CN85108191A - 轴封组合件 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种类型的轴封，这种轴封有一个密封的连续不旋转装置，放在两个轴端之间，两个轴承正对，绕共同的轴线旋转。轴端用一对包围件把它们连接，两包围件之间有一个不旋转密封帽，其中点绕一个旋转轴在一个圆周上运动，形式为圆形偏心件的包围件使力可能在一个面积上传递，而不作线或点的接触。

Description

本发明有关一种轴封组合件，这种轴封组合件有一个在两根相邻的轴的端部之间的弹性气密装置，把两个轴端连接，设计的目的是传递至少绕一根轴的一部分的运动，轴封组合件中包括一个壳体，和一个弹性密封件，弹性密封件有一个安装部分和壳体固定，有一个动力传递元件，和弹性密封元件的另一个安装部分连接，互相连接的轴的端部对正，因而二者有共同的旋转轴线。

与轴封组合件配合使用的管配件和器械，诸如泵，测量系统和自动控制系统，以及其它构件，用于处理侵蚀性介质者，常常在某种情况下要求有一个气密密封，例如，为了防止处理材料受到外界物质的污染，或者，为了防止装置中的侵蚀性介质逸出，污染环境。由于处理过程的特殊性质，而需要在装置中保持真空时，有有效密封的轴封件是绝对重要的。

在德国的未审查专利说明书第1，550，699号中介绍了一种真空密封的轴封或穿透件（lead    through）。为了传递旋转运动，在一个轴端上设计了一个弯头，插入一个嵌环状的传动器，这传动器和一根波纹管密封连接，嵌环状传动器上有一根曲柄销和一个曲柄轮配合。当曲柄轮旋转时，弯曲轴端作围绕旋转轴线的偏心运动。这种形式的穿透件（lead    through）不能避免窜动，而占据了很多空间，故不适用于要求高度同步的传动系统。

在德国经审查的专利说明书第1，131，054号中，揭示一种设计，本质上只适合于传递轴的摆动，在需要连接在一起的轴的端部上，有在直径上相对的曲柄销5和6，在两曲柄销之间有一个分隔曲柄端板（crankplate）3，曲柄端板的相对两侧面上，有向里伸的盲孔。容纳曲柄销。密封波纹管的一端固定在壳体上，另一端和曲柄端板固定。在作摆动时，曲柄端板围绕主轴线作偏心旋转。从这件说明书的附图2和附图3中可以看到，在槽道68和69中活动的销70和71，只容许作摆动而不容许作完全的旋转运动。虽然在说明书中提出，这些槽道也可以作出圆环形，因此可容许作完全旋转运动，但是，由于在制造方面缺乏精确性，便可能在某些位置上时，在连接线78上产生左右死点位置，于是部件的歪扭便会造成轴封卡死。因此，在附图4中提出了利用行星齿轮传动装置，传递连续旋转运动，因此，唯有在使用了这种积极的引导以后，才可能取得无障碍的旋转运动的传递。

另一个设计可以从德国专利第1，233，688号中看到，但是，唯一的不同之处只是在直槽中增加了滑动随动件。除此以外这设计都和上面提到的德国专利说明书中的相同。

本发明的一个目的，是设计一种可以广泛应用的紧密的流体密封轴封组合件。

本发明的另一个目的，是设计一种有简单结构的紧密封轴封组合件。

本发明再有一个目的，是提出一种气密密封件，可以在任何方向上，可靠地传递任何幅度的摆动和旋转运动。为了达到上述的，以及下文中将要提到的另外一些目的，本轴封件中包含一对包围件，其形式为有一个外包围件，和一个在上述外包围件里面的内包围件，上述一对包围件为平面的，并在径线两侧对称，有一个密封帽，放在用键固定在轴上的上述随动件和主动件之间，上述密封帽把上述主动件和随动件稳固固定，在二者之间传递运动，上述密封帽和上述密封件之间有密封的连接。

这种结构使制造紧凑的气密密封成为可能。包围件对里的组成部分和密封帽与密封元件连接，把相应的力向一个面上传递，而不是仅在一条线或一个点上接触。由于这对平面包围件和两轴的端部偏心放置，其形式为直接配合的径向对称部件，诸如圆形偏心件，密封帽的中点在它们之间作圆周运动，传递相应的转矩。在这一点上，连接在一根轴上的包围件对的内包围件，有设在外包围件里的轴承，而包围件对里的外包围时，和另一根轴连接。内包围件设计成为一个圆形的偏心件，包围件对里的外包围件，为了容纳内包围件，有相应设置的偏心孔。在这两个包围件之间，有一个密封偏凸件作密封件，这偏凸件和波纹管连接。在传递转矩时，作用在密封帽上的滑动摩擦力只对波纹管引起极低度的扭曲作用。在试验过程中发现，这种极低度的扭曲，很容易被波纹管接受。

本发明中设计的一个相当大的优点，还在于无论哪一个轴端是随动轴端是无关紧要的。因此便有可能在两根轴之间，颠倒动力传递的方向。

根据本发明的一种形式，轴封组合件可以有现成配件的形式，或者有把构件安装成为轴封组合件，供在现有的机器或设备上安装。

作为本发明的另一个发展形式的一部分，主动件和随动件可以分别和一根轴固定，防止它们作轴向的移动。假如包围件对中的各包围件分别抵靠相应的轴的轴承衬，这一点是很容易做到的。

在传递强力时，本发明还提出了另一种形式，包围件对的放置方法为把它的外周放在一径向轴承或止推轴承，或径向止推轴承里面。

由于在包围件对的外周上设置了一个径向轴承或止推轴承或径向止推轴承，便可能为减低包围件对上的额外的力，提供了简便的方法。因此可以把包围件对中的外包围件，在设计中作为一个固定的点，因而任何轴向的运动都可以被容易地抑制。在没有推力需要被抑制的应用中，用径向轴承便足以把包围件对支撑住了。在特定的应用条件或运转条件下，还可能使用减摩轴承或滑动轴承。为了减小总尺寸，还可以使用滚针轴承。

在本发明的一种可能的形式里，把径向轴承或推力轴承或径向止推轴承放在力传递的平面里。这设计的优点是可以避免额外的弯矩。这样就可能把力通过尽可能短的路线，直接传递到壳体内部。为了做到无声运转并减少波纹管的应变，这是一个相当大的便利。

在本发明另外一种发展形式的一部分中，在包围件对的外包围件的外周上，放置一个套环，以便安装径向止推轴承或径向轴承或止推轴承。这样就可能把包围件对的外包围件简单地按一个固定点设计，就可能吸收或抑制轴向力，并把轴向力传递到壳体上。这样把包围件对的外包围件和机器的有轴向力或推力的部件连接，是轴封或穿透件的最好的布置。

根据本发明提出的另一个发展形式，包围件对和/或密封偏凸件的至少一个相向的端面上，设放了推力轴承，或把它作为推力轴承设计。这一个特点便有可能降低两包围件之间的摩擦。密封帽的轴承装置可以采取滑动轴承或减摩轴承或滑动轴承与减摩轴承结合的形式，最后的选择取决于具体的应用。

在实践中有一个有利的作用，就是同一设计可用于正常的运转，或者增加另外的轴承后还可以供重型设备用。因此可以省去其他的有关的传动结构。

现以附图为基础，对本发明作进一步的详细说明。附图内容如下：

图1为一个轴封组合件的剖视图，这组合件是为在现有设备上作现成安装构件而设计。

图2至5为沿包围件对的Ⅱ-Ⅱ线的俯视剖面图，包围件的形式为圆形偏心件，图示其不同的旋转位置。

图6为增加了径向轴承的轴封。

图7为设有推力轴承装置和径向轴承装置的轴封。

图8为包围件对内部的轴承装置放大比例视图。

图1所示的本发明的实施方案，是一个可在设备中现成安装的气密密封组合件或联接器，需要向之传递旋转运动的轴1，要求与法兰盘2或一个壳体作气密密封。在这实例中，密封作用是通过使用一个有波纹管形式的弹性密封件3产生。波纹管用轴承盖4在壳体5上气密夹定，在轴承盖4和上述壳体间使用了安装件。有轴封组合件的壳体5，在本实施例中更被气密密封并和法兰盘2相连。可以使用焊接作密封。

轴承盖4还可以用于支撑传动轴6，它的端部7用花键和包围件对9的主动件8连接。有一个密封帽10围绕主动件8，和密封元件3密封连接。主动件8和密封帽10共同被支承在元件11里，元件11这里是一个随动元件。元件11用键（例如用花键）固定在随动轴1的轴端12上，并支撑在密封的法兰盘2上。

包围件对9的内包围件8的设计为在径向上对称，并有圆盘的形状，上面布置了一个偏心孔，用以和轴6的端部7连接。包围件对9的有径向对称结构的包围件11上也有一个偏心设置的孔，密封帽10通过轴承放在里面，而密封帽里放置内包围件8。由于作了这种偏心布置，便可能传递用这种方式连在一起的两个轴端之间的转矩。密封帽不旋转，在密封帽和包围件对9的两个包围件8和11之间，只有相对的滑动。

密封帽10传递旋转轴轴端7和12及静止密封件3之间的相对运动。当传递旋转运动或摆动时，这密封件所作唯一的运动是在旋转方向上改变弯折的方向。作用在轴6上的传动装置在本例中没有用图表示，可以是人力，用适当的手柄或类似的器械，但也可以用有适当连接的电机的形式。还可能容易地做到的是把旋转方向倒转，或把沿轴作用的力的方向颠倒。

用花键把轴端7及12，和包围件对9的包围件8及11连接的方式，只是作为一种举例，可以使用销键体系中的任何已知形式作为代替。举例而言，可以分别把轴1及轴6，和与之相关的包围件11及8制成整体。此外，密封元件也可以在作这种用途的已知构件中，选择其他构件作为替代。

在密封元件3上，也就是说在所示的波纹管上，只有一个很小的扭曲负荷在起作用。这种负荷来源于摩擦力，是内包围件8和密封帽10之间，和外包围件11及密封帽10之间的滑动摩擦产生的摩擦力。

图2至图5，分别是沿图1中的Ⅱ-Ⅱ线取得各剖视图，明确表示作完全旋转时密封帽10的位置。在这方面图2表示0°和360°的位置，图3表示旋转90°后的位置，而图4及图5，分别表示旋转180°和270°后的位置。

为了便于对机构作了解，在密封帽10上的X点处作了一个记号，这个X点沿一个圆形路线运动，圆形的直径是包围件对9的偏心度E的两倍。在本例中选择的X点，相对于密封帽10的中心点M，永远在同一位置上，密封帽10偏心旋转在包围件对9里。

供轴1的端部7放入的孔，在包围件对9中的内包围件8上，相对于中点M的偏心度为E。容纳密封帽10的孔，在包围件11中偏心放置，和旋转轴13相对的偏心度也是E。偏心度的分别选择，根据的是可能获得的空间的大小，和波纹管的类型及设计。在轴的剖面上做的记号，为的是表示旋转的动作。图6大致和图1相同。朝向密封帽10的内包围件8的端面上，设有推力轴承支承面14。本例中在随动件上，也就是外包围件11上，设有配合的推力轴承支承面15，因此，包围件对9的两包围件和密封帽10之间的摩擦可以减至最小。

外包围件11的放置方式，是把它的外周放在图中所示的轴承16里面。这轴承可以用滑动轴承或减摩轴承，形式为径向轴承。锁定装置17用于把轴承16在径向上定位并固定，虽然也可以用壳体里的适当的肩台起这个作用。

图7表示的是本发明的一个实施方案，在这方案中包围件对9的外包围件11上配置一个环18，从而有可能使用两个轴承16。这两个轴承16不仅可以抑制径向的力，而且可以抑制推力或轴向力，因此有可能在设计包围件对9的外包围件11时，把它当作系统内的一个固定的点。因此，在有任何轴向推力发生时，可以把它传递到壳体5上。在本发明的这种形式中，轴承16可以从轴承盖4的一侧安装，而在图6的实例中，这轴承是从有法兰盘2的一侧安装。

图8用较大一些的比例未出支承包围件对9和密封帽10的轴承装置。包围件对的外包围件11安装在壳体5内，用一个形式为滚针轴承的轴承16支承。在内包围件8及密封帽10之间，以及密封帽10及外包围件11上的偏心孔之间，还设置了滚针轴承19和20。为了把外轴承16在它的位置上固定，在壳体5上有定位装置17和一个肩台21。这种轴封或穿透件用于在包围件对上没有推力负荷的机械。并且还完全可能把这种类型的轴封直接安装在机械上。

Claims (7)

1、一种在需要连接的两根轴(1，6)之间设有连续弹性气密密封装置(3)的轴封组合件，用密封组合件将两根轴(1，6)相连，设计的目的是传递至少绕轴的一部分作旋转的运动，特征为有一个壳体(5)，一个弹性密封元件(3)，用一个安装部件固定在上述壳体上，有一个传动件和上述弹性密封元件的另一个安装部件气密连接，要求作互相连接的上述轴的端部对正，因而有一个共同的旋转轴线，有一对包围件，其形式为一个外包装件，和一个在上述外包围件里的内包围件，上述包围件对为平面形，并且轴向对称，有一个密封帽(10)，放在用键固定在两轴端上的上述随动包围件和主动包围件之间，上述密封帽(10)稳固安装在上述两包围件(8，11)上，在二者之间传动，上述密封帽和上述密封元件(3)密封连接。

2、如权利要求第1项中所述的轴封组合件，特征为将组合件设计成一个独立的现成安装构件。

3、如权利要求第1项中所述的轴封组合件，特征为上述包围件对中，至少一个包围件的设计可防止上述轴端作轴向位移。

4、如权利要求第1至3项中任何一项所述的组合件，特征为有一个径向止推轴承，或径向轴承或止推轴承，包围件对的安排方法是使它的外周放在上述轴承内。

5、如权利要求第4项中所述的组合件，特征为把上述轴承放在力传递平面里。

6、如权利要求第1至5项任何一项中所述的组合件，特征为上述包围件对有一个外周环，用以安装一个径向止推轴承或径向轴承或止推轴承。

7、如权利要求第1至6项任何一项中所述的组合件，特征为包围件对和/或密封帽的相对轴端的表面上，设有推力轴承，或把端部表面设计为推力轴承支承面的形式。

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