本发明专利技术涉及一种压力平衡旋转装置及压力平衡方法，包括同轴设置的上缸体、下缸体，下缸体内穿设有活塞；上缸体和下缸体之间连通，形成上缸体、下缸体之间的上腔室，以及下缸体与活塞之间的下腔室，所述上腔室内安装有内圈密封组件、外圈密封组件，在内圈密封组件和外圈密封组件之间安装有同轴度维持组件，上腔体、下腔体与外界环境之间密闭隔离。本发明专利技术能够满足耐压舱体对密封和转动的要求。上缸体、下缸体之间能够相对转动，下缸体和活塞之间可以相对滑移，上缸体、下缸体之间除了具备密封结构，防止泄漏之外，还增设带有支撑功能的同轴度维持组件。保证上缸体、下缸体之间相对转动时不易发生倾斜角度，从而确保同轴精度、转动的顺畅程度。畅程度。畅程度。
【技术实现步骤摘要】
压力平衡旋转装置及压力平衡方法
[0001]本专利技术涉及水下密封
，尤其是一种压力平衡旋转装置及压力平衡方法。
技术介绍
[0002]水下工程的一些设备中，常规的旋转动密封由于存在较大的转动扭矩，无法满足一些特定的场合的使用要求。压力平衡旋转装置的功能是实现可靠的密封和灵活的转动，转动扭矩通常要小于25Nm。压力平衡旋转装置内部通常含有液体，这种液体用于保护装置不受破坏，同时它本身也起到润滑剂的作用。
[0003]然而，现有的压力平衡旋转装置存在着如下不足之处：
[0004]1、密封不可靠；2、旋转力矩过大；3、部件之间易卡死。
技术实现思路
[0005]本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的压力平衡旋转装置及压力平衡方法，能够提供可靠的密封结构，同时确保结构能够顺畅旋转，力矩稳定且合适。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种压力平衡旋转装置，包括同轴设置的上缸体、下缸体，下缸体内穿设有活塞；上缸体和下缸体之间连通，形成上缸体、下缸体之间的上腔室，以及下缸体与活塞之间的下腔室，
[0008]所述上腔室内安装有内圈密封组件、外圈密封组件，在内圈密封组件和外圈密封组件之间安装有同轴度维持组件，
[0009]上腔体、下腔体与外界环境之间密闭隔离。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进：
[0011]所述上缸体开设有同轴的外环形槽和内环形槽，内圈密封组件安装在内环形槽处，外圈密封组件安装在外环形槽处，
[0012]内环形槽、外环形槽的顶壁上开设有若干沉孔。
[0013]所述内圈密封组件包括：
[0014]内环形刀，位于内环形槽中，
[0015]内圈弹簧，安装在内环形槽顶壁的沉孔中，
[0016]内密封环，落在下缸体的顶面上，内环形刀抵触于内密封环上。
[0017]所述外圈密封组件包括：
[0018]外环形刀，位于外环形槽中，
[0019]外圈弹簧，安装在外环形槽顶壁的沉孔中，
[0020]外密封环，落在下缸体的顶面上，外环形刀抵触于外密封环上。
[0021]所述外环形刀、内环形刀与上缸体之间填充有上密封圈；内密封环、外密封环与下缸体之间填充有下密封圈。
[0022]上密封圈施加给环形刀的推紧力、下密封圈施加个密封环的推紧力，两者方向相反。
[0023]所述同轴度维持组件包括：
[0024]上环形体和下环形体，位于上缸体内，且位于内圈密封组件、外圈密封组件之间的空间中，
[0025]滚珠，位于上环形体和下环形体之间；上环形体、下环形体相对的面设有凸块，轴向的相邻凸块间所围成的区域用于容纳滚珠。
[0026]上环形体的顶端、底端分别倒角设置形成锥面，锥面处配备失效保护密封圈。
[0027]外环形刀的油侧接触接近角β大于水侧接近角α；内环形刀的右侧接触接近角β大于空气侧接触角γ。
[0028]一种利用压力平衡旋转装置的压力平衡方法，包括如下步骤：
[0029]在外部压力环境下，活塞轴向运动，活塞向下缸体内伸入，对腔室中的液体加压，
[0030]同时，弹簧将内环形刀、外环形刀压向内密封环、外密封环，实现刀尖密封，
[0031]滚珠保障上缸体、下缸体处于同轴状态下转动，
[0032]当刀尖密封结构失效时，液压油外漏，此时，外部水压作用在活塞、上缸体上，将活塞、下缸体推向上缸体，弹簧压缩，上缸体、下缸体的相对面靠近至贴紧状态，形成密封失效时的保护结构，
[0033]上环形体的下表面接触到下缸体的上表面时，两者之间相对运动停止，上环形体的锥面压紧失效保护密封圈，此时锥面和对应的失效保护密封圈形成新的密封隔层，阻止海水渗入结构内部，同时，整体装置锁死。
[0034]本专利技术的有益效果如下：
[0035]本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，能够满足耐压舱体对密封和转动的要求。
[0036]本专利技术中，上缸体、下缸体之间能够相对转动，下缸体和活塞之间可以相对滑移，上缸体、下缸体之间除了具备密封结构，防止泄漏之外，还增设带有支撑功能的同轴度维持组件。同轴度维持组件可以保证上缸体、下缸体之间相对转动时不易发生倾斜角度，从而确保同轴精度、转动的顺畅程度。
[0037]本专利技术中的密封结构在失效时，可以由外界海水压力推动整体装置，利用环形体的斜面和失效保护密封圈，形成防止后续泄漏的失效保护结构，有效阻止海水进入装置内部。
附图说明
[0038]图1为本专利技术的具体结构剖视图。
[0039]图2为本专利技术的上缸体、下缸体运动至贴合状态的示意图。
[0040]图3为单排滚珠结构可能会产生的倾角状态示意图。
[0041]图4为本专利技术的双排滚珠结构示意图。
[0042]图5为本专利技术的角度要求示意图。
[0043]其中：1、上缸体；2、下缸体；3、活塞；4、内圈密封组件；5、外圈密封组件；6、同轴度维持组件；
[0044]101、上腔室；102、外环形槽；103、内环形槽；
[0045]201、下腔室；
[0046]401、内环形刀；402、内圈弹簧；403、内密封环；404、上密封圈；
[0047]501、外环形刀；502、外圈弹簧；503、外密封环；504、下密封圈；
[0048]601、上环形体；602、下环形体；603、滚珠；604、顶盖；605、失效保护密封圈。
具体实施方式
[0049]下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。
[0050]如图1
‑
图5所示，本实施例的压力平衡旋转装置，包括同轴设置的上缸体1、下缸体2，下缸体2内穿设有活塞3；上缸体1和下缸体2之间连通，形成上缸体1、下缸体2之间的上腔室101，以及下缸体2与活塞3之间的下腔室201，
[0051]上腔室101内安装有内圈密封组件4、外圈密封组件5，在内圈密封组件4和外圈密封组件5之间安装有同轴度维持组件6，
[0052]上腔体、下腔体与外界环境之间密闭隔离。
[0053]上缸体1开设有同轴的外环形槽102和内环形槽103，内圈密封组件4安装在内环形槽103处，外圈密封组件5安装在外环形槽102处，
[0054]内环形槽103、外环形槽102的顶壁上开设有若干沉孔。
[0055]内圈密封组件4包括：
[0056]内环形刀401，位于内环形槽103中，
[0057]内圈弹簧402，安装在内环形槽103顶壁的沉孔中，
[0058]内密封环403，落在下缸体2的顶面上，内环形刀401抵触于内密封环403上。
[0059]外圈密封组件5包括：
[0060]外环形刀501，位于外环形槽102中，
[0061]外圈弹簧502，安装在外环形槽102顶壁的沉孔中，
[0062]外密封环本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种压力平衡旋转装置，其特征在于：包括同轴设置的上缸体(1)、下缸体(2)，下缸体(2)内穿设有活塞(3)；上缸体(1)和下缸体(2)之间连通，形成上缸体(1)、下缸体(2)之间的上腔室(101)，以及下缸体(2)与活塞(3)之间的下腔室(201)，所述上腔室(101)内安装有内圈密封组件(4)、外圈密封组件(5)，在内圈密封组件(4)和外圈密封组件(5)之间安装有同轴度维持组件(6)，上腔体、下腔体与外界环境之间密闭隔离。2.如权利要求1所述的压力平衡旋转装置，其特征在于：所述上缸体(1)开设有同轴的外环形槽(102)和内环形槽(103)，内圈密封组件(4)安装在内环形槽(103)处，外圈密封组件(5)安装在外环形槽(102)处，内环形槽(103)、外环形槽(102)的顶壁上开设有若干沉孔。3.如权利要求2所述的压力平衡旋转装置，其特征在于：所述内圈密封组件(4)包括：内环形刀(401)，位于内环形槽(103)中，内圈弹簧(402)，安装在内环形槽(103)顶壁的沉孔中，内密封环(403)，落在下缸体(2)的顶面上，内环形刀(401)抵触于内密封环(403)上。4.如权利要求2所述的压力平衡旋转装置，其特征在于：所述外圈密封组件(5)包括：外环形刀(501)，位于外环形槽(102)中，外圈弹簧(502)，安装在外环形槽(102)顶壁的沉孔中，外密封环(503)，落在下缸体(2)的顶面上，外环形刀(501)抵触于外密封环(503)上。5.如权利要求3或4所述的压力平衡旋转装置，其特征在于：所述外环形刀(501)、内环形刀(401)与上缸体(1)之间填充有上密封圈(404)；内密封环(403)、外密封环(503)与下缸体(2)之间填充有下密封圈(504)。6.如权利要求5所述的压力平衡旋转装置，其特征在于：上密封圈(404)施加给环形刀...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈垦，杜新光，李松羽，侯家怡，喻光安，曹阳，
申请(专利权)人：深海技术科学太湖实验室，
类型：发明
国别省市：
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