本发明专利技术公开了一种机械旋转接头密封装置，包括2个动环、2个静环、2个胶圈、1个间隔套；动环位于最外侧与轴密封并固定连接在一起；静环位于动环内侧与动环组成密封摩擦副；胶圈套介于静环和壳体之间，胶圈内圆与静环的外圆具有20°的锥度配合；间隔套位于两个胶圈的中间，截面为弹簧曲线形状，在轴向具有弹性，外径大于壳体内径0.1～0.2mm，在圆周上有2～3mm宽开口，使间隔套装入壳体后保持一定涨力与壳体贴压在一起，端面与胶圈内侧端面接触，胶圈在间隔套的弹力和密封介质压力作用下利用锥度的楔紧作用使静环通过胶圈支承在壳体内圆上；本发明专利技术结构简单、体积小，胶圈的支撑具有减振效果，运行平稳，适合于高速运转。
Mechanical rotary joint sealing device
The invention discloses a sealing device of a mechanical rotary joint, including 2 ring, 2 ring, 2 ring, static ring spacer sleeve 1; located in the lateral and axial seal and fixed and connected together; the static ring ring located in the medial and dynamic sealing friction between the rubber ring is sheathed between the ring; the static ring and a rubber ring inner circle and the outer circle of the static ring with 20 DEG taper fit; spacer sleeve between two rubber rings, spring section shape of the curve is elastic in the axial direction, shell diameter greater than the outer diameter of 0.1 ~ 0.2mm, 2 ~ 3mm wide opening in the circle, to maintain a certain tension and the shell sticking together the interval is sheathed in the shell, the inner end face contact with rubber ring, rubber ring with taper wedge action in spacer sleeve and sealing elastic medium under pressure to the static ring in the shell circle through the supporting ring; The utility model has the advantages of simple structure and small size, and the support of the rubber ring has the effects of vibration reduction, stable operation and high speed operation.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械密封领域，具体是指一种机械旋转接头密封装置。
技术介绍
高速高压的机械旋转接头通常采用的是机械式密封装置，在密封腔的两侧采用两 个摩擦副，摩擦副材料是由硬质的金属及其它耐磨耐高温材料制成。硬质材料的机械式密 封一般由静环(与壳体固定在一起)、动环(与轴固定在一起)、弹簧等多个元件构成。由 于轴和动环运转时有径向跳动，所以难以采用径向密封方式，因此目前市场上的机械式密 封主要是端面密封形式，即动环与静环的端面在流体压力和补偿弹力(弹簧力)作用下保 持贴合，作相对滑转摩擦运动，动环有径向跳动时可以沿端面滑移。这种无缝隙贴合形式的 机械密封一般需要弹簧压紧，由于运转时轴也有轴向跳动，因此在结构上还要保证轴可以 有轻微的轴向跳动。常用机械密封结构的基本元件包括静止环(静环)，防止静止环转动的防转销， 防止静环与壳体之间泄漏的密封圈，旋转环(动环)，防止旋转环转动的紧定螺钉，防止动 环与轴之间泄漏的密封圈，弹簧，弹簧座。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向 补偿能力而称为补偿环或非补偿环。机械密封的结构形式很多，结构的复杂程度差异很大， 而上述需要的结构元件是最基本的。目前机械密封存在的主要问题是(1)结构复杂，元件数量多，造成成本上升。(2)体积大，影响一些应用机械密封的设备的性能。(3)转速受到限制，原因除了材料的摩擦磨损性能的限制外，高速振动也是一个原 因，元件多，之间配合有间隙，高速旋转容易产生振动噪声。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种机械旋转接头密封 装置，相对于现有技术，本专利技术简化机械密封的结构，结构紧凑，零件数量少。本专利技术通过下述技术方案实现一种机械旋转接头密封装置，其嵌装在轴与壳体之间并对壳体与轴之间的流体进 行密封，包括两个动环、两个静环、两个胶圈、一个间隔套；动环分别位于轴的最外两端并与轴密封、固定连接；静环分别位于动环的内侧，其外端面与动环的内端面接触构成密封摩擦副；胶圈分别套设在静环上，其外圆与壳体内圆贴合，胶圈的内圆与静环的外圆锥形 配合；弹性间隔套位于胶圈之间形成的密封空腔内，间隔套的圆周上开有作为液体通道 的孔；胶圈内侧端面与间隔套端面抵压接触。所述胶圈的内圆与两个静环的外圆之间呈20°楔形配合。所述弹性间隔套截面为弹簧曲线形状，并沿轴的轴向上具有张力。所述弹性间隔套由薄钢板压制而成。所述间隔套的外径大于壳体内径0. 1 0.2mm，并在圆周上设有一个2 3mm宽开 口，使其保持一定张力并与壳体贴压。所述动环与轴之间分别设置有“〇”形密封圈。所述动环的两端分别设置有防止动环旋转的柱销。 所述轴的其中一端设有对动圈进行轴向限位的卡环。与现有技术相比本专利技术的有益效果在于(1)本专利技术的机械旋转接头密封装置元件数量少，体积小，运行平稳，且技术手段 简便易行。胶圈的支撑具有减振效果，运行平稳，尤其适合于高速运转。(2)壳体具有通孔，更有利于机械加工要求(一般的箱体多采用镗孔)，间隔套取 代了传统机械密封的弹簧、弹簧座等，体积小，不需要旋转(传统机械密封的弹簧随动环旋 转)，动态干扰小；(3)本专利技术胶圈分别套设在静环上，其外圆与壳体内圆贴合，胶圈的内圆与静环的 外圆锥形配合；这种结构，静环用胶圈支撑起到了稳定静环和防止泄漏的作用，静环不需要 专门的键销等元件，简化了结构。这种结构还具有胶圈对静环的直接稳定和吸振作用，可 大幅度提升运转速度，目前市场上传统机械密封产品的线速度小于20m/s，pv值小于30m/ s. MPa (摩擦副材料为碳化钨对石墨)，本专利技术通过试验表明超过了 90m/s. MPa，线速度超过 50m/sο附图说明图1为本专利技术机械旋转接头密封装置的结构示意图。图2为图1胶圈受力分析示意图。图3为本专利技术机械旋转接头密封装置应用例示意图。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述，但本专利技术的实施方式不限 于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。实施例如图1所示，本专利技术机械旋转接头密封装置，其嵌装在轴5与壳体6之间并对壳体 6与轴5之间的流体进行密封，它有两个动环1、1-1、两个静环2、2-2、两个胶圈3、3-3、一个 间隔套4 ；动环1、1-1分别位于轴5的最外两端并与轴5密封、固定连接；静环2、2-2分别 位于动环1、1_1的内侧，其外端面与动环1、1_1的内端面接触构成密封摩擦副；胶圈3、3-3 分别套设在静环2、2-2上，其外圆与壳体6内圆贴合，胶圈3、3-3的内圆与静环2、2-2的外 圆锥形配合；弹性间隔套4位于胶圈3、3-3之间形成的密封空腔6-2内，间隔套4的圆周上 开有作为液体通道的孔6-1 ；胶圈3、3-3内侧端面与间隔套4端面抵压接触。所述胶圈3、3_3的内圆与静环2、2_2的外圆之间大约呈20°楔形配合。所述弹性间隔套4截面为弹簧曲线形状，其张力沿着轴5的轴向延伸。胶圈3在 间隔套4的轴向弹力和密封介质压力作用下利用锥度的楔紧作用支撑静环2，防止静环2旋转，并在静环2与壳体6之间起密封作用；当动环1和静环2的摩擦副表面磨损时，静环2 在间隔套4和胶圈3的弹力作用下会自动外移。所述弹性间隔套4由薄钢板压制而成；所述间隔套4的外径大于壳体6内径0. 1 0. 2mm，并在圆周上设有一个2 3mm宽开口，使其保持张力并与壳体6贴压。为了防止所述动环1和轴5之间发生泄漏和相对旋转运动，所述动环1、1_1与轴5 之间分别设置有“〇”形密封圈；所述动环1的两端分别设置有防止动环1旋转的柱销；所 述轴的其中一端设有对动圈1进行轴向限位的卡环9。采用柱销7进行了旋转限位，采用了 轴用卡环9卡在轴5的槽内进行轴向限位。动环1与轴5的连接和密封方式有多种，例如 动环1与轴5的连接若采用过盈配合就不需要柱销7和密封圈8。本专利技术工作原理，轴5旋转的时候，液体由壳体6上的通孔6-1进入后，其压力作 用于静环2、2-2和胶圈3、3-3上，推动它们向两侧运动，使静环2、2-2的外端面与动环1、1-1的内端面紧贴在一起构成密封摩擦副；胶圈3、3-3在液体压力下和间隔套4的初始弹 力作用下分别向外侧(轴5的两端)移动，锥度配合面镶嵌的更紧，使胶圈3、3-3与静环2、2-2与壳体6之间产生很大的摩擦力矩，该摩擦力矩远大于端面摩擦副的旋转摩擦力矩，防 止了静环2、2-2转动，同时在静环2、2-2与壳体6之间起到密封作用；由于胶圈3、3_3的粘 弹性作用，可自动适应摩擦面的贴合，吸收高速运转时的振动。图2为胶圈3、3_3在壳体6内的受力分析图。由通孔6_1进入壳体6内的密封腔 6-2内的液体作用于胶圈3内侧端面产生推力P1，取胶圈3、3-3内圆锥面斜度为20°，Pl =P3Xsin(20° )，P2 = P3 X cos (20° )得P3= 2· 9XP1，P2 = 2· 7XP1。式中P2为壳体6对胶圈3、3_3的作用力，P3为静环2、2_2的斜面对胶圈3、3_3的 作用力。设计上胶圈3、3_3内侧端面面积大于密封摩擦副接触面积，因为胶圈3、3_3与壳 体6和静环2、2-2的摩擦系数大于摩擦副的摩擦系数，所以壳体6与胶圈3、3-3静环2、2_2 与胶圈3、3-3之间的摩擦力矩要大于摩擦副摩擦力本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种机械旋转接头密封装置，其嵌装在轴与壳体之间并对壳体与轴之间的流体进行密封，其特征在于：包括两个动环、两个静环、两个胶圈一个间隔套；两个动环分别位于轴的最外两端并与轴密封、固定连接；两个静环分别位于两个动环的内侧，其外端面与两个动环的内端面接触构成密封摩擦副；两个胶圈分别套设在两个静环上，其外圆与壳体内圆贴合，两个胶圈的内圆与两个静环的外圆锥形配合；弹性间隔套位于两个胶圈之间形成的密封空腔内，间隔套的圆周上开有作为液体通道的孔；两个胶圈内侧端面与间隔套４端面抵压接触。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：迟永滨，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81
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