一种轴封结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种轴封结构，包括设有轴孔的壳体和设置在该轴孔内的转轴，在所述壳体的两侧分别设有高压和低压的流体，所述轴封结构包括设置在轴孔处的密封圈和至少一个变压机构，所述密封圈与转轴相接触并封堵转轴与轴孔之间的缝隙，所述变压机构部分地或是全部地跟随转轴一起转动，该转动使得在变压机构的内部形成压力变化，所述变压机构利用该压力变化来改变密封圈两侧的流体压力差。本实用新型专利技术降低密封圈两侧的流体压力差，从而减少密封圈的磨损，延长密封圈的使用寿命，有利于提高转轴的输出力矩。

【技术实现步骤摘要】
一种轴封结构
本技术属于壳体与转轴之间的转动副密封技术，特别涉及一种轴封结构。
技术介绍
转轴与壳体之间的密封是一个非常重要的工程技术问题。图1是一根转轴1′穿过壳体2′上的一个轴孔3′。壳体2′的左侧是高压侧，其右侧是低压侧。为了防止高压侧的流体通过转轴1′和壳体2′之间的缝隙流入低压侧（称为泄漏），轴孔3′处通常会设置密封圈4′。密封圈4′在两侧的流体压力差的作用下被压紧在转轴1′上，阻断泄漏。两侧的流体压力差越大，密封圈4′承受的压紧力就越大，那么，当转轴1′旋转起来之后，转轴1′和密封圈4′之间会产生很大的摩擦阻力，同时，密封圈的磨损也就越严重，从而缩短了密封圈4′的使用寿命。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，提供一种轴封结构，在壳体的轴孔处设置变压机构，降低密封圈两侧的流体压力差，从而减少密封圈的磨损和摩擦阻力，延长密封圈的使用寿命，有利于提高转轴的输出力矩。本技术是这样实现的，提供一种轴封结构，包括设有轴孔的壳体和设置在该轴孔内的转轴，在所述壳体的两侧分别设有高压和低压的流体，所述轴封结构包括设置在轴孔处的密封圈和至少一个变压机构，所述密封圈与转轴相接触并封堵转轴与轴孔之间的缝隙，所述变压机构部分地或是全部地跟随转轴一起转动，该转动使得在变压机构的内部形成压力变化，所述变压机构利用该压力变化来改变密封圈两侧的流体压力差。在有些场合，所述变压机构安装在密封圈的高压侧，通过降低密封圈高压侧的压力来降低密封圈两侧的流体压力差；在另外一些场合，所述变压机构安装在密封圈的低压侧，通过提高密封圈低压侧的压力来降低密封圈两侧的流体压力差。两种安装方式实现的目的是相同的，都是为了降低密封圈两侧的流体压力差以减少密封圈的磨损和摩檫力，延长密封圈的使用寿命，有利于提高转轴的输出力矩。在某些极端的场合或是特殊需求的情况下，所述变压机构也可用于提高密封圈在高压侧的压力或降低密封圈在低压侧部的压力，以增大密封圈两侧的流体压力差，实现特定的技术要求，例如，增加密封圈和转轴的摩擦来提高转轴的阻尼性能。进一步地，所述变压机构包括轴向推流装置，所述轴向推流装置部分地或全部地跟随转轴一起转动，使得变压机构内的流体受到轴向推力的作用，该轴向推力在轴向上形成压力变化，即压力沿着轴向推力方向逐渐升高，将轴向推流装置的其中一端通过流路连通至密封圈的一侧，使得轴向推流装置的该端的压力与密封圈该侧的流体压力相等，改变密封圈该侧的流体压力，从而起到改变密封圈两侧流体压力差的作用。进一步地，所述轴向推流装置包括螺纹筒，所述变压机构还包括与螺纹筒配合的罩体，所述螺纹筒套在转轴上并与转轴固定且随转轴一起转动，所述螺纹筒在罩体内转动，所述罩体一端与壳体连接并形成封闭端，罩体的另一端敞开；在所述螺纹筒外表面设有螺纹状的结构；当所述螺纹筒在罩体内转动时，所述螺纹状的结构对罩体内的流体产生轴向推力，使得所述螺纹筒两端的流体在轴向上产生压力变化，罩体的封闭端的压力连通至密封圈的一侧，起到改变密封圈两侧压力差的作用。利用所述螺纹筒的螺纹旋向与转轴的回转方向的不同组合，可以改变轴向推力的方向，进而改变所述螺纹筒的压力变化方向。根据实际需要，将所述变压机构的高压端或低压端设置在密封圈的高压侧或低压侧。所述变压机构设置在密封圈的高压侧，所述螺纹筒的低压端设置在罩体的封闭端，并把螺纹筒的低压端的压力连通至密封圈的高压侧。所述变压机构的该种安装方式降低了密封圈高压侧处的流体压力，从而降低了密封圈两侧的流体压力差。所述变压机构设置在密封圈的低压侧，所述螺纹筒的高压端设置在罩体的密闭端，并把螺纹筒的高压端的压力连通至密封圈的低压侧。所述变压机构的该种安装方式提高了密封圈低压侧处的流体压力，从而降低了密封圈两侧的流体压力差。进一步地，所述变压机构包括旋流发生装置，所述旋流发生装置的部分地或全部跟随转轴一起转动，使得变压机构内的流体形成绕着转轴旋转的旋转流体。该旋转流体产生的离心惯性力使得该流体在径向上形成压力变化，即旋转流体近轴侧的压力低而其远轴侧的压力高。将旋转流体的其中一侧压力连通至密封圈的一侧，改变该侧密封圈的流体压力，从而起到改变密封圈两侧流体压力差的作用。变压机构的旋流发生装置不会受到转轴的转向影响，其流体压力变化始终都是近轴侧压力低、远轴侧压力高。根据需要将旋转流动流体的压力连通至密封圈的一侧，就能起到改变密封圈两侧流体压力差的作用。当所述旋流发生装置位于密封圈的高压侧时，把旋转流体远轴侧与外界连通，把旋转流体的近轴侧压力连通至密封圈的高压侧，降低密封圈的高压侧流体压力，从而起到降低密封圈两侧的流体压力差的作用。当所述旋流发生装置位于密封圈的低压侧时，把旋转流体的近轴侧压力与外界连通，把旋转流体的远轴侧压力连通至密封圈的低压侧，增加密封圈的低压侧流体压力，从而起到降低密封圈两侧的流体压力差的作用。进一步地，所述旋流发生装置包括转动体和固定面，所述转动体固定在转轴上并随转轴一起转动，所述固定面不随转轴转动，所述转动体与固定面之间存在流体层，当所述转动体跟随转轴转动的时候，所述流体层被转动体驱动形成绕着转轴旋转的旋转流体，旋转流体的其中一侧压力连通至密封圈的一侧，起到改变密封圈两侧压力差的作用。所述变压机构的这种设置方式就无需考虑转轴的转向问题，其流体压力变化始终都是位于近轴侧压力低而位于远轴侧的压力高，该流体压力变化与转轴的旋向无关。根据需要将转动体安装在不同的位置，以改变密封圈两侧的流体压力差。进一步地，所述固定面是所述变压机构上的表面或是壳体的壁面。进一步地，所述变压机构设置在壳体的高压侧，旋转流体的近轴侧压力连通至密封圈的一侧，起到降低密封圈两侧压力差的作用。进一步地，所述变压机构设置在壳体的低压侧，还包括筒体，所述筒体的一端与壳体固定形成封闭端，其另一端与固定面连接，将旋转流体的远轴侧压力连通至密封圈的一侧，起到降低密封圈两侧的压力差的作用。设置筒体是为了建立变压机构和密封圈之间的连通流路。进一步地，在所述筒体内还设置有阻流体，所述阻流体位于密封圈和流体层之间的连通流路内，所述阻流体不跟随转轴一起转动，固定在壳体的侧壁上。由于位于密封圈和流体层之间的连通流路内的流体会在流体粘性作用跟随转动体旋转，这会在一定程度上削弱流体层所产生的压力变化。因此，需要采取一些措施来降低转动体对流体层以外的流体的驱动作用。可采取的方案有很多，例如，增大转动体和壳体壁表面之间的距离，削弱流体粘性的驱动作用。又例如，在转动体和壳体壁表面之间安装一些固定的阻流结构，用于阻碍流体层流体旋转流动的形成。阻流结构可以是固定在壳体上的若干阻流体，阻流体阻挡流体的旋转。进一步地，在所述转动体的流体层一侧设置有搅动叶片。转动体通过流体的粘性作用带动流体层流体旋转并形成压力变化。但是流体的粘性驱动作用比较弱，导致流体层的旋转不充分。因此，在转动体上设置搅动叶片来搅动流体层的流体，能加快流体的旋转速度，流体层内部的流体压力变化也会变得更明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴封结构，包括设有轴孔的壳体和设置在该轴孔内的转轴，在所述壳体的两侧分别设有高压和低压的流体，其特征在于，所述轴封结构包括设置在轴孔处的密封圈和至少一个变压机构，所述密封圈与转轴相接触并封堵转轴与轴孔之间的缝隙，所述变压机构部分地或是全部地跟随转轴一起转动，该转动使得在变压机构的内部形成压力变化，所述变压机构利用该压力变化来改变密封圈两侧的流体压力差。/n

【技术特征摘要】
1.一种轴封结构，包括设有轴孔的壳体和设置在该轴孔内的转轴，在所述壳体的两侧分别设有高压和低压的流体，其特征在于，所述轴封结构包括设置在轴孔处的密封圈和至少一个变压机构，所述密封圈与转轴相接触并封堵转轴与轴孔之间的缝隙，所述变压机构部分地或是全部地跟随转轴一起转动，该转动使得在变压机构的内部形成压力变化，所述变压机构利用该压力变化来改变密封圈两侧的流体压力差。


2.如权利要求1所述的轴封结构，其特征在于，所述变压机构包括轴向推流装置，所述轴向推流装置部分地或全部地跟随转轴一起转动，使得变压机构内的流体受到轴向推力作用，该轴向推力在轴向上形成压力变化，即压力沿着轴向推力方向逐渐升高，将轴向推流装置的其中一端压力连通至密封圈的一侧，改变密封圈该侧的流体压力，从而起到改变密封圈两侧流体压力差的作用。


3.如权利要求2所述的轴封结构，其特征在于，所述轴向推流装置包括螺纹筒，所述变压机构还包括与螺纹筒配合的罩体，所述螺纹筒套在转轴上并与转轴固定且随转轴一起转动，所述螺纹筒在罩体内转动，所述罩体一端与壳体连接并形成封闭端，在所述螺纹筒外表面设有螺纹状的结构；当所述螺纹筒在罩体内转动时，所述螺纹状的结构对罩体内的流体产生轴向推力，使得所述螺纹筒两端的流体在轴向上产生压力变化，罩体的封闭端的压力连通至密封圈的一侧，起到改变密封圈两侧压力差的作用。


4.如权利要求1所述的轴封结构，其特征在于，所述变压机构包括旋流发生装置，所述旋流发生装置的部分或全部跟随转轴一起转动，使得变压机构内的流体形成绕着转轴旋转的旋转流体，该旋转流体产生的离心惯性力使得该流体在径向上形成压力变化，即旋转流体近轴侧的压力低于远轴侧的压力，将旋转流体的其中一侧压力连通至密封圈的一侧，改变该侧密封圈的流体压力，从而起到改变密封圈两侧流体压力差的作用。


5.如权利要求4所述的轴封结构，其特征在于，所述旋流发生装置包括转动体和固定面，所述转动体固定在转轴上并随...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎鑫，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33