[发明专利]一种高速齿轮箱用轴端斜锥齿增压密封装置

说明书

一种高速齿轮箱用轴端斜锥齿增压密封装置，属于齿轮箱的非接触密封领域，密封环座上设置有环绕工作轴且通过装配间隙连通的过渡腔和对冲腔，过渡腔通过双腔缓冲流道与高速齿轮箱外部连通，双腔缓冲流道与斜锥齿增压结构连通，通过斜锥齿增压结构的高速转动，引入外部空气并增压后通过双腔缓冲流道进入过渡腔内的不同位置进行整流，进而经装配间隙进入到对冲腔内冲抵高速齿轮箱内的高压。本发明依靠与工作轴同步转动的斜锥齿高速转动产生的增压气流来与内部的高压油气对冲，实现了密封，阻止了油气的外泄；由于斜锥齿是安装在密封环座内的，没有引入额外的附属设备，而且设备整体尺寸并无太大变化，加工的难度和精度要求也更低。

技术领域

本发明涉及到齿轮箱的非接触密封领域，具体的说是一种高速齿轮箱用轴端斜锥齿增压密封装置。

背景技术

高速齿轮箱工作过程中，箱体内外存在巨大的压差，一般需要使用密封来阻止油气混合物从箱体内泄漏。但是，由于内部油气混合物的压力较大，导致很多形式的密封都存在油气泄露的可能。

为了解决这个问题，现有技术中多采用引入外部气体进入密封结构内，以平衡压差，阻止泄漏。但是这种引入外部气体的方式，一般都需要借助于额外的设备，来使引入的气体压力增大；这样不仅增加了密封附属结构，导致成本增加，而且安装和使用时也需要考虑到这些附属结构，使设备整体尺寸变大，生产和加工的精度要求也更高。

发明内容

为了解决现有依靠外接附属设备来引入外界气体平衡高速齿轮箱内外压差所导致的成本增加、设备整体尺寸变大、生产和加工精度要求增高的问题，本发明提供了一种高速齿轮箱用轴端斜锥齿增压密封装置，通过在密封环座内设置与工作轴同步转动的斜锥齿，依靠其高速转动产生的增压气流来与内部的高压油气对冲，实现了密封，阻止了油气的外泄；由于斜锥齿是安装在密封环座内的，没有引入额外的附属设备，而且设备整体尺寸并无太大变化，加工的难度和精度要求也更低。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高速齿轮箱用轴端斜锥齿增压密封装置，包括设置在箱体上且套设在工作轴端部的密封环座，密封环座与工作轴之间具有装配间隙，所述密封环座上设置有环绕工作轴且通过装配间隙连通的过渡腔和对冲腔，其中，对冲腔通过装配间隙与高速齿轮箱内部连通，所述过渡腔通过双腔缓冲流道与高速齿轮箱外部连通，且该双腔缓冲流道与一斜锥齿增压结构连通，通过斜锥齿增压结构的高速转动，引入外部空气并增压后通过双腔缓冲流道进入过渡腔内的不同位置进行整流，进而经装配间隙进入到对冲腔内冲抵高速齿轮箱内的高压。

作为上述高速齿轮箱用轴端斜锥齿增压密封装置的一种优化方案，所述斜锥齿增压结构包括处于密封环座内且随工作轴同步转动斜锥齿，且斜锥齿的小直径端靠近高速齿轮箱内侧，所述斜锥齿表面齿的倾斜方向与转动方向相同。

作为上述高速齿轮箱用轴端斜锥齿增压密封装置的另一种优化方案，双腔缓冲流道包括与外部连通的吸入流道，且吸入流道吸入的外部气体分别经外侧环形腔道和内侧环形腔道送入到过渡腔的外侧和内侧，并在过渡腔内完成整流。

作为上述高速齿轮箱用轴端斜锥齿增压密封装置的另一种优化方案，所述吸入流道与密封环座内环绕工作轴设置的吸入腔外边缘连通，且吸入腔通过装配间隙与外部连通。

作为上述高速齿轮箱用轴端斜锥齿增压密封装置的另一种优化方案，所述外侧环形腔道包括朝向工作轴弯曲的弧形段，弧形段的两侧向外侧延伸，分别形成与过渡腔的外边缘连通的水平出口段，和与吸入流道连通的倾斜外扩段，且所述弧形段的宽度自中间向两侧逐渐缩小。

作为上述高速齿轮箱用轴端斜锥齿增压密封装置的另一种优化方案，所述内侧环形腔道包括装配间隙外扩形成的环轴段和垂直于装配间隙并与吸入流道连通的垂直段，其中，沿外部气体的进入方向，环轴段的宽度逐渐增大，且最小处形成颈缩区，所述垂直段通过弧形过渡区与颈缩区连通。