CN106481923A - 一种高速旋转接头 - Google Patents

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孙洪颖
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L39/00—Joints or fittings for double-walled or multi-channel pipes or pipe assemblies
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明属于工业加工中高速旋转密封领域，具体是涉及一种高速旋转接头，包括密封轴、以及安装在该密封轴上的上轴承和下轴承，其特征在于：所述密封轴的轴部的外壁上设有用于形成动压刚气的动压槽以及用于通气的环形槽，在密封轴内设有与该环形槽连通的出气口；所述密封轴套入于密封套内，所述密封套上设有与环形槽连通的进气口。本发明尤其适用于高转速的旋转密封结构，不但突破了以往旋转密封受速度限制的瓶颈，而且旋转轴转速越高，密封性则能越好。该结构简单，可靠性高，无需更换密封圈，免维护，且可实现多气路密封。

Description

一种高速旋转接头
技术领域
本发明属于工业加工中高速旋转密封领域，具体是涉及一种高速旋转接头。
背景技术
在气动设备、数控加工中心上，经常有向高速旋转设备输送介质的需求，目前，普通旋转密封通用旋转密封圈与旋转轴密封。但这种密封有一个技术瓶颈，就是旋转轴相对于密封圈接触面的线速度不能超过一定的数值。如果超过临界值，长时间运行将会使密封圈快速磨损失效或由于摩擦生热而使密封圈与旋转轴的接触面熔融变形而失效。因此，使用这种旋转接头达不到工况要求，从而导致接头损坏严重、更换频繁，进而浪费了物力和财力，也影响了加工生产的质量和效率。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种高速旋转接头；其尤其适用于高转速的旋转密封结构，不但突破了以往旋转密封受速度限制的瓶颈，而且旋转轴转速越高，密封性则能越好。该结构简单，可靠性高，无需更换密封圈，免维护，且可实现多气路密封。
为了达到上述目的，本发明一种高速旋转接头，包括密封轴、以及安装在该密封轴上的上轴承和下轴承，所述密封轴的轴部的外壁上设有用于形成动压刚气的动压槽以及用于通气的环形槽，在密封轴内设有与该环形槽连通的出气口；所述密封轴套入于密封套内，所述密封套上设有与环形槽连通的进气口。
优选地，所述动压槽为弧线结构，以达到更好的密封效果。
优选地，所述动压槽规则地排列于密封轴的轴部的圆面外壁上，以达到更好的密封效果。
优选地，所述环形槽与出气口的通道垂直。
优选地，所述环形槽包括上环形槽和下环形槽，所述出气口包括第一出气口和第二出气口，第一出气口与上环形槽连通，而第二出气口则与下环形槽连通；所述进气口包括第一进气口和第二进气口，第一进气口与上环形槽连通，第二进气口与下环形槽连通。
所述动压槽分为至少三排，并且该三排动压槽规则地排列于密封轴的轴部的圆面外壁上；所述环形槽包括上环形槽和下环形槽，所述上环形槽、下环形槽相间地设于各排动压槽上。
作为上述方案的进一步改进，所述第一进气口通过第一径向通孔与上环形槽连通，所述第二进气口通过第二径向通孔与下环形槽连通。
进一步地，所述第一进气口的通道与第一径向通孔的通道垂直，第二进气口的通道与第二径向通孔的通道垂直。
优选地，所述密封轴的下轴承上装设有防止下轴承脱落的轴承挡圈。
工作时，当密封轴低速旋转时，密封轴上的动压槽与密封套之间不能形成动压刚气，气道内高压空气会从密封轴和密封套的狭缝间会有漏气现象。但因为密封轴和密封套间的狭缝间隙很小，泄漏的量也很小，所以出气口还是能保持住工作气压的。当密封轴高速旋转时，密封轴上的动压槽会与密封套之间形成动压刚气，此动压刚气既有动压轴承的性质，对密封轴起到径向支撑的作用，又有阻挡密封轴上的环气槽内的高压气体泄漏的作用，对气道内的压缩空气起到密封作用。上环形槽和下环形槽皆如此，实现了高速旋转密封，保证了高压气体由静止的密封套向高速旋转的密封轴的有效传递。
本发明尤其适用于高转速的旋转密封结构，不但突破了以往旋转密封受速度限制的瓶颈，而且旋转轴转速越高，密封性则能越好。该结构简单，可靠性高，无需更换密封圈，免维护，且可实现多气路密封。
附图说明
图1为本发明的整体结构剖视示意图；
图2为密封轴的正视结构示意图；
图3为密封轴的立体结构示意图。
其中，1为密封轴，2为上轴承，3为密封套，4为下轴承，5为轴承挡圈，6为动压槽，71为上环气槽，72为下环气槽，81为第一进气口，811为第一径向通孔，82为第二进气口，821为第二径向通孔，91为第一出气口，92为第二出气口。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参照图1～3，本发明实施例一种高速旋转接头，包括密封轴1、以及安装在该密封轴1上的上轴承2和下轴承4，所述密封轴1的轴部的外壁上设有用于形成动压刚气的动压槽6以及用于通气的环形槽，在密封轴1内设有与该环形槽连通的出气口；所述密封轴1套入于密封套3内，所述密封套3上设有与环形槽连通的进气口。所述密封轴1的下轴承4上装设有防止下轴承4脱落的轴承挡圈5。
所述动压槽为弧线结构，该动压槽规则地排列于密封轴1的轴部的圆面外壁上，以达到更好的密封效果。所述环形槽与出气口的通道垂直。该环形槽包括上环形槽71和下环形槽72，所述出气口包括第一出气口91和第二出气口92，第一出气口91与上环形槽71连通，而第二出气口92则与下环形槽72连通；所述进气口包括第一进气口81和第二进气口82，第一进气口81通过第一径向通孔811与上环形槽71连通，第二进气口82通过第二径向通孔821与下环形槽72连通。所述第一进气口81的通道与第一径向通孔811的通道垂直，第二进气口82的通道与第二径向通孔821的通道垂直。
所述动压槽6分为四排，并且该四排动压槽规则地排列于密封轴1的轴部的圆面外壁上；所述上环形槽71、下环形槽72相间地设于各排动压槽上，在上环形槽71和下环形槽72之间设有两排动压槽。
参照图1～3，安装时，先把上轴承2装在密封轴1上，然后把密封套3的第一进气口81和第二进气口82分别通入高压压缩空气，再把密封轴1小心地装入密封套3中。密封套3中先通入压缩空气再装入密封轴1是考虑安装的方便性。由于密封轴1和密封套3之间间隙很小，只有3～4微米，如果不通入压缩空气，安装过程中，密封轴1的外径与密封套3的内径接触很容易卡住，导致密封轴1下不去。而密封套3通入压缩空气后，密封套3与密封轴1之间的狭缝就形成了气膜，避免了密封轴1的外径和密封套3的内径的接触，使密封轴1能顺利地安装进密封套3中。最后，密封轴1的下端装入下轴承4，再装上轴端挡圈5挡住下轴承4，防止其运转过程中脱落。
参照图1～3，工作时，当密封轴1低速旋转时，密封轴1上的动压槽6与密封套3之间不能形成动压刚气，气道内高压空气会从密封轴1和密封套3的狭缝间会有漏气现象。但因为密封轴1和密封套3间的狭缝间隙很小，泄漏的量也很小，所以出气口还是能保持住工作气压的。当密封轴1高速旋转时，密封轴1上的动压槽6会与密封套3之间形成动压刚气，此动压刚气既有动压轴承的性质，对密封轴1起到径向支撑的作用，又有阻挡密封轴1上的环气槽内的高压气体泄漏的作用，对气道内的压缩空气起到密封作用。上环形槽71和下环形槽72皆如此，实现了高速旋转密封，保证了高压气体由静止的密封套3向高速旋转的密封轴1的有效传递。
本实施例有以下优点：
1、实现了两个以上气路的旋转密封转速超过6000转；
2、低速时，狭缝会有少量漏气的现象，但在进气口持续供气的情况下，气道内可以保持住供气气压，出气口会比进气口略有压降，但不会影响使用。随着转速的提高，漏气现象逐渐消失，而且转速越高，密封效果越好；
3、高速旋转时没有了摩擦热的现象产生，避免了接触式密封由摩擦生热引起的一系列问题。
本发明尤其适用于高转速的旋转密封结构，不但突破了以往旋转密封受速度限制的瓶颈，而且旋转轴转速越高，密封性则能越好。该结构简单，可靠性高，无需更换密封圈，免维护，且可实现多气路密封。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高速旋转接头，包括密封轴、以及安装在该密封轴上的上轴承和下轴承，其特征在于：所述密封轴的轴部的外壁上设有用于形成动压刚气的动压槽以及用于通气的环形槽，在密封轴内设有与该环形槽连通的出气口；所述密封轴套入于密封套内，所述密封套上设有与环形槽连通的进气口。
2.根据权利要求1所述的一种高速旋转接头，其特征在于：所述动压槽为弧线结构。
3.根据权利要求1所述的一种高速旋转接头，其特征在于：所述动压槽规则地排列于密封轴的轴部的圆面外壁上。
4.根据权利要求1所述的一种高速旋转接头，其特征在于：所述环形槽与出气口的通道垂直。
5.根据权利要求1所述的一种高速旋转接头，其特征在于：所述环形槽包括上环形槽和下环形槽，所述出气口包括第一出气口和第二出气口，第一出气口与上环形槽连通，而第二出气口则与下环形槽连通；所述进气口包括第一进气口和第二进气口，第一进气口与上环形槽连通，第二进气口与下环形槽连通。
6.根据权利要求5所述的一种高速旋转接头，其特征在于：所述第一进气口通过第一径向通孔与上环形槽连通，所述第二进气口通过第二径向通孔与下环形槽连通。
7.根据权利要求6所述的一种高速旋转接头，其特征在于：所述第一进气口的通道与第一径向通孔的通道垂直，第二进气口的通道与第二径向通孔的通道垂直。
8.根据权利要求1所述的一种高速旋转接头，其特征在于：所述密封轴的下轴承上装设有防止下轴承脱落的轴承挡圈。
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