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1、(10)申请公布号 CN 102943880 A (43)申请公布日 2013.02.27 C N 1 0 2 9 4 3 8 8 0 A *CN102943880A* (21)申请号 201210423007.5 (22)申请日 2012.10.30 F16J 15/16(2006.01) F16J 15/18(2006.01) F16J 15/32(2006.01) F16N 1/00(2006.01) (71)申请人中国核电工程有限公司 地址 100840 北京市海淀区西三环北路117 号 (72)发明人胡国辉 陈丽惠 彭思 (74)专利代理机构北京天悦专利代理事务所 (普通合伙) 11。
2、311 代理人田明 任晓航 (54) 发明名称 一种轴传动的密封系统 (57) 摘要 本发明公开了一种轴传动的密封系统，包括 贯穿墙体设置的穿墙管组件和贯穿穿墙管组件设 置的传动轴（8），支承座（3）与预埋墙管（16）的 外圆周接触面之间设有第一静密封装置；密封座 （7）与支承座（3）的外圆周接触面之间设有第一 动密封装置；密封座（7）与内支撑圈（6）的端面之 间设有第二静密封装置；传动轴（8）与密封座（7） 和内支撑圈（6）之间设有第二动密封装置。本发 明，通过四道密封，同时保证了静止件与静止件之 间、静止件与运动件之间以及运动件与运动件之 间的密封可靠，有效地阻止了放射性有害气体泄 露到室。
3、外安全区域，保证了操作人员的安全。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种轴传动的密封系统，包括贯穿墙体设置的穿墙管组件和贯穿穿墙管组件设置的 传动轴（8），其特征在于： 所述的穿墙管组件包括浇注在混凝土墙体内的预埋墙管（16）以及支承座（3）、密封座 （7）、外支撑圈（4）和内支撑圈（6），支承座（3）贯穿固定在预埋墙管（16）内；外支撑圈（4） 固定在支承座（3）上，内支撑圈（6）设置在外支撑圈（4）内，密封座（7）设置在支承座（3）内。
4、 且与内支撑圈（6）固定；传动轴（8）同时贯穿密封座（7）和内支撑圈（6）； 所述的支承座（3）与预埋墙管（16）的外圆周接触面之间设有第一静密封装置；密封座 （7）与支承座（3）的外圆周接触面之间设有第一动密封装置；密封座（7）与内支撑圈（6）的 端面之间设有第二静密封装置；传动轴（8）与密封座（7）和内支撑圈（6）之间设有第二动密 封装置。 2.如权利要求1所述的一种轴传动的密封系统，其特征在于： 所述的第一静密封装置为橡胶密封环，所述的第二静密封装置为O形密封圈，所述的 第一、第二动密封装置为油封密封装置。 3.如权利要求2所述的一种轴传动的密封系统，其特征在于： 所述的油封密封装置由两。
5、个唇形密封圈面对面相对设置而成。 4.如权利要求2所述的一种轴传动的密封系统，其特征在于： 所述的支承座（3）的外形为室内侧大、室外侧小的台阶轴，且预埋墙管（16）的室外侧 端面位于支承座（3）的台阶面的外侧，橡胶密封环套装在支承座（3）的小直径部外圆周面 上，橡胶密封环的室外侧端设有压环（2），外支撑圈（4）的室外侧端面上沿周向均布设有多 个调整螺钉（12），通过调整螺钉（12）压紧压环（2）使橡胶密封环的室内侧端面紧压在支承 座（3）的台阶面上，且橡胶密封环的外圆周面与预埋墙管（16）的内壁紧贴。 5.如权利要求3所述的一种轴传动的密封系统，其特征在于： 所述的支承座（3）上设有用于供油的。
6、油杯（1），密封座（7）上设有供润滑油流动至密封 座（7）与内支撑圈（6）相对端面之间的油道；油道的入口位于密封座（7）的外圆周面上且第 一动密封装置中的两个唇形密封圈分别位于油道的入口两侧；第二动密封装置中的两个唇 形密封圈分别设置在密封座（7）和内支撑圈（6）上。 6.如权利要求2所述的一种轴传动的密封系统，其特征在于： 所述的橡胶密封环的外圆周面上设有环状锯齿。 7.如权利要求1所述的一种轴传动的密封系统，其特征在于：所述的内支撑圈（6）与外 支撑圈（4）的外圆周接触面之间设有多个钢球（5）。 8.如权利要求1所述的一种轴传动的密封系统，其特征在于：所述的传动轴（8）通过轴 承（9）转动。
7、设置在内支撑圈（6）上。 权 利 要 求 书CN 102943880 A 1/5页 3 一种轴传动的密封系统 技术领域 0001 本发明涉及一种传动密封系统，尤其是涉及一种轴传动的密封系统，适用于热室 机械手的主动机械臂与从动机械臂之间的密封传动。 背景技术 0002 热室是用来进行高放射性试验和操作的屏蔽小室，外墙为重混凝土结构，以防止 热室内的放射性物质影响室外操作人员的健康。热室的前墙上一般装有铅玻璃或高密度液 体的窥视窗，通过机械手进行远距离操作，即将热室外的主动机械臂的运动通过贯穿穿墙 管组件的传动轴传递到热室内的从动机械臂实现远距离操作。 0003 穿墙管组件通常安装在热室的前墙上。
8、，为了防止热室内的放射性有害气体泄漏， 必须保证传动轴与穿墙管组件之间以及穿墙管组件自身各部件之间的密封可靠，以实现对 放射性气溶胶等放射性有害气体的有效控制。 0004 现有用于热室机械手的轴传动的密封系统，密封性不高，容易发生放射性有害气 体泄漏的现象，从而对操作人员造成伤害。 0005 由此可见，目前急需设计一种用于热室机械手的轴传动的密封系统，以提高传动 轴与穿墙管组件之间以及穿墙管组件自身各部件之间的密封效果，防止放射性有害气体泄 漏，保证操作人员的安全。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是提供一种轴传动的密封系统，既能保证传动轴与穿 墙管组件之间的运动密封效果，又能保证。
9、穿墙管组件中的静止件与静止件之间以及静止件 与运动件之间的密封效果，避免了气溶胶等放射性有害气体泄露，保证操作人员的安 全。 0007 为解决上述技术问题，本发明的一种轴传动的密封系统，包括贯穿墙体设置的穿 墙管组件和贯穿穿墙管组件设置的传动轴，所述的穿墙管组件包括浇注在混凝土墙体内的 预埋墙管以及支承座、密封座、外支撑圈和内支撑圈，支承座贯穿固定在预埋墙管内；外支 撑圈固定在支承座上，内支撑圈转动设置在外支撑圈内，密封座设置在支承座内且与内支 撑圈固定；传动轴同时贯穿密封座和内支撑圈；所述的支承座与预埋墙管的外圆周接触面 之间设有第一静密封装置；密封座与支承座的外圆周接触面之间设有第一动密封。
10、装置；密 封座与内支撑圈的端面之间设有第二静密封装置；传动轴与密封座和内支撑圈之间设有第 二动密封装置。 0008 所述的第一静密封装置为橡胶密封环，所述的第二静密封装置为O形密封圈，所 述的第一、第二动密封装置为油封密封装置。 0009 所述的油封密封装置由两个唇形密封圈面对面相对设置而成。 0010 所述的支承座的外形为室内侧大、室外侧小的台阶轴，且预埋墙管的室外侧端面 位于支承座的台阶面的外侧，橡胶密封环套装在支承座的小直径部外圆周面上，橡胶密封 说 明 书CN 102943880 A 2/5页 4 环的室外侧端设有压环，外支撑圈的室外侧端面上沿周向均布设有多个调整螺钉，通过调 整螺钉压。
11、紧压环使橡胶密封环的室内侧端面紧压在支承座的台阶面上，且橡胶密封环的外 圆周面与预埋墙管的内壁紧贴。 0011 所述的支承座上设有用于供油的油杯，密封座上设有供润滑油流动至密封座与内 支撑圈相对端面之间的油道；油道的入口位于密封座的外圆周面上且第一动密封装置中的 两个唇形密封圈分别位于油道的入口两侧；第二动密封装置中的两个唇形密封圈分别设置 在密封座和内支撑圈上。 0012 所述的橡胶密封环的外圆周面上设有环状锯齿。 0013 所述的内支撑圈与外支撑圈的外圆周接触面之间设有多个钢球。 0014 所述的传动轴通过轴承转动设置在内支撑圈上。 0015 本发明所述的轴传动的密封系统，共设置了四道密封。
12、，第一道密封是设置在支承 座与预埋墙管之间的第一静密封装置；第二道密封是设置在支承座与密封座之间的第一动 密封装置；第三道密封是设置在密封座和内支撑圈与传动轴之间的第二动密封装置；第四 道密封是设置在密封座与内支撑圈端面之间的第二静密封装置。通过上述四道密封，同时 保证了静止件与静止件之间、静止件与运动件之间以及运动件与运动件之间的密封可靠， 有效地阻止了放射性有害气体泄露到室外安全区域，保证了操作人员的安全。 0016 作为本发明的一种改进，所述的油封密封装置由两个唇形密封圈面对面相对设 置而成，一方面阻止了放射性有害气体或润滑油从室内向室外泄漏，另一方面也可以阻止 室外杂质从内支撑圈与外支。
13、撑圈之间的间隙进入穿墙管组件的内部，保证了密封效果的同 时，也保证了转动的灵活性。 0017 作为本发明的另一种改进，所述橡胶密封环的室外侧端设有压环，外支撑圈的室 外侧端面上沿周向均布设有多个调整螺钉，通过调整螺钉改变橡胶密封环的变形，进而调 节密封效果，调整方便，且密封效果好。 0018 作为本发明的另一种改进，所述的支承座上设有油杯，密封座上设有油道，第一动 密封装置中的两个唇形密封圈分别位于油道入口的两侧，第二动密封装置中的两个唇形密 封圈分别设置在密封座和内支撑圈上。这样，油杯中的润滑油流入第一动密封装置中的两 个唇形密封圈之间，为其提供润滑；同时，润滑油经密封座上的油道以及密封座与。
14、内支撑圈 端面之间的间隙流入第二动密封装置中的两个唇形密封圈之间，为其提供润滑，既为第一、 第二密封装置提供润滑，又起到了密封的效果，还可以防止润滑油流出。 0019 作为本发明的另一种改进，所述的橡胶密封环的外圆周面上设有环状锯齿，环状 锯齿在受压情况下变形，提高了密封效果。 附图说明 0020 图1是热室外的主动机械臂与热室内的从动机械臂通过传动轴连接传动的示意 图； 0021 图2是本发明所提供的轴传动的密封系统一种具体实施方式结构示意图； 0022 图中：1-油杯，2-压环，3-支承座，4-外支撑圈，5-钢球，6-内支撑圈，7-密封座， 8-传动轴，9-轴承，10-第二油封组，11-O。
15、型密封圈，12-调整螺钉，13-第一油封组，14-橡 胶密封环，15-墙体，16-预埋墙管，17-墙内套管。 说 明 书CN 102943880 A 3/5页 5 具体实施方式 0023 本发明所述的轴传动的密封系统，主要用于热室外主动机械臂与热室内从动机械 臂的传动连接，该轴传动的密封系统中设有四道密封，有效地阻止了气溶胶等放射性气 体泄露，从而保证了操作人员的安全。下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作出进 一步的详细说明。 0024 为了便于本领域技术人员的理解，首先结合图1说明放射性有害气体的泄漏途 径，图1是热室外的主动机械臂与热室内的从动机械臂通过传动轴连接传动的示意图，如 图1。
16、所示，预埋墙管16浇注在混凝土墙体15中，支承座3贯穿固定在预埋墙管16内，外支 撑圈4通过多个螺钉固定在支承座3的室外侧端面上，密封座7设置在支承座3内，内支撑 圈6通过多个钢球5转动设置在外支撑圈4内，密封座7与内支撑圈6的相对端面之间设 有间隙并通过螺栓固定在一起，使密封座7随内支撑圈6一起转动。传动轴8同时贯穿密 封座7和内支撑圈6，且与内支撑圈6之间设有轴承9，使传动轴8可以灵活转动。图中，传 动轴8的左侧为室内污染区域，右侧为室外安全区域，由上述结构可知，污染气体可能的外 泄路径有以下几条： 0025 第1条外泄路径：污染气体从A处（污染区域中预埋墙管16与支承座3的室内侧 端面结。
17、合处）进入，经预埋墙管16与支承座3外圆周接触面之间的间隙泄露到室外安全区 域； 0026 第2条外泄路径：污染气体从B处（污染区域中支承座3与密封座7的室内侧端面 结合处）进入，经支承座3与密封座7外圆周接触面之间的间隙、支承座3与密封座7相对 端面之间的间隙，以及密封座7与传动轴8之间的间隙泄露到室外安全区域； 0027 第3条外泄路径：污染气体从C处（污染区域中密封座7与传动轴8的室内侧端面 结合处）进入，通过密封座7与传动轴8之间的间隙泄露到室外安全区域； 0028 第4条外泄路径：污染气体从B处（污染区域中支承座3与密封座7的室内侧端面 结合处）进入，经支承座3与密封座7外圆周接触面。
18、之间的间隙、以及内支撑圈6和外支撑 圈4之间的间隙泄露到室外安全区域；另外，外界的杂质也可能由内支撑圈6和外支撑圈4 之间的间隙进入。 0029 通过上述分析可知，为了防止热室内的放射性有害气体泄漏，必须有效切断上述 四条放射性有害气体泄漏的途径，为此，本发明提供了一种轴传动的密封系统。 0030 请参见图2，图2是本发明所提供的轴传动的密封系统一种具体实施方式结构示 意图，具体实施方式所述的轴传动的密封系统包括贯穿热室墙体设置的穿墙管组件和贯穿 穿墙管组件设置的传动轴8。 0031 穿墙管组件包括预埋墙管16、支承座3、密封座7、外支撑圈4和内支撑圈6，预埋 墙管16浇注在混凝土墙体15中且。
19、贯穿该墙体15，支承座3贯穿固定在预埋墙管16内，外 支撑圈4通过多个螺钉固定在支承座3上，预埋墙管16、支承座3以及外支撑圈4三者保持 静止。支承座3的外形为室内侧大、室外侧小的台阶轴，且预埋墙管16的室外侧端面位于 支承座3的台阶面的外侧，支承座3的小直径部外圆周面上自室内侧至室外侧依次套装一 个橡胶密封环14和一个压环2，外支撑圈4的室外侧端面上沿周向均布设有多个调整螺钉 12，通过调整螺钉12压紧压环2使橡胶密封环14的室内侧端面紧压在支承座3的台阶面 说 明 书CN 102943880 A 4/5页 6 上，同时，橡胶密封环14变形后，其外圆周面与预埋墙管16的内壁紧贴，从而切断了放。
20、射性 有害气体的第1条外泄路径。橡胶密封环14的外圆周面上设有环状锯齿，环状锯齿在受压 情况下能提供更多大的变形，进一步提高了密封的效果。 0032 密封座7设置在支承座3内，且墙管内套17通过螺钉与密封座7固定连接在一起， 内支撑圈6转动设置在外支撑圈4内，内支撑圈6与外支撑圈4之间设有多个钢球5以实 现二者之间的自由转动，密封座7与内支撑圈6的两相对端面之间设有间隙并通过螺栓固 定在一起，使密封座7随内支撑圈6一起转动。传动轴8同时贯穿密封座7和内支撑圈6， 且与内支撑圈6之间设有轴承9，使传动轴8可以灵活转动。 0033 密封座7与支承座3的外圆周接触面之间设有第一动密封装置，传动轴8与。
21、密封 座7和内支撑圈6之间设有第二动密封装置，第一动密封装置具体为第一油封组13，第二动 密封装置具体为第二油封组10。 0034 支承座3的外圆周面上设有用于供油的油杯1，密封座7上设有供润滑油流动至密 封座7与内支撑圈6相对端面之间的油道，第一油封组13由两个唇形密封圈面对面相对设 置而成，油道的入口位于密封座7的外圆周面上且第一油封组13中的两个唇形密封圈分别 位于油道的入口两侧，面向内支撑圈6的唇形密封圈用于阻止污染气体泄漏以及润滑油流 向室内，背向内支撑圈6的唇形密封圈阻止灰尘杂物的侵入和润滑油流向室外。在自由状 态下，唇形密封圈的内径比密封座7的外径小，唇形密封圈的外径比支承座3的。
22、内径大，均 有一定的过盈量，唇形密封圈安装后，其唇口的压力和自紧弹簧的收缩力产生一定的径向 抱紧力，阻断泄露间隙，达到密封的目的。通过第一油封组13切断了放射性有害气体的第 4条外泄路径。 0035 设置在传动轴8上的第二油封组10也由两个唇形密封圈面对面相对设置而成，两 个唇形密封圈分别位于设置在密封座7和内支撑圈6上，且两个唇形密封圈分别位于支承 座3与密封座7相对端面之间的间隙的两侧，通过第二油封组10，切断了放射性有害气体的 第3条外泄路径。 0036 支承座3与密封座7相对端面上设有O型密封圈11。 0037 如此，本发明中为第一油封组13和第二油封组10的润滑油路为：油杯1油道 密。
23、封座7和内支撑圈6之间的间隙。其中，油杯1中的润滑油直接为第一油封组13供油， 同时，油杯1中的润滑油经油道和支承座3与密封座7相对端面之间的间隙为第二油封组 10供油，而O型密封圈11则切断了放射性有害气体的第2条外泄路径。 0038 综上所述，本发明提供的轴传动的密封系统，预埋墙管16、支承座3和外支撑圈4 三者保持静止，为静止件；密封座7可以相对于支承座3转动、内支撑圈6可以相对于外支 撑圈4转动、传动轴8可以相对于密封座7转动，因此，密封座7、内支撑圈6和传动轴8为 运动件。本发明总共设置了四道密封，第一道密封是设置在支承座3与预埋墙管16之间的 第一静密封装置，通过橡胶密封环实现；第。
24、二道密封是设置在支承座3与密封座7之间的第 一动密封装置，通过一对油封实现；第三道密封是设置在密封座7和内支撑圈6与传动轴之 间的第二动密封装置，通过一对油封实现；第四道密封是设置在密封座7与内支撑圈6端面 之间的第二静密封装置，通过O型密封圈实现。通过上述四道密封，同时保证了静止件与静 止件之间（预埋墙管16与支承座3之间）、静止件与运动件之间（支承座3与密封座7之间 以及密封座7与外支撑圈4之间）、运动件与运动件之间（密封座7与内支撑圈6之间以及 说 明 书CN 102943880 A 5/5页 7 内支撑圈6与传动轴8之间）的密封可靠，有效地阻止了放射性有害气体从预埋墙管16与 支承座3。
25、之间、密封座7与支承座3之间、密封座7与外支撑圈4之间、密封座7与内支撑 圈6之间以及内支撑圈6与传动轴8之间的间隙泄露到室外安全区域，从而保证了操作人 员的安全。 0039 上述轴传动的密封系统仅针对一条传动轴进行了说明，实际应用时，可根据上述 结构原理及密封原理同时实现多根连接轴的密封。另外，该技术方案不仅适用于主、从机械 手传动轴传动的密封，对于其他利用连接传动且需要密封的领域均适用。 0040 本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，只要是本领域技术人 员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新及保护的范 围。 说 明 书CN 102943880 A 1/2页 8 图1 说 明 书 附 图CN 102943880 A 2/2页 9 图2 说 明 书 附 图CN 102943880 A 。