本發(fā)明涉及一種密封結構及采用該密封結構的旋轉連接器。

背景技術：

一些場合下，水下工作的設備的密封蓋旋轉打開時需要探測密封蓋旋開角度，通常密封蓋的軸心處會連接一個編碼器，編碼器是信號轉換裝置的一種，一般編碼器自身的防淋雨或單極密封結構無法滿足強大的水壓沖擊而容易漏水，導致編碼器進水，編碼器無法正常工作將無法探測設備的密封蓋是否打開，設備就不能正確的判斷是否能進行下一步工作。為了避免編碼器受到水壓沖擊受損，傳統(tǒng)方案是采用內部設有編碼器的旋轉連接器與設備密封蓋傳動連接，常用的旋轉連接器包括連接器殼體、由連接器殼體圍成的密封腔、設置在密封腔內的信號轉換裝置、傳輸信號轉換裝置輸出的電信號的信號輸出件，信號轉換裝置包括與設備的密封蓋連接并與密封蓋同步轉動的信號輸入軸，信號輸入軸與連接器殼體轉動配合而形成活動連接，信號輸入軸與連接器殼體之間設有密封圈和供密封圈嵌入的密封圈容納槽，通過信號輸入軸，信號轉換裝置可以將與該旋轉連接器連接的轉軸的角度轉換成電信號后由旋轉連接器的輸出。在設備密封蓋打開瞬間，旋轉連接器要承受很大的水壓沖擊，而由于加工密封圈容納槽時槽口邊緣處設有倒角，在外部水壓的沖擊下，旋轉連接器內外壓強差較大，密封圈的前側面作為外承壓面承受來自前方的外部壓力，密封圈容易發(fā)生軸向變形且后側的邊緣容易被擠入倒角處，從而導致容易會發(fā)生密封圈損壞而失效的情況，加上信號輸入軸工作時需要轉動，會加劇密封圈的失效，因此旋轉連接器往往由于密封圈的失效而導致使用壽命和可靠性降低。密封圈一旦失效，海水將進入連接器殼體的密封腔中，導致編碼器損壞。

申請公布號為cn106092154a的中國專利申請公開了一種深水旋轉連接器，其在旋轉連接器的密封腔內填充有絕緣承壓介質，并在連接器殼體上設有用于平衡密封腔內外壓力的壓力平衡機構，壓力平衡機構采用封閉在連接器殼體后端的橡膠伸展膜或者以導向滑動的形式活動裝配在連接器殼體上設置的活塞腔中的活塞，橡膠伸展膜或活塞的前側用于承受密封腔內的壓力，后側用于承受密封腔外部的壓力，當密封腔外部的壓力變大時，橡膠伸展膜或活塞的后側受到的壓力變大從而使橡膠伸展膜或活塞擠壓密封腔內的液體絕緣承壓介質以增大密封腔內的壓力，進而實現(xiàn)密封腔內外的壓力的平衡。

但是，采用橡膠伸展膜結構復雜，需要對橡膠伸展膜與殼體進行可靠地固定，還要在連接器殼體后部設置導向座和導向桿，并保證導向桿的前端與橡膠伸展膜可靠地密封和固定，結構稍為復雜，軸向尺寸較大，并且受到瞬間沖擊時密封圈仍容易受損；而采用活塞時，活塞與活塞腔的腔壁之間也需要設置密封圈作為滑動密封結構，該密封圈的后側面作為外承壓面承受來自后方的外部壓力，在外部壓力較大時，密封圈前側的邊緣也容易被擠入密封圈容納槽的倒角內而出現(xiàn)失效的問題，并且活塞工作時需要軸向往復移動，也會加劇密封圈的失效，同樣會降低旋轉連接器的可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種密封結構，同時提供一種采用該密封結構的旋轉連接器，以解決現(xiàn)有的密封結構中的密封圈在受到較大壓力時容易出現(xiàn)密封失效情況的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中采用的技術方案是：一種密封結構，包括殼體和與殼體導向滑動配合或轉動配合的活動件，活動件與殼體之間設有密封圈，活動件或殼體上設有供密封圈嵌入的密封圈容納槽，所述密封圈具有用于承受外部壓力的外承壓面，所述密封圈容納槽具有遠離密封圈的外承壓面的內槽壁，所述內槽壁與所述密封容納槽的槽口所在的表面直接相交，或者所述密封容納槽內設有位于所述密封圈背向外承壓面的一側的內支撐環(huán)，所述內支撐環(huán)具有與相應的所述殼體或活動件導向滑動配合或轉動配合的外周面，所述內支撐環(huán)朝向密封圈的環(huán)端面與支撐環(huán)的外周面直接相交。進一步地：

所述密封圈容納槽具有與所述內槽壁相向的外槽壁面，所述密封容納槽的槽口所在的表面與所述外槽壁面也直接相交。

所述密封容納槽內還設有位于密封圈背向所述內支撐環(huán)的一側的外支撐環(huán)，所述外支撐環(huán)具有與相應的所述殼體或活動件導向滑動配合或轉動配合的外周面，所述內支撐環(huán)朝向密封圈的環(huán)端面與支撐環(huán)的外周面直接相交。

所述內槽壁與所述密封容納槽的槽口所在的表面為垂直相交，所述內支撐環(huán)朝向密封圈的環(huán)端面與支撐環(huán)的外周面為垂直相交，所述密封圈的對應角部為直角。

所述密封圈為x形密封圈或矩形密封圈，相應的密封圈容納槽或內支撐環(huán)的截面形狀為矩形。

旋轉連接器，包括連接器殼體，連接器殼體上設有與連接器殼體導向滑動配合或轉動配合的活動件，活動件與連接器殼體之間設有密封圈，活動件或連接器殼體上設有供密封圈嵌入的密封圈容納槽，所述密封圈具有用于承受外部壓力的外承壓面，所述密封圈容納槽具有遠離密封圈的外承壓面的內槽壁，所述內槽壁與所述密封容納槽的槽口所在的表面直接相交，或者所述密封容納槽內設有位于所述密封圈背向外承壓面的一側的內支撐環(huán)，所述內支撐環(huán)具有與相應的所述連接器殼體或活動件導向滑動配合或轉動配合的外周面，所述內支撐環(huán)朝向密封圈的環(huán)端面與支撐環(huán)的外周面直接相交。進一步地：

所述密封圈容納槽具有與所述內槽壁相向的外槽壁面，所述密封容納槽的槽口所在的表面與所述外槽壁面也直接相交。

所述密封容納槽內還設有位于密封圈背向所述內支撐環(huán)的一側的外支撐環(huán)，所述外支撐環(huán)具有與相應的所述殼體或活動件導向滑動配合或轉動配合的外周面，所述內支撐環(huán)朝向密封圈的環(huán)端面與支撐環(huán)的外周面直接相交。

所述內槽壁與所述密封容納槽的槽口所在的表面為垂直相交，所述內支撐環(huán)朝向密封圈的環(huán)端面與支撐環(huán)的外周面為垂直相交，所述密封圈的對應角部為直角。

所述密封圈為x形密封圈或矩形密封圈，相應的密封圈容納槽或內支撐環(huán)的截面形狀為矩形。

所述活動件包括與連接器殼體導向滑動配合的活塞，活塞的軸向一端為用于承受連接器殼體內部的壓力的內承壓端，軸向另一端為用于承受連接器殼體外部壓力的外承壓端。

所述活塞導向滑動裝配在連接器殼體上設置的活塞腔內，所述活塞腔的軸向內端設有環(huán)形內凸緣，所述環(huán)形內凸緣與活塞之間設有用于對活塞施加朝向連接器殼體外部的作用力的彈簧。

有益效果：本發(fā)明采用上述技術方案，密封圈容納槽的內槽壁與所述密封容納槽的槽口所在的表面直接相交，或者所述密封容納槽內設有位于所述密封圈背向外承壓面的一側的內支撐環(huán)，所述內支撐環(huán)具有與相應的所述殼體或活動件導向滑動配合或轉動配合的外周面，所述內支撐環(huán)朝向密封圈的環(huán)端面與支撐環(huán)的外周面直接相交，這樣就消除了密封圈背向外承壓面的一側的變形空間，與現(xiàn)有技術相比，即使外承壓面承受的壓力較大，密封圈徑向外側的角部也不會被擠入密封圈容納槽的倒角內，從而能夠有效地避免密封圈受損而失效。另外，對于采用設置支撐環(huán)的方式，能夠降低對密封圈容納槽口沿處加工精度的要求，便于單獨對支撐環(huán)的角部進行加工，并且能夠更好地保證徑向尺寸，減小支撐環(huán)與殼體或活動件之間的間隙，進一步提高密封性能，同時便于更換和批量加工，有利于降低成本。

進一步地，述密封圈容納槽具有與所述內槽壁相向的外槽壁面，所述密封容納槽的槽口所在的表面與所述外槽壁面也直接相交，或者所述密封容納槽內還設有位于密封圈背向所述內支撐環(huán)的一側的外支撐環(huán)，所述外支撐環(huán)具有與相應的所述殼體或活動件導向滑動配合或轉動配合的外周面，所述內支撐環(huán)朝向密封圈的環(huán)端面與支撐環(huán)的外周面直接相交，這樣能夠適應密封圈的軸向兩側具有壓差變化的情況，任何一側均能夠承受較大的壓力。

進一步地，所述密封圈的徑向外側的角部為直角，所述內槽壁與所述密封容納槽的槽口所在的表面為垂直相交，所述內支撐環(huán)朝向密封圈的環(huán)端面與支撐環(huán)的外周面為垂直相交，采用直角能夠便于加工。

進一步地，所述密封圈、密封圈容納槽和內支撐環(huán)的截面形狀為矩形，能夠承受較大的作用力，更好地滿足大壓力的使用需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中旋轉連接器的一個實施例的結構示意圖；

圖2是圖1中a處的局部放大圖；

圖3是圖1中b處的局部放大圖。

圖中各附圖標記對應的名稱為：10-連接器殼體，11-前殼體，12-后殼體，13-徑向密封圈，14-軸向密封圈，15-注液螺釘，20-信號轉換裝置，21-編碼器，22-安裝座，23-旋轉軸，24-信號輸入軸，25-轉軸密封圈，26-擋圈，27-信號輸出件，30-壓力平衡裝置，31-活塞，32-環(huán)形內凸緣，33-彈簧，34-端蓋，35-開口，36-活塞密封圈，37-內支撐環(huán)，38-外支撐環(huán)，39-角部，40-密封圈容納槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

本發(fā)明中旋轉連接器的一個實施例如圖1~圖3所示，旋轉連接器包括連接器殼體10、設置在連接器殼體10內的信號轉換裝置20和壓力平衡裝置30。連接器殼體10包括前殼體11和后殼體12，前殼體11與后殼體12上均設有連接法蘭，前殼體11的連接法蘭與后殼體12的連接法蘭之間設有徑向密封圈13，兩個連接法蘭通過螺釘固定在一起，后殼體12上設有用于插裝進前殼體11內的延伸段，該延伸段與前殼體11之間設有軸向密封圈14，通過設置的軸向密封圈14和徑向密封圈13可以實現(xiàn)更好的密封效果。后殼體12上還設有用于向殼體內部的密封腔內注入液體絕緣承壓介質的注液口，注液口內安裝有注液螺釘15。

信號轉換裝置20包括穿孔式的編碼器21和信號輸入軸24，編碼器21固定在前殼體11內設置的安裝座22上，包括旋轉軸23，旋轉軸23與信號輸入軸24傳動連接，信號輸入軸24構成與連接器殼體10轉動配合的活動件。連接器殼體10的前殼體11的前端面上設有與信號輸入軸24轉動密封配合的信號輸入軸安裝孔，信號輸入軸安裝孔內通過轉軸密封圈25與信號輸入軸24動密封配合。轉軸密封圈25為x形密封圈，x形密封圈的內側還設有擋圈26，x形密封圈與擋圈26共同設置在密封圈安裝槽內，密封安裝槽內孔的徑向尺寸小于x形密封圈的外徑且等于擋圈26的外徑；信號輸入軸24的外徑等于x形密封圈的內徑，外徑等于擋圈26的內徑；同時，密封圈安裝槽的軸向安裝尺寸略微大于x形密封圈與擋圈26軸向尺寸之和，裝配及工作時由于x形密封圈被壓縮變形，其與擋圈26軸向沒有間隙，相互壓緊在一起。

連接器殼體10上還設有信號輸出件安裝孔，信號輸出件安裝孔內密封裝配有用于傳輸信號轉換裝置20輸出的電信號的信號輸出件27，信號輸出件27密封裝配在連接器殼體10上，并通過線纜與編碼器在連接器殼體10的內腔中連接。

壓力平衡裝置30包括活塞31，后殼體12的后部設有供活塞31導向滑動配合的活塞腔，所述活塞腔的軸向內端設有環(huán)形內凸緣32，所述環(huán)形內凸緣32與活塞31之間設有用于對活塞31施加朝向連接器殼體10外部的作用力的彈簧33，設置彈簧33能夠對活塞31起到輔助復位作用，保證外部壓力降低時活塞31能夠順利動作?；钊坏暮蠖碎_放且固定有端蓋34，端蓋34能夠對活塞31起到限位作用，避免活塞31脫出，其上設有用于連通外界的開口35。活塞31的前端為用于承受連接器殼體10內部的壓力的內承壓端，后端為用于承受連接器殼體10外部壓力的外承壓端，使用時外部的壓力能夠從開口35傳遞到活塞31的后端面，實現(xiàn)連接體殼體內外的壓力的平衡?；钊?1作為與連接器殼體10轉動配合的活動件，其外周面與連接器殼體10之間設有密封結構，該密封結構包括設置在活塞31的外周面上的密封圈容納槽40，密封圈容納槽40內設有活塞密封圈36和位于活塞密封圈36軸向兩側的內支撐環(huán)37和外支撐環(huán)38，活塞密封圈36為矩形密封圈，各支撐環(huán)均具有與所述活塞腔的腔壁導向滑動配合的外周面，且各支撐環(huán)的截面形狀均為矩形，支撐環(huán)朝向活塞密封圈36的環(huán)端面與支撐環(huán)的外周面直接垂直相交，能夠對活塞密封圈36的徑向外側的角部39起到良好的支撐作用，避免現(xiàn)有技術中活塞密封圈36的徑向外側的角部39在壓力作用下變形而被擠入密封圈容納的槽口倒角內，從而避免密封圈因此受損。同時，通過對各支撐環(huán)進行精加工能夠減小支撐環(huán)與殼體之間的間隙，進一步提高密封性能。

連接器殼體10和活塞31圍成密封腔內填充有液體絕緣承壓介質，在本實施例中，液體絕緣承壓介質選用變壓器油。使用時，旋轉連接器隨相應設備向海水里下潛，隨著下潛深度的增加，海水作用在旋轉連接器的壓力逐漸增大，海水的壓力把活塞31向內推動，彈簧33被壓縮，同時活塞31壓縮旋轉連接器內部的變壓器油，使得旋轉連接器內部的油壓與旋轉連接器外部的海水壓力一致，避免轉軸密封圈25受到較大的內外壓力差而失效，同樣，活塞密封圈36內外側的壓力也能夠得到平衡。假如旋轉連接器在下潛到深海時設備的密封蓋才打開，由于此時存在較大的內外壓差，打開的瞬間密封圈會受到海水的沖擊，由于支撐環(huán)的作用，能夠有效避免活塞密封圈36受損失效。上浮時，海水的壓力減小，旋轉連接器內部的油壓推動活塞31向外移動，能夠避免連接器殼體內的壓力偏大，保證活塞密封圈36和轉軸密封圈25內外側的壓力平衡。

在上述實施例中，活塞密封圈36采用的是矩形密封圈，活塞密封圈36的軸向兩側分別設有內支撐環(huán)37和外支撐環(huán)38，保證活塞31在雙向運動過程中均能夠減少密封圈受損；在本發(fā)明的其他實施例中，也可以僅在背向活塞密封圈36用于承受外部壓力的外承壓面的一側設置支撐環(huán)，而活塞密封圈36也可以采用其他形式的密封圈，例如x形密封圈、油封等，密封圈的角部39角度大于90度時，內支撐環(huán)37朝向密封圈的環(huán)端面與支撐環(huán)的外周面也可以采用相應的角度；另外，在其他實施例中，也可以不設置支撐環(huán)，將密封圈容納槽40的內槽壁與所述密封容納槽的槽口所在的表面設置成直接相交的形式，由密封圈容納槽40的槽壁來對密封圈起到支撐作用；再者，在其他實施例中，密封圈容納槽40也可以設置在殼體上，并且密封圈容納槽40既可以采用閉式溝槽，也可以采用開式溝槽，閉式溝槽即直接在殼體或活動件上加工出溝槽，開式溝槽即先加工出具有單側槽壁的槽，再通過適配的組合件組合出完整的溝槽，采用開式溝槽能夠便于密封圈和支撐環(huán)的安裝。

本發(fā)明中一種密封結構的實施例即上述旋轉連接器中的信號輸入軸24和活塞31所采用的密封結構，此處不再重復說明。