阅读说明：本技术 一种球面密封结构 (Spherical surface sealing structure ) 是由 张玺 魏一 彭小波 张峰 王玉 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种球面密封结构,包括：结构本体,位于仪器侧与外侧之间,成型有球形内腔；连接头,与转轴相连,包括与球形内腔间隙配合的球形本体和开设于球形本体的台阶缺口；台阶缺口为相对于外侧与仪器侧之间的第一轴线环绕设置于球形本体的L型台阶,L型台阶包括平行于第一轴线的第一台阶面；密封基体,套设于台阶缺口,具有与第一台阶面过盈配合密封的第一密封端和与球形内腔内侧面过盈配合密封的第二密封端。如此设置,受环境温度变化热胀冷缩的同时能够保证有效密封,而且解决了在静态和动作时密封失效问题,具有较好的防海浪和雨水功能,提高防水性。另外,密封基体具有结构简单可靠,尺寸小,易加工,装配简单等优点。(The invention provides a spherical sealing structure, comprising: the structure body is positioned between the side and the outer side of the instrument and is formed with a spherical inner cavity; the connector is connected with the rotating shaft and comprises a spherical body in clearance fit with the spherical inner cavity and a step notch arranged on the spherical body; the step notch is an L-shaped step which is arranged on the spherical body in a surrounding way relative to a first axis between the outer side and the instrument side, and the L-shaped step comprises a first step surface parallel to the first axis; the sealing base body is sleeved on the step gap and provided with a first sealing end in interference fit sealing with the first step surface and a second sealing end in interference fit sealing with the inner side surface of the spherical inner cavity. So set up, can guarantee effectively sealed when receiving ambient temperature change expend with heat and contract with cold, solved sealed failure problem when static state and action moreover, have better wave and rainwater prevention function, improve waterproof nature. In addition, the sealing base body has the advantages of simple and reliable structure, small size, easiness in processing, simplicity in assembly and the like.)

一种球面密封结构

技术领域

本发明涉及动密封结构技术领域，具体涉及一种球面密封结构。

背景技术

在现有技术中，船舶上存在多处转轴结构。转轴结构在工作时转轴和壳体存在相对旋转。如图1所示，A侧暴露于海水侧，B侧为仪器侧。为防止海水进入仪器侧，在转轴和壳体之间设置有一道或多道毛毡或橡胶条。采用毛毡或密封条作为密封材料的密封结构10，对于静密封场合效果良好，但对于动密封场合多会发生因摩擦磨损导致密封出现故障。

同时，由于转轴结构所处环境温差较大，热胀冷缩导致密封材料过盈量变化。温度高时密封件过盈量过大，则滑动补偿能力降低，短时间内就会出现密封件因磨损失效；温度低时，密封件过盈量减小，长时间受外界环境的影响，密封件会因自身老化而失效。

因此，现有技术中的密封结构在静态和动作时均会产生密封失效海水倒灌问题，同时长期使用后密封性能更差。不能满足船舶某设备大尺寸、结构复杂的动密封在复杂海况(六级海况、耐盐雾、耐磨损、耐侵蚀、耐老化、耐海洋气候)高可靠、长寿命以及零泄漏的要求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的密封结构工作可靠性低，容易密封失效的缺陷，从而提供一种球面密封结构。

本发明提供的一种球面密封结构，包括：

结构本体，位于仪器侧与外侧之间，成型有球形内腔；

连接头，与转轴相连，包括与所述球形内腔间隙配合的球形本体和开设于所述球形本体的台阶缺口；所述台阶缺口为相对于所述外侧与所述仪器侧之间的第一轴线环绕设置于所述球形本体的L型台阶，所述L型台阶包括平行于所述第一轴线的第一台阶面；

密封基体，套设于所述台阶缺口，具有与所述第一台阶面过盈配合密封的第一密封端和与所述球形内腔内侧面过盈配合密封的第二密封端。

可选的，还包括设置于所述连接头与所述第二密封端之间的固定件，所述固定件提供将所述第二密封端固定于所述连接头的预紧力。

可选的，所述固定件为环绕所述第一轴线设置，并向所述第一密封端提供抵压于所述第一台阶面预紧力的圆周弹性件。

可选的，所述固定件为圆周弹簧或者弹性卡箍。

可选的，所述固定件具有防腐涂层。

可选的，所述第一密封端具有与所述第一台阶面过盈配合面密封的接触凸起。

可选的，所述第一密封端沿长度方向还包括与所述第一台阶面间隙配合的第一间隙部。

可选的，所述第二密封端具有与所述球形内腔线密封接触的多边形凸起。

可选的，所述第二密封端沿长度方向还包括与所述球形内腔间隙配合的第二间隙部，所述第二间隙部为与所述球形内腔同心设置的球形凸起。

可选的，所述密封基体为U型结构，包括所述第一密封端和所述第二密封端，以及，连接所述第一密封端和所述第二密封端的连接端。

可选的，所述台阶缺口包括与所述第一台阶面连接的第二台阶面，所述第二台阶面垂直于所述第一轴线，所述连接端贴合于所述第二端设置。

可选的，所述密封基体采用聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、超高分子量聚乙烯、碳纤维、增强型聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸、聚醚醚酮、玻璃纤维或聚十二内酰胺制成。

可选的，所述结构本体包括扣合为一体的上壳体和下壳体。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的一种球面密封结构，通过密封基体和台阶缺口的配合作用，提供了球面密封结构的滑动补偿能力，受环境温度变化热胀冷缩的同时能够保证有效密封，从而保证在复杂条件下长期使用过程中的稳定性和可靠性。而且解决了在静态和动作时密封失效问题，在复杂海况条件下仍具有较好的防海浪和雨水功能，可实现零泄漏，提高整设备的防水性，工作可靠性高。另外，密封基体具有结构简单可靠，尺寸小，易加工，装配简单等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中球面密封结构的结构示意图

图2本发明提供的一种球面密封结构的结构示意图；

图3为图2中蓄能密封圈的结构示意图；

图4为图3中密封基体的结构示意图；

图5为图2中连接头的结构示意图。

附图标记说明：

1－上壳体、2－下壳体、3－蓄能密封圈、31－固定件、32－密封基体、321－第二间隙部、322－多边形凸起、323－接触凸起、324－第一间隙部、4－连接头、41－球形本体、42－台阶缺口、10－密封材料。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种球面密封结构。该球面密封结构可应用在船舶转轴部位的动密封中，防止或阻隔海水泄漏至仪器舱，显而易见地，本发明也可用于航空、航天、核工业、石油化工及通用机械等领域涉及球面密封的场合，以及必须保证密封、尺寸空间又狭小的旋转装置中。

如图2至5所示，该球面密封结构包括结构本体、连接头4和蓄能密封圈3。其中，结构本***于海水侧A与仪器侧B之间，包括扣合为一体的上壳体1和下壳体2。上壳体1与下壳体2扣合为一体后成型有球形内腔。海水侧A与仪器侧B之间过球形内腔球心的轴线称为第一轴线。

请参考图5，连接头4与转轴相连，包括球形本体41和台阶缺口42。球形本体41为各个方向与球形内腔均处于间隙配合的球形结构。台阶缺口42为开设于球形本体41的L型台阶。L型台阶包括平行于第一轴线的第一台阶面和垂直于第一轴线的第二台阶面。第一台阶面相对于第一轴线环绕设置于球形本体41。

蓄能密封圈3包括密封基体32和固定件31。从图3至图4中可以看出，密封基体32为U型结构，包括第一密封端和第二密封端，以及，连接第一密封端和第二密封端的连接端。连接端贴合与第二台阶面设置。

第一密封端具有与第一台阶面密封贴合的接触凸起323，接触凸起323与第一台阶面过盈配合，且为面密封结构。第二密封端具有与球形内腔过盈配合的多边形凸起322，多边形凸起322与球形内腔线密封接触。

为了防止过定位，第一密封端和第二密封端分别具有与第一台阶面和球形内腔间隙配合的第一间隙部324和第二间隙部321。本实施例中，第一间隙部324和第二间隙部321分别设置于第一密封端和第二密封端靠近连接端的后端位置。第二间隙部321为与球形内腔同心设置球形凸起。

密封基体32采用聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、超高分子量聚乙烯、碳纤维、增强型聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸、聚醚醚酮、玻璃纤维、聚十二内酰胺等。

固定件31为环绕第一轴线设置的圆周弹性件，圆周弹性件向第一密封端提供抵压于第一台阶面的圆周预紧力。圆周弹性件可选用圆周弹簧或者弹性卡箍。固定件31还具有防腐涂层，并且可根据环境不同选择不同的涂层。

本发明通过密封基体32和台阶缺口42的配合作用，提供了球面密封结构的滑动补偿能力，受环境温度变化热胀冷缩的同时能够保证有效密封，从而保证在复杂条件下长期使用过程中的稳定性和可靠性。而且解决了在静态和动作时密封失效问题，在复杂海况条件下仍具有较好的防海浪和雨水功能，可实现零泄漏，提高整设备的防水性，工作可靠性高。另外，密封基体32具有结构简单可靠，尺寸小，易加工，装配简单等优点。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。