本發明涉及冶金設備技術領域，具體涉及一種動態水密封輥子。

背景技術：

板坯連鑄機扇形段主要是對已經形成固態坯殼或完全凝固的板坯進行支撐及傳輸，防止鑄坯坯殼在鋼水靜壓力的作用下產生鼓肚變形。由于板坯溫度非常高，而主要對板坯起支撐作用的就是扇形段輥子，高溫的板坯容易使輥子表面及軸承因高溫損壞，影響輥子的使用壽命。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術存在的上述缺陷，提供了一種動態水密封輥子，實現輥子轉動的同時對輥子進行降溫處理，避免輥子及軸承由于高溫損壞，延長輥子的使用壽命，在旋轉接頭內設有第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，一起構成冷卻系統接口處的動態水密封作用，減少輥子轉動時冷卻水的泄露。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種動態水密封輥子，包括輥子，輥子的自由端依次套裝有軸承和軸承蓋，輥子為空心筒狀，輥子的內孔中套設有進水軸管，輥子自由端的端部套設有旋轉接頭，

其中，所述的旋轉接頭包括殼體、外管旋轉體和空心管，殼體的一端插入到輥子的內孔中，殼體的另一端與軸承蓋連接固定，外管旋轉體的一端套裝于殼體內，外管旋轉體的另一端套設于輥子內孔中，空心管套裝于外管旋轉體內，殼體內設有進水口和回水口，輥子內孔與外管旋轉體之間套設有軸芯，空心管的一端與進水口連接，空心管的另一端與輥子內的進水軸管對接，形成進水通道，輥子內孔與進水軸管外壁之間形成的腔體通過軸芯與外管旋轉體的內壁與空心管的外壁之間形成的腔體連通，形成回水通道，并與回水口連接，軸芯與輥子內孔之間套設有第一密封圈，軸芯與外管旋轉體之間套設有第二密封圈；

所述的旋轉接頭還包括定環，定環套設于殼體與空心管之間，定環的一端與外管旋轉體接觸，定環的另一端與殼體連接，外管旋轉體通過定環與殼體軸向連接，定環與外管旋轉體之間設有第三密封圈。

按上述技術方案，輥子內孔與外管旋轉體的外壁之間套設有水密封圈，水密封圈的左端面與軸芯的端面緊貼連接，水密封圈的右端面與殼體的端面緊貼連接。

按上述技術方案，所述的水密封圈的左端面上開設有環面V型槽，水密封圈的右端面上設有環形凸臺，環形凸臺插入到殼體內，環形凸臺的端面緊貼殼體的端面。

按上述技術方案，水密封圈的材質為橡膠。

按上述技術方案，殼體的材料為銅。

按上述技術方案，軸芯上設有銷軸，軸芯通過銷軸與外管旋轉體連接。

按上述技術方案，第一密封圈和第二密封圈為橡膠密封。

按上述技術方案，空心管上套設有彈簧，彈簧設置于定環與殼體之間。

按上述技術方案，第三密封圈為硬質合金密封。

本發明具有以下有益效果：

1、通過旋轉接頭向輥子內通入冷卻水，外管旋轉體和空心管與輥子內的進水軸管形成進水通道和回水通道，構成雙通道冷卻系統，在輥子轉動的同時對輥子進行降溫處理，避免輥子及軸承由于高溫損壞，延長輥子的使用壽命，在旋轉接頭內設有第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，一起構成冷卻系統接口處的動態水密封作用，減少輥子轉動時冷卻水的泄露。

2、水密封圈與第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈形成多重密封，保證冷卻水不會從旋轉接頭與輥子對接處泄露，水密封圈的V型槽，在泄露水的壓力下，與四周更加貼合，起到二次密封的作用，提高冷卻效果，延長旋轉接頭的使用周期，降低水的消耗量，減輕現場更換旋轉接頭的工作量。

附圖說明

圖1是本發明實施例中動態水密封輥子的結構示意圖；

圖2是本發明實施例中旋轉接頭的結構示意圖；

圖3是本發明實施例中軸芯的結構示意圖；

圖4是本發明實施例中未加裝水密封圈的動態水密封輥子中的水流流向簡圖；

圖5是本發明實施例中水密封圈的結構示意圖；

圖6是本發明實施例中加裝有水密封圈的動態水密封輥子中的水流流向簡圖；

圖中，1-輥子，2-軸芯，3-軸承，4-軸承蓋，5-旋轉接頭，6-外管旋轉體，7-殼體，8-定環，9-進水口，10-回水口，11-橡膠密封，12-硬質合金密封，13-銷軸，14-空心管，15-進水軸管，16-第一密封面，17-第二密封面，18-第三密封面，19-輥子內孔，20-水密封圈。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。

參照圖1～圖6所示，本發明提供的一個實施例中的動態水密封輥子，包括輥子1，輥子1的自由端依次套裝有軸承3和軸承蓋4，輥子1為空心筒狀，輥子1的內孔中套設有進水軸管15，輥子1自由端的端部套設有旋轉接頭4，

其中，所述的旋轉接頭4包括殼體7、外管旋轉體6和空心管14，殼體7的一端插入到輥子1的內孔中，殼體7的另一端與軸承蓋4連接固定，外管旋轉體6的一端套裝于殼體7內，外管旋轉體6的另一端套設于輥子內孔19中，空心管14套裝于外管旋轉體6內，殼體7內設有進水口9和回水口10，輥子內孔19與外管旋轉體6之間套設有軸芯2，空心管14的一端與進水口9連接，空心管14的另一端與輥子1內的進水軸管15對接，形成進水通道，輥子內孔19與進水軸管15外壁之間形成的腔體通過軸芯2與外管旋轉體6的內壁與空心管14的外壁之間形成的腔體連通，形成回水通道，并與回水口10連接，軸芯2與輥子內孔19之間套設有第一密封圈，軸芯2與外管旋轉體6之間套設有第二密封圈，所述的旋轉接頭4還包括定環8，定環8套設于殼體7與空心管14之間，定環8的一端與外管旋轉體6接觸，定環8的另一端與殼體7連接，外管旋轉體6通過定環8與殼體7軸向連接，定環8與外管旋轉體6之間設有第三密封圈。

通過旋轉接頭4向輥子1內通入冷卻水，外管旋轉體6和空心管14與輥子1內的進水軸管15形成進水通道和回水通道，構成雙通道冷卻系統，在輥子1轉動的同時對輥子1進行降溫處理，避免輥子1及軸承3由于高溫損壞，延長輥子1的使用壽命，在旋轉接頭4內設有第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈，一起構成冷卻系統接口處的動態水密封作用，減少輥子1轉動時冷卻水的泄露。

進一步地，輥子內孔19與外管旋轉體6的外壁之間套設有水密封圈20，水密封圈20的外壁緊貼輥子內孔19，水密封圈20的內圈緊貼外管旋轉體6，水密封圈20的左端面與軸芯2的端面緊貼連接，水密封圈20的外端面緊貼輥子內孔19，水密封圈20的右端面與殼體7的端面緊貼連接；所述的緊貼連接為緊貼接觸連接。

進一步地，所述的水密封圈20的左端面上開設有環面V型槽，環面V型槽的開口面與軸芯2的端面接觸，水密封圈20的內孔端面設有環形錐面，水密封圈20的右端面上設有環形凸臺，環形凸臺插入到殼體7內，環形凸臺的端面緊貼殼體7的端面，環形凸臺起到固定的作用，軸芯2與外管旋轉體6和輥子內孔19之間泄露的水，充入水密封圈20的V型槽內，V型槽在泄露水壓的壓力下向外撐開，使水密封圈20的與外管旋轉體6和輥子內孔19貼的更緊；通過水密封圈20與第一密封圈、第二密封圈和第三密封圈形成多重密封，保證冷卻水不會從旋轉接頭4與輥子1對接處泄露，水密封圈20的V型槽，在泄露水的壓力下，與四周更加貼合，起到二次密封的作用，延長旋轉接頭4的使用周期，降低水的消耗量，減輕現場更換旋轉接頭4的工作量。

進一步地，水密封圈20的材質為橡膠，具有彈性密封的作用。

進一步地，水密封圈20的橡膠為丁腈橡膠N41，卡夫特550，無味DCP，硬脂酸，不被水溶解。

進一步地，殼體7的材料為銅。

進一步地，軸芯2上設有銷軸13，軸芯2通過銷軸13與外管旋轉體6連接。

進一步地，第一密封圈和第二密封圈為橡膠密封11。

進一步地，空心管14上套設有彈簧，彈簧設置于定環8與殼體7之間。

進一步地，第三密封圈為硬質合金密封12。

本發明的一個實施例中，本發明的工作原理：

連鑄機扇形段使用的是雙通道內置式旋轉接頭4，如圖2所示，一臺連鑄機有10臺扇形段，每臺扇形段由24根自由輥和2根驅動輥組成，每根輥子1都安裝一個旋轉接頭4，每臺扇形段有26個旋轉接頭4，一臺連鑄機上有260個旋轉接頭4，旋轉接頭4中的空心管14的一端與進水口9連接，空心管14的另一端與輥子1內的進水軸管15對接，形成進水通道，外管旋轉體6的外端套設有軸芯2，軸芯2的外壁與輥子1的內孔套接，輥子內孔19與進水軸管15外壁之間形成的腔體通過軸芯2與外管旋轉體6的內壁與空心管14的外壁之間形成的腔體聯通，形成回水通道，并與回水口10連通，軸芯2與輥子內孔19之間套設有第一密封圈，軸芯2與外管旋轉體6之間套設有第二密封圈，所述的旋轉接頭4還包括定環8，定環8套設于殼體7與空心管14之間，定環8的一端與外管旋轉體6接觸，定環8與殼體7連接，外管旋轉體6通過定環8與殼體7軸向連接，定環8與外管旋轉體6之間設有第三密封圈。。

動態密封輥子1上未使用水密封圈20時可能出現旋轉接頭4漏水的現象，由于連鑄機空間位置狹小，旋轉接頭4漏水后不便于更換，漏水嚴重后，閉路水的壓力降低，流速減慢，達不到熱交換要求，使輥子1本體及軸承3的冷卻效果降低，造成各種后果，影響扇形段使用周期，增加了人工成本和修復費用。

對輥子1的裝配和使用情況的分析，發現造成旋轉接頭4漏水的部位主要有三處，通過加裝動態水密封裝置，緩解旋轉接頭4在使用一段時間后漏水狀況。

旋轉接頭4的銅殼體7位于輥子1活動側軸承蓋4內部，外管旋轉體6位于輥子1軸芯2內部，軸芯2如圖3所示，輥子1轉動時帶動軸芯2轉動，軸芯2上的銷軸13再帶動旋轉體轉動，如圖1所示，旋轉接頭4在通水冷卻過程中，有3處密封面，如圖4所示，是需要完全密封好的，有一處密封不好就會造成旋轉接頭4漏水。

第一密封面16漏水的原因：輥子1經過反復使用，內孔不是一個絕對良好的圓柱面，將帶有橡膠密封11的軸芯2裝入輥子1時，O型密封與內孔接觸后會有空隙，閉路水回水從空隙處泄漏；第二密封面17漏水的原因：在使用過程中密封圈磨損老化或斷裂，造成閉路水回水漏水；第三密封面18漏水的原因：輥子1與軸承3裝配好后，因旋轉接頭4是安裝在軸承座蓋上，始終存在一定的偏心，這樣造成旋轉接頭4的外管旋轉體6與定環8之間呈一定角度旋轉，配合面不好造成閉路回水泄漏。

將水密封圈20套裝在旋轉接頭4外管旋轉體6上，再將旋轉接頭4上的插槽對準銷軸13方向，用銅棒輕輕敲擊旋轉接頭4和水密封裝置一起進入輥子1，最后安裝螺栓緊固。

綜上所述，考慮到輥子1及其配件的多次修復與使用，很難確保每根輥子1在使用一段時間后還能保證密封不漏水。所以設計出動態水密封裝置，如圖5所示，采用的是不被水溶解的橡膠材料，加裝在旋轉接頭4與軸芯2之間，通過泄漏水自身壓力，起到2次密封的效果，如圖6所示。

在線扇形段旋轉接頭4泄漏現象減少50％以上；延長扇形段使用周期；降低軟水消耗量；減輕現場更換旋轉接頭4工作量。

以上的僅為本發明的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，因此依本發明申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本發明的保護范圍。