一种双保险的旋转密封装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种双保险的旋转密封装置，包括转轴，转轴外装有套筒，转轴与套筒之间设置有密封组合件，碟形弹簧装配在转轴外，挡圈与密封组合件之间或压装组件与密封组合件之间，且补偿弹簧的开口朝向密封组合件；密封组合件的外侧设置有二次密封圈。本发明专利技术的使密封组合件在工作过程中发生磨损后可在碟形弹簧的作用下对径向间隙进行自动补偿，密封组合件的轴向外侧设置了二次密封圈作为第二道密封结构，起双保险密封作用。

【技术实现步骤摘要】
一种双保险的旋转密封装置
本专利技术涉及非开挖施工技术中领域中的水平定向钻机及地质钻探用全液压钻机技术，尤其是一种双保险的旋转密封装置。
技术介绍
水平定向钻机的钻孔为挤压式钻孔，即钻孔的方式为钻头将泥土往径向外围挤压，泥土并不会排出地面，因此钻头在钻进过程中受到的阻力很大，钻头与地层间的巨大摩擦力会造成钻头与之接触面温度急剧升高而改变钻具材料的金相组织而降低其使用性能，以及影响其成孔和拉管质量,必需通过泥浆或空压系统提供压力介质(如高压水或高压气体)对钻进处的石头泥土障碍物软化和转移，另一方面，泥浆或空压系统的压力介质还起到对钻头和钻杆进行冷却的作用，防止钻头因高温发生性能变化而影响钻头的钻削能力，因此，压力介质也作为一种冷却介质，可以对钻头及钻杆实施降温。通常的做法是在动力头主轴末端装一旋转密封装置，旋转密封装置的主要功能是将冷却液或冷却空气输入钻杆冷却钻头，其密封性能的好坏直接关系到钻头的冷却与钻进效果，从而关系到整套设备的使用和施工质量。目前现有的水平定向钻机的旋转密封装置普遍存在的问题是密封高压空气或压力水的能力较差，在长时间的旋转动态使用过程中由于密封件的磨损而导致高压空气或压力水容易从旋转的转轴和密封件间渗漏，从而对设备的正常工作造成影响。因此，现有技术中需要一种方案来解决这个问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种双保险的旋转密封装置，以解决
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种双保险的旋转密封装置，包括转轴1，转轴外套设有套筒2，转轴与套筒之间设置有密封组合件4，密封组合件为圆筒状结构。工作过程中，转轴跟随动力头主轴转动，密封组合件的径向内壁为主要磨损面，套筒的内壁于密封组合件4轴向内侧(即靠近冷却介质入口20的一侧)凸设有挡圈24，挡圈24用于直接或间接挡住密封组合件4轴向一端的端面，密封组合件4轴向另一端的端面由压装组件压紧。所述一种双保险的旋转密封装置还包括补偿弹簧3，补偿弹簧套在转轴外，补偿弹簧的弹力方向沿转轴轴向方向设置，补偿弹簧抵在挡圈与密封组合件之间或抵在压装组件与密封组合件之间。优选的，所述补偿弹簧与密封组合件均为对称设置的两组，一组密封组合件对应一个挡圈、一组补偿弹簧及一组压装组件，两组密封组合件对称分布在冷却介质入口两侧，一组密封组合件与转轴连接动力头主轴的一端对应，另一组密封组合件与转轴另一端相对应。作为优选，补偿弹簧与密封组合件端面之间的接触点应当位于密封组合件轴向端面靠近径向外缘位置，以使得内壁有一定磨损后的密封组合件在受到轴向挤压力时，其变形方向主要为沿径向方向向内(即由外壁指向内壁的方向)，而不是随意的径向变形，从而补偿密封组合件径向内壁发生的磨损，延长密封组合件的寿命。作为优选，补偿弹簧选用成本低、且可以灵活叠加组合使用的碟形弹簧(参见图2)，碟形弹簧的开口朝向密封组合件，以保证补偿弹簧与密封组合件端面之间的接触点位于靠近密封组合件径向外缘位置处。进一步的，所述两组压装组件中至少一组包括调整锁位螺母67，调整锁位螺母67设有与转轴1外螺纹匹配的内螺纹，调整锁位螺母旋设在转轴上，调整锁位螺母直接或间接沿轴向方向旋紧在转轴上而将套筒内的补偿弹簧与密封组合件压紧。旋转密封装置使用过程中，密封组合件的磨损由受到压缩而变形的补偿弹簧提供的弹力来提供动态压力补偿，使密封组合件与转轴之间的接触面始终保证贴紧状态，这一过程为自动补偿过程，一段时间后，密封组合件的内壁继续磨损至两补偿弹簧的压缩量快释放完而恢复原形，两补偿弹簧的压力逐渐减小，此时将调整锁位螺母往靠近密封组合件的方向旋转，使补偿弹簧重新回至压缩状态，密封组合件会进入下一轮的自动补偿过程，重复多次至密封组合件完全失效，密封组合件的使用寿命约为原来的5～7倍。所述碟形弹簧与密封组合件均为对称设置的两组，一组密封组合件对应一个挡圈、一组碟形弹簧及一组压装组件，两组密封组合件对称分布在冷却介质入口两侧，一组密封组合件与转轴连接动力头主轴的一端对应，另一组密封组合件与转轴另一端相对应。进一步的，所述密封组合件4的轴向外侧设置有二次密封圈8，二次密封圈设置在压装组件中并与转轴径向外壁紧密贴合。优选的，所述二次密封圈采用唇形密封圈，唇形二次密封圈包括V型骨架与O型密封圈，O型密封圈的压缩量优选为0.12～0.25mm，在密封组合件完全失效、而工期又到关键时刻不允许停工的情况下，唇形二次密封圈可以使整个旋转密封装置的密封性能延长7～15天左右。套筒外壁于冷却介质入口处设置有带内螺纹的接头22，接头用于连接从泵或压缩机接出的管路而将冷却介质引入旋转密封装置内部，套筒外壁上设置有止转板23，止转板用于连接止转机构而防止套筒发生旋转运动。所述套筒筒体中间部位设有冷却介质入口20，套筒内壁对应冷却介质入口的位置凹设有环状水道21，转轴内部沿轴向方向设有冷却介质流通通道10，冷却介质流通通道的一端与动力头主轴内部通道连通，冷却介质流通通道的另一端设置有四个侧通孔101，四个侧通孔的位置均与环状水道对应。所述压装组件包括设置在密封组合件轴向外侧的补偿块，补偿块的端面用于直接或间接抵住密封组合件，补偿块对密封组合件的推力指向密封组合件轴向内侧，补偿块的径向外壁设置有台阶结构，套筒内壁设置有与补偿块台阶结构相匹配的孔肩。本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术的双保险的旋转密封装置设置有可使密封组合件实现自动补偿的补偿弹簧，在工作过程中，密封组合件可始终保持与转轴径向外壁的紧密贴合状态，有效的确保了施工过程中的密封可靠性能。为了进一步保证密封效果，将补偿弹簧与密封组合件端面间的力接触点设置在密封组合件端面边缘位置，可使密封组合件的变形方向主要为沿径向方向向内，而不是随意的径向变形，从而补偿密封组合件内壁发生的磨损，可使密封组合件的使用寿命延长5～7倍。本专利技术中的自动补偿式密封组合件作为旋转密封装置的第一道密封结构，还在密封组合件的轴向外侧设置了二次密封圈作为第二道密封结构，在密封组合件完全失效、工期遇关键时刻又不能停工的情况下，二次密封圈可作为应急密封结构，延长7～15天的使用时间，为施工人员提供必要的应急准备时间，二次密封圈与密封组合件共同对旋转密封装置起双保险密封作用。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的旋转密封装置的主视剖面图(补偿弹簧采用碟形弹簧)；图2是本专利技术优选实施例的旋转密封装置的减压环处的细节放大图。图中：1-转轴，10-冷却介质流通通道，101-侧通孔，11-连接端，2-套筒，20-冷却介质入口，21-环状水道，22-接头，23-止转板，24-挡圈，241-挡圈一，242-挡圈二，25-孔肩一，26-孔肩二，3-补偿弹簧，31-补偿弹簧一，32-补偿弹簧二，4-密封组合件，41-密封组合件一，42-密封组合件二，5-压装组件一，51-补偿块一，52-支撑轴承一，53-压盖一，54-防尘圈，6-压装组件二，61-补偿块二，62-支撑轴承二，63-隔离环，64-压盖二，65-止推轴承，66-挡环，67-调整锁位螺母，7-减压环，71-减压环一，72-减压环二，8-二次密封圈，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双保险的旋转密封装置，其特征在于，包括转轴(1)，转轴外套设有套筒(2)，转轴径向外壁与套筒的内壁之间设置有密封组合件(4)，套筒的内壁于密封组合件轴向内侧凸设有挡圈(24)，挡圈用于直接或间接挡住密封组合件轴向一端的端面，密封组合件轴向另一端的端面由压装组件压紧；所述旋转密封装置还包括碟形弹簧(3)，碟形弹簧套设在转轴外，碟形弹簧抵设在挡圈与密封组合件之间或抵设在压装组件与密封组合件之间；所述密封组合件(4)的轴向外侧设置有二次密封圈(8)，二次密封圈设置在压装组件中并与转轴径向外壁贴合。

【技术特征摘要】
1.一种双保险的旋转密封装置，其特征在于，包括转轴(1)，转轴外套设有套筒(2)，转轴径向外壁与套筒的内壁之间设置有密封组合件(4)，套筒的内壁于密封组合件轴向内侧凸设有挡圈(24)，挡圈用于直接或间接挡住密封组合件轴向一端的端面，密封组合件轴向另一端的端面由压装组件压紧；所述旋转密封装置还包括碟形弹簧(3)，碟形弹簧套设在转轴外，碟形弹簧抵设在挡圈与密封组合件之间或抵设在压装组件与密封组合件之间；所述密封组合件(4)的轴向外侧设置有二次密封圈(8)，二次密封圈设置在压装组件中并与转轴径向外壁贴合。2.根据权利要求1所述的一种双保险的旋转密封装置，其特征在于，碟形弹簧的弹力方向沿转轴轴向方向设置，碟形弹簧的开口朝向密封组合件，以保证碟形弹簧与密封组合件端面之间的接触点位于靠近密封组合件径向外缘位置处，以使得径向内壁有一定磨损后的密封组合件在受到轴向挤压力时，其变形方向主要为沿径向方向向内。3.根据权利要求1所述的一种双保险的旋转密封装置，其特征在于，所述二次密封圈采用唇形密封圈。4.根据权利要求3所述的一种双保险的旋转密封装置，其特征在于，唇形二次密封圈包括V型骨架与O型密封圈，O型密封圈的压缩量为0.12～0.25mm。5.根据权利要求1所述的一种双保险的旋转密封装置，其特征在于，套筒外壁于冷却介质入口处设置有带内螺纹的接头(22)，接头用于连接从泵或压缩机接出的管路而将冷却介质引入旋转密封装置内部，套筒外壁上设置有止转...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海燕，佘国斌，汤亮，
申请(专利权)人：恒天九五重工有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43