[发明专利]一种钻机的供水或供气系统用旋转密封装置

说明书

本发明提供了一种钻机的供水或供气系统用旋转密封装置，包括转轴，转轴外装有套筒，转轴与套筒之间设置有密封组合件，补偿弹簧装配在转轴外挡圈与密封组合件之间或压装组件与密封组合件之间，且补偿弹簧的开口朝向密封组合件。本发明使密封组合件在工作过程中发生磨损后可在补偿弹簧的作用下对径向间隙进行自动补偿，从而使密封组合件产生轴向和径向变形，达到密封效果；同时，调整锁位螺母对蝶形弹簧进行多次压缩，可将旋转密封装置的寿命延长5～7倍。

技术领域

本发明涉及非开挖施工技术中领域中的水平定向钻机及地质钻探用全液压钻机技术，尤其是一种水平定向钻机的供水或供气系统用旋转密封装置。

背景技术

水平定向钻机的钻孔为挤压式钻孔，即钻孔的方式为钻头将泥土往径向外围挤压，泥土并不会排出地面，因此钻头在钻进过程中受到的阻力很大，钻头与地层间的巨大摩擦力会造成钻头与之接触面温度急剧升高而改变钻具材料的金相组织而降低其使用性能，从而影响其成孔和拉管质量。所以，必需通过泥浆泵或压缩机提供压力介质(如高压水或高压气体)对钻进处的石头泥土障碍物进行软化或转移，另一方面，泥浆或空压系统的压力介质还起到对导向钻头和钻杆进行冷却的作用，防止导向钻头因高温发生性能变化而影响钻头的钻削能力。通常的做法是在动力头主轴末端安装一旋转密封装置，旋转密封装置的主要功能是将冷却液或冷却空气输入钻杆冷却钻头，其密封性能的好坏直接关系到钻头的冷却与钻进效果，从而关系到整套设备的使用和施工质量。

目前用于钻机的旋转密封装置普遍存在的问题是密封高压空气或压力水的能力较差，在长时间的旋转动态使用过程中由于密封圈的磨损而导致高压空气或压力水容易从旋转的转轴和密封件间渗漏，从而对设备的正常工作造成影响。因此，现有技术中需要一种方案来解决这个问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种水平定向钻机的供水或供气系统用旋转密封装置，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种水平定向钻机的供水或供气系统用旋转密封装置，包括转轴1，转轴外装有套筒2，转轴与套筒之间设置有密封组合件4，密封组合件为圆筒状结构。工作过程中，转轴跟随动力头主轴转动，密封组合件的径向内壁为主要磨损面，套筒的内壁于密封组合件4轴向内侧(即靠近冷却介质入口20的一侧)凸设有挡圈24，挡圈24用于直接或间接挡住密封组合件4轴向一端的端面，密封组合件4轴向另一端的端面由压装组件压紧。

所述旋转密封装置还包括补偿弹簧3，补偿弹簧套设在转轴外，补偿弹簧的弹力方向沿转轴轴向方向设置，补偿弹簧抵设在挡圈与密封组合件之间或抵设在压装组件与密封组合件之间。

所述补偿弹簧与密封组合件均为对称设置的两组，一组密封组合件对应一个挡圈、一组补偿弹簧及一组压装组件，两组密封组合件对称分布在冷却介质入口两侧，一组密封组合件与转轴连接动力头主轴的一端对应，另一组密封组合件与转轴另一端相对应。

补偿弹簧与密封组合件端面之间的接触点应当位于密封组合件轴向端面靠近径向外缘位置，以使得内壁有一定磨损后的密封组合件在受到轴向挤压力时，其变形方向主要为沿径向方向向内(即由外壁指向内壁的方向)，而不是随意的径向变形，从而补偿密封组合件径向内壁发生的磨损，延长密封组合件的寿命。

补偿弹簧选用普通的圆柱螺旋弹簧(参见图2)，只要将圆柱螺旋弹簧的内径设置成使弹簧丝靠近密封组合件端面的边缘位置，即可对密封组合件压缩变形方向进行引导。

所述两组压装组件中至少一组包括调整锁位螺母67，调整锁位螺母67设有与转轴1外螺纹匹配的内螺纹，调整锁位螺母旋设在转轴上，调整锁位螺母直接或间接沿轴向方向旋紧在转轴上而将套筒内的补偿弹簧与密封组合件压紧。