CN111678274B - 一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置 - Google Patents

一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置，涉及一种密封与检测技术领域，包括外壳、内环、上固定盖、上固定盖、格莱圈和第二密封环，所述内环转动安装在外壳的内部，并且内环的两端分别通过下固定盖和上固定盖进行固定，同时内环和外壳之间通过格莱圈转动连接在一起，格莱圈的两端对称设置有储液腔，通过两侧设置的两个储液腔对格莱圈的两侧侧壁进行双面承压，实现了两侧压力的平衡，相比与传统的单侧受压而言，有效的增加了格莱圈的使用寿命；同时储液腔的两端设置有第二密封环，对储液腔进行进一步密封，采用一种二级密封的设计理念，以及特殊的表面耐磨涂层，满足液体旋转传输装置寿命期内“零泄漏”要求。

Description

一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置
技术领域
本发明涉及密封与检测技术领域，具体是一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置。
背景技术
液体旋转传输装置作为冷却***动静通道的关键连接设备，是连接固定冷却管路与转动冷却管路的唯一通道，其作用是将固定不动的液冷源中的冷却液传输到旋转的部件上进行冷却，广泛应用于核电、石油化工、雷达和船舶等领域，这些领域很多产品振动冲击、温度环境条件恶劣，对重量要求严格，工作姿态变化大，一般机械密封装置在这些恶劣环境条件下，会发生泄漏，而因姿态变化大，液体旋转传输装置难以实现漏液回收。耐恶劣环境的液体旋转传输装置对产品能否正常工作起到了重要的作用。
针对上述技术难点，液体旋转传输装置采用全新的密封截面设计及二级密封的设计理念，使用特殊的表面耐磨陶瓷涂层，满足密封面的苛刻要求；采用3d打印技术实现轻量化；采用漏液报警检测装置和创新设计的漏液收集通道。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置，解决产品在恶劣环境条件下的液体旋转传输装置高可靠性、长寿命难题，同时实现漏液定量检测难题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括外壳、内环、下固定盖、上固定盖、格莱圈和第二密封环，所述内环转动安装在外壳的内部，并且内环的两端分别通过下固定盖和上固定盖进行固定；所述下固定盖的内部开设有进液口，进液口的内部安装有弹簧挡圈，弹簧挡圈的上表面固定安装有压紧弹簧，压紧弹簧的另一端连接有固定环，固定环的上表面固定安装有静密封环，静密封环转动连接有动密封环，其中动密封环固定安装在内环的底部，同时外壳的内部开设有凹槽，凹槽内安装有格莱圈，格莱圈的另一端和内环的外壁固定连接在一起，同时内环的内部开设有出液口，出液口和进液口相互连通在一起，并且内环的外壁上开设有回液通道，同时回液通道对应的内环侧壁开设有两组回液孔，其中两组回液孔分别关于格莱圈对称设置，同时外壳对应回液孔的位置开设有储液腔，储液腔分别设置在格莱圈的上下两侧，并且储液腔均和回液孔连通在一起，回流的冷却液桶回液孔流入储液腔内，同时储液腔的一端开设有回液口，回液口上固定安装有回液管。
作为本发明进一步的方案：所述储液腔的两端固定安装有第二密封环，同时储液腔和下固定盖和上固定盖之间开设有积液腔，所述第二密封环包括齿形密封圈和缓冲垫，其中一组齿形密封圈之间安装有缓冲垫，缓冲垫的上下两端对称安装有弹性元件，同时齿形密封圈对应开设有凹槽，弹性元件卡紧在凹槽内。
作为本发明进一步的方案：所述积液腔的内部安装有液位传感器，并且外壳的外部安装有报警指示器，报警指示器和液位传感器电性连接在一起。
作为本发明进一步的方案：所述内环的顶部固定安装有连接法兰。
作为本发明进一步的方案：所述进液口的内壁上开设有连接螺纹。
作为本发明进一步的方案：所述固定环的外壁上固定防转销，防转销固定安装在下固定盖的内壁上。
作为本发明进一步的方案：所述下固定盖和上固定盖分别通过紧固螺栓一和紧固螺栓二固定安装在外壳的两端。
作为本发明进一步的方案：所述格莱圈由方形滑环及O型圈组成，方形滑环采用高耐磨材质制成，O型圈采用氟硅材质制成，并且设置有两道密封面。
作为本发明进一步的方案：所述齿形密封圈采用二级密封结构，与密封圈配对的内环密封面采用钛合金喷涂陶瓷工艺。
作为本发明再进一步的方案：所述内环采用钛合金薄壁结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明设置有格莱圈，格莱圈设置在内环和外壳之间，同时格莱圈的两端对称设置有储液腔，通过两侧设置的两个储液腔对格莱圈的两侧侧壁进行双面承压，实现了两侧压力的平衡，相比与传统的单侧受压而言，有效的增加了格莱圈的使用寿命；
2、本发明设置有第二密封环，第二密封环设置在下固定盖和上固定盖之间，对储液腔进行进一步密封，采用一种二级密封的设计理念，以及特殊的表面耐磨涂层，满足液体旋转传输装置寿命期内“零泄漏”要求，同时第二密封环的齿形密封圈之间设置有缓冲垫，通过缓冲垫有效的减少对储液腔内部的液体对第二密封环的冲击压力，延长第二密封环的使用寿命，保证装置的密封性；
3、本发明设置有积液腔，积液腔设置在第二密封环和下固定盖以及上固定盖之间，如齿型密封圈泄漏，漏液到积液腔时液位传感器可实时发出报警信号，增加了装置的安全性；
4、本发明的液体旋转传输装置经过后续高低温试验及振动冲击试验，在+70°C、-55°C分别贮存48小时，+70°C、-55°C分别工作8小时，加速度20g（11ms）冲击试验、功能振动5.2g试验后，均***漏，满足产品的使用要求，能够解决产品在恶劣环境条件下的液体旋转传输装置高可靠性难题及漏液检测难题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的A处局部放大图。
如图所示：1、外壳，2、内环，3、下固定盖，4、上固定盖，5、固定环，6、静密封环，7、动密封环，8、格莱圈，9、第二密封环，901、齿形密封圈，902、缓冲垫，903、弹性元件，10、弹簧挡圈，11、压紧弹簧，12、进液口，13、出液口，14、回液通道，15、连接法兰，16、连接螺纹，17、回液孔，18、储液腔，19、回液口，20、回液管，21、积液腔，22、液位传感器，23、紧固螺栓一，24、报警指示器，25、防转销，26、紧固螺栓二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置，包括外壳1、内环2、下固定盖3、上固定盖4、格莱圈8和第二密封环9，所述内环2转动安装在外壳1的内部，并且内环2的两端分别通过下固定盖3和上固定盖4进行固定，使得内环2可以在外壳1的内部进行转动；所述下固定盖4的内部开设有进液口12，进液口12的内部安装有弹簧挡圈10，弹簧挡圈10的上表面固定安装有压紧弹簧11，压紧弹簧11的另一端连接有固定环5，固定环5的上表面固定安装有静密封环6，静密封环6转动连接有动密封环7，其中动密封环7固定安装在内环2的底部，从而保证内环2的转动，同时外壳1的内部开设有凹槽，凹槽内安装有格莱圈8，格莱圈8的另一端和内环2的外壁固定连接在一起，从而使得内环2在外壳1的内部进行自由转动，同时内环2的内部开设有出液口13，出液口13和进液口12相互连通在一起，并且内环2的外壁上开设有回液通道14，同时回液通道14对应的内环侧壁开设有两组回液孔17，其中两组回液孔17分别关于格莱圈8对称设置，同时外壳1对应回液孔17的位置开设有储液腔18，储液腔18分别设置在格莱圈8的上下两侧，并且储液腔18均和回液孔17连通在一起，回流的冷却液桶回液孔17流入储液腔18内，通过上下设置的两个储液腔18对格莱圈8的两侧侧壁进行双面承压，实现了两侧压力的平衡，相比与传统的单侧受压而言，有效的增加了格莱圈8的使用寿命，同时储液腔18的一端开设有回液口19，回液口19上固定安装有回液管20。
其中，所述储液腔18的两端固定安装有第二密封环9，同时储液腔18和下固定盖3和上固定盖4之间开设有积液腔21，所述第二密封环9包括齿形密封圈901和缓冲垫902，其中一组齿形密封圈901之间安装有缓冲垫902，缓冲垫902的上下两端对称安装有弹性元件903，同时齿形密封圈901对应开设有凹槽，弹性元件903卡紧在凹槽内，从而将缓冲垫902固定安装在一组齿形密封圈901之间，通过缓冲垫902有效的减少对储液腔18内部的液体对第二密封环9的冲击压力，延长第二密封环9的使用寿命，保证装置的密封性。
优选的，所述积液腔21的内部安装有液位传感器22，并且外壳1的外部安装有报警指示器24，报警指示器24和液位传感器22电性连接在一起，当第二密封环9发生漏液时，液位传感器22通过报警指示器24及时发出警报，通知操作人员进行维修，保证了装置工作的安全性。
优选的，所述内环2的顶部固定安装有连接法兰15，方便了内环2和雷达天线设备连接在一起，固定安装更加方便。
优选的，所述进液口12的内壁上开设有连接螺纹16，用来连接冷却机组的进液管，连接安装更加方便。
优选的，所述固定环5的外壁上固定防转销25，防转销25固定安装在下固定盖3的内壁上，通过防转销25对固定环5进行进一步固定，从而避免在长时间使用过程中，动密封环7带动固定环5发生转动，造成漏液现象。
优选的，所述下固定盖3和上固定盖4分别通过紧固螺栓一23和紧固螺栓二26固定安装在外壳1的两端，对储液腔18进行进一步密封，配合第二密封环9充分保证了装置的密封性，有效的避免了漏液现象的发生。
优选的，所述格莱圈8由方形滑环及O型圈组成，用于内部两流道之间密封，为对称结构，可双面承压，方形滑环采用高耐磨材质增加密封面寿命，O型圈采用氟硅材质对磨损进行补偿，并且设置有两道密封面，提高了密封的可靠性。
优选的，所述齿形密封圈901采用二级密封技术，与密封圈配对的内环2密封面采用钛合金喷涂陶瓷技术，满足齿形密封圈901对配合金属面的高硬度及高表面质量要求。
优选的，所述内环2采用钛合金薄壁结构，并通过3d打印成型，对液体旋转传输装置中重量较重且受力较大的零件如内环2进行多轮的迭代仿真，实现传输能力的基础上减重。
需要说明的是，所述液位传感器22和报警指示器24的工作原理和安装方式均采用现有技术，此为本技术领域人员的公知常识，在此就不做赘述。
根据本发明提供的上述优选实施例，本发明的工作原理为：当液体旋转关节旋转工作时，从雷达地面设备(液冷机组)供应的冷却液经过进液口12从出液口13传输至雷达天线设备的冷却***中，流回的冷却液再经过回液通道14和储液腔18返回到雷达地面设备(液冷机组)，由于供液压力高于回液的压力，因而确保了冷却液的循环流通；通过设计两级齿形密封圈901，并在两级密封之间设计积压腔，如齿型密封圈901泄漏，漏液到积液腔21时液位传感器22可实时发出报警信号。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，且本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置，包括外壳(1)、内环(2)、下固定盖(3)、上固定盖(4)、格莱圈(8)和第二密封环(9)，其特征在于：所述内环(2)转动安装在外壳(1)的内部，并且内环(2)的两端分别通过下固定盖(3)和上固定盖(4)进行固定；所述下固定盖(4)的内部开设有进液口(12)，进液口(12)的内部安装有弹簧挡圈(10)，弹簧挡圈(10)的上表面固定安装有压紧弹簧(11)，压紧弹簧(11)的另一端连接有固定环(5)，固定环(5)的上表面固定安装有静密封环(6)，静密封环(6)转动连接有动密封环(7)，其中动密封环(7)固定安装在内环(2)的底部，同时外壳(1)的内部开设有凹槽，凹槽内安装有格莱圈(8)，格莱圈(8)的另一端和内环(2)的外壁固定连接在一起，同时内环(2)的内部开设有出液口(13)，出液口(13)和进液口(12)相互连通在一起，并且内环(2)的外壁上开设有回液通道(14)，同时回液通道(14)对应的内环侧壁开设有两组回液孔(17)，其中两组回液孔(17)分别关于格莱圈(8)对称设置，同时外壳(1)对应回液孔(17)的位置开设有储液腔(18)，储液腔(18)分别设置在格莱圈(8)的上下两侧，并且储液腔(18)均和回液孔(17)连通在一起，回流的冷却液桶回液孔(17)流入储液腔(18)内，同时储液腔(18)的一端开设有回液口(19)，回液口(19)上固定安装有回液管(20)，所述储液腔(18)的两端固定安装有第二密封环(9)，同时储液腔(18)和下固定盖(3)和上固定盖(4)之间开设有积液腔(21)，所述积液腔(21)的内部安装有液位传感器(22)，并且外壳(1)的外部安装有报警指示器(24)，报警指示器(24)和液位传感器(22)电性连接在一起，所述第二密封环(9)包括齿形密封圈(901)和缓冲垫(902)，其中一组齿形密封圈(901)之间安装有缓冲垫(902)，缓冲垫(902)的上下两端对称安装有弹性元件(903)，同时齿形密封圈(901)对应开设有凹槽，弹性元件(903)卡紧在凹槽内。
2.根据权利要求1所述的一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置，其特征在于：所述内环(2)的顶部固定安装有连接法兰(15)。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置，其特征在于：所述进液口(12)的内壁上开设有连接螺纹(16)。
4.根据权利要求1或2所述的一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置，其特征在于：所述固定环(5)的外壁上固定防转销(25)，防转销(25)固定安装在下固定盖(3)的内壁上。
5.根据权利要求1或2所述的一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置，其特征在于：所述下固定盖(3)和上固定盖(4)分别通过紧固螺栓一(23)和紧固螺栓二(26)固定安装在外壳(1)的两端。
6.根据权利要求1或2所述的一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置，其特征在于：所述格莱圈(8)由方形滑环及O型圈组成，方形滑环采用高耐磨材质制成，O型圈采用氟硅材质制成，并且设置有两道密封面。
7.根据权利要求2所述的一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置，其特征在于：所述齿形密封圈(901)采用二级密封结构，与密封圈配对的内环(2)密封面采用钛合金喷涂陶瓷工艺。
8.根据权利要求1或2所述的一种耐恶劣环境的液体旋转传输装置，其特征在于：所述内环(2)采用钛合金薄壁结构。
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