CN111853397A - 一种非接触式旋转接头 - Google Patents

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许玉谋
孙斌
冯静
沈彤
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Abstract

本发明公开了一种非接触式旋转接头，包括转子、定子和轴承，转子、定子通过轴承支承转动，所述转子和定子之间采用间隙密封。本发明密封采用间隙密封结构，结构简单，摩擦力小，减少密封组件磨损，在不影响流量的情况下，延长使用寿命。

Description

一种非接触式旋转接头
技术领域
本发明属于液体传输装置设计领域，具体设计一种非接触式旋转接头。
背景技术
在某些特定行业中，由于条件限制，需要将发射分系统随天馈分系统一起进行方位、俯仰转动，以满足系统设备的使用需要。但是如何对发射系统设备进行有效的冷却，保证它能够长期正常工作，却成为我们所面临的一个技术难题。在连续回转运动中：电气信号的传输用汇流环可以实现；电磁信号的传输用旋转关节可以实现；而冷却介质则只有通过旋转接头，依靠管路将地面固定液冷站和发射分系统连接起来，起到冷却液的旋转连接作用，确保冷却介质的输送畅通。旋转接头的关键部件为密封圈，该部件决定了旋转接头的使用寿命。通常旋转接头的密封件采用橡胶材料，寿命为3~5年。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非接触式旋转接头，解决了旋转接头寿命问题。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种非接触式旋转接头，包括转子、定子和轴承，转子、定子通过轴承支承转动，所述转子和定子之间采用间隙密封。
进一步的，所述定子包括旋转芯轴，转子包括壳体、浮动套，其中壳体上设置进口，浮动套上设置通孔，旋转芯轴上设置流道，传输介质从壳体进口流入，进入壳体与浮动套间的腔体，再通过浮动套上的通孔流入浮动套与旋转芯轴间的腔体，然后流入旋转芯轴内的流道，最后从旋转芯轴出口通过管道流出到外部使用设备，可满足一路通道需求。
更进一步的，所述浮动套上设置径向泄流槽，壳体上设置溢流通道和溢流口，壳体两端装有旋转轴唇形密封圈，间隙密封所泄露出的液体通过泄流槽流入轴承所在腔体，在旋转轴唇形密封圈的限制下，通过溢流通道，从溢流口流回储液箱，以防液体从轴承外侧直接流出，产生外泄。
更进一步的，所述壳体和浮动套间设置格莱圈，用于实现壳体和浮动套的密封。
更进一步的，所述旋转芯轴的出口为SAE法兰，方便管道安装时可以旋转，减少管道所受扭力。
更进一步的，所述壳体上设置堵头，用于密封加工溢流通道时所产生工艺孔。
更进一步的，所述旋转轴唇形密封圈外侧装有挡圈，用以固定定子零部件。
更进一步的，所述旋转轴唇形密封圈与轴承之间设置垫圈，一方面增加旋转轴唇形密封圈轴向受力面积，避免密封圈被压坏，另一方面可以在装配时使用不同厚度的垫圈调整加工及装配误差。
更进一步的，所述旋转芯轴内设置通孔，末端设置外安装法兰，外部设备安装于该法兰上后，线缆通过通孔穿过，从而实现外部设备扩展。
更进一步的，所述外安装法兰与旋转芯轴之间设置隔环和O型圈，对外安装法兰通过隔环压轴承，同时隔环也用来补偿唇形密封圈与旋转芯轴间的间隙，O型圈用于隔环和旋转芯轴间的密封。
更进一步的，所述旋转芯轴通过安装法兰安装于设备上，这种解耦设计优点在于，当旋转接头用于其他设备上时，仅更换安装法兰便可安装。
进一步的，所述轴承根据不同传输介质，选择对应结构形式和材料，以保证腔体内液体对轴承起润滑和保护作用。
更进一步的，所述壳体外表面设有吊装孔，方便旋转接头转运、安装。还设有止动孔，用于旋转接头在工作中固定定子。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
（1）密封采用间隙密封结构，结构简单，摩擦力小，减少密封组件磨损，在不影响流量的情况下，延长使用寿命。
（2）浮动套上开有径向泄流槽，保证旋转接头在工作中，泄漏液体不会堵塞，从而影响密封效果。
（3）设有两通道和对外安装法兰，便于外部设备扩展。
（4）内部装有调整垫圈，减小了零件加工误差对装配的影响。
附图说明
图1为本发明非接触式旋转接头的主视图。
图2为本发明非接触式旋转接头的全剖视左视图。
图3为本发明非接触式旋转接头的俯视图。
图中标记：1、转子；2、定子；3、安装法兰；4、旋转芯轴；5、对外安装法兰；6、隔环；7、壳体；8、浮动套；9、垫圈；10、轴承；11、旋转轴唇型密封圈；12、挡圈；13、格莱圈；14、堵头；15、O型圈；16、出口；17、进口；18、止动孔；19、吊装孔；20、溢流通道；21、通孔；22、溢流口。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
如图1-3所示，本发明非接触式旋转接头包含安装法兰3、旋转芯轴4、对外安装法兰5、隔环6、壳体7、浮动套8、垫圈9、轴承10、旋转轴唇型密封圈11、挡圈12、格莱圈13、堵头14、O型圈15。其中安装法兰3、旋转芯轴4、对外安装法兰5、隔环6、O型圈15为转子1，壳体7、浮动套8、垫圈9、旋转轴唇型密封圈11、挡圈12、格莱圈13、堵头14为定子2，转子和定子通过轴承10支承相互转动。
如图2所示，装配方式为先将格莱圈13装入壳体7，再从左往右依次安装浮动套8、轴承10、垫圈9、旋转轴唇形密封圈11，然后装入挡圈12固定，接着从右往左依次装入轴承10、垫圈9、旋转轴唇形密封圈11，最后使用挡圈12固定，完成定子2安装。将旋转芯轴4从左往右穿入定子2，再从右侧依次装入隔环6、对外安装法兰5固定，最后将安装法兰3装在旋转芯轴4左侧，完成装配。本发明采用间隙密封，即浮动套8与旋转芯轴4间为间隙密封结构。由于液体充满间隙，使得浮动套8悬浮于旋转芯轴4上，两者不直接接触，减少磨损。同时，由于两零件间存在的间隙微小，泄漏量很小，只有微少的液体泄漏至溢流通道20，不影响流量。因此本发明在保证进出口流量不变的情况下，能够使零件间转动顺畅，减小了磨损，延长了寿命。
如图2所示，本发明旋转接头设有一流道，传输介质从壳体7进口17流入，进入壳体7与浮动套8间的腔体，再通过浮动套8上四个孔流入浮动套8与旋转芯轴4间的腔体，然后流入旋转芯轴4内的流道，最后从旋转芯轴4出口16通过管道流出到外部使用设备。其间会有微量液体从浮动套8与旋转芯轴4间的间隙密封流出该液体保证旋转接头在转动过程中，浮动套8与旋转芯轴4不相互接触，避免产生磨损，提高使用寿命。同时泄露出液体量很少，能够保证旋转接头几乎无流量损失。
所述壳体7上开有溢流通道20，加工时所产生的工艺孔使用堵头14密封。浮动套8上开有径向泄流槽，间隙密封结构所泄露出的液体通过该泄流槽流入轴承10所在腔体，旋转轴唇形密封圈11保证泄露液体流入溢流通道20，以防从轴承10外侧直接流出，产生外泄。泄漏液体经过溢流通道20，从壳体7上溢流口22流出，再通过管道流回储液箱。整个过程无液体流到外界，保证密封效果。由于旋转轴唇形密封圈11一侧与大气相通，另一侧为泄液腔体，通过溢流通道20、溢流口22、管道与储液箱连通，储液箱一般也与大气连通，这样就保证密封圈11两侧压差很小，延长其使用寿命。
所述隔环6和旋转芯轴4之间设置O型圈15，用于实现隔环和旋转芯轴间的密封。
所述旋转芯轴4设有两个通孔21，扩展设备线缆可从中穿过，实现扩展设备与旋转接头的集成。
所述壳体7外表面设有吊装孔19，方便旋转接头转运、安装。还设有止动孔18，用于旋转接头在工作中固定定子2。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，权利要求的保护范围以本申请权利要求为依据。

Claims (10)

1.一种非接触式旋转接头，包括转子（1）、定子（2）和轴承（10），转子（1）、定子（2）通过轴承（10）支承转动，其特征在于，所述转子（1）和定子（2）之间采用间隙密封。
2.根据权利要求1所述的非接触式旋转接头，其特征在于，所述定子（2）包括旋转芯轴（4），转子（2）包括壳体（7）、浮动套（8），其中壳体（7）上设置进口（17），浮动套（8）上设置通孔，旋转芯轴上设置流道，传输介质从壳体（7）进口（17）流入，进入壳体（7）与浮动套（8）间的腔体，再通过浮动套（8）上的通孔流入浮动套（8）与旋转芯轴（4）间的腔体，然后流入旋转芯轴（4）内的流道，最后从旋转芯轴（4）出口（16）通过管道流出到外部使用设备。
3.权利要求2所述的非接触式旋转接头，其特征在于，所述浮动套（8）上设置径向泄流槽，壳体（7）上设置溢流通道（20）和溢流口（22），壳体（7）两端装有旋转轴唇形密封圈（11），间隙密封所泄露出的液体通过泄流槽流入轴承（10）所在腔体，在旋转轴唇形密封圈（11）的限制下，通过溢流通道（20），从溢流口（22）流回储液箱，以防液体从轴承（10）外侧直接流出，产生外泄。
4.根据权利要求2所述的非接触式旋转接头，其特征在于，所述壳体（7）和浮动套（8）间设置格莱圈（13），用于实现壳体和浮动套的密封。
5.根据权利要求3所述的非接触式旋转接头，其特征在于，所述壳体（7）上设置堵头（14），用于密封加工溢流通道（20）时所产生工艺孔。
6.根据权利要求3所述的非接触式旋转接头，其特征在于，所述旋转轴唇形密封圈（11）外侧装有挡圈（12），用于固定定子（2）零部件。
7.根据权利要求6所述的非接触式旋转接头，其特征在于，所述旋转轴唇形密封圈（11）与轴承（10）之间设置垫圈（9），用于增加旋转轴唇形密封圈（11）轴向受力面积，避免密封圈被压坏，以及在装配时调整加工及装配误差。
8.根据权利要求2所述的非接触式旋转接头，其特征在于，所述旋转芯轴（4）内设置通孔（21），末端设置外安装法兰（5），外部设备安装于该法兰上后，线缆通过通孔穿过，从而实现外部设备扩展。
9.根据权利要求8所述的非接触式旋转接头，其特征在于，所述外安装法兰（5）与旋转芯轴（4）之间设置隔环（6）和O型圈（15），对外安装法兰通过隔环压轴承，O型圈用于隔环和旋转芯轴间的密封。
10.根据权利要求2所述的非接触式旋转接头，其特征在于，所述旋转芯轴（4）通过安装法兰（3）安装于设备上，当旋转接头用于其他设备上时，仅更换安装法兰（3）便可安装。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114151638A (zh) * 2021-10-18 2022-03-08 太原重工股份有限公司 具备接入接出介质功能的联轴器装置

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