[發明專利]高性能多通道水用旋轉接頭

在審

• 申請號: 201710399810.2
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107420674A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 李鋒;朱永清;鄧坤;劉飛;張映梅;馮高鵬;周婕群;拜云山
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: F16L39/06
• 分類號: F16L39/06
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 楊春

技術領域

本發明涉及一種水用旋轉接頭，尤其涉及一種可用于為旋轉設備輸送純凈水、自來水、冷卻液等水性介質的高性能(高速、高壓、長壽命)旋轉接頭。

背景技術

當一個旋轉的設備或工作平臺需要油、水、氣等各種流體和壓力介質時，輸送這些流體的管路不能跟隨設備一同旋轉，目前為解決該問題而設計出了旋轉接頭。旋轉接頭是給旋轉設備輸送流體壓力介質的關鍵部件，它將靜止管道內流動的介質連接到運動部件內部，既要保證連續不斷地向運轉的設備、管道傳遞介質，又要防止流體介質互相串通、泄漏和外界雜物進入工作介質。

現有技術的旋轉接頭大多采用接觸式密封設計，即利用密封元件的擠壓變形對壓力介質實施密封，這種密封結構存在摩擦力矩大、密封件易磨損、磨屑容易污染傳輸介質等問題，尤其在高轉速或高壓力工況下密封件容易發生磨損失效，旋轉接頭使用壽命一般較短。

發明內容

本發明的目的就在于為了傳統接觸式密封旋轉接頭的密封件易磨損的問題而提出一種具有高壓力、高轉速、長壽命的高性能多通道水用旋轉接頭。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種高性能多通道水用旋轉接頭，包括筒狀結構的外殼、浮動環和套于所述浮動環內的轉軸，所述外殼內設置有前軸承、后軸承、所述浮動環、兩個密封圈組和兩個軸用擋圈，所述轉軸通過所述前軸承和所述后軸承支承在所述外殼內，所述浮動環設置有進水區和回水區，所述進水區和所述回水區均為環向設置在所述浮動環外環面的環形凹槽結構，所述外殼與所述浮動環之間設置有若干O型密封圈，所述進水區的兩側和所述回水區的兩側均布置有所述O型密封圈，兩個所述軸承位于兩個所述軸用擋圈之間，兩個所述密封圈組位于所述前軸承和所述后軸承之間，所述浮動環位于所述密封圈組之間，所述密封圈組包括唇形密封圈和兩個孔用擋圈，所述唇形密封圈位于兩個所述孔用擋圈之間；

所述轉軸設置有介質輸送通道，所述介質輸送通道包括內進水通道、內回水通道和軸向布置的兩條輸水通道，所述內進水通道和所述內回水通道均徑向布置，所述內進水通道與所述進水區相通，所述內回水通道與所述回水區相通，所述內進水通道與其中一條所述輸水通道連通，所述內回水通道與另外一條所述內輸水通道連通，所述轉軸與浮動環的內表面為間隙配合；

所述浮動環設置有若干節流孔、若干中間水流通道、所述進水區和所述回水區，所述節流孔和所述中間水流通道均徑向布置，一部分所述中間水流通道的一端與所述進水區連通且另一端與所述浮動環內部連通，另一部分所述中間水流通道的一端與所述回水區連通且另一端與所述浮動環內部連通，一部分所述節流孔與所述進水區連通且另一部分所述節流孔與所述回水區連通，所述節流孔由一個大孔和一個與所述浮動環內部連通的小孔連接而成，所述浮動環的兩端均設置有排水槽；

所述外殼設置有外進水通道、外回水通道、用于排出內泄露介質的泄水通道和用于排出內泄露介質的泄口，所述外進水通道和所述外回水通道均徑向布置，所述泄口與所述泄水通道連通，所述外進水通道和所述回水通道內均設置有與外設管路連接的螺紋，所述外進水通道與所述進水區連通，所述回水通道與所述回水區連通。

作為本專利選擇的一種技術方案，所述轉軸設置有用于與外部設備連接的法蘭。

作為本專利選擇的一種技術方案，所述轉軸為階梯軸，所述浮動環套在所述轉軸的其中一段徑向外圓柱面上。

作為本專利選擇的一種技術方案，若干所述節流孔和若干所述中間水流通道均在所述浮動環的多個圓周處環向布置，所述浮動環的內環面并排設置有三個環形槽，兩側的所述環形槽分別與所述進水區和所述回水區相通。

作為本專利選擇的一種技術方案，所述外殼的外側壁設置有用于安裝防轉桿的螺孔。

作為本專利選擇的一種技術方案，所述外殼的內表面設置有用于安裝所述孔用擋圈的溝槽和用于安裝所述O型密封圈的溝槽。

作為本專利選擇的一種技術方案，所述泄水通道設置有通向所述外殼外側壁的端口和通向所述外殼端面的端口，所述泄水通道的兩個端口內均設置有螺塞。

本發明的有益效果在于：

1)通過兩級密封，第一級間隙密封為主密封，可以承受數十MPa的介質壓力，而第二級密封可以將少量通過第一道密封泄露的介質完全封住，工作壓力范圍很大，可以對高壓介質實施有效密封，具有高壓性能；

2)運動件和靜止件之間只有流體粘性摩擦，沒有硬性固相接觸，可適應極高的工作轉速，具有高速性能；

3)運動件和靜止件之間是非接觸式的，摩擦力矩很小且不易磨損，不會出現磨屑污染傳輸介質的問題，降低了磨損失效的概率，具有長壽命的性能。