間間隙配合，介質進入后間隙內的液膜起到密封的作用，同時可提供一定的承載力；所述軸套3與伺服環(huán)7連接處設有前后至少兩個格萊圈A9，既可對介質進行密封，又可通過一定的變形保持伺服環(huán)7與轉動軸I同心。
[0026]見圖1，所述軸承8優(yōu)選角接觸球軸承，通過階梯槽和擋圈B12進行軸向固定于所述轉動軸I和軸套3之間；所述伺服環(huán)7通過前后兩個擋圈All進行軸向固定于所述轉動軸I和軸套3之間，所述軸承8、伺服環(huán)7與軸套3之間間隙配合。
[0027]見圖2、3，所述轉動軸I的內部設有大直徑通道16用于傳輸介質，以及小直徑通道17用于泄漏介質的回流；所述大直徑通道16連通轉動軸I前端和轉動軸I側壁，其轉動軸I前端的開口構成介質出口 14 ;所述小直徑通道17連通轉動軸I后端，以及伺服環(huán)7前后可能泄漏介質的空隙。
[0028]見圖1、3，所述軸套3和伺服環(huán)7上均設有開口，與轉動軸I側壁大直徑通道16的位置相匹配，所述軸套3上的開口構成介質入口 13 ;所述后端蓋4上設有開口，與轉動軸I后端的小直徑通道17相連通，所述后端蓋4上的開口構成泄漏介質回流口 15。
[0029]見圖4，在所述伺服環(huán)7上，開口 18位置所對應的徑向內、外側均設有環(huán)狀凹槽19，該環(huán)狀凹槽19略寬于該開口 18，所述環(huán)狀凹槽19兩側還設有略淺的矩形凹槽20。
[0030]本實用新型并不局限于上述單通道旋轉接頭，其結構原理同樣適用于多通道旋轉接頭，并可據(jù)此做出多種變化，但任何與本實用新型等同或者類似的變化都應涵蓋在本實用新型權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.一種新型自適應液膜密封旋轉接頭，包括轉動軸和殼體，所述轉動軸為軸對稱結構，內部設有介質通道，其主體部分位于殼體內部，前端由殼體前端蓋伸出，其特征在于:在殼體內部，所述轉動軸由前后至少兩個軸承和之間的伺服環(huán)支承，其與軸承之間過盈配合，與伺服環(huán)之間間隙配合；所述殼體與伺服環(huán)連接處設有前后至少兩個密封圈。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉接頭，其特征在于:所述殼體由前端蓋、后端蓋和軸套組成，該前端蓋、后端蓋分別通過螺釘連接軸套的兩端，并在連接處設置密封圈。
3.根據(jù)權利要求1所述的旋轉接頭，其特征在于:所述軸承、伺服環(huán)通過限位槽和/或擋圈軸向固定于所述轉動軸和殼體之間，所述軸承、伺服環(huán)與殼體之間間隙配合。
4.根據(jù)權利要求1所述的旋轉接頭，其特征在于:所述轉動軸與殼體前端蓋連接處設有一個密封圈。
5.根據(jù)權利要求1、2或4所述的旋轉接頭，其特征在于:所述密封圈為格萊圈或O型圈。
6.根據(jù)權利要求1所述的旋轉接頭，其特征在于:所述轉動軸的內部設有大直徑通道和小直徑通道；所述大直徑通道連通轉動軸前端和轉動軸側壁，其轉動軸前端的開口構成介質出口 ；所述小直徑通道連通轉動軸后端，以及伺服環(huán)前后可能泄漏介質的空隙。
7.根據(jù)權利要求6所述的旋轉接頭，其特征在于:所述殼體側壁和伺服環(huán)上均設有開口，與轉動軸側壁大直徑通道的位置相匹配，所述殼體側壁上的開口構成介質入口 ；所述殼體后端蓋上設有開口，與轉動軸后端的小直徑通道相連通，所述殼體后端蓋上的開口構成泄漏介質回流口。
8.根據(jù)權利要求1所述的旋轉接頭，其特征在于:所述軸承為角接觸球軸承。
9.根據(jù)權利要求7所述的旋轉接頭，其特征在于:在所述伺服環(huán)上，在開口位置所對應的徑向內、外側均設有環(huán)狀凹槽，該環(huán)狀凹槽略寬于該開口。
10.根據(jù)權利要求9所述的旋轉接頭，其特征在于:所述環(huán)狀凹槽兩側還設有略淺的矩形、一字形或人字形凹槽。
【文檔編號】F16L27/08GK204099781SQ201420560599
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日:2014年9月26日
【發(fā)明者】李鋒, 朱永清, 王旗華, 張映梅, 盧永剛, 拜云山 申請人:中國工程物理研究院總體工程研究所