CN103438308A - 一种流体输送用双向全密封旋转接头 - Google Patents

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涂华明
韩燕喜
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Abstract

一种流体输送用双向全密封旋转接头，包括旋转轴、壳体、散装滚珠、主密封、压环、辅助密封、紧定螺钉，旋转轴外圆周面设有沟槽，沟槽装有辅助密封，旋转轴与壳体同心安装，壳体与旋转轴之间设有滚道，滚道装有滚珠，滚珠可以通过壳体滚道设置的螺纹孔和紧定螺钉装卸；在旋转轴上部端面设有压环，在压环和旋转轴上部端面之间设有主密封，主密封采用压环压紧；压环与壳体之间端面设有沟槽，沟槽装有辅助密封。因此，本发明的旋转接头具有结构紧凑、密封性能好、使用寿命长、无需润滑、旋转灵活等特点。

Description

一种流体输送用双向全密封旋转接头
技术领域
本发明涉及一种流体输送用旋转接头，尤其适用于一些对流体质量要求极为严格的输送环境，如航空燃油输送。 
背景技术
旋转接头是许多流体输送设备中的关键部件，其主要作用是将流体输送管道与旋转、往复运动或按一定角度摆动的设备相连，在保证设备与管道运转的同时，还可以实现流体连续不断的输送。 
目前，市场上使用的旋转接头种类繁多。通常，在组成上主要包括旋转轴、壳体、密封件以及散装滚珠等；在材质选用上，旋转轴与壳体通常采用铝合金或铸钢，滚珠采用钢珠；在密封件选择上，通常采用O形橡胶密封圈或填料密封。其特点是结构简单，价格低廉，主要用于一些对流体质量要求不严格的输送环境。其不足主要体现在：一是由于铝合金或铸钢材质强度及硬度不足，长期运转后壳体与旋转轴的接触面以及滚珠与滚道容易出现磨损，造成旋转接头松动，密封效果变差；二是由于O形密封圈或填料是依靠密封体自身的过盈量实现密封效果，过盈量越大，密封效果越好，但灵活性越差，长期使用后密封件发生磨损，过盈量不断减少直至出现间隙，其后果是旋转接头失去密封效果；三是现有旋转接头需要定期注入润滑脂润滑，造成维护保养不便；同时，对于一些对流体质量要求极为严格的输送环境（如航空燃油输送），润滑脂可能随燃油进入飞机燃油系统，造成燃油污染甚至油路堵塞。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑、密封性能好、使用寿命长、无需润滑、旋转灵活的双向全密封旋转接头，从而解决现有旋转接头存在的不足。 
为了实现上述目的，本发明的双向全密封旋转接头，包括旋转轴、壳体、压环、主密封、辅助密封、散装滚珠、紧定螺钉，在旋转轴上部端面设有压环，在压环和旋转轴上部端面之间设有主密封，旋转轴外圆周面沟槽及壳体端面沟槽均设有辅助密封，通过压环可以调节主密封的压紧程度。 
优选，旋转轴同心安装于壳体内，壳体与旋转轴之间设有滚道，滚道装有滚珠；主密封采用压环压紧；压环与壳体之间端面设有沟槽，沟槽装有O形密封圈。 
本发明的双向全密封旋转接头中的主密封优选为不锈钢圈支撑V形密封体，主密封在流体内部压力作用下扩张与旋转轴、壳体及压环之间形成良好密封；一旦密封体出现磨损，不锈钢圈支撑自动张开补偿密封体磨损，从而保持旋转接头良好密封。主密封的材质为高分子（基）自润滑材料，例如：聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、超高分子量聚乙烯以及聚对羟基苯甲酸酯，优选聚四氟乙烯，这样可以大幅降低主密封与密封面之间摩擦，减少密封体磨损。辅助密封优选为多条O形密封圈，安装在旋转轴及压环沟槽中，其作用是：一旦主密封失效，辅助密封可以切断流体泄漏通道，防止流体向外泄漏；同时，辅助密封还可以防止外部杂物进入旋转接头内部，造成流体污染以及滚珠和密封件磨损。 
本发明的双向全密封旋转接头设有压环，压环与壳体优选采用螺纹连接，通过改变压环旋入壳体的螺纹数，可以调节主密封压紧程度。当主密封磨损严重且不锈钢圈支撑不足以弥补时，通过调节压环，可以实现在不更换主密封的情况下保持良好密封，提高旋转接头的使用寿命。 
本发明的双向全密封旋转接头，其壳体、旋转轴与压环采用不锈钢材质，优选316或304不锈钢材质，滚珠为陶瓷滚珠；滚道经过硬化处理，密封面采用抛光处理，可以提高滚道耐磨性，降低密封件与密封面之间的摩擦力，从而提高旋转接头在无润滑油脂条件下的旋转灵活性、密封性及使用寿命。 
附图说明
图1是双向全密封旋转接头的轴向剖面图。 
图2是主密封轴向剖面图。 
图3是双向全密封旋转接头的实际应用图。 
具体实施方式
本发明所使用的术语“双向”，表明流体可以通过旋转接头任意一端流入，另一端流出，且不会影响旋转接头的使用效果。 
本发明所使用的术语“全密封”，表明旋转接头采用主密封加辅助密封的这种多重密封形式，不仅可以防止内部流体泄漏，还可以防止外部杂物进入流体内部。 
一种双向全密封旋转接头，包括旋转轴1、壳体2、散装滚珠3、主密封4、压环5、辅助密封61和62、紧定螺钉7等。其中，旋转轴1外圆周面设有沟槽，沟槽装有辅助密封61，旋转轴1同心安装于壳体2内部，壳体2与旋转轴1之间设有滚道，滚道装有滚珠3；旋转轴1上部端面设有压环5，压环5与旋转轴1上部端面之间设有主密封4，同时主密封4也在旋转轴1上部端面与壳体2内圆周面之间，主密封4采用压环5压紧；压环5与壳体2之间端面设有沟槽，沟槽装有辅助密封62。 
本发明的旋转接头采用多重密封，主密封4为V形密封体41，内部为不锈钢圈支撑42，密封体采用具有自润滑功能的聚四氟乙烯材质，主密封4压紧程度可以通过压环5调节；辅助密封为多条O形密封圈，可以防止内部流体向外泄漏，同时还可以防止外部杂物进入旋转接头内部。 
本发明的旋转接头在材质与加工工艺上，旋转轴1、壳体2和压环5采用316或304不锈钢材质，滚珠3采用陶瓷滚珠，滚道经过硬化处理至表面硬度不低于30HRC；旋转轴1、壳体2及压环5的密封接触面均经过抛光处理，表面粗糙度不大于0.4μm，可以降低滚珠、滚道及密封件磨损，提高旋转接头的密封性、灵活性以及使用寿命。 
室内模拟试验结果表明，采用上述的双向全密封旋转接头，其使用寿命可达10万次以上，旋转扭矩不大于20N·m。 

Claims (4)

1.一种流体输送用双向全密封旋转接头，包括旋转轴、壳体、压环、主密封、辅助密封、散装滚珠、紧定螺钉，其特征在于：在旋转轴上部端面设有压环，在压环和旋转轴上部端面之间设有主密封，旋转轴外圆周面沟槽及壳体端面沟槽均设有辅助密封，通过压环可以调节主密封的压紧程度。 
2.根据权利要求1所述的双向全密封旋转接头，其特征在于：主密封为不锈钢圈支撑V形密封体，密封体采用具有自润滑功能的聚四氟乙烯材质，辅助密封为多条O形密封圈，O形密封圈放置在旋转轴及压环沟槽中。 
3.根据权利要求1所述的双向全密封旋转接头，其特征在于：压环与壳体采用螺纹连接，通过改变压环旋入壳体的螺纹数，可以调节主密封压紧程度。 
4.根据权利要求1所述的双向全密封旋转接头，其特征在于：旋转轴、壳体和压环采用316或304不锈钢材质，滚珠采用陶瓷材质，滚道经过硬化处理并抛光，密封面经过抛光处理。 
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