一种旋转动密封装置及转台的制作方法

1.本实用新型涉及密封技术领域，更具体地说，涉及一种旋转动密封装置，还涉及一种具有该旋转动密封装置的转台。


背景技术：

2.架设于户外的设备通常需要具有阻止外部环境对设备内部零部件造成侵蚀(例如雨水、水汽、盐雾、沙尘等)的防护措施，通常来说，相对静止的部件间密封比较容易，如采用：在外壳间隙中涂密封胶、装橡胶密封圈等措施。
3.而需要进行旋转运动的一类设备(如雷达、光电转台等)由于旋转部件和静止部件间存在相对运动，又需要在相对运动的部件间保持密封状态，此类设备的密封技术相对较为复杂，通常选择接触式旋转动密封和非接触式旋转动密封这两种密封方式或其组合形式来达到密封目的。
4.接触式旋转动密封依靠各类形状和材料的橡胶密封元件(如o型密封圈，y型密封圈，v型密封圈，机械密封，毛毡圈等)与结构件之间直接接触，如端面接触或径向接触，以隔离内外空间，达到密封目的。但困难的是，设备在运动过程中，由于橡胶类材质的密封元件材料具有柔软的特性，再加上其低温下发生硬化和收缩的现象，以及零件加工和安装的误差，密封元件接触部位的接触状况随时都在变化，很容易造成旋转运动的摩擦阻力不均匀，若设备对旋转运动速度精度要求较高，普通的接触式密封方式往往无法满足要求。
5.非接触式旋转动密封主要包含有油槽，甩油环和迷宫密封等，它的运动部件和静止部件无直接接触，依靠气体或者液体空隙分隔内外空间，不存在摩擦阻力的问题。但是，非接触式密封通常很难使内外空间完全分隔，单独使用非接触式密封难以达到可靠的密封效果。且迷宫密封空隙直接与外部空间相连，当外部空间有大量尘土和水、杂物灌入迷宫时，迷宫细小的间隙很容易留存泥水，需频繁清理维护。
6.综上所述，如何有效地解决旋转动密封结构防护寿命较短、维护周期短等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种旋转动密封装置，该旋转动密封装置的结构设计可以有效地解决旋转动密封结构防护寿命较短、维护周期短的问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述旋转动密封装置的转台。
8.为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：
9.一种旋转动密封装置，包括旋转部件，所述旋转部件包括固定连接的旋转本体和旋转轴、与所述旋转轴转动连接的底座；所述底座具有缓冲凹槽，所述缓冲凹槽的外侧壁上开设有若干通孔，所述旋转本体的边缘沿所述缓冲凹槽的外侧壁外侧延伸并与所述外侧壁形成迷宫密封；所述底座上位于所述缓冲凹槽的内侧具有下迷宫，所述旋转本体上与所述下迷宫对应的设置有上迷宫以形成迷宫密封；所述底座上位于所述下迷宫的内侧与所述旋
转部件中的一者安装有密封环，另一者安装有密封圈，所述密封环与所述密封圈接触以密封。
10.优选地，上述旋转动密封装置中，所述缓冲凹槽的底面包括由所述底座的内侧到外侧斜向下倾斜的倾斜面，所述通孔设置于所述缓冲凹槽的最底端。
11.优选地，上述旋转动密封装置中，所述底座包括底座本体和同轴固定于与所述底座本体内的轴系安装座，所述缓冲凹槽和所述下迷宫设置于所述底座本体上，所述轴系安装座上具有用于安装所述密封环或所述密封圈的台阶面，所述轴系安装座与所述旋转轴转动连接。
12.优选地，上述旋转动密封装置中，所述轴系安装座与所述旋转轴间通过轴承连接。
13.优选地，上述旋转动密封装置中，所述密封环为钢制密封环。
14.优选地，上述旋转动密封装置中，所述密封圈为v型密封圈，其密封唇与所述密封环相抵以密封。
15.优选地，上述旋转动密封装置中，所述v型密封圈为氟硅橡胶v型密封圈。
16.优选地，上述旋转动密封装置中，所述v型密封圈的开口朝向所述旋转轴的径向外侧，且所述密封环和/或所述v型密封圈在所述旋转轴的轴向上的相对安装高度可调。
17.优选地，上述旋转动密封装置中，所述旋转轴和所述旋转本体在垂直于所述旋转轴轴向的接触面间设置有垫片；和/或，所述旋转部件与安装于所述旋转部件上的所述密封环或所述v型密封圈之间设置有垫片；和/或，所述底座与安装于所述底座上的所述密封环或所述v型密封圈之间设置有垫片。
18.本实用新型提供的旋转动密封装置包括旋转部件、底座、密封环和密封圈。其中，旋转部件包括旋转本体与旋转轴，二者固定连接并以旋转轴的轴线为转动中心同步旋转。底座与旋转轴转动连接，底座具有缓冲凹槽，缓冲凹槽的外侧壁上开设有若干通孔；旋转本体的边缘沿缓冲凹槽的外侧壁外侧延伸并与外侧壁形成迷宫密封；底座上位于缓冲凹槽的内侧具有下迷宫，旋转本体上与下迷宫对应的设置有上迷宫以形成迷宫密封；底座与旋转部件中的一者安装有密封环，另一者安装有密封圈，密封环或密封圈位于下迷宫的内侧，且密封环与密封圈接触以密封。
19.应用本实用新型提供的旋转动密封装置，采用多种密封方式的组合，在最外侧由底座的外壁与旋转本体的外壁形成一组迷宫密封，其内侧具有缓冲凹槽，且缓冲凹槽的侧壁上开设有通孔，缓冲凹槽的内侧则通过上迷宫和下迷宫形成进一步迷宫密封，再内侧则通过密封圈与密封环形成接触密封。通过接触密封与非接触密封的组合，非接触式密封降低了对旋转精度的不利影响，接触密封有利于保证密封效果。且通过缓冲凹槽的设置，一方面为进入其中的泥水提供的缓冲空间，且通孔的设置便于泥水及时排出，进而减少了泥沙进入内部迷宫密封，避免了频繁的清理维护。且缓冲凹槽和通孔的设置为内部的密封圈提供了更干净的工作环境，避免频繁的更换密封圈和清理保养工作，并使该旋转动密封装置具有更长的使用寿命及更长的保养周期。
20.为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种转台，该转台包括上述任一种旋转动密封装置。由于上述的旋转动密封装置具有上述技术效果，具有该旋转动密封装置的转台也应具有相应的技术效果。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
22.图1为本实用新型一个具体实施例的旋转动密封装置的剖面结构示意图；
23.图2为垫片的结构示意图；
24.图3为图1对应的密封圈和密封环安装位置互换的另一实施例的局部结构示意图。
25.附图中标记如下：
26.旋转部件1，旋转本体11，旋转轴12，旋转本体安装面13，底座2，底座本体21，轴系安装座22，缓冲凹槽23，倾斜面24，通孔25，上迷宫3，下迷宫4，密封环5，密封圈6，轴承7，垫片8。
具体实施方式
27.本实用新型实施例公开了一种旋转动密封装置，以延长旋转动密封结构的防护寿命较及维护周期。
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
29.请参阅图1
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图2，图1为本实用新型一个具体实施例的旋转动密封装置的剖面结构示意图；图2为垫片的结构示意图。
30.在一个具体实施例中，本实用新型提供的旋转动密封装置包括旋转部件1、底座2、密封环5和密封圈6。
31.其中，旋转部件1包括固定连接的旋转本体11与旋转轴12，旋转本体11以旋转轴12的轴线为转动中心与旋转轴12同步旋转，底座2与旋转轴12转动连接。底座2为固定部件，旋转部件1为转动件，其相对底座2转动，旋转轴12与旋转本体11固定连接，二者既可以加工成一体，也可以分别单独加工后组装，如旋转本体11通过螺钉与旋转轴12紧固。旋转轴12与底座2转动连接，旋转轴12相对底座2转动时，旋转本体11同步相对底座2转动。
32.底座2的外侧具有缓冲凹槽23，缓冲凹槽23的外侧壁上开设有若干通孔25。需要说明的是，此处的外侧与内侧相对，内侧为靠近旋转轴12的一侧，相应的外侧则为远离旋转轴12的一侧。缓冲凹槽23的形状根据需要设置，此处不做具体限定。缓冲凹槽23的设置，为泥水预留的缓存空间，避免其进入内部的密封结构。缓冲凹槽23的外侧壁上开设有若干通孔25，具体通孔25的数量根据需要设置，既可以为一个也可以为多个。缓冲凹槽23的外侧壁即底座2的外壁。
33.旋转本体11的边缘沿缓冲凹槽23的外侧壁外侧延伸并与外侧壁形成迷宫密封。也就是旋转本体11的外侧壁具有向底座2方向延伸的凸缘，凸缘与底座2的外侧壁之间具有间隙，即旋转本体11最外层环可盖住底座2最外层环，二者之间具有间隙形成一组迷宫密封，起到第一级的密封作用，可阻隔大部分外部水和灰尘。
34.底座2上位于缓冲凹槽23的内侧具有下迷宫4，旋转本体11上与下迷宫4对应的设置有上迷宫3以形成迷宫密封，起到第二级的密封作用。具体上迷宫3和下迷宫4可以配合形成多组迷宫密封，以提高密封效果。如图1所示，上迷宫3和下迷宫4分别具有多圈环状结构，相互嵌套但不直接接触，形成多组迷宫间隙。迷宫间隙内可填充润滑脂，进一步加强密封效果。上迷宫3具体安装于旋转本体11的下部安装面，并通过螺钉紧固，即上迷宫3和旋转本体11分别单独加工后组装。根据需要，上迷宫3和旋转本体11也可以加工成一体。下迷宫4与底座2具体可以加工成一体，也可分别单独加工后组装。
35.底座2与旋转部件1中的一者安装有密封环5，另一者安装有密封圈6，密封环5或密封圈6位于下迷宫4的内侧，且密封环5与密封圈6接触以密封。也就是在底座2的下迷宫4内侧，设置接触密封，起到第三级的密封作用。具体通过密封环5与密封圈6接触相抵形成密封作用。密封环5与密封圈6的设置位置可以互换，即在底座2上安装密封环5，相应的在旋转部件1上安装密封圈6，具体可以在旋转本体11或旋转轴12上安装密封圈6；或者在底座2上安装密封圈6，相应的在旋转部件1上安装密封环5，具体可以在旋转本体11或旋转轴12上安装密封环5。
36.应用本实用新型提供的旋转动密封装置，采用多种密封方式的组合，在最外侧由底座2的外壁与旋转本体11的外壁形成一组迷宫密封，其内侧具有缓冲凹槽23，且缓冲凹槽23的侧壁上开设有通孔25，缓冲凹槽23的内侧则通过上迷宫3和下迷宫4形成进一步迷宫密封，再内侧则通过密封圈6与密封环5形成接触密封。通过接触密封与非接触密封的组合，非接触式密封降低了对旋转精度的不利影响，接触密封有利于保证密封效果。且通过缓冲凹槽23的设置，一方面为进入其中的泥水提供的缓冲空间，且通孔25的设置便于泥水及时排出，进而减少了泥沙进入内部迷宫密封，避免了频繁的清理维护。且缓冲凹槽23和通孔25的设置为内部的密封圈6提供了更干净的工作环境，避免频繁的更换密封圈6和清理保养工作，并使该旋转动密封装置具有更长的使用寿命及更长的保养周期。
37.具体的，缓冲凹槽23的底面包括由底座2的内侧到外侧斜向下倾斜的倾斜面24。需要说明的是，此处的下方指由旋转本体11到底座2的方向。通过在第一组迷宫密封的内侧设置一圈缓冲空隙，具体缓冲凹槽23的宽度即该缓冲空隙的宽度可以设置的较大，并通过倾斜面24的设置形成排水斜坡，有利于进入缓冲凹槽23内的泥水在重力作用下自动向缓冲凹槽23的底部及外侧聚集，从而通过设置于缓冲凹槽23外侧壁的通孔25排出至底座2外侧。具体通孔25的高度低于倾斜面24的顶部，优选通孔25底端低于倾斜面24的底端或者与倾斜面24的底端平齐，以达到更好排水目的，保证进入缓冲凹槽23的大部分泥水可通过通孔25流出。最优选的，通孔25设置于缓冲凹槽23的最底端，具体设置于外侧壁的最底端，则缓冲凹槽23中的泥水能够充分及时的排出，防止进入缓冲凹槽23的大量泥水在其中堆积，堵塞迷宫间隙，造成旋转阻力甚至卡顿。具体倾斜面24可与底座2加工成一体，也可分别单独加工后组装。倾斜面24的高度和角度可以根据需要设置。
38.进一步地，底座2包括底座本体21和同轴固定于与底座本体21内的轴系安装座22，缓冲凹槽23和下迷宫4设置于底座本体21上，轴系安装座22上具有用于安装密封环5或密封圈6的台阶面，轴系安装座22与旋转轴12转动连接。轴系安装座22紧固于底座本体21内，与底座本体21同轴安装。具体轴系安装座22和底座本体21可加工成一体，也可分别单独加工后组装。具体底座本体21的形状和轴系安装座22的形状根据需要设置，此处不做具体限定。
更进一步地，轴系安装座22与旋转轴12间通过轴承7连接。即轴系安装座22通过轴承7支撑旋转轴12转动。通过轴承7以转动连接，避免旋转轴12与轴系安装座22之间直接摩擦。
39.在上述实施例中，密封环5与密封圈6之间形成接触密封。具体的，密封环5为钢制密封环。具体而言，可采用45#钢等。密封环5具体可以为经过表面处理的钢制密封环，使其具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，且表面粗糙度较好，具体可采用qpq盐浴、表面镀铬等表面处理工艺。qpq盐浴处理是一种金属表面处理工艺，对工件表面进行一次抛光，然后再在盐浴中作一次氧化处理技术，可以大幅度提高金属表面的耐磨性、抗蚀性，而工件几乎不发生变形。密封环5具体可以安装于旋转本体11的下部，且位于上密封的内侧。
40.在上述各实施例中，密封圈6为v型密封圈，其密封唇与密封环5相抵以密封。v型密封圈的具体结构可参考现有技术，此处不再赘述。v型密封圈的唇部即密封唇与密封环5接触，在密封环5安装于旋转本体11下部的情况下，则v型密封圈的唇部与密封环5的下表面接触。由于v型密封圈和密封环5之间仅有一圈密封唇接触，接触面积小，旋转阻力小且均匀，有利于降低功耗，减少发热，克服了传统旋转动密封阻力不均匀的缺点。v型密封圈优选为氟硅橡胶v型密封圈，其具有良好的耐低温和高温性和耐磨性，具体可采用fvmq氟硅橡胶等。fvmq氟硅橡胶又称γ
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三氟丙基甲基聚硅氧烷，具有耐油、耐溶剂、耐化学药品性，耐热性，耐寒性，耐天候老化性，防霉性。且低温下氟硅橡胶v型密封圈硬度变化小，收缩现象轻微，且由于是端面密封，密封圈6轻微收缩的情况下仍可与密封环5正常接触，即低温下阻力变化小，基本不影响其密封效果，进而克服了传统旋转动密封低温下阻力明显增大的缺点，更适宜低温使用。v型密封圈的唇部具体可以涂润滑脂，进一步加强密封效果，减小摩擦阻力，减少密封圈6磨损。
41.进一步地，v型密封圈的开口朝向旋转轴12的径向外侧，且密封环5和/或v型密封圈在旋转轴12的轴向上的相对安装高度可调。也就是如图1所示，v型密封圈的开口朝外，其密封唇与密封环5的接触程度，也就是v型密封圈压在密封环5上面的压力大小，可以影响其密封效果，压得越紧，密封效果越好，同时阻力也会越大。因而，设置密封环5或v型密封圈在旋转轴12的轴向上的相对安装高度可调，或者密封环5和v型密封圈在旋转轴12的轴向上的相对安装高度均可调，来实现密封唇与v型密封环接触程度的调节，改变压力大小，进而实现接触部位的旋转阻力大小，从而获得密封效果和旋转阻力之间的平衡。
42.图1所示为密封圈6安装于底座2，v型密封环安装于旋转本体11，在底座2包括轴系安装座22和底座本体21时，v型密封圈安装于轴系安装座22的情况。具体可以在轴系安装座22上部外侧设置台阶面，v型密封圈固定于台阶面上。v型密封圈和密封环5的安装位置可以互换颠倒，如图3所示，图3为图1对应的v型密封圈和密封环5安装位置互换的另一实施例的局部结构示意图。v型密封圈安装于旋转本体11或旋转轴12上，密封环5安装于底座2上，具体安装于轴系安装座22或底座本体21上，密封环5与轴系安装座22或底座本体21既可以加工成一体，也可分别单独加工后组装。
43.为了实现密封环5或v型密封圈在旋转轴12的轴向上的相对安装高度可调，在第一个实施例中，旋转轴12和旋转本体11的接触面间设置有垫片8，具体在垂直于旋转轴12轴向的接触面间设置垫片8。如图1所示，在旋转轴12和旋转本体11之间的旋转本体安装面13处设置垫片8，垫片8的形状可如图2所示。垫片8厚度根据使用情况可自由选择，例如0.1～0.5mm。通过增加垫片8对旋转本体11相对底座2的高度进行微调，进而调节v型密封圈与密
封环5的接触程度。
44.在第二实施例中，旋转部件1与安装于旋转部件1上的密封环5或v型密封圈之间设置有垫片8。即在旋转部件1上安装密封环5的情况下，则在旋转部件1与密封环5之间设置垫片8；在旋转部件1上安装v型密封圈的情况下，则在旋转部件1与v型密封圈之间设置垫片8。垫片8的形状可如图2所示。垫片8厚度根据使用情况可自由选择，例如0.1～0.5mm。通过增加垫片8对旋转部件1相对v型密封圈或密封环5的高度进行微调，进而调节v型密封圈与密封环5的接触程度。
45.在第三实施例中，底座2与安装于底座2上的密封环5或v型密封圈之间设置有垫片8。即在底座2上安装密封环5的情况下，则在底座2与密封环5之间设置垫片8；在底座2上安装v型密封圈的情况下，则在底座2与v型密封圈之间设置垫片8。垫片8的形状可如图2所示。垫片8厚度根据使用情况可自由选择，例如0.1～0.5mm。通过增加垫片8对v型密封圈或密封环5相对底座2的高度进行微调，进而调节v型密封圈与密封环5的接触程度。
46.根据调解需要，上述第一至第三实施例中的调节方式也可以根据需要任意组合，此处不再赘述。或者，也可以采用其他通过上下移动密封环5或者v型密封圈调节接触面阻力的方式。
47.综上，本技术提供的旋转动密封装置，结构简单，易于安装，无需通过高精加工和精密安装配合来保证轴系零件同轴度和尺寸精度。维护保养简单方便，各零部件采用模块化设计，易于拆装维护。适用于对旋转速度精度有高要求的应用场景，如要求匀速旋转带动相机拍摄，形成全景图的全景转台
48.基于上述实施例中提供的旋转动密封装置，本实用新型还提供了一种转台，该转台包括上述实施例中任意一种旋转动密封装置。由于该转台采用了上述实施例中的旋转动密封装置，所以该转台的有益效果请参考上述实施例。
49.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
50.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。