多向球面密封旋轉接頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及機械密封裝置領域，公開了一種多向球面密封旋轉接頭。本發(fā)明中，包括：左殼體、中間殼體、右殼體、旋轉軸芯、管道接口、密封旋轉球和球密封座；旋轉軸芯的端部固定一個空心球狀的密封旋轉球；中間殼體和右殼體內側固定球密封座，球密封座的表面與密封旋轉球匹配并密封；左殼體、中間殼體、右殼體之間通過調壓螺栓緊固。本發(fā)明具有密封效果好、傳動扭矩小、多角度旋轉、工作溫度高、耐腐蝕性能好、使用壽命長等優(yōu)點。
【專利說明】多向球面密封旋轉接頭
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械密封裝置領域，特別涉及一種多向球面密封旋轉接頭。
【背景技術】
[0002]機械設備的密封裝置是保證其正常工作的重要組成部份，同時也是環(huán)保與安全保障的必需組成部份。在石油化工、制藥、核工業(yè)設備、真空、半導體材料制作、機械、汽車、船舶、水下工程、航空、航天等領域都存在很廣闊的應用空間。密封通?？煞譃殪o密封和動密封，動密封中的旋轉動密封由于結構復雜、環(huán)境影響因素大等原因，成為了密封領域的老大難問題。
[0003]目前工業(yè)設備上的旋軸動密封技術和裝置，大都是從密封方法及密封材料著手，忽視了造成動密封泄漏問題主要原因的動力傳動結構的改進，因此造成傳動與密封成了一對不可調和的矛盾，密封效果好的裝置往往旋轉扭矩過大，出現(xiàn)“抱死”現(xiàn)象，又或者，旋轉扭矩較小的裝置往往密封效果差，出現(xiàn)泄漏問題。以通常使用的O型橡膠圈為例，若要防止旋轉軸的泄漏，O型圈與旋轉軸之間的間隙越小越好，但是太小的間隙會導致旋轉軸對O型橡膠圈磨擦的加劇，造成傳動扭矩變大，若持續(xù)長工作時間，橡膠圈與旋轉軸產生磨損，之間的間隙加大，反而加劇了泄漏情況。由于旋轉動密封涉及的工業(yè)設備涵蓋各行各業(yè)，面對的工作環(huán)境及材料千變萬化，若無法根除工業(yè)設備的旋轉軸泄漏問題，將可能造成停工停產、污染自然環(huán)境、危及人員安全等諸多不利后果。并且，現(xiàn)有的旋轉接頭一般為單向旋轉結構，而具有多向旋轉功能的旋轉接頭往往存在易泄漏、旋轉困難等缺點。
[0004]因此，本領域迫切需要研發(fā)一種密封效果好、傳動扭矩小的新型多向球面密封旋轉接頭。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種密封效果好、傳動扭矩小、多角度旋轉、工作溫度高、防腐蝕性能佳、使用壽命長的旋轉接頭。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明的提供了一種多向球面密封旋轉接頭，一種多向球面密封旋轉接頭，其特征在于，包括:左殼體、中間殼體、右殼體、旋轉軸芯、管道接口、密封旋轉球和球密封座；旋轉軸芯的端部固定一個空心球狀的密封旋轉球；中間殼體和右殼體上固定球密封座，球密封座的表面與密封旋轉球匹配并密封；左殼體、右殼體和中間殼體之間通過調壓螺栓緊固。
[0007]可選的，在左殼體和球密封座之間固定一個安全彈簧，用于預緊和防止螺栓松動。
[0008]可選的，在密封旋轉球和球密封座之間，靠近旋轉軸芯處，設有密封圈。
[0009]可選的，所述密封圈為全氟O型圈、石墨密封圈、四氟聚乙烯密封圈或橡膠密封圈。
[0010]可選的，所述密封旋轉球和所述球密封座的表面經過精研加工。
[0011]可選的，所述密封旋轉球和所述球密封座為陶瓷、金屬鍍陶瓷或不銹鋼制成。[0012]可選的，所述陶瓷密封旋轉球和陶瓷密封座與旋轉軸芯、中間殼體、右殼體的連接處采用玻璃燒結工藝，形成陶瓷金屬燒結層。
[0013]可選的，所述旋轉軸芯繞其中心軸的旋轉角度為O?360°，沿密封旋轉球球心的旋轉角度為O?40°。
[0014]可選的，在旋轉軸芯外側套設一根波紋管，波紋管的一端與左殼體固定。
[0015]可選的，所述波紋管與左殼體通過焊接固定。
[0016]可選的,旋轉軸芯、調壓螺栓、左殼體、中間殼體和右殼體米用302B不銹鋼，安全彈簧采用高強度合金彈簧。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，主要區(qū)別及其效果在于:通過調壓螺栓調節(jié)軸向壓力，從而讓密封旋轉球和球密封座的球面表面接觸達到密封效果，由于密封旋轉球和球密封座的表面摩擦力很小，所以該種結構的旋轉接頭的旋轉扭矩很小。而且，密封旋轉球和球密封座的表面光滑，必要時可以精研加工，能夠確保旋轉時絕對密封。采用O型密封圈作為安全裝置，能夠在密封旋轉球和球密封座的密封效果失效時，對旋轉接頭再次密封避免泄漏。安全彈簧采用高強度合金彈簧，能夠承受較高的工作壓力，起到預緊和防止螺栓松動而造成導熱介質泄漏的問題。殼體和調壓螺栓采用302B不銹鋼，能夠耐高溫耐腐蝕，在惡劣的工況下仍能保持良好的機械性能。該旋轉接頭具有密封效果好、傳動扭矩小、工作壓力大、工作溫度高、防腐蝕性能佳、使用壽命長等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明多向球面密封旋轉接頭的第一實施例的結構示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明多向球面密封旋轉接頭的第二實施例的結構示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明多向球面密封旋轉接頭的第三實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節(jié)。但是，本領域的普通技術人員可以理解，即使沒有這些技術細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權利要求所要求保護的技術方案。
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步地詳細描述。圖中相同或相似的構件采用相同的附圖標記表示。
[0023]參見圖1，示出了本發(fā)明的多向球面密封旋轉接頭的第一實施例。圖1是該多向球面密封旋轉接頭的結構示意圖。該多向球面密封旋轉接頭包括:左殼體10、中間殼體11、右殼體12、旋轉軸芯13、管道接口 14、密封旋轉球15和球密封座16 ;旋轉軸芯13的端部固定一個空心球狀的密封旋轉球15 ;中間殼體11和右殼體12上固定球密封座16，球密封座16的表面與密封旋轉球15匹配并密封；左殼體10、中間殼體11和右殼體12之間通過調壓螺栓17緊固。
[0024]該多向球面密封旋轉接頭通過調壓螺栓17調節(jié)軸向壓力，從而讓密封旋轉球15和球密封座16的球面表面接觸達到密封效果，由于密封旋轉球15和球密封座16的表面摩擦力很小，所以該種結構的旋轉接頭的旋轉扭矩很小。而且，密封旋轉球15和球密封座16的表面光滑，必要時可以精研加工，能夠確保旋轉時絕對密封。該旋轉接頭具有密封效果好、傳動扭矩小、工作溫度高、防腐蝕性能佳、使用壽命長等優(yōu)點。
[0025]旋轉軸芯13繞其中心軸的旋轉角度為O~360°，沿密封旋轉球15球心的旋轉角度可以為O~50°，更佳的角度為O~45°。該角度保證了多向球面密封旋轉接頭能夠沿多個方向靈活旋轉，并且能夠保障密封旋轉接頭保持穩(wěn)的定輸出流量。
[0026]在左殼體10和球密封座15之間固定一個安全彈簧18,用于預緊和防止螺栓17松動。安全彈簧18采用高強度合金彈簧，能夠承受較高的工作壓力，起到預緊作用，防止螺栓17松動造成的導熱介質泄漏的問題。此外，在工作壓力較小的場合也可以采用一般彈簧或不設置彈簧。
[0027]密封旋轉球15和所述球密封座16的表面經過精研加工。確保了旋轉軸芯13旋轉時的絕對密封，此外，在本發(fā)明的某些其他實施方式中，也可以采用磨削或一般加工的等其他加工方式。
[0028]密封旋轉球15和球密封座16為陶瓷制成。陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕性、表面精度高等特性，能夠確保旋轉接頭的密封性，并且陶瓷接觸表面的摩擦力較小，從而解決了現(xiàn)有技術中傳動扭矩過大的問題，而且陶瓷的成本較低，具有非常廣泛的應用價值。陶瓷密封球15與陶瓷球密封座16采用兩種不同陶瓷材質在近二千度高溫下燒結而成，經久耐磨。
[0029]陶瓷密封旋轉球15與旋轉軸芯13及陶瓷球密封座16和中間殼體11、右殼體12的固定連接處采用玻璃燒結工藝，形成陶瓷金屬燒結層19，確保了高低溫環(huán)境下工作時粘結牢固，保證密封效果。此外，在本發(fā)明的某些其他實施方式中，密封旋轉球15和球密封座16也可以采用不銹鋼、銅合金、金屬鍍陶瓷等材料制成。
[0030]旋轉軸芯13、 調壓螺栓17、左殼體10、中間殼體11、右殼體12采用302B不銹鋼制成。302B不銹鋼具有耐高溫耐腐蝕性，在惡劣的工作環(huán)境下仍能保持良好的機械性能。此外，也可以采用304、309不銹鋼或銅合金等金屬作為旋轉軸芯13、調壓螺栓17、左殼體10、中間殼體11、右殼體12的材料。
[0031]參見圖2，示出了本發(fā)明的第二實施例，該實施例與第一實施例的區(qū)別在于，在密封旋轉球15和球密封座16之間，靠近旋轉軸芯13處，設有密封圈20。采用密封圈20作為安全裝置，能夠在密封旋轉球15和球密封座16的密封效果失效時，對旋轉接頭再次密封避免泄漏。密封圈20可以選用全氟O型圈、石墨密封圈、四氟聚乙烯密封圈或橡膠密封圈。全氟O型圈具有高耐熱性和高耐腐蝕性，適應在高溫高壓的工況下工作。還可以采用石墨或橡膠材料的密封圈。該接頭通過球形密封和O型密封圈雙重密封結構，保證了整個旋轉接頭的密封效果。
[0032]參見圖3，示出了本發(fā)明的第三實施例，該實施例與第一實施例的區(qū)別在于，該種多向球面密封旋轉接頭在旋轉軸芯13的外側套設了一根波紋管21，波紋管21的一端與左殼體10通過焊接、膠合等方式固定。波紋管21具有輔助密封，防止泄露的功能，能夠防止工作環(huán)境中的異物進入旋轉接頭，損壞密封部位引起泄漏，起到了保護旋轉軸芯13的作用。
[0033]工作時，首先，調節(jié)調壓螺栓17至所需的工作壓力，從而讓陶瓷密封球15的表面和陶瓷球密封座16的表面達到密封效果，然后，工作介質熱油的進油管帶動旋轉軸芯13多向旋轉，熱油通過進油口 22進入旋轉軸芯13進而到達管道接口 14，完成旋轉接頭的密封輸送工作。
[0034]本發(fā)明該多向球面密封旋轉接頭能夠在≤400°C工作溫度和 ≤25kg工作壓力下工作，具備密封效果好、傳動扭矩小、多角度旋轉、工作壓力大、工作溫度高、防腐蝕性能佳、使用壽命長等優(yōu)點。
[0035]雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式，已經對本發(fā)明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種多向球面密封旋轉接頭，其特征在于，包括:左殼體、中間殼體、右殼體、旋轉軸芯、管道接口、密封旋轉球和球密封座；所述旋轉軸芯的端部固定一個空心球狀的密封旋轉球；中間殼體和右殼體上固定球密封座，球密封座的表面與密封旋轉球匹配并密封；左殼體、中間殼體和右殼體之間通過調壓螺栓緊固。
2.根據(jù)權利要求1所述的多向球面密封旋轉接頭，其特征在于，在左殼體和球密封座之間固定一個安全彈簧，用于預緊和防止螺栓松動。
3.根據(jù)權利要求1所述的多向球面密封旋轉接頭，其特征在于，在密封旋轉球和球密封座之間，靠近旋轉軸芯處，設有密封圈。
4.根據(jù)權利要求3所述的多向球面密封旋轉接頭，其特征在于，所述密封圈為全氟O型圈、石墨密封圈、四氟聚乙烯密封圈或橡膠密封圈。
5.根據(jù)權利要求1所述的多向球面密封旋轉接頭，其特征在于，所述密封旋轉球和所述球密封座的表面經過精研加工。
6.根據(jù)權利要求1所述的多向球面密封旋轉接頭，其特征在于，所述密封旋轉球和所述球密封座為陶瓷、金屬鍍陶瓷或不銹鋼制成。
7.根據(jù)權利要求6所述的多向球面密封旋轉接頭，其特征在于，所述陶瓷密封旋轉球和陶瓷密封座與旋轉軸芯、中間殼體、右殼體的連接處采用玻璃燒結工藝，形成陶瓷金屬燒結層。
8.根據(jù)權利要求1所述的多向球面密封旋轉接頭，其特征在于，所述旋轉軸芯繞其中心軸的旋轉角度為O?360°，沿密封旋轉球球心的旋轉角度為O?40°。
9.根據(jù)權利要求1所述的多向球面密封旋轉接頭，其特征在于，在旋轉軸芯外側套設一根波紋管，波紋管的一端與左殼體固定。
10.根據(jù)權利要求9所述的多向球面密封旋轉接頭，其特征在于，所述波紋管與左殼體通過焊接固定。
【文檔編號】F16L27/073GK103672244SQ201210313970
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年8月30日 優(yōu)先權日:2012年8月30日
【發(fā)明者】萬榮南 申請人:益科博能源科技（上海）有限公司