CN108591464B - 一种气体绝缘开关柜用密封结构 - Google Patents

Abstract

一种气体绝缘开关柜用密封结构，包括底座，所述的底座固定安装于工作台上所述的底座内设置有内驱动轴和外驱动轴，所述的内驱动轴和外驱动轴配合卡接，所述的内驱动轴和外驱动轴的卡接处外部包裹内锥式螺旋密封圈，所述的内锥式螺旋密封圈内设置内张紧装置，所述的内驱动轴和外驱动轴之间设置有压缩弹簧。本发明具有以下有益效果：安装方便，密封效果大大提高，而且密封面磨损后能够自动补偿。

Description

一种气体绝缘开关柜用密封结构

技术领域

本发明属于开关柜密封结构领域，具体涉及一种气体绝缘开关柜用密封结构。

背景技术

对气体绝缘开关柜而言，其核心是运行安全性、可靠性。完全依靠密封在气室里的绝缘气体介质和绝缘压力实现的。因此在气体绝缘开关柜领域密封尤为重要，客户对密封的要求30年无泄漏，因为一旦发生泄漏，导致气室内部压力降低，从而绝缘性能大幅降低，直接威胁运行可靠，严重产生爆炸危及人员安全。

因绝缘性能下降导致的开关爆炸、烧毁案例比比皆是，每年因其造成的经济损失很大。

密封的作用除了上述的防止气体绝缘介质的泄漏，以保障绝缘可靠性外，还有以下几点作用：

①隔绝外部水分浸入充气隔室内部而降低设备的绝缘性能，提高设备的运行可靠性和运行寿命；

②控制具有温室效应的SF6气体外泄，以保护环境，提升产品的环保性；

③气体绝缘开关柜在运行后，会产生二氧化硫、氟化氢、硫化氢、一氧化碳等等危及人员健康的物质，外泄后将产生不利影响；

④绝缘介质泄漏，售后服务维护成本较高。

现有技术方案共两种：静密封、动密封，静密封一般采用耐高低温性好、永久压缩变形小的O形密封圈作为密封件，动密封目前有两种形式：1.两组或以上骨架油封密封；2.磁流体密封，现有结构采用骨架油封：采用单唇边密封，密封可靠性差，安装过程中需要穿过卡簧沟槽、或者螺纹面时，在传动轴表面拖拉，造成唇边的划伤，安装不当油封呈蝶状变形，损坏密封面，存在唇边翻转导致径向弹簧松脱，都会影响密封效果。

2、因装配复杂和要求高导致的泄漏风险大，同时装配复杂导致工件报废率高，成本上升。

3、散装零件，在需要一个一个安装，装配效率低。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种气体绝缘开关柜用密封结构，解决现有的骨架密封采用单唇边密封，密封可靠性差，安装过程中需要穿过卡簧沟槽、或者螺纹面时，在传动轴表面拖拉，造成唇边的划伤，安装不当油封呈蝶状变形，损坏密封面，存在唇边翻转导致径向弹簧松脱，影响密封效果的问题。

本发明通过以下技术方案实现。

一种气体绝缘开关柜用密封结构，包括底座，所述的底座固定安装于工作台上，所述的底座内设置有内驱动轴和外驱动轴，所述的内驱动轴和外驱动轴配合卡接，所述的内驱动轴和外驱动轴的卡接处外部包裹内锥式螺旋密封圈，所述的内锥式螺旋密封圈内设置内张紧装置，所述的内驱动轴和外驱动轴之间设置有压缩弹簧，所述的内锥式螺旋密封圈包括密封圈主体，所述的密封圈主体上设置密封螺旋唇线，所述的密封圈主体内设置有L形骨架，所述的L形骨架上设置有多个卡钩，所述的密封螺旋唇线与轴线的夹角范围为50度到70度之间，所述的内张紧装置包括内层的橡胶层以及两侧的张紧保持环，所述的张紧保持环与橡胶层通过胶水黏合，所述的张紧保持环上开设有多个条形孔，所述的条形孔内塞入卡钩，使得内锥式螺旋密封圈与内张紧装置相互连接。本申请中密封螺旋唇线与轴线的夹角范围为60度。

作为优选，所述的底座上设置有安装槽，所述的安装槽内设置润滑隔圈。

作为优选，所述的底座的一侧还设置有端盖，所述的端盖通过紧固螺钉与底座固定连接。

作为优选，所述的端盖与底座之间设置润滑隔圈。

作为优选，所述的端盖与底座之间的润滑隔圈的一侧还设置调隙垫片。

作为优选，所述的密封圈主体的外侧曲面还设置有多个凹凸齿。

作为优选，所述的密封螺旋唇线上的螺距范围为0.4到0.8毫米，包含0.4毫米、0.8毫米。本申请中的螺距范围为0.6毫米。

作为优选，所述的密封螺旋唇线为右旋线。

与现有技术相比：安装方便，密封效果大大提高，而且密封面磨损后能够自动补偿。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的爆炸图。

图3为本发明的内锥式螺旋密封圈的结构示意图。

图4为本发明的L形骨架的结构示意图。

图5为本发明的密封螺旋唇线与轴线的夹角示意图。

图6为本发明的内张紧装置的结构示意图。

图7为本发明的内张紧装置爆炸图。

图8为本发明的内锥式螺旋密封圈与内张紧装置装配时的示意图。

图9为本发明的内锥式螺旋密封圈与内张紧装置装配后的示意图。

图10为本发明密封面磨损补偿的结构示意图。

具体实施方式

一种气体绝缘开关柜用密封结构，包括底座6，所述的底座6固定安装于工作台上，所述的底座6内设置有内驱动轴4和外驱动轴5，所述的内驱动轴4和外驱动轴5配合卡接，所述的内驱动轴4和外驱动轴5的卡接处外部包裹内锥式螺旋密封圈3，所述的内锥式螺旋密封圈3内设置内张紧装置2，所述的内驱动轴4和外驱动轴5之间设置有压缩弹簧9，所述的内锥式螺旋密封圈3包括密封圈主体，所述的密封圈主体上设置密封螺旋唇线，所述的密封圈主体内设置有L形骨架31，所述的L形骨架31上设置有多个卡钩32，所述的密封螺旋唇线与轴线的夹角范围为50度到70度之间，所述的内张紧装置2包括内层的橡胶层21以及两侧的张紧保持环22，所述的张紧保持环22与橡胶层21通过胶水黏合，所述的张紧保持环22上开设有多个条形孔，所述的条形孔内塞入卡钩32，使得内锥式螺旋密封圈3与内张紧装置2相互连接，所述的底座6上设置有安装槽，所述的安装槽内设置润滑隔圈8，所述的底座6的一侧还设置有端盖7，所述的端盖7通过紧固螺钉1与底座6固定连接，所述的端盖7与底座6之间设置润滑隔圈8，所述的端盖7与底座6之间的润滑隔圈8的一侧还设置调隙垫片，所述的密封圈主体的外侧曲面还设置有多个凹凸齿，所述的密封螺旋唇线上的螺距范围为0.4到0.8毫米，包含0.4毫米、 0.8毫米，所述的密封螺旋唇线为右旋线。

一种气体绝缘开关柜用密封结构的装配方法，包括以下步骤，

步骤1制作内张紧装置2，步骤1中，将张紧保持环22加热至80~100摄氏度，在保温箱保温10分种，橡胶层21表面均匀涂抹速粘胶，张紧保持环22与橡胶层21粘合在一起，形成内张紧装置2，把内张紧装置2与内锥式螺旋密封圈3连接，将润滑隔圈8装入底座6的安装槽中；

步骤2把内驱动轴4放入底座6中，与润滑隔圈8对接，保证同心；

步骤3把压缩弹簧9装入内驱动轴4的六角孔中；

步骤4在内锥式螺旋密封圈3的锥面处涂抹硅橡胶润滑脂，安装在底座6内；

步骤5将外驱动轴5的六角连接轴插入内驱动轴4的六角孔中，进行对接，同时将驱动轴5与内驱动轴4的外锥面与内锥式螺旋密封圈3的锥面贴合在一起；

步骤6在外驱动轴5上安装润滑隔圈8；

步骤7通过紧固螺钉1把端盖7与底座6密封；

底座：材质黄铜，作用结构主体框架，用于安装核心元件的基座；

端盖：材质黄铜，将主要结构密封于基座之内，起保护作用；

內锥式螺旋密封圈： 材质EPDM，核心密封元件；

润滑隔圈：材质特氟龙，在内、外驱动轴与底座、端盖间起隔离、降低摩擦阻力和导向保持作用 ；

内、外驱动轴：材质不锈钢，六角形结构连接气室与外部操动机构，机械能做功；

螺钉：材质不锈钢，将端盖固定在底座上；

压缩弹簧：内驱动轴与外驱动轴的弹性连接；

内外驱动轴顺时针旋转做功，润滑隔圈8在内、外驱动轴外锥面与底座、端盖间起隔离、降低摩擦阻力和导向保持作用。本申请内部气体压力设计为0.04Mpa（相对压力），由于内外存在压力差，气体分子产生逃逸泄漏，气体分子会沿着内驱动轴沿配合缝隙面外溢，此时核心元件新型骨架內锥式螺旋密封圈及螺旋唇线间的硅橡胶润滑脂组合起到作用；

內锥式螺旋密封圈顶部设计的凹凸齿发挥密封作用，由于安装是采用过盈配合，使得內锥式螺旋密封圈紧密贴合，由于设计的齿与齿之间形成一系列截流间隙与压缩膨胀空腔，气体分子在通过曲折凹凸的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。

由于采用锥形设计，气体突破呈V字螺旋唇线，在多层唇线的阻力截流防止泄漏；

内、外驱动轴在旋转过程中，会带动螺旋唇线间的硅橡胶润滑脂，顺时针旋转时带动向中心集聚；逆时针转动时，向外锥形口倒流，抵抗气体外溢压力。由于锥面的摩擦面大，硅橡胶润滑脂不仅起到辅助密封还有润滑降低摩擦阻力的作用。

密封面磨损补偿动作原理：

在外驱动轴的润滑隔圈的一侧位置增加调隙垫片111（如图10），使得间隙尺寸A减小，在内外驱动轴外锥面轴沿配合缝隙面作用下使得锥面贴紧密封圈，同时可变密封组件中的橡胶挤压变形，产生反作用力f，进一步将密封圈内锥面贴合驱动轴。

调隙垫片作用下，间隙尺寸A减小，压缩弹簧产生力f1，将外驱动轴压紧在端盖上，放置产生间隙。

本申请能够安装方便，而且密封效果很好，即使使用年限久了，也能够自动补偿。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种气体绝缘开关柜用密封结构，包括底座（6），所述的底座（6）固定安装于工作台上，其特征在于，所述的底座（6）内设置有内驱动轴（4）和外驱动轴（5），所述的内驱动轴（4）和外驱动轴（5）配合卡接，所述的内驱动轴（4）和外驱动轴（5）的卡接处外部包裹内锥式螺旋密封圈（3），所述的内锥式螺旋密封圈（3）内设置内张紧装置（2），所述的内驱动轴（4）和外驱动轴（5）之间设置有压缩弹簧（9），所述的内锥式螺旋密封圈（3）包括密封圈主体，所述的密封圈主体上设置密封螺旋唇线，所述的密封圈主体内设置有L形骨架（31），所述的L形骨架（31）上设置有多个卡钩（32），所述的密封螺旋唇线与轴线的夹角范围为50度到70度之间，所述的内张紧装置（2）包括内层的橡胶层（21）以及两侧的张紧保持环（22），所述的张紧保持环（22）与橡胶层（21）通过胶水黏合，所述的张紧保持环（22）上开设有多个条形孔，所述的条形孔内塞入卡钩（32），使得内锥式螺旋密封圈（3）与内张紧装置（2）相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种气体绝缘开关柜用密封结构，其特征在于，所述的底座（6）上设置有安装槽，所述的安装槽内设置润滑隔圈（8）。

3.根据权利要求1所述的一种气体绝缘开关柜用密封结构，其特征在于，所述的底座（6）的一侧还设置有端盖（7），所述的端盖（7）通过紧固螺钉（1）与底座（6）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种气体绝缘开关柜用密封结构，其特征在于，所述的端盖（7）与底座（6）之间设置润滑隔圈（8）。

5.根据权利要求4所述的一种气体绝缘开关柜用密封结构，其特征在于，所述的端盖（7）与底座（6）之间的润滑隔圈（8）的一侧还设置调隙垫片。

6.根据权利要求1所述的一种气体绝缘开关柜用密封结构，其特征在于，所述的密封圈主体的外侧曲面还设置有多个凹凸齿。

7.根据权利要求1所述的一种气体绝缘开关柜用密封结构，其特征在于，所述的密封螺旋唇线为右旋线。

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