一种动态水密封辊子的制作方法

本发明涉及冶金设备技术领域，具体涉及一种动态水密封辊子。

背景技术：

板坯连铸机扇形段主要是对已经形成固态坯壳或完全凝固的板坯进行支撑及传输，防止铸坯坯壳在钢水静压力的作用下产生鼓肚变形。由于板坯温度非常高，而主要对板坯起支撑作用的就是扇形段辊子，高温的板坯容易使辊子表面及轴承因高温损坏，影响辊子的使用寿命。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种动态水密封辊子，实现辊子转动的同时对辊子进行降温处理，避免辊子及轴承由于高温损坏，延长辊子的使用寿命，在旋转接头内设有第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，一起构成冷却系统接口处的动态水密封作用，减少辊子转动时冷却水的泄露。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种动态水密封辊子，包括辊子，辊子的自由端依次套装有轴承和轴承盖，辊子为空心筒状，辊子的内孔中套设有进水轴管，辊子自由端的端部套设有旋转接头，

其中，所述的旋转接头包括壳体、外管旋转体和空心管，壳体的一端插入到辊子的内孔中，壳体的另一端与轴承盖连接固定，外管旋转体的一端套装于壳体内，外管旋转体的另一端套设于辊子内孔中，空心管套装于外管旋转体内，壳体内设有进水口和回水口，辊子内孔与外管旋转体之间套设有轴芯，空心管的一端与进水口连接，空心管的另一端与辊子内的进水轴管对接，形成进水通道，辊子内孔与进水轴管外壁之间形成的腔体通过轴芯与外管旋转体的内壁与空心管的外壁之间形成的腔体连通，形成回水通道，并与回水口连接，轴芯与辊子内孔之间套设有第一密封圈，轴芯与外管旋转体之间套设有第二密封圈；

所述的旋转接头还包括定环，定环套设于壳体与空心管之间，定环的一端与外管旋转体接触，定环的另一端与壳体连接，外管旋转体通过定环与壳体轴向连接，定环与外管旋转体之间设有第三密封圈。

按上述技术方案，辊子内孔与外管旋转体的外壁之间套设有水密封圈，水密封圈的左端面与轴芯的端面紧贴连接，水密封圈的右端面与壳体的端面紧贴连接。

按上述技术方案，所述的水密封圈的左端面上开设有环面V型槽，水密封圈的右端面上设有环形凸台，环形凸台插入到壳体内，环形凸台的端面紧贴壳体的端面。

按上述技术方案，水密封圈的材质为橡胶。

按上述技术方案，壳体的材料为铜。

按上述技术方案，轴芯上设有销轴，轴芯通过销轴与外管旋转体连接。

按上述技术方案，第一密封圈和第二密封圈为橡胶密封。

按上述技术方案，空心管上套设有弹簧，弹簧设置于定环与壳体之间。

按上述技术方案，第三密封圈为硬质合金密封。

本发明具有以下有益效果：

1、通过旋转接头向辊子内通入冷却水，外管旋转体和空心管与辊子内的进水轴管形成进水通道和回水通道，构成双通道冷却系统，在辊子转动的同时对辊子进行降温处理，避免辊子及轴承由于高温损坏，延长辊子的使用寿命，在旋转接头内设有第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，一起构成冷却系统接口处的动态水密封作用，减少辊子转动时冷却水的泄露。

2、水密封圈与第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈形成多重密封，保证冷却水不会从旋转接头与辊子对接处泄露，水密封圈的V型槽，在泄露水的压力下，与四周更加贴合，起到二次密封的作用，提高冷却效果，延长旋转接头的使用周期，降低水的消耗量，减轻现场更换旋转接头的工作量。

附图说明

图1是本发明实施例中动态水密封辊子的结构示意图；

图2是本发明实施例中旋转接头的结构示意图；

图3是本发明实施例中轴芯的结构示意图；

图4是本发明实施例中未加装水密封圈的动态水密封辊子中的水流流向简图；

图5是本发明实施例中水密封圈的结构示意图；

图6是本发明实施例中加装有水密封圈的动态水密封辊子中的水流流向简图；

图中，1-辊子，2-轴芯，3-轴承，4-轴承盖，5-旋转接头，6-外管旋转体，7-壳体，8-定环，9-进水口，10-回水口，11-橡胶密封，12-硬质合金密封，13-销轴，14-空心管，15-进水轴管，16-第一密封面，17-第二密封面，18-第三密封面，19-辊子内孔，20-水密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图6所示，本发明提供的一个实施例中的动态水密封辊子，包括辊子1，辊子1的自由端依次套装有轴承3和轴承盖4，辊子1为空心筒状，辊子1的内孔中套设有进水轴管15，辊子1自由端的端部套设有旋转接头4，

其中，所述的旋转接头4包括壳体7、外管旋转体6和空心管14，壳体7的一端插入到辊子1的内孔中，壳体7的另一端与轴承盖4连接固定，外管旋转体6的一端套装于壳体7内，外管旋转体6的另一端套设于辊子内孔19中，空心管14套装于外管旋转体6内，壳体7内设有进水口9和回水口10，辊子内孔19与外管旋转体6之间套设有轴芯2，空心管14的一端与进水口9连接，空心管14的另一端与辊子1内的进水轴管15对接，形成进水通道，辊子内孔19与进水轴管15外壁之间形成的腔体通过轴芯2与外管旋转体6的内壁与空心管14的外壁之间形成的腔体连通，形成回水通道，并与回水口10连接，轴芯2与辊子内孔19之间套设有第一密封圈，轴芯2与外管旋转体6之间套设有第二密封圈，所述的旋转接头4还包括定环8，定环8套设于壳体7与空心管14之间，定环8的一端与外管旋转体6接触，定环8的另一端与壳体7连接，外管旋转体6通过定环8与壳体7轴向连接，定环8与外管旋转体6之间设有第三密封圈。

通过旋转接头4向辊子1内通入冷却水，外管旋转体6和空心管14与辊子1内的进水轴管15形成进水通道和回水通道，构成双通道冷却系统，在辊子1转动的同时对辊子1进行降温处理，避免辊子1及轴承3由于高温损坏，延长辊子1的使用寿命，在旋转接头4内设有第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，一起构成冷却系统接口处的动态水密封作用，减少辊子1转动时冷却水的泄露。

进一步地，辊子内孔19与外管旋转体6的外壁之间套设有水密封圈20，水密封圈20的外壁紧贴辊子内孔19，水密封圈20的内圈紧贴外管旋转体6，水密封圈20的左端面与轴芯2的端面紧贴连接，水密封圈20的外端面紧贴辊子内孔19，水密封圈20的右端面与壳体7的端面紧贴连接；所述的紧贴连接为紧贴接触连接。

进一步地，所述的水密封圈20的左端面上开设有环面V型槽，环面V型槽的开口面与轴芯2的端面接触，水密封圈20的内孔端面设有环形锥面，水密封圈20的右端面上设有环形凸台，环形凸台插入到壳体7内，环形凸台的端面紧贴壳体7的端面，环形凸台起到固定的作用，轴芯2与外管旋转体6和辊子内孔19之间泄露的水，充入水密封圈20的V型槽内，V型槽在泄露水压的压力下向外撑开，使水密封圈20的与外管旋转体6和辊子内孔19贴的更紧；通过水密封圈20与第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈形成多重密封，保证冷却水不会从旋转接头4与辊子1对接处泄露，水密封圈20的V型槽，在泄露水的压力下，与四周更加贴合，起到二次密封的作用，延长旋转接头4的使用周期，降低水的消耗量，减轻现场更换旋转接头4的工作量。

进一步地，水密封圈20的材质为橡胶，具有弹性密封的作用。

进一步地，水密封圈20的橡胶为丁腈橡胶N41，卡夫特550，无味DCP，硬脂酸，不被水溶解。

进一步地，壳体7的材料为铜。

进一步地，轴芯2上设有销轴13，轴芯2通过销轴13与外管旋转体6连接。

进一步地，第一密封圈和第二密封圈为橡胶密封11。

进一步地，空心管14上套设有弹簧，弹簧设置于定环8与壳体7之间。

进一步地，第三密封圈为硬质合金密封12。

本发明的一个实施例中，本发明的工作原理：

连铸机扇形段使用的是双通道内置式旋转接头4，如图2所示，一台连铸机有10台扇形段，每台扇形段由24根自由辊和2根驱动辊组成，每根辊子1都安装一个旋转接头4，每台扇形段有26个旋转接头4，一台连铸机上有260个旋转接头4，旋转接头4中的空心管14的一端与进水口9连接，空心管14的另一端与辊子1内的进水轴管15对接，形成进水通道，外管旋转体6的外端套设有轴芯2，轴芯2的外壁与辊子1的内孔套接，辊子内孔19与进水轴管15外壁之间形成的腔体通过轴芯2与外管旋转体6的内壁与空心管14的外壁之间形成的腔体联通，形成回水通道，并与回水口10连通，轴芯2与辊子内孔19之间套设有第一密封圈，轴芯2与外管旋转体6之间套设有第二密封圈，所述的旋转接头4还包括定环8，定环8套设于壳体7与空心管14之间，定环8的一端与外管旋转体6接触，定环8与壳体7连接，外管旋转体6通过定环8与壳体7轴向连接，定环8与外管旋转体6之间设有第三密封圈。。

动态密封辊子1上未使用水密封圈20时可能出现旋转接头4漏水的现象，由于连铸机空间位置狭小，旋转接头4漏水后不便于更换，漏水严重后，闭路水的压力降低，流速减慢，达不到热交换要求，使辊子1本体及轴承3的冷却效果降低，造成各种后果，影响扇形段使用周期，增加了人工成本和修复费用。

对辊子1的装配和使用情况的分析，发现造成旋转接头4漏水的部位主要有三处，通过加装动态水密封装置，缓解旋转接头4在使用一段时间后漏水状况。

旋转接头4的铜壳体7位于辊子1活动侧轴承盖4内部，外管旋转体6位于辊子1轴芯2内部，轴芯2如图3所示，辊子1转动时带动轴芯2转动，轴芯2上的销轴13再带动旋转体转动，如图1所示，旋转接头4在通水冷却过程中，有3处密封面，如图4所示，是需要完全密封好的，有一处密封不好就会造成旋转接头4漏水。

第一密封面16漏水的原因：辊子1经过反复使用，内孔不是一个绝对良好的圆柱面，将带有橡胶密封11的轴芯2装入辊子1时，O型密封与内孔接触后会有空隙，闭路水回水从空隙处泄漏；第二密封面17漏水的原因：在使用过程中密封圈磨损老化或断裂，造成闭路水回水漏水；第三密封面18漏水的原因：辊子1与轴承3装配好后，因旋转接头4是安装在轴承座盖上，始终存在一定的偏心，这样造成旋转接头4的外管旋转体6与定环8之间呈一定角度旋转，配合面不好造成闭路回水泄漏。

将水密封圈20套装在旋转接头4外管旋转体6上，再将旋转接头4上的插槽对准销轴13方向，用铜棒轻轻敲击旋转接头4和水密封装置一起进入辊子1，最后安装螺栓紧固。

综上所述，考虑到辊子1及其配件的多次修复与使用，很难确保每根辊子1在使用一段时间后还能保证密封不漏水。所以设计出动态水密封装置，如图5所示，采用的是不被水溶解的橡胶材料，加装在旋转接头4与轴芯2之间，通过泄漏水自身压力，起到2次密封的效果，如图6所示。

在线扇形段旋转接头4泄漏现象减少50％以上；延长扇形段使用周期；降低软水消耗量；减轻现场更换旋转接头4工作量。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。