CN110778823A - 双向气浮旋转接头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了双向气浮旋转接头，包括轴、浮动环、外壳、挡圈、至少两排第四气道、至少两个节流孔；第四气道径向设置在浮动环内部；且第四气道的一端第二气道连通，第四气道的另一端与浮动环与轴之间的轴向间隙连通；节流孔轴向设置在浮动环内部；节流孔的一端与第二气道连通，节流孔的另一端与浮动环与轴之间的径向间隙连通；本发明的径向载荷和轴向载荷均通过气浮支撑，整个结构没有任何接触式动摩擦部件，避免了磨屑进入传输介质，可以保证传输介质清洁无污染；采用非接触式间隙密封方式，轴与浮动环之间形成气膜，避免了固相接触摩擦，可保证旋转接头具有很长的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于旋转接头技术领域，具体涉及双向气浮旋转接头。
背景技术
旋转接头是一种给旋转设备输送油、水、气等介质的关键部件，它将静止管道内流动的介质连接到运动部件内部，实现介质传输由静到动的转换。旋转接头属于机械基础零部件，其应用领域几乎覆盖各个加工制造行业，包括冶金、机床、发电、石油、橡胶、塑料、纺织、印染、制药、造纸、食品加工等。
目前旋转接头大都采用接触式密封设计，普遍存在摩擦阻力大、寿命短以及容易产生密封件磨损颗粒从而污染设备运行环境的问题。非接触式间隙密封技术是指由于流体静压或动压作用，在密封端面间充满一层流体膜迫使密封端面彼此分离，而不存在硬性固相接触的密封方式。采用间隙密封技术则能在理论上减少金属之间的黏着磨损，显著提高旋转接头的使用寿命。如德国GAT公司和MAIER的非接触式旋转接头，但其结构中仍然要使用滚动轴承和接触式密封部件，轴承中的润滑脂和密封件的磨削有可能污染传输介质，还不能满足高清洁度要求。
为了解决以上问题我方研发出了双向气浮旋转接头。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种双向气浮旋转接头。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
双向气浮旋转接头，包括：
轴；轴包含相互连接的小直径圆柱与大直径圆柱，小直径圆柱与大直径圆柱共轴心线；轴的小直径圆柱内设置有第一气道；
浮动环；浮动环套装在轴的小直径圆柱外部，且形成轴向间隙配合；轴的小直径圆柱的一端与外部设备连接；浮动环的第一端面与轴的大直径圆柱的一端形成径向间隙配合；浮动环内设置有第二气道；
外壳；外壳套装在浮动环外部，外壳内设置有第三气道；第一气道、第二气道、第三气道连通；气体介质依次通过第三气道、第二气道、第一气道后输出至外部设备；
挡圈；挡圈为环形，挡圈固定在外壳上，且挡圈用于卡档浮动环的第二端面；
至少两排第四气道；第四气道径向设置在浮动环内部；且第四气道的一端第二气道连通，第四气道的另一端与浮动环与轴之间的轴向间隙连通；
至少两个节流孔；节流孔轴向设置在浮动环内部；节流孔的一端与第二气道连通，节流孔的另一端与浮动环与轴之间的径向间隙连通。
本发明的有益效果在于：
本发明的双向气浮旋转接头；
径向载荷和轴向载荷均通过气浮支撑，整个结构没有任何接触式动摩擦部件，避免了磨屑进入传输介质，可以保证传输介质清洁无污染；采用非接触式间隙密封方式，轴与浮动环之间形成气膜，避免了固相接触摩擦，可保证旋转接头具有很长的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的主视剖视图；
图2是图1的侧视图；
图3是图1的俯视图；
图4是本发明中轴的结构示意图；
图5是图4中的A-A剖视图；
图6是本发明中浮动环的结构示意图；
图7是图6中的A向侧视图；
图8是图6中的B-B剖视图；
图9是图6中的C-C剖视图；
图10是本发明中外壳的结构示意图。
图中：1.轴，11.外螺纹，12.轴向输气孔，13.径向进气孔，14.第一径向气浮面，15.第一轴向气浮面，2.挡圈，21.大孔，22.小孔，23.第一进气孔，24.环形均压槽，25.第二径向气浮面，26.第二轴向气浮面，27.节流孔，28.气腔，3.外壳，31.第一沟槽，32.螺纹孔，33.第二进气孔，34.第二沟槽，4.浮动环，5.O型密封圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-3所示；双向气浮旋转接头，包括：
轴1；轴1包含相互连接的小直径圆柱与大直径圆柱，小直径圆柱与大直径圆柱共轴心线；轴1的小直径圆柱内设置有第一气道；
浮动环4；浮动环4套装在轴1的小直径圆柱外部，且形成轴向间隙配合；轴1的小直径圆柱的一端与外部设备连接；浮动环4的第一端面与轴1的大直径圆柱的一端形成径向间隙配合；浮动环4内设置有第二气道；
外壳3；外壳3套装在浮动环4外部，外壳3内设置有第三气道；第一气道、第二气道、第三气道连通；气体介质依次通过第三气道、第二气道、第一气道后输出至外部设备；
挡圈2；挡圈2为环形，挡圈2固定在外壳3上，且挡圈2用于卡档浮动环4的第二端面；
至少两排第四气道；第四气道径向设置在浮动环4内部；且第四气道的一端第二气道连通，第四气道的另一端与浮动环4与轴1之间的轴向间隙连通；
至少两个节流孔27；节流孔27轴向设置在浮动环4内部；节流孔27的一端与第二气道连通，节流孔27的另一端与浮动环4与轴1之间的径向间隙连通。
在一些实施例中，在轴1的小直径圆柱的一端外侧设置有外螺纹11，轴1通过外螺纹11与外部设备连接。
在本实施例中，间隙配合的间隙优选为在几微米至几十微米范围内，具体由结构尺寸和承载力决定。
如图4、5所示；第一气道包括沿轴1的轴向分布的轴向输气孔12和沿径向分布的至少一个径向进气孔13，径向进气孔13的一端与轴向输气孔12连通；
如图6、9所示；第二气道包括环形均压槽24、气腔28和至少一个的第一进气孔23，环形均压槽24围绕轴1外壁设置，环形均压槽24与径向进气孔13的另一端、第一进气孔23的一端连通，第一进气孔23的另一端与气腔28连通；
如图10所示；第三气道为第二进气孔33，第二进气孔33与气腔28连通。
如图6、8所示；至少两排的第四气道相互平行；每排第四气道包括围绕浮动环4的轴心线均匀分布的至少两个气孔组合，气孔组合包括大孔21、小孔22，大孔21的一端与气腔28连通，大孔21的另一端与小孔22的一端连通，小孔22的另一端贯穿浮动环4的内壁，且与浮动环4与轴1之间的轴向间隙连通；
如图6、7所示；至少两个的节流孔27围绕浮动环4的轴心线均匀分布；节流孔27的一端与大孔21连通后再与第二气道连通，节流孔27的另一端贯穿浮动环4的内壁，且与浮动环4与轴1之间的径向间隙连通。在本实施例中，浮动环上设置大孔21、小孔22和节流孔27，压缩气体通过大孔21、小孔22和节流孔27进入轴1和浮动环4之间的微小间隙形成气膜，从而防止轴1和浮动环4接触摩擦。图7中示出了节流孔27为八个的情况。
在本实施例中，环形均压槽24、气腔28的设置均是为了让气体的传输更加顺畅；
优选地，径向进气孔13、第一进气孔23均为至少两个，且围绕轴1的轴心线均匀分布。
进一步优选地，第一进气孔23、径向进气孔13均为偶数个。图5中示出了径向进气孔13为4四个的情况。
如图8、9所示，示出了第一进气孔23为8个的情况，每排大孔21、小孔22均为八个的情况；
如图10所示；外壳3形成为环形，外壳3的内壁上设置有环形的第一沟槽31，挡圈2固定安装在第一沟槽31内。
如图10所示；外壳3的内壁上设置有两条第二沟槽34，O型密封圈5安装在第二沟槽34内，两条第二沟槽34均置于浮动环4与外壳3的连接处，且分别位于气腔28的轴向两端。
如图10所示；外壳3上还设置有用于安装防转杆的螺纹孔32。
优选地，螺纹孔32为至少两个，且围绕外壳的轴心线均匀分布。
如图1、2所示；轴1、浮动环4、外壳3均共轴心线。
如图4所示，还示出了第一径向气浮面14和第一轴向气浮面15的产生位置；且在轴1的小直径圆柱上还设置有环形阶梯，挡圈2向内是卡入此环形阶梯处，但不与轴1接触。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (10)
1.双向气浮旋转接头，其特征在于，包括：
轴(1)；轴(1)包含相互连接的小直径圆柱与大直径圆柱，小直径圆柱与大直径圆柱共轴心线；轴(1)的小直径圆柱内设置有第一气道；
浮动环(4)；浮动环(4)套装在轴(1)的小直径圆柱外部，且形成轴向间隙配合；轴(1)的小直径圆柱的一端与外部设备连接；浮动环(4)的第一端面与轴(1)的大直径圆柱的一端形成径向间隙配合；浮动环(4)内设置有第二气道；
外壳(3)；外壳(3)套装在浮动环(4)外部，外壳(3)内设置有第三气道；第一气道、第二气道、第三气道连通；气体介质依次通过第三气道、第二气道、第一气道后输出至外部设备；
挡圈(2)；挡圈(2)为环形，挡圈(2)固定在外壳(3)上，且挡圈(2)用于卡档浮动环(4)的第二端面；
至少两排第四气道；第四气道径向设置在浮动环(4)内部；且第四气道的一端第二气道连通，第四气道的另一端与浮动环(4)与轴(1)之间的轴向间隙连通；
至少两个节流孔(27)；节流孔(27)轴向设置在浮动环(4)内部；节流孔(27)的一端与第二气道连通，节流孔(27)的另一端与浮动环(4)与轴(1)之间的径向间隙连通。
2.根据权利要求1所述的双向气浮旋转接头，其特征在于：
第一气道包括沿轴(1)的轴向分布的轴向输气孔(12)和沿径向分布的至少一个径向进气孔(13)，径向进气孔(13)的一端与轴向输气孔(12)连通；
第二气道包括环形均压槽(24)、气腔(28)和至少一个的第一进气孔(23)，环形均压槽(24)围绕轴(1)外壁设置，环形均压槽(24)与径向进气孔(13)的另一端、第一进气孔(23)的一端连通，第一进气孔(23)的另一端与气腔(28)连通；
第三气道为第二进气孔(33)，第二进气孔(33)与气腔(28)连通。
3.根据权利要求2所述的双向气浮旋转接头，其特征在于：
至少两排的第四气道相互平行；每排第四气道包括围绕浮动环(4)的轴心线均匀分布的至少两个气孔组合，气孔组合包括大孔(21)、小孔(22)，大孔(21)的一端与气腔(28)连通，大孔(21)的另一端与小孔(22)的一端连通，小孔(22)的另一端贯穿浮动环(4)的内壁，且与浮动环(4)与轴(1)之间的轴向间隙连通；
至少两个的节流孔(27)围绕浮动环(4)的轴心线均匀分布；节流孔(27)的一端与大孔(21)连通后再与第二气道连通，节流孔(27)的另一端贯穿浮动环(4)的内壁，且与浮动环(4)与轴(1)之间的径向间隙连通。
4.根据权利要求2所述的双向气浮旋转接头，其特征在于：径向进气孔(13)、第一进气孔(23)均为至少两个，且围绕轴(1)的轴心线均匀分布。
5.根据权利要求4所述的双向气浮旋转接头，其特征在于：第一进气孔(23)、径向进气孔(13)均为偶数个。
6.根据权利要求2所述的双向气浮旋转接头，其特征在于：外壳(3)形成为环形，外壳(3)的内壁上设置有环形的第一沟槽(31)，挡圈(2)固定安装在第一沟槽(31)内。
7.根据权利要求6所述的双向气浮旋转接头，其特征在于：外壳(3)的内壁上设置有两条第二沟槽(34)，O型密封圈(5)安装在第二沟槽(34)内，两条第二沟槽(34)均置于浮动环(4)与外壳(3)的连接处，且分别位于气腔(28)的轴向两端。
8.根据权利要求1所述的双向气浮旋转接头，其特征在于：外壳(3)上还设置有用于安装防转杆的螺纹孔(32)。
9.根据权利要求8所述的双向气浮旋转接头，其特征在于：螺纹孔(32)为至少两个，且围绕外壳的轴心线均匀分布。
10.根据权利要求1所述的双向气浮旋转接头，其特征在于：轴(1)、浮动环(4)、外壳(3)均共轴心线。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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