CN107575579A - 一种周视光电观瞄设备的复合式旋转动密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于周视光电观瞄设备的复合式旋转动密封结构，属于机械密封领域。本旋转动密封结构主要固定体、旋转体及密封结构形式组成，固定体与旋转体之间沿径向由内向外依次采用端面动密封、径向动密封和迷宫密封；端面动密封通过垫圈3、第一压力密封环4和U型密封圈5实现；固定体与旋转体接触后，通过垫圈3和第一压力密封环4将U型密封圈5压紧，实现端面动密封；径向动密封和迷宫密封通过固定体与旋转体上的连续环状间隙实现，并且在环状间隙内填充毛毡油圈，增强迷宫密封8对雨水和灰尘等的防护效果。三者相互配合，使得本发明所述密封结构密封效果好、可靠性高、寿命长、加工简单。

Description

一种周视光电观瞄设备的复合式旋转动密封结构
技术领域
本发明属于机械领域的动密封技术，具体是一种复合式旋转动密封结构，用于实现高可靠、长寿命的旋转动密封。
背景技术
旋转动密封常见于周视光电观瞄设备等机电设备，其密封效果直接影响着设备的整体性能，是机电设计过程中所需要重点关注和解决的关键问题。
工程上经常用的旋转动密封形式主要有两类：一类是接触式密封，以挤压密封、成型密封件密封(由U型等唇形密封件和O型圈等挤压密封件构成)和油封为代表，第二类是非接触型密封形式，如磁流体密封及迷宫式密封等。如在专利文献“一种船载光电设备旋转动密封装置(CN 102022541A)”中采用迷宫密封的方式实现旋转动密封，在专利文献“一种旋转动密封结构(CN 103216622A)”中采用O型圈密封的方式实现旋转动密封，在文献“周视光电观瞄设备动密封的摩擦力矩分析”中采用U型密封圈、迷宫密封、磁流体密封等方式实现旋转动密封。对于接触式密封，由于采用机械式接触，此类密封带来的摩擦力矩比较大。而且为达到气密要求，一般要求与密封圈有相对旋转的接触面有较低的表面粗糙度，如Saint-Gobain公司的OmniSeal对有气密效果需求的旋转接触面，要求表面粗糙度为0.15～0.3Ra。而这对于金属表面加工工艺提出很高要求，甚至现有的工艺水平无法满足。对于迷宫密封，一般仅能做到防尘、防灰、防雨水，无法满足周视光电观瞄设备的气密要求。而磁流体密封对转轴偏心率有很高要求，且容易受到低温条件影响。故设计一种能够博采众长，且能克服各自缺点的复合型动密封结构，就具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合式旋转动密封结构。该密封结构有良好的气密性，且密封可靠，摩擦力矩小，磨损小，使用寿命长，加工方便，不仅可以应用于周视光电观瞄设备，也可应用于其他机电设备设计中。
本发明的技术方案为：
一种周视光电观瞄设备的复合式旋转动密封结构，其特征在于：旋转动密封由固定体、旋转体及密封结构形式组成，具体包括固定体1，旋转体2，垫圈3，第一压力密封环4，U型密封圈5，O型密封圈6，第二压力密封环7和迷宫密封8；固定体与旋转体之间沿径向由内向外依次采用端面动密封、径向动密封和迷宫密封；
所述端面动密封通过垫圈3、第一压力密封环4和U型密封圈5实现；固定体接触面上开有放置垫圈3的环状凹槽、旋转体接触面上开有放置U型密封圈5的环形沟槽；固定体与旋转体接触后，通过垫圈3和第一压力密封环4将U型密封圈5压紧，实现端面动密封；
所述径向动密封和迷宫密封通过固定体与旋转体上的连续环状间隙实现；
其中在固定体与旋转体径向最内侧环状间隙的接触面上分别开有放置O型密封圈6的环状凹槽和放置第二压力密封环7的环状凹槽；固定体与旋转体接触后，通过O型密封圈6和第二压力密封环7压紧，实现径向动密封；
其余环状间隙通过固定体与旋转体的折弯配合而成迷宫密封，并且在环状间隙内填充毛毡油圈。
进一步的优选方案，所述一种周视光电观瞄设备的复合式旋转动密封结构，其特征在于：在端面动密封处，垫圈3和第一压力密封环4通过胶粘和结构配合的方式实现固联；在径向动密封处，第二压力密封环7与旋转体2通过胶粘和结构配合的方式实现固联。
进一步的优选方案，所述一种周视光电观瞄设备的复合式旋转动密封结构，其特征在于：第一压力密封环4和第二压力密封环7由聚四氟乙烯制造而成。
有益效果
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果在于：
(1)带毛毡油圈的迷宫密封可以有效隔绝灰、尘、雨水等侵袭，防止灰尘等挤入O型圈密封和U型圈密封的旋转接触面造成O型圈和U型圈的磨损增大以及密封效果降低；
(2)压力密封环由低摩擦、耐磨、干薄层材料如聚四氟乙烯(PTEE)等聚合增强制造而成，且具有较低的表面粗糙度，能达到很好的气密效果，且有效降低磨损，减少摩擦力矩，延长使用寿命；
(3)U型圈密封和O型圈密封相互冗余备份，达到较好的水密、气密效果。
附图说明
图1是为本发明旋转动密封结构一种实施例的整体结构半剖面示意图；
图2是U型圈密封和O型圈密封的局部放大示意图；
图3、图4是垫圈3和压力密封环4的固联结构示意图：正等侧图和仰视图。
具体实施方式
下面给出实施例及其附图，详细介绍本发明所述技术方案的具体实施方式和过程。但本申请的权利要求保护范围不限于下述的实施例描述。
本发明所述的复合式旋转动密封结构(简称密封结构)，包括固定体1，旋转体2，垫圈3，第一压力密封环4，U型密封圈5，O型密封圈6，第二压力密封环7，迷宫密封8。固定体与旋转体之间沿径向由内向外依次采用端面动密封、径向动密封和迷宫密封，
所述端面动密封通过垫圈3、第一压力密封环4和U型密封圈5实现；固定体接触面上开有放置垫圈3的环状凹槽、旋转体接触面上开有放置U型密封圈5的环形沟槽21；固定体与旋转体接触后，通过垫圈3和第一压力密封环4将U型密封圈5压紧，实现端面动密封。
所述径向动密封和迷宫密封通过固定体与旋转体上的连续环状间隙实现；
其中在固定体与旋转体径向最内侧环状间隙的接触面上分别开有放置O型密封圈6的环状凹槽11和放置第二压力密封环7的环状凹槽22；固定体与旋转体接触后，通过O型密封圈6和第二压力密封环7压紧，实现径向动密封。
其余环状间隙通过固定体与旋转体的折弯配合而成迷宫密封，并且在环状间隙81内填充毛毡油圈，以增强迷宫密封8对雨水和灰尘等的防护效果。
带毛毡油圈的迷宫密封可以有效隔绝灰、尘、雨水等侵袭，防止灰尘等挤入O型圈密封和U型圈密封的旋转接触面，增大O型圈和U型圈的磨损，降低密封效果；U型圈密封和O型圈密封相互冗余备份，达到较好的水密、气密效果。三者相互配合，就使得本发明所述密封结构可靠性高、寿命长。在某些情况下，也可以选用U型圈密封和迷宫密封组合以及O型圈密封和迷宫密封组合。
在U型密封处，第一压力密封环4与垫圈3(金属材质，其结构特点以及目前的加工工艺导致其与U型圈接触面表面粗糙度达不到设计要求，所以之间增加了压力密封环4，其材料为聚四氟乙烯，其与U型圈接触面能够满足表面粗糙度要求)固联，如通过胶粘和结构配合的方式实现，其配合效果如图3、4所示。在O型密封处，第二压力密封环7与旋转体2固联，同样可以通过胶粘和结构配合的方式实现。
本发明所述密封结构的进一步特征在于第一压力密封环4由低摩擦、耐磨、干薄层材料如聚四氟乙烯(PTEE)等聚合增强制造而成，其较低的表面粗糙度，能够满足U型密封圈达到气密效果的要求，且有效降低磨损，减少摩擦力矩，延长使用寿命，并降低对垫圈3的加工要求和加工成本。
本发明未述及之处适用于现有技术。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，熟悉此项技术的人士可以单独或同时使用本发明的思路和方法，也可以将其应用于其他多种用途而非局限于周视光电观瞄设备。

Claims (3)

1.一种周视光电观瞄设备的复合式旋转动密封结构，其特征在于：旋转动密封由固定体、旋转体及密封结构形式组成，具体包括固定体1，旋转体2，垫圈3，第一压力密封环4，U型密封圈5，O型密封圈6，第二压力密封环7和迷宫密封8；固定体与旋转体之间沿径向由内向外依次采用端面动密封、径向动密封和迷宫密封；
所述端面动密封通过垫圈3、第一压力密封环4和U型密封圈5实现；固定体接触面上开有放置垫圈3的环状凹槽、旋转体接触面上开有放置U型密封圈5的环形沟槽；固定体与旋转体接触后，通过垫圈3和第一压力密封环4将U型密封圈5压紧，实现端面动密封；
所述径向动密封和迷宫密封通过固定体与旋转体上的连续环状间隙实现；
其中在固定体与旋转体径向最内侧环状间隙的接触面上分别开有放置O型密封圈6的环状凹槽和放置第二压力密封环7的环状凹槽；固定体与旋转体接触后，通过O型密封圈6和第二压力密封环7压紧，实现径向动密封；
其余环状间隙通过固定体与旋转体的折弯配合而成迷宫密封，并且在环状间隙内填充毛毡油圈。
2.根据权利要求1所述一种周视光电观瞄设备的复合式旋转动密封结构，其特征在于：在端面动密封处，垫圈3和第一压力密封环4通过胶粘和结构配合的方式实现固联；在径向动密封处，第二压力密封环7与旋转体2通过胶粘和结构配合的方式实现固联。
3.根据权利要求2所述一种周视光电观瞄设备的复合式旋转动密封结构，其特征在于：第一压力密封环4和第二压力密封环7由聚四氟乙烯制造而成。
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