[發明專利]具有壓力控制的密封執行器的旋轉接頭

在審

• 申請號: 201310337484.4
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103711809A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: A·拉克羅伊克斯
• 申請（專利權）人: 杜博林公司
• 主分類號: F16D33/00
• 分類號: F16D33/00;F16D33/18
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 施娥娟;董彬

相關申請的交叉引用

本專利申請要求2012年8月3日遞交的申請號為61/679343的美國臨時專利申請的優先權，該申請的全部內容在此通過引用的方式全部并入本申請中。

技術領域

本發明涉及一種液力聯軸器裝置（fluid?coupling?device），例如旋轉接頭（rotary?union），更具體地，涉及一種改進的密封控制執行器機構（seal?control?actuator?mechanism），無論在旋轉接頭中使用潤滑介質、非潤滑介質還是不使用介質，該密封控制執行器機構都通過流體壓力進行操作。

背景技術

液力聯軸器裝置（例如旋轉接頭）用于工業應用中，例如金屬或塑料的加工、工件夾持（work?holding）、印刷、塑料膜制造、造紙、半導體晶圓制造和其他工業過程，這些工業過程需要將流體介質從固定來源（例如泵或儲存容器）傳送到旋轉元件（例如機床主軸，工件夾緊系統，或者轉筒或回轉缸）。通常這些應用需要相對較高的介質壓力，流速，或者高機床轉速。

這些應用中所使用的旋轉接頭能夠傳送流體介質，設備所使用的這些流體介質用于冷卻、加熱，或者用于驅動一個或多個旋轉元件。典型的流體介質包括水基液體（water-based?liquids）、液壓油或冷卻油液和空氣。在某些例子中，例如，當將介質從流體通道中排空時，旋轉接頭可以在真空下操作。使用旋轉接頭的機械通常包括精密零件（precision?component），例如軸承、齒輪、電子元件等，在工作過程中這些精密零件昂貴并且/或者難以維修或更換。在操作過程中，如果這些元件出現流體從旋轉接頭中泄漏或排放，那么這些元件通常面臨腐蝕性的環境或損壞。

旋轉接頭通常包括固定件，有時稱為殼體，該殼體具有用于接收流體介質的入口。非旋轉密封件安裝在殼體中。旋轉件（有時稱為轉子）包括旋轉密封件和用于將流體傳送到旋轉組件的出口。非旋轉密封件的密封表面通常通過彈簧、介質壓力或其他方法偏壓為與旋轉密封件的密封表面流體密封地連接，因此使得接頭的旋轉組件和非旋轉組件之間形成密封。該密封允許流體介質通過該接頭傳送而不會在非旋轉部分和旋轉部分之間發生明顯的泄漏。流過旋轉接頭的流體介質可以對連接的密封表面進行潤滑，以將密封件的磨損最小化。當旋轉接頭使用非潤滑介質（例如干燥空氣）或不使用任何介質時，連接的密封表面會經歷一個“無潤滑運轉（dry?running）”工況，該工況會因為缺乏足夠的潤滑而導致快速的密封磨損。較長時間的無潤滑運轉會導致密封件的嚴重損壞，由此造成需要對一個或兩個密封件進行昂貴而費時的替換。

例如計算機數控銑床、鉆床、車床、生產線（transfer?lines）等高速加工設備在一種通常稱為“主軸冷卻劑（through?spindle?coolant）”的結構中使用旋轉接頭以將介質直接提供至工具的切削刃，從而起到冷卻和潤滑的作用。主軸冷卻劑結構能夠延長昂貴的切削工具的使用壽命，能夠通過允許更高的切削速度而增加生產率，并且能夠將可能損壞工件或切削工具的材料碎片從工具的切削表面上沖走。不同的工件材料通常需要不同的介質以獲得最佳的生產率和性能。例如，空氣或氣溶膠介質可以在加工非常硬的材料時提供更好的熱控制，而液體冷卻劑可以在加工較軟的材料（例如鋁）時呈現出更好的性能。此外，在不使用穿過主軸的介質的情況下實施某些類型的操作可能會更加高效且比較經濟。

在某些應用中，可能還需要在密封斷開時（例如當更換機床主軸時）避免聯軸器（coupling）的工作流體的任何泄漏。除上述情況之外，可能還需要在工作流體達到最高壓力之前連接聯軸器的旋轉密封，以使得涌流（flow）（該涌流可以包括工作流體和空氣的混合物）的啟動不會導致工作流體的泄漏。

發明內容