CN103216622A - 一种旋转动密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种旋转动密封结构，包括箱体、转动轴和与箱体配装的端盖，端盖具有中心孔，转动轴动态配合穿过端盖的中心孔，其特征在于所述端盖与箱体的轴向配装处开有静密封沟槽，静密封沟槽内配装有静密封O型圈；所述端盖的中心孔与转动轴配装处至少开有二道动密封沟槽，一道动密封沟槽开在中心孔壁的靠外一侧，其内配装有外侧动密封O型圈；另一道动密封沟槽开在中心孔壁的中间，其内配装有密封吸附环。该密封结构不仅密封可靠，而且可快速更换密封圈，减少机械设备维护时间，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域的密封技术，具体是一种旋转动密封结构。
背景技术
动密封是指机器或设备中相对运动件之间的密封。动密封分为往复式动密封和旋转式动密封两类。在机械设计中，根据设备的工作模式来选择合适的动密封结构。旋转动密封一直以来都是设计各种机电设备过程中所需解决的关键技术问题，其性能的优劣直接影响着设备的整体性能。目前，工程上常采用的旋转动密封形式主要有两类：一类是机械密封、成型密封件密封（U型、V型等唇形密封件和O形圈、D形圈、X形圈等挤压密封件）和油封等接触型密封形式；另一类是磁流体密封、迷宫式密封等非接触型密封形式。O形密封圈因其具有密封可靠、结构简单、安装方便、成本低廉等优点，在工程上得到了广泛应用。为适应不同的工况，尽管现今已开发出硅橡胶、氟橡胶、乙丙橡胶等多种性能优异的O形密封圈材料，但因转动轴的磨损，密封圈的老化是不可避免的，尤其是在辐射、强酸、强碱等特殊环境下，密封圈的老化是一个不容忽视的问题。为了保证密封的可靠性，经常需要对密封圈进行定期更换。专利文献“旋转动密封装置（CN 201016395Y）”和“一种船载光电设备旋转动密封装置（CN 102022541A）”中，分别采用甩油环和迷宫密封的方式实现旋转动密封，其结构复杂，不便于更换维护，且难以实现零泄漏。专利文献“高压旋转动密封装置（CN 2222265Y）”中，采用多个密封单元串联的方式来提高密封的可靠性、延长维护周期，但其结构同样较为复杂，尺寸也较大。概而言之，目前的旋转动密封装置结构复杂，更换维护工序繁琐，机械设备维护时间较长，影响工作效率。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种旋转动密封结构。该密封结构不仅密封可靠，而且可快速更换密封圈，减少机械设备维护时间，提高工作效率。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种旋转动密封结构，一种旋转动密封结构，包括箱体、转动轴和与箱体配装的端盖，端盖具有中心孔，转动轴动态配合穿过端盖的中心孔，其特征在于所述端盖与箱体的轴向配装处开有静密封沟槽，静密封沟槽内配装有静密封O形圈；所述端盖的中心孔与转动轴配装处至少开有二道动密封沟槽，一道动密封沟槽开在中心孔壁的靠外一侧，其内配装有外侧动密封O形圈；另一道动密封沟槽开在中心孔壁的中间，其内配装有密封吸附环。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果在于：
（1）结构紧凑，便于更换。用于动、静密封的O形圈及密封吸附环的安装沟槽均布置于端盖之上，因此更换动、静密封O形圈及密封吸附环只需拆装端盖即可。
（2）采用密封吸附环，可防止外侧动密封O形圈失效所引发的微量泄露，并冗余布置了内侧动密封O形圈，进一步提高了密封的可靠性。
（3）在安装各O形圈时，使用了针入度适当的润滑脂，可减小O形圈与转动轴之间的摩擦，减缓转动轴的磨损，修复转动轴的微加工痕迹、提高密封的可靠性。
附图说明
图1为本发明旋转动密封结构一种实施例的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图详细叙述本发明。实施例是以本发明所述技术方案为前提进行的具体实施，给出了详细的实施方式和过程。但本申请的权利要求保护范围不限于下述的实施例描述。
本发明设计的旋转动密封结构（简称密封结构，参见图1），包括箱体6、转动轴2和与箱体6配装的端盖1，端盖1具有中心孔11，转动轴2动态配合穿过端盖1的中心孔11，其特征在于所述端盖1与箱体6的轴向配装处开有静密封沟槽12，静密封沟槽12内配装有静密封O形圈3，且通过与箱体6配合挤压静密封O形圈3，实现端盖1与箱体6之间的静密封；所述端盖1的中心孔11与转动轴2配装处至少开有二道动密封沟槽，一道动密封沟槽开在中心孔壁的靠外一侧，称为外动密封沟槽131，其内配装有外侧动密封O形圈41；另一道动密封沟槽开在中心孔壁的中间，称为中动密封沟槽132，其内配装有密封吸附环5，且通过与转动轴2的配合，实现端盖1与转动轴2的旋转动密封。
本发明密封结构的进一步特征是所述端盖1的中心孔11与转动轴2配装处靠内一侧还开有一道或第三道动密封沟槽，称为内动密封沟槽133，其内配装有内侧动密封O形圈42。所述内动密封沟槽133与外动密封沟槽131的形状结构可以相同或者不同。同样，所述与外动密封沟槽和131内动密封沟槽133分别配装的外侧动密封O形圈41与内侧动密封O形圈42的形状结构也可以相同或者不同。
所述的内动密封沟槽133及其内配装的内侧动密封O形圈42为冗余设计。目的是在起主要密封作用的外侧动密封O形圈41一旦失效时，内侧动密封O形圈42可以继续发挥密封作用，以提高密封的可靠性。
本发明密封结构的进一步特征在于所述密封吸附环5由吸附性材料制成，用于外侧动密封O形圈41一旦失效时吸附渗透进来的少量液体，密封吸附环5吸附液体膨胀后与转动轴2和端盖1密封配合，可阻断液体泄漏。无泄漏时，转动轴2与密封吸附环5之间的摩擦力较小；当吸附膨胀后，摩擦力增大。用密封吸附环5的优点为在外侧动密封O形圈41密封可靠情况下，不会产生额外的负载。密封吸附环5可直接选择填料环。现在市场上的填料环有高水基填料环、石墨填料环等多种产品，使用时针对不同的介质和工况，可选不同型号产品。实施例中选用的填料环为高水基填料环。
为了减小外侧动密封O形圈41与转动轴2之间的摩擦，减缓转动轴2的磨损，修复转动轴2的微加工痕迹，提高密封结构的可靠性，在所述各密封圈安装时，依据设计使用针入度适当的润滑脂。针入度适当是指依据设计的密封介质和压力选取，针入度小，粘稠，密封效果较好，但摩擦会相应变大。实施例的针入度是采用205（1/10mm）的硅脂密封0.2MPa的压力。
本发明未述及之处适用于现有技术。
本发明密封结构的工作原理如下：本发明由于安装动、静密封O形圈及填料环5的沟槽均开设在端盖1之上，因此仅通过拆装端盖1即可快速完成O形圈与填料环5的更换。端盖1与箱体6之间通过静密封O形圈实现静密封；而端盖1与转动轴6之间则通过两道动密封O形圈与一道填料环5实现旋转动密封，从密封介质一侧开始依次为外侧动密封O形圈41、填料环5和内侧动密封O形圈42，其中外侧动密封O形圈41起主要密封作用，一旦其失效，填料环5可通过吸附介质阻断泄露，与内侧动密封O形圈42配合实现密封结构的零泄漏。
Claims (4)
1.一种旋转动密封结构，包括箱体、转动轴和与箱体配装的端盖，端盖具有中心孔，转动轴动态配合穿过端盖的中心孔，其特征在于所述端盖与箱体的轴向配装处开有静密封沟槽，静密封沟槽内配装有静密封O形圈；所述端盖的中心孔与转动轴配装处至少开有二道动密封沟槽，一道动密封沟槽开在中心孔壁的靠外一侧，其内配装有外侧动密封O形圈；另一道动密封沟槽开在中心孔壁的中间，其内配装有密封吸附环。
2. 根据权利要求1所述的旋转动密封结构，其特征是所述的端盖的中心孔与转动轴配装处靠内一侧还开有一道动密封沟槽，其内配装有内侧动密封O形圈。
3. 根据权利要求1所述的旋转动密封结构，其特征是所述的密封吸附环选择填料环。
4. 根据权利要求1所述的旋转动密封结构，其特征是所述各密封圈安装时，依据设计使用针入度适当的润滑脂。
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