活塞致动旋转接头制造技术

一种旋转接头，其包括壳体，该壳体形成有孔、以及具有开放端并且相对于孔被设置在一径向偏移距离处的活塞孔。活塞孔与孔流体地隔离。密封件载体被可滑动地设置在孔内并且包括致动臂，致动臂相对于孔径向向外地伸出而使得致动臂与活塞孔重叠。被可滑动地设置在活塞孔中的活塞可伸出以可释放地贴靠致动臂，并且当活塞相对于活塞孔位移时，迫使密封件载体相对于孔位移。

Piston actuated rotary joint

The utility model relates to a rotary joint, which comprises a casing, wherein the casing is provided with a hole, and a piston hole with an open end and is arranged at a radial offset distance relative to the hole. Isolation of piston bore and bore fluid. The seal carrier is slidably disposed within the bore and includes an actuating arm extending outward from the aperture relative to the aperture such that the actuating arm overlaps the piston bore. A piston slidably disposed in the piston bore may be extended to releasably engage the actuating arm, and when the piston is displaced relative to the piston hole, the seal member is forced to move relative to the bore.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求享有于2014年7月18日提交的美国临时专利申请第62/026,218号的权益，上述申请的内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及诸如旋转接头之类的流体联接装置，更具体地，涉及一种改进的密封控制致动器机构，其利用流体压力操作，而无论在旋转接头内使用了润滑介质、非润滑介质或者没有使用介质。
技术介绍
诸如旋转接头这样的流体联接装置用于工业应用中，例如用于金属或塑料加工、工件夹持、印刷、塑料薄膜制造、造纸、半导体晶圆制造、以及需要流体介质从诸如泵或储存器这样的固定源被传输到诸如机床主轴、工件夹持系统或旋转滚筒或缸这样的旋转元件中的其他工业过程。通常，这些应用需要相对高的介质压力、流速或高机床旋转速度。在这类应用中，所用的旋转接头运送由设备使用的用于冷却、加热或用于致动一个或多个旋转元件的流体介质。典型的流体介质包括水基液体、液压或冷却油、以及空气。在某些情况下，例如，当从流体通路排出介质时，旋转接头可在真空下操作。使用旋转接头的机器典型地包括精密部件，例如轴承、齿轮、电子部件等，这些精密部件昂贵和/或难以在维修期间进行修理或更换。这些部件经常承受腐蚀性环境或如果在操作期间暴露于从旋转接头泄漏或排出的流体则会损坏。旋转接头通常包括固定构件(有时称之为壳体)，其具有用于接收流体介质的入口端口。非旋转密封构件被安装在壳体内。有时被称为转子的旋转构件包括旋转密封构件和用于将流体输送到旋转部件的出口端口。非旋转密封构件的密封表面通常通过弹簧、介质压力或其他方法被偏置成与旋转密封构件的密封表面流体密封接合，从而使接头的旋转部件和非旋转部件之间能够形成密封。这种密封允许流体介质通过接头来传输，而在非旋转部分与旋转部分之间没有显著的泄漏。穿过旋转接头的流体介质可以润滑接合的密封表面，以使密封构件的磨损最小化。当旋转接头与非润滑介质(例如干燥空气)一起使用时或不使用任何介质时，接合的密封表面就会经历“干运转”状态，而这会导致密封件因缺乏足够的润滑而快速磨损。干运转的时段延长可能导致密封构件的严重损坏，从而需要昂贵且耗时地更换一个或两个密封构件。诸如计算机数字控制(CNC)铣床、钻床、车床、传输线等的高速加工设备，使用旋转接头将介质直接地供应到工具的切削刃，用于在通常被称为“贯穿主轴式冷却剂(throughspindlecoolant)”的配置中进行冷却和润滑。贯穿主轴式冷却剂的配置延长了昂贵的切削工具的使用寿命，通过允许较高的切削速度来提高生产率，并且从远离工具的切削表面冲洗掉可能损坏工件或切削工具的材料碎片。为了最佳的生产率和性能，不同的工件材料通常需要不同的介质。例如，当加工非常硬的材料时，空气或气溶胶介质可以提供较好的热控制，而当加工较软的材料(例如铝)时，液体冷却剂可以提供较好的性能。此外，在没有贯穿主轴式介质的情况下，可以较有效和较廉价地执行某些种类的工作。在某些应用中，当密封件脱离时，例如当更换工具主轴时，还可能需要避免联接器的工作流体的任何溢出。沿着相同的传输线，可能还需要在工作流体处于全压力之前接合联接器的旋转密封件，使得流动的启动(流动可包括工作流体与空气的混合物)不会导致工作流体的泄漏。
技术实现思路
一方面，本公开描述了一种旋转接头。该旋转接头包括壳体，该壳体具有与介质通道开口流体连通的孔、以及具有开放端的相对于孔被设置在一径向偏移距离处的活塞孔。活塞孔与介质通道开口和孔流体地隔离，并且流体地连接到致动端口。非旋转密封件载体被可滑动地设置在孔内，且壳体具有与孔流体连通的介质通道。致动臂连接到非旋转密封件载体并相对于孔从非旋转密封件载体径向向外地伸出。致动臂与活塞孔的开放端至少部分地重叠。活塞被可滑动地设置在活塞孔内，使得活塞与活塞孔之间限定出可变活塞容积。可变活塞容积被流体地连接到致动端口，活塞适于当经由致动端口提供的流体压力存在于可变活塞容积中时从孔的开放端向外伸出。活塞被构造成可释放地贴靠致动臂，并且当活塞相对于活塞孔位移时，迫使致动臂、并因此迫使非旋转密封件载体相对于孔位移。密封件被设置在非旋转密封件载体周围以在非旋转密封件载体与孔之间产生滑动密封。非旋转密封件载体被布置成当活塞孔中存在处于压力下的流体时相对于壳体伸出。另一方面，本公开描述了一种用于操作旋转接头的方法。该方法包括提供壳体，该壳体具有与介质通道开口流体连通的孔、以及具有开放端的被设置在相对于孔一径向偏移距离处的活塞孔，活塞孔与介质通道开口和孔流体地隔离，并流体地连接到致动端口。该方法还包括将非旋转密封件载体可滑动地设置在壳体中的孔内，并且使介质通道与孔流体地连接。致动臂连接到非旋转密封件载体并相对于孔从非旋转密封件载体径向向外地伸出，使得致动臂与活塞孔的开放端至少部分地重叠。活塞被可滑动地设置在活塞孔内，使得活塞与活塞孔之间限定出可变活塞容积。该方法还包括在致动端口处施加致动流体压力，使得致动流体压力出现于可变活塞容积中，并提供倾向于使活塞相对于活塞孔伸出的气动力，并且推动致动臂与活塞，并且当活塞相对于活塞孔移动时，迫使致动臂且因此迫使非旋转密封件载体相对于孔位移。附图说明图1是根据本公开的旋转接头的一个实施例的非旋转部分的前视图。图2、图3和图7是处于两个操作位置的图1所示的旋转接头的实施例的横截面。图4和图5是处于两个操作位置的旋转接头的第二实施例的横截面。图6是根据本公开的操作旋转接头的方法的流程图。图8是根据本公开的旋转接头的备选实施例的横截面。具体实施方式在构成本说明书的一部分的附图中，图1是旋转接头100的非旋转部分101的前视图。图2和图3是处于两个操作位置的旋转接头100的横截面。参照图1-图3，旋转接头100包括：旋转密封构件102，连接到旋转密封件载体103的端部，通常被称为转子；以及非旋转密封构件104，连接在非旋转密封件载体105的端部处。非旋转密封件载体105可相对于壳体106轴向地移动，这在图2和3中最佳地示出。尽管在图2和图3中壳体106被示出为两件式结构，但是对于壳体106来说，可根据需要使用单件式结构或多于两件的结构。在本公开中，壳体106被称为单个结构，而不考虑组成结构的件数。如已知的，旋转密封构件102与诸如机器主轴这样的旋转机器部件(未示出)有关。壳体106与非旋转机器部件(未示出)有关。如图2和图3最佳地所示，分段导管或介质通道112分别延伸通过旋转密封件载体103、非旋转密封件载体105、以及旋转密封构件102和非旋转密封构件104。介质通道112的多个部分被限定在旋转接头100的不同部件中，以在旋转密封构件102和非旋转密封构件104接合时，提供通过旋转载体103和非旋转载体105的流体通路。介质通道112可被选择性地布置成，当旋转密封构件102和非旋转密封构件104彼此接合时，密封式地包围流体；而当旋转密封构件102和非旋转密封构件104不接合时，该介质通道被打开用以向大气中排放，如相对于如下所述的旋转接头100的操作以及如下的相对于图6的流程图的描述更详细地描述的。在某些应用中，介质通道112可以经历真空，以从介质通道112之内吸引和排空工作流体。旋转密封件载体103可以与任何类型的机器部件(例如CNC铣床上的主轴)连接或相关联，旋转密封件载体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转接头，包括：壳体，具有与介质通道开口流体连通的孔、以及具有开放端的相对于所述孔被设置在一径向偏移距离处的活塞孔，所述活塞孔与所述介质通道开口和所述孔流体地隔离，并且流体地连接到致动端口；非旋转密封件载体，被能滑动地设置在所述壳体中的所述孔内，并具有与所述孔流体连通的介质通道；致动臂，连接到所述非旋转密封件载体并相对于所述孔从所述非旋转密封件载体径向向外地伸出，所述致动臂与所述活塞孔的开放端至少部分地重叠；活塞，被能滑动地设置在所述活塞孔内，使得所述活塞与所述活塞孔之间限定出可变活塞容积，所述可变活塞容积被流体地连接到所述致动端口，所述活塞适于当所述可变活塞容积中存在经由所述致动端口提供的流体压力时从所述孔的开放端向外伸出，所述活塞被构造成能释放地贴靠所述致动臂，并且当所述活塞相对于所述活塞孔位移时，迫使所述致动臂、并因此迫使所述非旋转密封件载体相对于所述孔位移；以及密封件，被设置在所述非旋转密封件载体周围并被设置成在所述非旋转密封件载体与所述孔之间产生滑动密封；其中，所述非旋转密封件载体被布置成当所述活塞孔中存在处于压力下的流体时相对于所述壳体伸出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.18 US 62/026,2181.一种旋转接头，包括：壳体，具有与介质通道开口流体连通的孔、以及具有开放端的相对于所述孔被设置在一径向偏移距离处的活塞孔，所述活塞孔与所述介质通道开口和所述孔流体地隔离，并且流体地连接到致动端口；非旋转密封件载体，被能滑动地设置在所述壳体中的所述孔内，并具有与所述孔流体连通的介质通道；致动臂，连接到所述非旋转密封件载体并相对于所述孔从所述非旋转密封件载体径向向外地伸出，所述致动臂与所述活塞孔的开放端至少部分地重叠；活塞，被能滑动地设置在所述活塞孔内，使得所述活塞与所述活塞孔之间限定出可变活塞容积，所述可变活塞容积被流体地连接到所述致动端口，所述活塞适于当所述可变活塞容积中存在经由所述致动端口提供的流体压力时从所述孔的开放端向外伸出，所述活塞被构造成能释放地贴靠所述致动臂，并且当所述活塞相对于所述活塞孔位移时，迫使所述致动臂、并因此迫使所述非旋转密封件载体相对于所述孔位移；以及密封件，被设置在所述非旋转密封件载体周围并被设置成在所述非旋转密封件载体与所述孔之间产生滑动密封；其中，所述非旋转密封件载体被布置成当所述活塞孔中存在处于压力下的流体时相对于所述壳体伸出。2.根据权利要求1所述的旋转接头，还包括：第二活塞孔，形成在所述壳体中，所述第二活塞孔具有相应的开放端，所述第二活塞孔平行于所述活塞孔延伸；第二致动臂，连接到所述非旋转密封件载体并相对于所述孔从所述非旋转密封件载体径向向外地伸出，所述第二致动臂与所述第二活塞孔的相应开放端至少部分地重叠；以及第二活塞，被能滑动地设置在所述第二活塞孔内，使得所述第二活塞与所述第二活塞孔之间限定出第二可变活塞容积，所述第二活塞适于当所述第二可变活塞容积中存在流体压力时，以与所述活塞的位移匹配的位移从所述第二活塞孔的相应开放端向外伸出；其中，所述第二活塞被构造成能释放地贴靠所述第二致动臂，并且当所述活塞和所述第二活塞相对于所述活塞孔位移时，与所述活塞迫使所述致动臂一致地，所述第二活塞迫使所述第二致动臂，以使所述非旋转密封件载体相对于所述孔位移。3.根据权利要求2所述的旋转接头，其中，所述致动端口能够与加压流体源或真空源连接，并且其中，所述致动端口使所述活塞孔和所述第二活塞孔与所述源流体地互连。4.根据权利要求2所述的旋转接头，其中，所述致动臂和所述第二致动臂被设置在相对于所述非旋转密封件载体和所述孔沿直径相对的径向位置处。5.根据权利要求1所述的旋转接头，还包括在所述壳体中围绕所述孔形成并与所述孔流体连通的收集通道，所述收集通道被设置在所述密封件与所述孔的开放端之间，所述孔的开放端与所述介质通道开口相对，所述收集通道环形地围绕所述孔的整个横截面延伸并且适于收集经过所述密封件的介质流体泄漏。6.根据权利要求5所述的旋转接头，还包括至少一个排放通路，所述至少一个排放通路形成在所述壳体中并且从所述收集通道完全穿过所述壳体延伸到所述壳体的外部，所述至少一个排放通路适于将存在于或收集在所述收集通道中的流体排放出所述壳体。7.根据权利要求6所述的旋转接头，还包括形成在所述壳体中并与所述至少一个排放通路流体地连接的至少一个附加排放通路，所述至少一个附加排放通路在所述至少一个排放通路与位于所述壳体的外部中的附加开口之间相对于所述至少一个排放通路以一角度延伸。8.根据权利要求1所述的旋转接头，还包括机械止动件，所述机械止动件限制所述非旋转密封件载体相对于所述壳体沿伸出方向的位移。9.根据权利要求8所述的旋转接头，其中，所述非旋转密封件载体的位移被限制，使得所述活塞保持被能滑动地支撑在所述活塞孔内。10.根据权利要求8所述的旋转接头，其中，所述机械止动件包括卡环，所述卡环被安装在围绕所述非旋转密封件载体的自由端在所述壳体中形成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·彼得鲁，
申请(专利权)人：杜布林公司，
类型：发明
国别省市：美国;US