从图1中清楚地看出D型旋转接头内部结构,这类旋转接头动、静环间仅有一个端面摩擦密封面,是靠弹簧和流体介质所产生的轴向力将补偿环12与外管、(动环)9的端面贴合、压紧,而达到密封的保护管11对流体介质起导向和节流作用,所谓节流是避免和减少流体进入弹簧空腔内。补偿环12与壳体2之间的密封采用了O型密封圈5,它被装配在补偿环12锥面端部,由垫圈4靠弹簧3压紧密封。为了防止补偿环的转动,在其上设计由止转销。
D型旋转接头结构动环是空心轴(外管)11,其匹配端面密封补偿环5是可以浮动(游动)的中间环,它的两端面a、b均为密封面,是靠弹簧、波纹管组合弹性元件4所施给的轴向力压紧、贴合。外管11与壳体16、底盖10之间的轴向密封c、d处是由两个档油密封圈14完成的。e、f、g是静密封点,多采用较软的材料做成密封垫圈,压紧后就不容易泄漏。
为防止当流体压力升高时,摩擦面会脱离贴合。多数类型旋转接头都是这样来设计的,就是随着内压的增高,作用在密封面上的流体载荷力也增大。
图2给出了作用在补偿静环上的轴向力,它使密封面贴紧。轴向力由四部分组成,即使在没有内压力的情况下,弹簧力也应该使摩擦副密封面保持接触。为了起到这种作用,可以采用各种各样的弹簧,例如锥形的圆柱形和碟形的,也可以使用金属波纹管。在通常情况下,弹簧和金属波纹管一起使用。弹簧力可以由一个大弹簧或者几个小弹簧联合形成。旋转接头中通常采用一个大弹簧结构。作用在摩擦副密封面上的平均弹簧压力。
精确地确定辅助密封圈的摩擦力几乎是不可能,这是因为随着液体压力的增高,密封面磨损和温度上升,这个力的大小和方向都会发生变化。
密封缝隙中液体压力造成的力是非常重要的因素,它与轴向密封力的作用在摩擦副密封面上的轴向力的合力。
旋转接头在使用过程中,其摩擦副处于边界摩擦状态较多。由于辅助密封圈所产生的摩擦力较小,且其大小和方向根据具体情况发生变化。
液体载荷与摩擦副的接触面积和液力载荷面积比值有关。在平衡型密封中,K值的范围通常是0.65~0.85。