一种旋转连接器及其石墨密封环 |
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| 申请号 | CN201610191633.4 | 申请日 | 2016-03-30 | 公开(公告)号 | CN105627007A | 公开(公告)日 | 2016-06-01 |
| 申请人 | 中航光电科技股份有限公司; | 发明人 | 朱晓东; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种旋转连接器及其 石墨 密封环，旋转连接器包括相对转动套装的第一转动件和第二转动件，第一、第二转动件的转动配合面之间设有密封组件，密封组件包括与第一转动件周向止转配合的石墨密封环，石墨密封环包括套体，套体上设有径向延伸的导向凸起，第一转动件上设有与所述导向凸起在轴向方向上导向滑动配合、在周向方向上止转配合的导向凹槽。本发明的旋转连接器通过石墨密封环套体上设置的导向凸起与第一转动件上设置的导向凹槽实现石墨密封环在轴向方向上的导向滑动以及石墨密封环与第一转动件在周向上的止转配合，结构简单，消除了 现有技术 中螺钉与石墨密封环之间相对移动时的 摩擦 力 ，便于石墨密封环的补偿移动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种旋转连接器，包括相对转动套装的第一转动件和第二转动件，第一、第二转动件的转动配合面之间设有密封组件，所述密封组件包括与第一转动件周向止转配合的石墨密封环，所述石墨密封环包括轴向延伸的套体，其特征在于，所述套体上设有径向延伸的导向凸起，所述第一转动件上设有与所述导向凸起在轴向方向上导向滑动配合、在周向方向上止转配合的导向凹槽。 |
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| 说明书全文 | 一种旋转连接器及其石墨密封环技术领域[0001] 本发明涉及旋转连接装置，尤其涉及一种旋转连接器及其石墨密封环。 背景技术[0003] 授权公告号为CN202852287U、授权公告日为2013.04.03的中国实用新型专利就公开了一种过渡轴式旋转接头，这种旋转接头包括套装在一起的轴即第一转动件和壳即第二转动件，轴和壳能够发生相对转动，轴和壳上分别设有径向延伸的输送通道，为了保证密封，轴和壳之间还设有密封组件。密封组件主要包括轴向配合的镶石墨密封环和动环，镶石墨密封环通过螺钉与壳体实现定位止转，动环通过止转螺钉实现与轴的止转，动环与镶石墨密封环通过摩擦接触部轴向顶压接触且能够发生相对转动。在镶石墨密封环背离动环的一侧还设有用于提供给镶石墨密封环朝向动环的作用力的弹簧，在镶石墨密封环和动环摩擦转动而发生磨损时，弹簧提供给镶石墨密封环朝向动环的作用力并保证镶石墨密封环朝向动环补偿移动而始终压紧在动环上，保证了镶石墨密封环和动环之间的摩擦密封。 [0004] 但是这种旋转接头的镶石墨密封环通过螺钉实现与壳体的定位止转，镶石墨密封环和螺钉外周面的螺纹之间会产生较大的轴向摩擦力，镶石墨密封环在弹簧的作用力下朝向动环进行补偿移动时，经常出现因为摩擦力阻碍镶石墨密封环补偿移动而导致镶石墨密封环没有与动环紧密贴合，导致泄露现象，严重影响旋转接头的使用；同时，通过螺钉实现镶石墨密封环的定位，还需要在壳体和镶石墨密封环上设置相应的螺钉穿孔，导致结构复杂，提高了加工成本。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种旋转连接器，用以解决现有的旋转接头中石墨密封环和壳体之间采用螺钉进行止转定位容易发生石墨密封环补偿移动受到阻碍而导致泄露的问题；本发明的目的还在于提供一种适用于该旋转连接器的石墨密封环。 [0006] 为实现上述目的，本发明旋转连接器的技术方案是：一种旋转连接器，包括相对转动套装的第一转动件和第二转动件，第一、第二转动件的转动配合面之间设有密封组件，所述密封组件包括与第一转动件周向止转配合的石墨密封环，所述石墨密封环包括轴向延伸的套体，所述套体上设有径向延伸的导向凸起，所述第一转动件上设有与所述导向凸起在轴向方向上导向滑动配合、在周向方向上止转配合的导向凹槽。 [0007] 所述导向凸起与导向凹槽点接触。 [0008] 所述密封组件还包括与第二转动件周向止转配合的配对密封环，所述套体上轴向延伸有用于与配对密封环的轴向端面顶压接触并相对转动的转动密封部，所述密封组件还包括用于提供给石墨密封环朝向配对密封环的弹性力以使石墨密封环和配对密封环通过转动密封部实现摩擦转动密封的弹性件。 [0009] 套体的内侧或外侧设有径向凸环，所述导向凸起设于径向凸环的圆周面上，套体的一端还设有轴向凸环，所述弹性件为设于径向凸环的靠近轴向凸环的一侧端面和第一转动件之间的压簧，所述转动密封部设于径向凸环的背离轴向凸环的一侧端面上。 [0010] 轴向凸环的内周面或外周面上安装有用于与第一转动件密封配合的密封圈。 [0012] 本发明的石墨密封环的技术方案是：一种石墨密封环，包括轴向延伸的套体，所述套体上设有径向延伸用于与第一转动件上设置的导向凹槽在轴向方向上导向滑动配合、在周向方向上止转配合的导向凸起。 [0013] 所述导向凸起为球头形并用于与导向凹槽点接触。 [0014] 套体的内侧或外侧设有径向凸环，所述导向凸起设于径向凸环的圆周面上，套体的一端还设有轴向凸环，径向凸环靠近轴向凸环的一侧端面用于与弹性件顶压接触，径向凸环背离轴向凸环的一侧端面上设有用于与配对密封环的轴向端面顶压接触并相对转动的转动密封部。 [0015] 轴向凸环的内周面或外周面上安装有用于与第一转动件密封配合的密封圈。 [0016] 本发明的有益效果是：通过石墨密封环套体上设置的导向凸起与第一转动件上设置的导向凹槽实现石墨密封环在轴向方向上的导向滑动以及石墨密封环与第一转动件在周向上的止转配合，简化了第一转动件和石墨密封环的结构，消除了现有技术中螺钉与石墨密封环之间相对移动时的摩擦力，便于石墨密封环的补偿移动。 [0018] 图1为本发明的旋转连接器的实施例一的立体图；图2为图1的右视图； 图3为图2中B-B处的剖视图； 图4为图3中A处的放大图； 图5为图3中左密封组件的配合示意图； 图6为图3中右密封组件的配合示意图。 具体实施方式[0019] 下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。 [0020] 本发明的旋转连接器的具体实施例，如图1至图4所示，包括相对转动套装在一起的第一转动件和第二转动件。在本实施例中，第一转动件是指旋转连接器的壳体1，第二转动件是指旋转连接器的转轴2。 [0021] 壳体1的外周面上设有径向输液管路31、32，转轴2内设有轴向输液通道21、22，壳体1上设有能够连通径向输液管路31、32以及轴向输液通道21、22的径向过渡通道，壳体1和转轴2的转动配合面之间还设有防止液体在径向过渡通道和周向输液通道之间流动时泄露的密封组件。壳体1和转轴2的轴线沿左右方向延伸，密封组件包括左密封组件和右密封组件，左、右密封组件分别位于径向过渡通道的左右两侧。 [0022] 其中，密封组件包括石墨密封环和配对密封环，石墨密封环与壳体周向止转，配对密封环与转轴周向止转。密封组件的密封原理是通过石墨密封环和配对密封环轴向顶压实现在壳体和转轴相对转动时的密封，因为石墨表面光滑，在石墨密封环和配对密封环轴向顶压实现密封的同时两者分别随壳体和转轴转动而相对转动的阻力很小，并不影响旋转连接器的使用。 [0023] 以下结合附图对密封组件的结构做具体描述。 [0024] 以左密封组件为例，如图3-5所示，石墨密封环51包括轴向延伸的套体510，套体510的右端设有轴向凸环512，套体510的外周面设有径向凸环511。相应地，壳体1具有与石墨密封环51相适配的内周面，具体是指与径向凸环511的外周面径向向对的内周面、与径向凸环511的右端面轴向相对的环形挡沿以及与轴向凸环512的外周面径向相对的内周面。 [0025] 径向凸环511的外周面设有径向向外延伸的导向凸起53，壳体1在于径向凸环511的外周面径向相对的内周面上设有轴向延伸的导向凹槽10，在石墨密封环51安装在壳体1和转轴2之间时，导向凸起53位于导向凹槽10内并与导向凹槽10在轴向上导向滑动配合、在周向上止转配合。本实施例中，导向凹槽10选择设为U型槽，导向凸起53选择设为球头形，这样导向凸起53通过球头的顶部和两侧边缘分别与导向凹槽10的槽底和两侧槽壁之间点接触，极大的减小了石墨密封环51与壳体1导向滑动时所受的摩擦力。当然，导向凸起和导向凹槽通过点接触实现导向滑动的方式不仅限于将导向凹槽设于U型槽、将导向凸起设为球头形，也可以采用V型槽来代替U型槽，这样球头形导向凸起通过与V型槽的两侧槽壁相切的位置与V型槽点接触；或者选择将导向凹槽设为V型槽，相应地将导向凸起设为顶尖结构，顶尖的端部与V型槽的槽底点接触。在考虑到加工成本和制造难度的问题时，导向凸起和导向凹槽也可以不采用点接触的方式，例如采用面接触，将导向凸起直接设置为与U型导向凹槽适配的矩形结构，或者将导向凹槽设为与球头形导向凸起适配的弧形槽等导向凹槽与导向凸起形状适配的结构；同样地也可以采用线接触的形式，例如将导向凸起设为三角形结构，三角形凸起的顶角和两个底角分别与U型导向凹槽的槽底和两侧槽壁线接触。 [0026] 在石墨密封环51安装在壳体1和转轴2之间时，轴向凸环512的外周面还与壳体1的与轴向凸环512的外周面径向相对的内周面相贴合，轴向凸环512的外周面上还设有环槽，环槽中安装有密封圈52，通过密封圈52实现石墨密封环51与外壳1之间的密封。 [0027] 配对密封环41的结构如图3-5所示，包括环状本体，环状本体的内周面用于与转轴2的外周面贴合，环状本体的内周面上还设有环槽，环槽中安装有O型圈42，通过O型圈42保证环状本体和转轴2之间的密封。环状本体的内周面上还在环槽的一侧设有径向延伸的键槽40，键槽40用于供径向安装在转轴2上的键块43插入从而实现配对密封环41与转轴2的周向止转。 [0028] 径向凸环511的左端面设有轴向向左延伸的环台形转动密封部513，之所以称作转动密封部是因为在石墨密封环51和配对密封环41配合使用时，石墨密封环51是通过该环台的左端面与配对密封环41的右端面410顶推配合而实现在石墨密封环51与配对密封环41相对转动时的密封的。 [0029] 由于在石墨密封环51和配对密封环41相对转动时，转动密封部513与配对密封环41的右端面410之间发生剧烈的摩擦，会导致转动密封部513发生磨损，使用一段时间后转动密封部513的轴向长度减小，进而转动密封部513与配对密封环41的右端面410之间产生间隙，造成旋转连接器的泄露。因此，为了保证石墨密封环51的转动密封部513能够始终与配对密封环41的右端面410紧密接触保证密封，密封组件还包括用于提供给石墨密封环朝向配对密封环的弹性力的弹性件。 [0030] 本实施例中，弹性件为设于径向凸环511的右端面和壳体1的与径向凸环511的右端面轴向相对的环形挡沿之间的压簧6，这样通过压簧6就实现了上述目的，而在套体510上设置径向凸环511也正是为了便于弹性件对石墨密封环施力。当然，为了保证严密的密封效果，压簧最好有多个且绕轴向凸环512周向均匀布置。为了避免在壳体1和石墨密封环51同步转动的过程中压簧6轴向歪扭，壳体1的与径向凸环511的右端面轴向相对的环形挡沿上还设有供压簧6的右端伸入的压簧容纳槽。当然，在其他实施例中，弹性件可以采用拉簧，此时拉簧的一端需要连接在配对密封环41的左侧，另一端连接石墨密封环，但是这样会导致壳体的结构较为复杂。 [0031] 为了避免配对密封环41在收到石墨密封环51的轴向顶推时发生轴向移动，还需要设置用于对配对密封环41在背离石墨密封环51的方向上进行挡止的限位结构。本实施例中将安装在壳体1和转轴2之间的转动轴承12设于配对密封环41背离石墨密封环51的一侧，通过转动轴承12的端面对配对密封环41进行挡止，进一步简化了连接器的结构，装配时也比较方便。 [0032] 图6还提供了右密封组件的配合示意图，其与左密封组件的不同之处有以下两个方面。其一，右密封组件的石墨密封环51的安装方向与左密封组件的石墨密封环的安装方向左右相反，相应地，右密封组件的配对密封环41位于石墨密封环51的右侧，适配地，壳体1和转轴2上分别设有供右密封组件安装的安装结构；其二，右密封组件的配对密封环上开设的键槽40开口朝右，用于实现右密封组件的配对密封环和转轴之间止转的键块43左右延伸且右端插装在转轴上。 [0033] 以上仅仅针对本发明旋转连接器提供了一种相对具体的实施方式，在其他实施方式中，石墨密封环可以与转轴周向止转配合，配对密封环可以与壳体周向止转配合，即第一转动件为转轴，第二转动件为壳体。此时相应地，石墨密封环上的径向凸起相适应的设于套体的内周面上，导向凸起相适应的设于导向凸起的内周面，导向凹槽相应的设于转轴的外周面，转轴上还应当设置用于顶压压簧端部的挡沿，轴向凸环的内周面设置密封圈并与转轴的外周面密封配合，而配对密封环则通过键槽和键块的配合与壳体周向止转，并在外周面设置密封圈与壳体内周面密封配合。 [0034] 或者在其他实施方式中，以左密封组件的石墨密封环为例，石墨密封环的套体上不设置轴向凸环和径向凸环，导向凸起设于套体外周面的右端，壳体上在导向凹槽的右侧设置密封圈并与套体的外周面密封配合，此时弹性件采用连接在套体左端并对套体施加向左方向的弹性力的拉簧。 [0035] 或者在其他实施方式中，配对密封环的内周面可以为多边形内周面，转轴上用于安装配对密封环的外周面也为多边形面，通过配对密封环与转轴之间的型面配合实现配对密封环和转轴之间的止转；或者在其他实施方式中配对密封环可以与转轴一体设置，例如直接在转轴上设置径向凸起的凸台，凸台的端面与石墨密封环的转动密封部顶推配合，此时也就不再需要设置配对密封环和转轴之间的密封。 [0036] 本发明的旋转连接器结构简单，通过导向凹槽和导向凸起实现石墨密封环和壳体之间的周向止转、轴向导向，结构简单，装配方便，石墨密封圈的补偿移动阻力较小，能够保证良好的密封效果。 [0037] 本发明的石墨密封环的具体实施方式：其具体结构与上述旋转连接器的实施方式中的结构相同，此处不再赘述。 |
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