本發(fā)明涉及密封技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)。

背景技術(shù)：

眾所周知，密封門(mén)在潛艇、飛船、飛機(jī)等各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用都及其廣泛。一個(gè)密封性能良好的密封門(mén)，能保證潛艇、飛船、飛機(jī)上人員的安全。密封門(mén)的密封效果是評(píng)價(jià)一個(gè)密封門(mén)質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。

目前，傳統(tǒng)的密封門(mén)關(guān)閉時(shí)，僅靠門(mén)周邊和門(mén)框?qū)?yīng)位置嵌有的密封圈緊密地接觸，且門(mén)框與門(mén)單側(cè)擠壓，使密封圈的受力不均勻，容易產(chǎn)生間隙，不具有良好的密封性，

同時(shí)由于艙門(mén)內(nèi)外有一定的壓力差和溫度差，因此受力不均勻的密封門(mén)難以避免地產(chǎn)生一定的縫隙，致使密封不嚴(yán)。

現(xiàn)有密封門(mén)要么結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，要么力的放大效果差，費(fèi)力。

由此可見(jiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的密封門(mén)密封效果不好，密封效果好的密封門(mén)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、省力，成本低且密封效果良好的基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)，包括門(mén)板，圍繞所述門(mén)板邊緣的一周設(shè)有密封槽，所述密封槽內(nèi)設(shè)有密封條，所述基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)還包括：

主軸，所述主軸在門(mén)板平面的中央以垂直于門(mén)板平面的方式穿過(guò)所述門(mén)板，所述主軸與所述門(mén)板通過(guò)軸承連接，且所述主軸相對(duì)于所述門(mén)板可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所述主軸的兩端均安裝有手輪；

螺旋圓盤(pán)，所述螺旋圓盤(pán)固定在所述主軸上，在所述螺旋圓盤(pán)上開(kāi)設(shè)有阿基米德螺線形狀的槽；

四個(gè)門(mén)閂，所述四個(gè)門(mén)閂均布在所述主軸的周圍，并通過(guò)各自的支撐裝置約束在所述門(mén)板上，每個(gè)所述門(mén)閂均可相對(duì)于各自的支撐裝置沿門(mén)閂的軸向移動(dòng)，且每個(gè)所述門(mén)閂靠近所述螺旋圓盤(pán)的一端裝有滾輪，所述滾輪位于所述阿基米德螺線形狀的槽內(nèi)，所述門(mén)閂的另一端呈錐形與門(mén)框的槽實(shí)現(xiàn)楔形面接觸。

在上述結(jié)構(gòu)下，滾輪與阿基米德螺線形狀的槽形成滾動(dòng)接觸形式的高副連接，滾輪為錐形，錐角與所述槽的槽角相同，所述滾輪通過(guò)螺紋軸和螺母固定在所述門(mén)閂上。所述密封門(mén)實(shí)現(xiàn)壓緊和密封的原理是：依靠所述主軸帶動(dòng)所述螺旋圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)，再由所述螺旋圓盤(pán)驅(qū)動(dòng)各個(gè)所述門(mén)閂沿所述螺旋圓盤(pán)的徑向運(yùn)動(dòng)，并使各個(gè)所述門(mén)閂與門(mén)框進(jìn)行楔形面接觸，迫使所述門(mén)板沿所述主軸軸向運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)密封門(mén)的壓緊和密封。在上述密封門(mén)中，所述支撐裝置包括：

滑動(dòng)軸承，每個(gè)所述門(mén)閂均安裝在滑動(dòng)軸承中，所述滑動(dòng)軸承為剖分式，由軸瓦、軸承座和軸承蓋組成；導(dǎo)向用緊定螺釘，所述導(dǎo)向用緊定螺釘安裝在所述軸承蓋上，端部嵌入在所述門(mén)閂上的導(dǎo)向槽中；支架，所述支架固定在所述門(mén)板上，且所述軸承座固定在所述支架上；調(diào)高墊片，所述支架與所述滑動(dòng)軸承之間具有調(diào)節(jié)所述各個(gè)門(mén)閂與所述門(mén)板之間距離的調(diào)高墊片，以便于各個(gè)所述門(mén)閂的安裝和運(yùn)動(dòng)。

更具體地，在所述螺旋圓盤(pán)的結(jié)構(gòu)中，所述阿基米德螺線形狀的參數(shù)方程為ρ＝a+bθ，方程中ρ為極坐標(biāo)下的半徑、θ為極坐標(biāo)下的角度、參數(shù)a與b的關(guān)系滿足與所述阿基米德螺線形狀的槽配合的所述滾輪，可以通過(guò)螺紋軸和螺母固定在所述門(mén)閂上，且所述滾輪的截面形狀呈梯形，所述阿基米德螺線形狀的槽的截面形狀也呈梯形。此外，每個(gè)所述門(mén)閂的另一端呈錐形并與門(mén)框的閂孔通過(guò)楔形面接觸時(shí)，該楔形面接觸的傾斜角度為6度-8度。

更具體地，在所述主軸的結(jié)構(gòu)中，為實(shí)現(xiàn)所述主軸相對(duì)于所述門(mén)板自由轉(zhuǎn)動(dòng)，減少摩擦阻力，所述主軸上安裝有滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承，采用滑動(dòng)軸承連接時(shí)密封門(mén)的密封效果好，采用滾動(dòng)軸承連接時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)阻力小效率高。采用滾動(dòng)軸承連接時(shí)，可以選擇滾針軸承以減小徑向尺寸，所述滾針軸承可以位于軸承套筒內(nèi)，所述軸承套筒固定在所述門(mén)板上；為實(shí)現(xiàn)主軸密封，采用端蓋和密封圈密封，所述密封圈根據(jù)實(shí)際密封要求，可選擇不同形式：如梯形密封圈或Y形密封圈。所述四個(gè)門(mén)閂呈十字形均布在所述主軸周圍；或所述四個(gè)門(mén)閂呈X形均布在所述主軸周圍。

綜上所述，本發(fā)明所述基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)在工作過(guò)程中，主軸將扭矩傳遞給螺旋圓盤(pán)，螺旋圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)并通過(guò)其呈阿基米德螺線形狀的槽，經(jīng)由滾輪將動(dòng)力傳遞給門(mén)閂，所述門(mén)閂相對(duì)于各自的支撐裝置沿門(mén)閂軸向移動(dòng)。當(dāng)關(guān)閉鎖緊時(shí)，主軸帶動(dòng)各個(gè)門(mén)閂向門(mén)板的四周運(yùn)動(dòng)，使得各個(gè)門(mén)閂可以與門(mén)框接觸配合，在楔形接觸面的作用下使門(mén)板向門(mén)框靠近，實(shí)現(xiàn)密封鎖緊；當(dāng)松開(kāi)時(shí)，主軸帶動(dòng)各個(gè)門(mén)閂向門(mén)板的中央運(yùn)動(dòng)，各個(gè)門(mén)閂與門(mén)框脫離配合，門(mén)即打開(kāi)。本發(fā)明提供的基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)，依靠主軸和螺旋圓盤(pán)帶動(dòng)對(duì)稱布置的多個(gè)門(mén)閂同時(shí)運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低；整個(gè)傳動(dòng)過(guò)程中，手輪到主軸通過(guò)杠桿增壓原理進(jìn)行第一次力的放大，螺旋圓盤(pán)到門(mén)閂通過(guò)螺旋增壓原理進(jìn)行第二次力的放大，門(mén)閂到門(mén)框通過(guò)楔形增壓原理進(jìn)行第三次力的放大，并且多個(gè)門(mén)閂實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)鎖緊，使得密封力增大，密封效果良好。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)的主視圖；

圖2是圖1的A-A剖視圖；

圖2a是圖2的B部分視圖；

圖2b是圖2的C部分視圖；

圖3是圖2所示密封門(mén)中主軸位置附近的局部放大視圖。

圖4是主軸采用滑動(dòng)軸承時(shí)的結(jié)構(gòu)方案，中間為潤(rùn)滑脂腔，采用Y形密封圈密封。

附圖標(biāo)記：

1-門(mén)板 2-密封槽 201-密封條

3-主軸 4-螺旋圓盤(pán) 41-阿基米德螺線形狀的槽

9-手輪 61-滾輪 62-螺紋軸

63-螺母 100-門(mén)框 11-套筒

12-壓板 13-螺釘 14-平鍵

21-滾針軸承 22-軸承套筒 23-軸承端蓋

24-螺釘 31-第一垂直門(mén)閂 32-第一水平門(mén)閂

33-第二垂直門(mén)閂 34-第二水平門(mén)閂 35-導(dǎo)向槽

5-支撐裝置 50-滑動(dòng)軸承 51-軸瓦

52-軸承座 53-軸承蓋 54-導(dǎo)向用緊定螺釘

55-支架 56-螺釘 57-調(diào)高墊片

70-滑動(dòng)軸承 71-潤(rùn)滑脂杯 72-Y型密封圈

73-滾子

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

圖1為發(fā)明實(shí)施例提供的基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)的主視圖，圖2為圖1的A-A剖視圖。圖2中，左側(cè)表示門(mén)外，右側(cè)表示門(mén)內(nèi)。如圖1、圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)包括門(mén)板1，圍繞門(mén)板1邊緣的一周設(shè)有密封槽2，密封槽2內(nèi)設(shè)有密封條201，所述基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)還包括：

主軸3，主軸3在門(mén)板平面的中央以垂直于門(mén)板平面的方式穿過(guò)門(mén)板1，主軸3與門(mén)板1通過(guò)軸承連接，且主軸3相對(duì)于門(mén)板1可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在主軸3的兩端均安裝有手輪9；

螺旋圓盤(pán)4，螺旋圓盤(pán)4固定在主軸3上，在螺旋圓盤(pán)4上開(kāi)設(shè)有阿基米德螺線形狀的槽41；

四個(gè)門(mén)閂31、32、33、34，該四個(gè)門(mén)閂均布在主軸3的周圍，并通過(guò)各自的支撐裝置約束在門(mén)板1上，每個(gè)所述門(mén)閂均可相對(duì)于各自的支撐裝置沿著門(mén)閂的軸向自由移動(dòng)，且每個(gè)所述門(mén)閂上均安裝有滾輪61，所述滾輪61位于所述阿基米德螺線形狀的槽41內(nèi)，每個(gè)所述門(mén)閂的另一端呈錐形并與門(mén)框100的閂孔通過(guò)楔形面接觸。

在工作過(guò)程中，手輪9帶動(dòng)主軸3將扭矩傳遞給螺旋圓盤(pán)4，螺旋圓盤(pán)4旋轉(zhuǎn)并通過(guò)其呈阿基米德螺線形狀的槽41將動(dòng)力傳遞給滾輪61，所述滾輪61帶動(dòng)相應(yīng)的門(mén)閂相對(duì)于各自的支撐裝置自由移動(dòng)。當(dāng)鎖緊時(shí)，主軸3帶動(dòng)各個(gè)門(mén)閂向門(mén)板1的四周運(yùn)動(dòng)，使得各個(gè)門(mén)閂插入門(mén)框100的閂孔內(nèi)，與閂孔內(nèi)的楔形面貼合，由于楔形面的作用迫使門(mén)板壓縮密封條，實(shí)現(xiàn)密封鎖緊；當(dāng)松開(kāi)時(shí)，主軸3帶動(dòng)各個(gè)門(mén)閂向門(mén)板1的中央運(yùn)動(dòng)，各個(gè)門(mén)閂與門(mén)框100脫離配合，實(shí)現(xiàn)松開(kāi)。上述實(shí)施例提供的基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)，依靠主軸和螺旋圓盤(pán)帶動(dòng)對(duì)稱布置的多個(gè)門(mén)閂同時(shí)運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低；整個(gè)傳動(dòng)過(guò)程中，手輪到主軸通過(guò)杠桿增壓原理進(jìn)行第一次力的放大，螺旋圓盤(pán)到門(mén)閂通過(guò)螺旋增壓原理進(jìn)行第二次力的放大，門(mén)閂到門(mén)框通過(guò)楔形增壓原理進(jìn)行第三次力的放大，并且多個(gè)門(mén)閂實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)鎖緊，使得密封力增大，密封效果良好。

下面將詳細(xì)描述上述基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)中主軸3上各個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)和安裝位置關(guān)系。當(dāng)主軸3安裝為滾動(dòng)軸承時(shí)，如圖3所示，按照由外到內(nèi)的順序，主軸3上安裝的零部件依次為外手輪9、通過(guò)滾針軸承21連接的門(mén)板1、螺旋圓盤(pán)4和內(nèi)手輪9。滾針軸承21為一個(gè)或兩個(gè)，安裝在主軸3上，并同時(shí)位于軸承套筒22內(nèi)。可以使用兩個(gè)軸承端蓋23和兩個(gè)緊定在門(mén)板1上的螺釘24對(duì)滾針軸承21固定，所述軸承套筒22固定在門(mén)板1上。這樣，當(dāng)主軸3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于滾針軸承21的作用，主軸3可相對(duì)于門(mén)板1自由轉(zhuǎn)動(dòng)，以便在主軸3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)僅使螺旋圓盤(pán)4跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)門(mén)閂的鎖緊和松開(kāi)。

當(dāng)主軸3安裝為滑動(dòng)軸承時(shí)，如圖4所示，按照由外到內(nèi)的順序，主軸3上安裝的零部件依次為門(mén)板外側(cè)的手輪9、通過(guò)滑動(dòng)軸承70連接的門(mén)板1、螺旋圓盤(pán)4和門(mén)板內(nèi)側(cè)的手輪9?；瑒?dòng)軸承70中部結(jié)構(gòu)為潤(rùn)滑脂杯71，用于存儲(chǔ)潤(rùn)滑脂。為增強(qiáng)密封效果，設(shè)置兩層密封，采用Y型密封圈72。滾子73起到了對(duì)主軸的定位作用，同時(shí)減少轉(zhuǎn)動(dòng)阻力。

在軸向上，外手輪9通過(guò)主軸3的軸肩定位在主軸3上、內(nèi)手輪9通過(guò)套筒11定位在主軸3上，外、內(nèi)手輪9均通過(guò)壓板12和螺釘13壓緊，其中外手輪9安裝在主軸3的最左端(最外端)、內(nèi)手輪9安裝在主軸3的最右端(最內(nèi)端)，主軸3與外、內(nèi)手輪9同心，壓板12位于外、內(nèi)手輪9中心處的前側(cè)。

在軸向上，均使用三個(gè)平鍵14分別對(duì)外、內(nèi)手輪9和螺旋圓盤(pán)4進(jìn)行周向定位，并起到傳遞扭矩的作用。三個(gè)平鍵14沿主軸3的軸向直線排列，便于加工和安裝。在軸向上三個(gè)平鍵14的位置由主軸3的軸肩、套筒11和壓板12實(shí)現(xiàn)軸向定位和夾緊，如圖3所示：兩個(gè)平鍵14在靠近主軸3的兩端與內(nèi)、外手輪9對(duì)應(yīng)的位置，一個(gè)平鍵14在與螺旋圓盤(pán)對(duì)應(yīng)的位置。

在工作過(guò)程中，可以通過(guò)兩個(gè)手輪9把扭矩傳遞到主軸3，再由主軸經(jīng)螺旋圓盤(pán)4傳至門(mén)閂。當(dāng)然，本實(shí)施例中，手輪可以有多種形式。

螺旋圓盤(pán)4依靠軸肩進(jìn)行軸向定位，并用套筒11進(jìn)行壓緊。

下面將詳細(xì)描述上述基于阿基米德螺旋線的密封門(mén)中門(mén)閂的相關(guān)結(jié)構(gòu)。

參考圖1和圖2所示，上述實(shí)施例中，將各個(gè)門(mén)閂固定在門(mén)板1上的支撐裝置包括：

滑動(dòng)軸承50，滑動(dòng)軸承50由軸瓦51、軸承座52、軸承蓋53組成，每個(gè)所述門(mén)閂上均安裝有軸瓦51，門(mén)閂相對(duì)于軸瓦51的軸向移動(dòng)，軸瓦51本身有耐磨和減摩作用，可以通過(guò)在內(nèi)側(cè)涂抹潤(rùn)滑油(脂)的方式減小各個(gè)門(mén)閂與相應(yīng)的軸瓦51之間的摩擦；軸瓦51位于所述軸承座52和軸承蓋53內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)向用緊定螺釘54將軸瓦51固定在軸承座52和軸承蓋53的孔中；

支架55，每個(gè)支架55通過(guò)4個(gè)螺釘56固定在門(mén)板1上，且所述滑動(dòng)軸承50中的軸承座52通過(guò)螺釘固定在支架55上，支架上的螺紋連接孔為扁長(zhǎng)孔，用于調(diào)節(jié)兩軸承座的橫向?qū)χ?。支?5和軸承座52之間有調(diào)高墊片57用于高度對(duì)中。

這樣，通過(guò)支架55和軸承座52、軸承蓋53可以將各個(gè)門(mén)閂支撐在門(mén)板1上，同時(shí)借助于軸瓦51可以使各個(gè)門(mén)閂相對(duì)于門(mén)板1軸向移動(dòng)。如此，在轉(zhuǎn)動(dòng)主軸3時(shí)，才可以實(shí)現(xiàn)門(mén)閂向門(mén)板的四周擴(kuò)散或者向門(mén)板的中央聚攏的運(yùn)動(dòng)。

四個(gè)門(mén)閂31、32、33、34在主軸3周圍均布時(shí)，可以呈十字形均布在主軸3周圍，或者可以呈X形均布在主軸3周圍。呈十字形均布時(shí)，可以是兩個(gè)水平門(mén)閂和兩個(gè)垂直門(mén)閂，四個(gè)門(mén)閂分別指向門(mén)板的四個(gè)邊的中點(diǎn)處。呈X形均布時(shí)，四個(gè)門(mén)閂可以分別指向門(mén)板的四個(gè)角。本實(shí)施例中，選擇使四個(gè)門(mén)閂呈十字形均布在主軸3周圍。此時(shí)，該四個(gè)門(mén)閂可以是第一垂直門(mén)閂31、第一水平門(mén)閂32、第二垂直門(mén)閂33和第二水平門(mén)閂34，該四個(gè)門(mén)閂分別都通過(guò)各自的支撐裝置安裝在門(mén)板1上。

其中，每個(gè)門(mén)閂上靠近主軸的一端連接有滾輪61。滾輪61通過(guò)螺紋軸62與門(mén)閂連接，并通過(guò)螺母63鎖緊固定在所述門(mén)閂上，從而實(shí)現(xiàn)螺紋軸62的定位。滾輪61通過(guò)螺紋軸62的軸肩進(jìn)行定位，并且位于螺旋圓盤(pán)4的阿基米德螺線形狀的槽41內(nèi)。這樣，當(dāng)主軸3帶動(dòng)螺旋圓盤(pán)4旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺旋圓盤(pán)4通過(guò)其上的阿基米德螺線形狀的槽41驅(qū)動(dòng)滾輪61帶動(dòng)門(mén)閂沿軸瓦51的軸向移動(dòng)，因此在螺旋圓盤(pán)4的帶動(dòng)下，門(mén)閂可以向四周擴(kuò)散也可以向中央聚攏。滾輪61可以減小摩擦力，從而使螺紋軸62在阿基米德螺線形狀的槽41內(nèi)的運(yùn)動(dòng)更加順暢。門(mén)閂的軸向移動(dòng)設(shè)有導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置由軸承蓋上的導(dǎo)向用緊定螺釘54和門(mén)閂上的導(dǎo)向槽組成，限制的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，防止?jié)L輪從槽中脫出。

在上述實(shí)施例中，可以將各個(gè)門(mén)閂靠近主軸3的一端稱為始端、遠(yuǎn)離主軸3的一端稱為末端。每個(gè)所述門(mén)閂的末端均為錐狀，該錐狀的末端與楔形的門(mén)框100的閂孔實(shí)現(xiàn)楔形面配合，且該楔形面的傾斜角度為6度-8度。該種傾斜角度可以實(shí)現(xiàn)門(mén)閂與門(mén)框100的自鎖，在沒(méi)有外力作用的情況下，該密封門(mén)鎖緊后不會(huì)自動(dòng)松開(kāi)，且楔緊力大，密封效果可靠。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。