一种高压气路滑环制造技术

本申请公开了一种高压气路滑环。本申请实施例创造性地设计了比例减压阀，将高压气体从密封迷宫圈的一级气腔经过减压后导入二级气腔，迷宫密封圈中的密封件两侧压力平衡性得到了极大提高，避免迷宫密封圈中密封件单侧压力过大而导致的密封件寿命降低。采用两级迷宫式组合动密封方案，紧密的公差配合设计，确保高压气体在传输过程中无因泄露而导致的压力损失，确保压力稳定。本发明专利技术采用了组合式的格莱圈作为动密封的密封件。本发明专利技术解决了高压气路滑环耐高压性能不足的问题，同时满足了气路滑环的高工作压力、高转速、低摩擦扭矩三项要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气路滑环，特别是一种高压气路滑环。
技术介绍
高压气路滑环主要用于将高压气体从一个固定不动的部件传输到一个旋转的部件上，以便于使高压气体能被继续传送给需要高压气体来工作的电气元件，它也可以逆向使用，即把高压气体从一个旋转的部件传送给固定不动的部件。高压气路滑环作为一种特殊场合使用的气动元件，要求高气压工作能力，实现高压气体的传输；具有高气压压力保持能力，要求极小量的气体泄漏或无气体泄漏；要求低摩擦转矩的控制，转子高速旋转和低启动力矩的需求；以及长使用寿命的控制，改善密封件的工作条件获得更长的使用寿命和可靠性。这几项核心技术的创新解决方案及其工程设计技术，也是机械工程领域优先发展的核心技术之一。高压气路滑环有以下几个主要的技术难点是高压气体的动密封、摩擦转矩和使用寿命的控制。高压气体在传输过程中必须保持压力稳定且没有明显的压力损失，因此需要气路滑环具有极高耐压的动密封能力。另外，高耐压的动密封需要多级组合密封件去实现，但会带来启动摩擦扭矩过大、因动静摩擦系数不同而导致的低速运动爬行、因单侧压力过大导致的密封件破坏。
技术实现思路
本专利技术提供一种高压气路滑环，解决了一般的气路滑环耐高压性能不足的问题，同时满足了气滑环的高工作压力、高转速、低摩擦扭矩三项要求。本申请实施例提供一种高压气路滑环，包含定子、转子、气路入口接头、气路出口接头，所述定子和转子之间的空腔通过迷宫密封圈实现密封，所述气路入口接头为管状，中部腔体为气路入口，所述气路入口接头与所述定子气密连接，所述气路出口接头为管状，中部腔体为气路出口，所述气路出口接头与所述转子气密连接，所述空腔被所述迷宫密封圈分割为多个内环气腔和多个外环气腔；所述多个内环气腔是由所述迷宫密封圈和所述转子外表面围成；所述多个外环气腔是由所述迷宫密封圈和所述定子内表面围成；所述多个内环气腔包含至少一个一级内环气腔和至少一个二级内环气腔；所述多个外环气腔包含至少一个一级外环气腔和至少一个二级外环气腔；所述一级内环气腔和所述一级外环气腔相通；所述二级内环气腔和所述二级外环气腔相通；所述定子有第一气孔，所述至少一个一级外环气腔通过所述第一气孔与所述气路入口相通；所述迷宫密封圈有第二气孔，所述至少一个一级外环气腔通过所述第二气孔与所述至少一个一级内环气腔相通；所述转子有第三气孔，所述至少一个一级内环气腔通过所述第三气孔与所述气路出口相通；所述定子的外表面气密固定一比例减压阀；所述比例减压阀包含第一阀腔、第二阀腔；所述定子有第四气孔和第五气孔；所述至少一个一级外环气腔通过所述第四气孔与所述第一阀腔相通；所述至少一个二级外环气腔通过所述第五气孔与所述第二阀腔相通；所述比例减压阀工作时，所述第二阀腔的气压小于所述第一阀腔的气压。作为本专利技术进一步优化的实施例，所述比例减压阀包含壳体、阀芯、密封球、弹簧、顶杆；所述壳体与所述定子外表面气密固定；所述壳体上有第六气孔和第七气孔；所述第六气孔连通所述第四气孔和所述第一阀腔；所述第七气孔连通所述第五气孔和所述第二阀腔；所述顶杆的底部与所述壳体的第二端部固定密封连接，所述顶杆的顶部为柱状；所述阀芯为筒状，套在所述顶杆的顶部；所述阀芯的内表面和所述顶杆的外表面之间有滑动空隙；所述阀芯的外表面和所述壳体的内表面之间有滑动空隙；所述阀芯的第一端面和所述壳体的第一端部之间的空间为第一阀腔；所述阀芯的第二端面和所述壳体的第二端部之间的空间为第二阀腔；所述第一端面的面积小于所述第二端面的面积；所述弹簧的第一端部弹力作用于所述壳体的第一端部的内侧；所述弹簧的第二端部弹力作用于所述密封球；所述密封球在所述弹簧的作用下与所述阀芯的第一端面接触；当高压气体进入所述第一阀腔时，推动所述阀芯运动，所述密封球在所述弹簧弹力作用下跟随所述阀芯运动并保持二者的密封状态直至所述顶杆的顶部限制所述密封球运动，所述密封球与所述阀芯之间出现间隙，所述高压气体由所述第一阀腔通过所述间隙进入所述第二阀腔。优选地，所述外壳上有第一气腔，用于导通所述第六气孔和所述第四气孔。优选地，所述外壳上有第二气腔，用于导通所述第七气孔和所述第五气孔。作为本专利技术的最佳实施例，所述二级外环气腔和所述二级内环气腔均为多个；至少一个所述二级外环气腔通过所述第五气孔与所述第二阀腔相通；每一个所述二级外环气腔与相应的二级内环气腔相通，相通方式为至少一个气孔；每一个所述二级外环气腔与至少一个另一二级外环气腔相通，相通方式为至少一个气孔。优选地，所述二级外环气腔包含第一二级外环气腔和第二二级外环气腔；所述二级内环气腔包含第一二级内环气腔和第二二级外环气腔；所述第一二级外环气腔通过所述第五气孔与所述第二阀腔相通；所述迷宫密封圈有第八气孔、第九气孔；所述第一二级外环气腔通过所述第八气孔与所述第一二级内环气腔相通；所述第二二级外环气腔通过所述第九气孔与所述第二二级内环气腔相通；所述定子有第十气孔和/或第十一气孔；所述第一二级外环气腔与所述第二二级外环气腔通过所述第十气孔和/或所述第十一气孔相通。进一步优选地，所述定子外表面与一密封片气密连接；所述密封片和所述定子外表面之间有第三气腔；所述第十气孔连通所述第一二级外环气腔和所述第三气腔；所述第十一气孔连通所述第二二级外环气腔和所述第三气腔。在本专利技术所述高压气路滑环的任意一个实施例中，均能实施以下技术方案：所述迷宫密封圈在其和所述转子外表面接触处，有环绕转子外表面的凹槽；所述凹槽内安装有环状动密封件；所述环状动密封件和所述转子外表面滑动接触，将所述多个内环气腔互相隔离。在本专利技术所述高压气路滑环的任意一个实施例中，均能实施以下技术方案：所述迷宫密封圈在其和所述定子内表面接触处，有环绕所述定子内表面的凹槽；所述凹槽内安装有环状静密封件；所述环状静密封件和所述转子外表面固定接触，将所述多个外环气腔互相隔离。本专利技术的一个具体实施例中，所述环状动密封件为格莱圈，所述格莱圈的内圈为聚四氟乙烯材质。本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：采用两级迷宫式组合动密封方案，采用更紧密的公差配合设计，确保高压气体在传输过程中无因泄露而导致的压力损失，确保压力稳定。采用了组合式的格莱圈作为动密封的密封件，由格莱圈的O型圈压缩后产生的反弹力和在流体作用下的自密封效应使聚四氟乙烯材质的内圈紧贴在滑动面上实现动密封效果，同时聚四氟乙烯具有低摩擦系数和自润滑性使得摩擦转矩大为降低。且静摩擦系数和动摩擦系数相等，解决了低速爬行的问题。本申请实施例创造性地设计了比例减压阀，将高压气体从密封迷宫圈的一级气腔经过减压后导入二级气腔，迷宫密封圈中的密封件两侧压力平衡性得到了极大提高，避免迷宫密封圈中密封件单侧压力过大而导致的密封件寿命降低。本专利技术提出的带比例减压阀的高压气路滑环的设计方案，实验高压达到60MPa，满足了气滑环的高工作压力(45MPa以上)、高转速(1200RPM以上)、低摩擦扭矩这三个要求，实现了高压高转速的气路滑环产品。填补了国内高压高转速气路滑环的技术空白。本专利技术可以应用于红外成像设备测试过程中的带比例减压阀的高压气路滑环，也可以应用于各类需要将高压气体从一个固定部件传输至一个旋转部件的工程场合。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压气路滑环，包含定子、转子、气路入口接头、气路出口接头，所述定子和转子之间的空腔通过迷宫密封圈实现密封，所述气路入口接头为管状，中部为气路入口，所述气路入口接头与所述定子气密连接，所述气路出口接头为管状，中部为气路出口，所述气路出口接头与所述转子气密连接，所述空腔被所述迷宫密封圈分割为多个内环气腔和多个外环气腔；所述多个内环气腔是由所述迷宫密封圈和所述转子外表面围成；所述多个外环气腔是由所述迷宫密封圈和所述定子内表面围成；其特征在于，所述多个内环气腔包含至少一个一级内环气腔和至少一个二级内环气腔；所述多个外环气腔包含至少一个一级外环气腔和至少一个二级外环气腔；所述一级内环气腔和所述一级外环气腔相通；所述二级内环气腔和所述二级外环气腔相通；所述定子有第一气孔，所述至少一个一级外环气腔通过所述第一气孔与所述气路入口相通；所述迷宫密封圈有第二气孔，所述至少一个一级外环气腔通过所述第二气孔与所述至少一个一级内环气腔相通；所述转子有第三气孔，所述至少一个一级内环气腔通过所述第三气孔与所述气路出口相通，所述定子的外表面气密固定一比例减压阀；所述比例减压阀包含第一阀腔、第二阀腔；所述定子有第四气孔和第五气孔；所述至少一个一级外环气腔通过所述第四气孔与所述第一阀腔相通；所述至少一个二级外环气腔通过所述第五气孔与所述第二阀腔相通；所述比例减压阀工作时，所述第二阀腔的气压小于所述第一阀腔的气压。...

【技术特征摘要】
1.一种高压气路滑环，包含定子、转子、气路入口接头、气路出口接头，所述定子和转子之间的空腔通过迷宫密封圈实现密封，所述气路入口接头为管状，中部为气路入口，所述气路入口接头与所述定子气密连接，所述气路出口接头为管状，中部为气路出口，所述气路出口接头与所述转子气密连接，所述空腔被所述迷宫密封圈分割为多个内环气腔和多个外环气腔；所述多个内环气腔是由所述迷宫密封圈和所述转子外表面围成；所述多个外环气腔是由所述迷宫密封圈和所述定子内表面围成；其特征在于，所述多个内环气腔包含至少一个一级内环气腔和至少一个二级内环气腔；所述多个外环气腔包含至少一个一级外环气腔和至少一个二级外环气腔；所述一级内环气腔和所述一级外环气腔相通；所述二级内环气腔和所述二级外环气腔相通；所述定子有第一气孔，所述至少一个一级外环气腔通过所述第一气孔与所述气路入口相通；所述迷宫密封圈有第二气孔，所述至少一个一级外环气腔通过所述第二气孔与所述至少一个一级内环气腔相通；所述转子有第三气孔，所述至少一个一级内环气腔通过所述第三气孔与所述气路出口相通，所述定子的外表面气密固定一比例减压阀；所述比例减压阀包含第一阀腔、第二阀腔；所述定子有第四气孔和第五气孔；所述至少一个一级外环气腔通过所述第四气孔与所述第一阀腔相通；所述至少一个二级外环气腔通过所述第五气孔与所述第二阀腔相通；所述比例减压阀工作时，所述第二阀腔的气压小于所述第一阀腔的气压。2.如权利要求1所述高压气路滑环，其特征在于，所述比例减压阀包含壳体、阀芯、密封球、弹簧、顶杆；所述壳体与所述定子外表面气密固定；所述壳体上有第六气孔和第七气孔；所述第六气孔连通所述第四气孔和所述第一阀腔；所述第七气孔连通所述第五气孔和所述第二阀腔；所述顶杆的底部与所述壳体的第二端部固定密封连接，所述顶杆的顶部为柱状；所述阀芯为筒状，套在所述顶杆的顶部；所述阀芯的内表面和所述顶杆的外表面之间有滑动空隙；所述阀芯的外表面和所述壳体的内表面之间有滑动空隙；所述阀芯的第一端面和所述壳体的第一端部之间的空间为第一阀腔；所述阀芯的第二端面和所述壳体的第二端部之间的空间为第二阀腔；所述第一端面的面积小于所述第二端面的面积；所述弹簧的第一端部弹力作用于所述壳体的第一端部的内侧；所述弹簧的第二端部弹力作用于所述密封球；所述密封球在所述弹簧的作用下与所述阀芯的第一端面接触；当高压气...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，孙平月，吴翔，
申请(专利权)人：京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11