CN105156686A - 充气式主轴密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充气式主轴密封结构，包括固定架、电机、密封套、密封座、密封盖、弹性密封圈、密封圈压板、倒钩式接头、工艺腔体、负载。本发明充气式主轴密封结构，通过向密封座内充入洁净气体，从而将洁净气体引入到密封套周围，以使密封套周围的内外气压处于动态平衡状态，完成充气式密封，进而使工艺腔体内部与外环境隔绝，避免了污染；且所充入的气体为洁净的工艺气体，不会对工艺腔体内的微环境造成污染。
Description
技术领域
本发明涉及充气式主轴密封结构。
背景技术
随着机器人制造工艺设备的发展，对机器人各个部件制造工艺要求也越来越高。因此，为了使电机能够顺畅的运转，需要电机主轴与对应腔室的开口处为间隙配合，为避免污染，此部分间隙配合需要密封处理，传统的密封处理方法如接触式密封会使得电机轴与之产生摩擦，而涂润滑油密封会引入微小颗粒的污染，这都是不可取的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充气式主轴密封结构，通过向密封座内充入洁净气体，从而将洁净气体引入到密封套周围，以使密封套周围的内外气压处于动态平衡状态，完成充气式密封，进而使工艺腔体内部与外环境隔绝，避免了污染；且所充入的气体为洁净的工艺气体，不会对工艺腔体内的微环境造成污染。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种充气式主轴密封结构，包括固定架、电机、密封套、密封座、密封盖、弹性密封圈、密封圈压板、倒钩式接头、工艺腔体、负载；
所述负载设于工艺腔体内部；所述固定架设于工艺腔体外部；所述电机固定于固定架上；所述工艺腔体设有开口，所述电机主轴贯穿该开口；所述负载与电机主轴固定，并与电机主轴同步转动；
所述密封套整体为中空圆柱状；所述密封套装于电机主轴上，并与电机主轴同步转动；
所述密封座、密封盖整体为中空圆盘状；所述密封座、密封盖套装于密封套外周；所述密封座固定于固定架上；所述密封盖固定于密封座上，且位于工艺腔体的开口处；
所述弹性密封圈的外边沿通过密封圈压板固定于工艺腔体的外壁；所述弹性密封圈的内边沿包覆于密封盖的外周壁；所述弹性密封圈使工艺腔体处于局部密封状态；
所述密封座与密封盖间设有密闭腔；所述密封座外周壁设有与密闭腔贯通的外通孔；该外通孔在密封座外周壁的开口处设有倒钩式接头；所述倒钩式接头用于外接输气管，所述外接输气管用于向外通孔内输入外部洁净气体；所述密封座内周壁设有若干与密闭腔贯通的内通孔；
所述密封套的外周壁，沿密封套轴向由工艺腔体内侧至工艺腔体外侧依次设有：环形外螺纹区，环形洁净气体密封区，以及环形外部气流漩涡区；所述密封套外周壁，在环形外螺纹区设置外螺纹，在环形洁净气体密封区设置环形密封区凹槽，在环形外部气流漩涡区设置多个环形漩涡区凹槽；
所述密封座、密封盖分别与密封套间隙配合；所述密封盖的内周壁位于密封套的环形外螺纹区；所述密封座的内周壁跨域密封套的环形洁净气体密封区，且部分位于环形外部气流漩涡区。
优选的，所述密封座内周壁设有环形分流凹槽，所述密封座内周壁上各内通孔都位于该环形分流凹槽内，该环形分流凹槽位于上述环形外螺纹区、环形洁净气体密封区之间。
优选的，所述倒钩式接头设有中心通孔。
优选的，所述电机主轴端部开有用于固定负载的内部台阶孔及螺纹孔。
优选的，所述电机主轴与负载通过螺钉连接。
优选的，所述密封座、密封盖螺纹连接。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种充气式主轴密封结构，通过向密封座内充入洁净气体，从而将洁净气体引入到密封套周围，以使密封套周围的内外气压处于动态平衡状态，完成充气式密封，进而使工艺腔体内部与外环境隔绝，避免了污染；且所充入的气体为洁净的工艺气体，不会对工艺腔体内的微环境造成污染。
附图说明
图1是本发明充气式主轴密封结构的示意图；
图2是外部洁净气体气流流通的示意图；
图3是外部洁净气体气流对工艺腔体密封效果的示意图；
图4是外部洁净气体气流对不洁净外部气流的密封效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体实施的技术方案是：
如图1至图4所示，一种充气式主轴密封结构，包括固定架2、电机1、密封套3、密封座4、密封盖5、弹性密封圈6、密封圈压板7、倒钩式接头8、工艺腔体11、负载10；
所述负载10设于工艺腔体11内部；所述固定架2设于工艺腔体11外部；所述电机1固定于固定架2上；所述工艺腔体11设有开口，所述电机1主轴贯穿该开口；所述负载10与电机1主轴固定，并与电机1主轴同步转动；
所述密封套3整体为中空圆柱状；所述密封套3装于电机1主轴上，并与电机1主轴同步转动；
所述密封座4、密封盖5整体为中空圆盘状；所述密封座4、密封盖5套装于密封套3外周；所述密封座4固定于固定架2上；所述密封盖5固定于密封座4上，且位于工艺腔体11的开口处；
所述弹性密封圈6的外边沿通过密封圈压板7固定于工艺腔体11的外壁；所述弹性密封圈6的内边沿包覆于密封盖5的外周壁；所述弹性密封圈6使工艺腔体11处于局部密封状态；
所述密封座4与密封盖5间设有密闭腔B；所述密封座4外周壁设有与密闭腔B贯通的外通孔401、402；该外通孔401在密封座4外周壁的开口处设有倒钩式接头8；所述倒钩式接头8用于外接输气管，所述外接输气管用于向外通孔401、402内输入外部洁净气体A；所述密封座4内周壁设有若干与密闭腔B贯通的内通孔403；
所述密封套3的外周壁，沿密封套3轴向由工艺腔体11内侧至工艺腔体11外侧依次设有：环形外螺纹区，环形洁净气体密封区，以及环形外部气流E漩涡区；所述密封套3外周壁，在环形外螺纹区设置外螺纹301，在环形洁净气体密封区设置环形密封区凹槽，在环形外部气流E漩涡区设置多个环形漩涡区凹槽302；
所述密封座4、密封盖5分别与密封套3间隙配合；所述密封盖5的内周壁位于密封套3的环形外螺纹区；所述密封座4的内周壁跨域密封套3的环形洁净气体密封区，且部分位于环形外部气流E漩涡区。
所述密封座4内周壁设有环形分流凹槽C，所述密封座4内周壁上各内通孔403都位于该环形分流凹槽C内，该环形分流凹槽C位于上述环形外螺纹区、环形洁净气体密封区之间。
所述倒钩式接头8设有中心通孔801。
所述电机1主轴端部开有用于固定负载10的内部台阶孔及螺纹孔。
所述电机1主轴与负载10通过螺钉9连接。
所述密封座4、密封盖5螺纹连接。
工作时，倒钩式接头8外接输气管，外部洁净气体A经倒钩式接头8的中心通孔801接入，依次经过密封座4的外通孔401、402、密闭腔B、密封座4的内通孔403进入环形分流凹槽C。外部洁净气体A在环形分流凹槽C产生分流，一侧气流A1流向密封套3的环形外螺纹区，另一侧气流A2流向密封套3的环形洁净气体密封区。
工艺腔体11内充有内部洁净气体，且保持正压，内部洁净气体有向外泄露的趋势，该部分气体会受到密封套3外螺纹301离心力的作用，该作用力会驱使内部洁净气体向工艺腔体11内部回流。
与此同时，进入密封套3环形外螺纹区的气流A1同样会受到密封套3外螺纹301离心力的作用。在该作用力下，气流A1会与内部洁净气体形成交汇，由于外部洁净气体A的压力可调节，故在实际工作时，通过调节外部洁净气体A的压力来达到气流A1和内部洁净气体的压力相平衡。
不洁净的外部气流E渗入密封套3与密封座4的间隙区域，外部气流E通过间隙区域的狭小空间后会进入环形漩涡区凹槽302，按照伯努利原理，当外部气流E在通过间隙区域的环形窄缝后进入环形漩涡区凹槽302，外部气流E会在环形漩涡区凹槽302的环形腔中突然膨胀，产生漩涡，压力下降并能量消耗，故经过多个环形漩涡区凹槽302的作用，外部气流E的能量会明显衰减，而此时气流A2已经充满环形密封区凹槽，由于气流A2的反作用力，可以很好的保证外部气流E不会进入环形洁净气体密封区，很好的实现了对的工艺腔体11作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.充气式主轴密封结构，其特征在于，包括固定架、电机、密封套、密封座、密封盖、弹性密封圈、密封圈压板、倒钩式接头、工艺腔体、负载；
所述负载设于工艺腔体内部；所述固定架设于工艺腔体外部；所述电机固定于固定架上；所述工艺腔体设有开口，所述电机主轴贯穿该开口；所述负载与电机主轴固定，并与电机主轴同步转动；
所述密封套整体为中空圆柱状；所述密封套装于电机主轴上，并与电机主轴同步转动；
所述密封座、密封盖整体为中空圆盘状；所述密封座、密封盖套装于密封套外周；所述密封座固定于固定架上；所述密封盖固定于密封座上，且位于工艺腔体的开口处；
所述弹性密封圈的外边沿通过密封圈压板固定于工艺腔体的外壁；所述弹性密封圈的内边沿包覆于密封盖的外周壁；所述弹性密封圈使工艺腔体处于局部密封状态；
所述密封座与密封盖间设有密闭腔；所述密封座外周壁设有与密闭腔贯通的外通孔；该外通孔在密封座外周壁的开口处设有倒钩式接头；所述倒钩式接头用于外接输气管，所述外接输气管用于向外通孔内输入外部洁净气体；所述密封座内周壁设有若干与密闭腔贯通的内通孔；
所述密封套的外周壁，沿密封套轴向由工艺腔体内侧至工艺腔体外侧依次设有：环形外螺纹区，环形洁净气体密封区，以及环形外部气流漩涡区；所述密封套外周壁，在环形外螺纹区设置外螺纹，在环形洁净气体密封区设置环形密封区凹槽，在环形外部气流漩涡区设置多个环形漩涡区凹槽；
所述密封座、密封盖分别与密封套间隙配合；所述密封盖的内周壁位于密封套的环形外螺纹区；所述密封座的内周壁跨域密封套的环形洁净气体密封区，且部分位于环形外部气流漩涡区。
2.根据权利要求1所述的充气式主轴密封结构，其特征在于，所述密封座内周壁设有环形分流凹槽，所述密封座内周壁上各内通孔都位于该环形分流凹槽内，该环形分流凹槽位于上述环形外螺纹区、环形洁净气体密封区之间。
3.根据权利要求2所述的充气式主轴密封结构，其特征在于，所述倒钩式接头设有中心通孔。
4.根据权利要求3所述的充气式主轴密封结构，其特征在于，所述电机主轴端部开有用于固定负载的内部台阶孔及螺纹孔。
5.根据权利要求4所述的充气式主轴密封结构，其特征在于，所述电机主轴与负载通过螺钉连接。
6.根据权利要求5所述的充气式主轴密封结构，其特征在于，所述密封座、密封盖螺纹连接。
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