CN105465105B - 一种浮动机械密封高速旋转分配器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浮动机械密封高速旋转分配器，同轴安装在液压缸上，芯轴外同轴套装，该旋转套与芯轴之间安装有机械密封；旋转套外套有外壳，该外壳与旋转套之间安装有镜像对称的两个浮动机械密封组件，芯轴的油道与外壳的进油口通过浮动机械密封组件所制的浮动油道连通。本分配器在芯轴的旋转套与外壳的安装套之间安装了浮动机械密封组件，此机械密封通过芯轴套、外壳套及浮动套的配合，浮动套可有效实现油压的均衡流动，可以确保间隙量完全相等，间隙油压平衡，实现无摩擦静压油膜密封，完美解决了旋转套径向跳动、间隙内液压油压力不相等因而很难产生油膜密封的问题，避免了直接与非转动面接触、磨损、卡死的技术难题。
Description
技术领域
本发明属于冶金领域，涉及分配器，尤其是一种浮动机械密封高速旋转分配器。
背景技术
高速旋转分配器主要应用在冶金行业冷、热轧卷取机，与涨缩液压缸组合，其一般压力210bar，转速1000-2500rpm/min。高速旋转分配器依靠间隙密封，转动件与固定件之间的间隙不大于20微米，内径80-100毫米范围内，而深沟球轴承径向游隙在20微米，所以在工作过程中旋转套有径向跳动，使间隙内液压油压力不相等，很难产生油膜密封，甚至直接与非转动面接触，磨损，卡死。
通过公开专利文献的检索，尚未发现与本发明申请相关的公开专利文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可实现无接触转动的浮动机械密封高速旋转分配器。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种浮动机械密封高速旋转分配器，同轴安装在液压缸上，包括芯轴、旋转套、浮动机械密封组件、轴承、安装套、外壳及端盖，芯轴外同轴套装，该旋转套与芯轴之间安装有机械密封；旋转套外套有外壳，该外壳与旋转套之间安装有镜像对称的两个浮动机械密封组件，旋转套与外壳通过其间的轴承相对运动；在外壳上制有进油口及泄油孔，在芯轴内制有与液压缸连通的主油道，芯轴的油道与外壳的进油口通过浮动机械密封组件所制的浮动油道连通。
而且，所述浮动机械密封组件的结构是：该组件包括：与芯轴外套的旋转套密封连接且相互通过连接螺栓固定的芯轴左套、芯轴右套，与外壳内套的安装套密封连接且相互通过连接螺栓固定的外壳套、浮动套，芯轴左套与外壳套径向内外间隙相接且其右端面齐平，浮动套嵌装在芯轴右套内，且与芯轴右套留有浮动间隙，浮动油道轴向制在外壳套内，并在浮动套内形成锥状，再在芯轴左套轴向拐回并竖直向下连通主油道。
而且，所述芯轴左右套与外壳套、浮动套相对转动，其间的间隙为0.01mm；浮动套内所制的浮动油道的压力等于从外壳进油口供给的压力，推动外壳套及浮动套向右运动，由此介质进入浮动间隙，浮动间隙的环形面积等于2倍的浮动油道。
本发明的优点和积极效果是：
1、本分配器在芯轴的旋转套与外壳的安装套之间安装了浮动机械密封组件，此机械密封通过芯轴套、外壳套及浮动套的配合，浮动套可有效实现油压的均衡流动，可以确保间隙量完全相等，间隙油压平衡，实现无摩擦静压油膜密封，完美解决了旋转套径向跳动、间隙内液压油压力不相等因而很难产生油膜密封的问题，避免了直接与非转动面接触、磨损、卡死的技术难题，是一项创新性较高的技术产品。
2、本旋转分配器可以实现无接触转动，机械密封套在旋转套内的芯轴上，芯轴与旋转套之间的密封用的是复合材料旋转密封；当该机械旋转密封失效时，机械旋转密封与芯轴之间可以转动，复合材料旋转密封起保险作用，机械旋转密封与外壳之间的配合与密封也是通过复合材料旋转密封实现的，机械密封冷却后，继续工作。
附图说明
图1为本发明的结构剖视图；
图2为图1的A部结构放大示意图；
图3为图2的B部结构放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例做进一步详述；本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。
一种浮动机械密封高速旋转分配器，同轴安装在液压缸1上，包括芯轴2、旋转套6、浮动机械密封组件、轴承4、安装套7、外壳8及端盖9，芯轴外同轴套装，该旋转套与芯轴之间安装有密封件；旋转套外套有外壳，该外壳与旋转套之间安装有镜像对称的两个浮动机械密封组件，旋转套与外壳通过其间的轴承相对运动；在外壳上制有进油口5及泄油孔3，在芯轴内制有与液压缸连通的主油道10，芯轴的油道与外壳的进油口通过浮动机械密封组件所制的浮动油道13连通。
所述浮动机械密封组件的结构是：
该组件包括：与芯轴外套的旋转套密封连接且相互通过连接螺栓11固定的芯轴左套18、芯轴右套16，与外壳内套的安装套密封连接且相互通过连接螺栓12固定的外壳套14、浮动套15，芯轴左套与外壳套径向内外间隙相接且其右端面齐平，浮动套嵌装在芯轴右套内，且与芯轴右套留有浮动间隙17，浮动油道轴向制在外壳套内，并在浮动套内形成锥状，再在芯轴左套轴向拐回并竖直向下连通主油道。
本实施例中，浮动机械密封的工作原理是：
参见图3，芯轴左右套与外壳套、浮动套相对转动，其间的间隙大约为0.01mm；b腔的压力约等于从外壳进油口供给的压力，推动外壳套及浮动套向右运动，由此介质进入c腔，c腔浮动的环形面积约等于2倍b腔。当c腔压力为b腔压力二分之一时，将推动外壳套、浮动套向左运动。因此，介质压力自动将b腔压力平衡于外部供油压力的一半。流经间隙a与流径间隙d的流量是相等的，流径间隙a与流径间隙d的压差也是相等的；当满足Ld/La＝Rd/Ra时，在平衡点间隙a的大小与间隙d相等，即Ha＝Hd。此机械密封可以确保间隙量完全相等，间隙油压平衡，实现无摩擦静压油膜密封。；
本旋转分配器可以实现无接触转动，机械密封套在旋转套内的芯轴上，芯轴与旋转套之间的密封用的是复合材料旋转密封；当该机械旋转密封失效时，机械旋转密封与芯轴之间可以转动，复合材料旋转密封起保险作用，机械旋转密封与外壳之间的配合与密封也是通过复合材料旋转密封实现的，机械密封冷却后，继续工作。
Claims (2)
1.一种浮动机械密封高速旋转分配器，同轴安装在液压缸上，所述高速的转速1000-2500rpm/min，其特征在于：包括芯轴、旋转套、浮动机械密封组件、轴承、安装套、外壳及端盖，芯轴外同轴套装旋转套，该旋转套与芯轴之间安装有机械密封；旋转套外套有外壳，该外壳与旋转套之间安装有镜像对称的两个浮动机械密封组件，旋转套与外壳通过其间的轴承相对运动；在外壳上制有进油口及泄油孔，在芯轴内制有与液压缸连通的主油道，芯轴的油道与外壳的进油口通过浮动机械密封组件所制的浮动油道连通；
所述浮动机械密封组件包括：与芯轴外套的旋转套密封连接且相互通过连接螺栓固定的芯轴左套、芯轴右套，与外壳内套的安装套密封连接且相互通过连接螺栓固定的外壳套、浮动套，芯轴左套与外壳套径向内外间隙相接且芯轴左套的右端面与芯轴右套的左端面齐平，浮动套嵌装在芯轴右套内，且与芯轴右套留有浮动间隙，浮动油道轴向部分制在外壳套内，并在浮动套内形成锥状，再在芯轴左套轴向向左拐回并竖直向下连通主油道。
2.根据权利要求1所述的浮动机械密封高速旋转分配器，其特征在于：所述芯轴左套与外壳套、浮动套相对转动，芯轴右套与外壳套、浮动套相对转动，芯轴左套与芯轴右套之间、芯轴左套与外壳套之间、芯轴右套与浮动套之间及芯轴右套与外壳套之间的的间隙均为0.01mm；浮动套内所制的浮动油道的压力等于从外壳进油口供给的压力，推动外壳套及浮动套向右运动，由此介质进入浮动间隙，浮动间隙所在的浮动套的环形面积等于2倍的浮动油道所在的浮动套的面积。
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