CN105643477A - 一种360度可浮动的管端密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种360度可浮动的管端密封装置，其包括：旋转轴，其设置为可绕其自身轴心转动；长轴，其设于旋转轴内，长轴的首端自旋转轴的首端伸出；柔性膨胀堵头圈，其固定套设于长轴首端外围的连接块上，连接块与旋转轴固定连接；滑动头，其固定连接于长轴的首端，滑动头上具有楔形面；驱动元件，其与长轴的尾端连接，以驱动长轴沿着其轴向方向移动，进而带动滑动块与连接块发生相对移动，以使楔形面在相对移动的过程中挤压柔性膨胀堵头圈的内壁以使柔性膨胀堵头圈在径向方向上向外膨胀；浮动部件，其固定设于旋转轴的外围，浮动部件包括若干个弹性浮动元件，各弹性浮动元件沿旋转轴的周向方向分布，并沿旋转轴的径向方向向其施加压力。

Description

一种360度可浮动的管端密封装置

技术领域

本发明涉及一种分离装置，尤其涉及一种颗粒的分离装置。

背景技术

管端螺纹喷砂机是钢管精整生产线的重要生产设备之一。喷砂机已被广泛地应用于机械制造、仪器仪表、医疗器械、电子电器、纺织机械、印染机械、陶瓷、工艺品、机械修理等诸多领域。喷砂机作为一种常规的砂处理设备，经过不断的发展和完善，其具有独特的加工机理和广泛的应用范围，喷砂机在当今的表面处理行业中越来越受到青睐。管端螺纹喷砂机是以压缩空气将研磨材料(例如，陶瓷粉)高速喷射至钢管表面，能够清除热处理后的氧化皮、残盐、残油以及机械加工件微毛刺等，以提高管端螺纹的光洁度。

在喷砂前，为了防止陶瓷粉喷入钢管内部，需要将管端进行密封。目前采用金属锥形堵头对钢管端部进行密封。然而，当钢管旋转起来后，由于震动以及钢管椭圆度(即在圆形钢管的横截面上存在着外径不等的现象)的关系，会造成管端密封不严的情况，这时，研磨材料(例如，陶瓷粉)会进入钢管内部，不仅需要人工清理管端，效率低下，还严重浪费研磨材料。因此，企业都期望对于管端采取进一步的密封措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种360度可浮动的管端密封装置，其在管端形成密封效果，避免研磨材料从管端进入管体内，既节省了研磨材料，减轻了环境污染，又免去了研磨材料进入管内而需要额外的人工清理。采用了本发明所述的360度可浮动的管端密封装置可以提升生产效率，节约物料资源并改善环境污染。

为了达到上述发明的目的，本发明提供了一种360度可浮动的管端密封装置，其包括：

旋转轴，其设置为可绕其自身轴心转动；

长轴，其设于旋转轴内，该长轴的首端自旋转轴的首端伸出；

柔性膨胀堵头圈，其固定套设于长轴首端外围的连接块上，该连接块与旋转轴固定连接；

滑动头，其固定连接于长轴的首端，该滑动头上具有楔形面；

驱动元件，其与长轴的尾端连接，以驱动长轴沿着其轴向方向移动，进而带动滑动头与连接块发生相对移动，以使楔形面在相对移动的过程中挤压柔性膨胀堵头圈的内壁以使柔性膨胀堵头圈在径向方向上向外膨胀；

浮动部件，其固定设于旋转轴的外围，该浮动部件包括若干个弹性浮动元件，各弹性浮动元件沿旋转轴的周向方向分布，并沿旋转轴的径向方向向其施加压力。

本发明所述的360度可浮动的管端密封装置利用了膨胀堵头圈的柔性材质。在本发明的技术方案中，将柔性膨胀堵头圈固定套设于长轴首端外围的连接块上，由于长轴与滑动头固定连接，当驱动元件驱动长轴沿着其自身的轴向方向运动时，也带动着滑动头沿着长轴的轴向方向移动，又由于旋转轴绕其自身轴心转动而并不沿着长轴的轴向方向移动且连接块与旋转轴是固定连接的，因此，在长轴的轴向方向上，滑动头与连接块之间会产生相对移动，在此移动过程中，滑动头上的楔形面施力作用于柔性膨胀堵头圈上，挤压柔性膨胀堵头圈的内壁令其在径向方向上向外膨胀变大从而接触到钢管内壁，以达到密封管端的效果，进而防止颗粒细小的研磨材料从管端进入至管体内部。

由于钢管均具有一定的弯曲度，当旋转轴随着钢管绕着其轴心的转动时，若旋转轴不能基于钢管的弯曲度在其径向方向上进行细微调整的话，即使是在设置柔性膨胀堵头圈的情况下，管端还是有可能产生不密封的现象。为此，在旋转轴的外围固定设置有浮动部件，浮动部件中的各弹性浮动元件均沿旋转轴的周向方向分布设置，并且它们沿旋转轴的径向方向向旋转轴施加压力，以使得旋转轴能够根据钢管弯曲度的变化在其径向方向上产生调节位移，从而令柔性膨胀堵头圈在钢管的旋转过程中始终与钢管内壁保持紧密贴合。

需要说明的是，钢管在其径向方向上所产生的位移量是微小的，是根据钢管的弯曲度来确定的。

由于钢管的其中一头管端套设于旋转轴外，为了保证旋转轴随着钢管长轴绕其自身轴心转动，故旋转轴和钢管的轴向方向是相同的；又由于长轴设置于旋转轴内，因此，长轴和旋转轴的轴向方向也是相同的。为此，长轴、旋转轴以及钢管这三者是同轴设置的。

进一步地，在本发明所述的360度可浮动的管端密封装置中，上述连接块具有径向向外突出的止挡部，用以防止管端密封装置过于深入管体内部。

更进一步地，在本发明所述的360度可浮动的管端密封装置中，上述旋转轴的端部固定设有连接片，该连接片与止挡部相对设置，并与止挡部固定连接，以提高长轴和旋转轴之间的连接强度。

进一步地，在本发明所述的360度可浮动的管端密封装置中，上述连接块上开设有径向的吹灰孔，以便于工作人员将已经进入管端内的研磨材料吹出管外。

进一步地，在本发明所述的360度可浮动的管端密封装置中，上述驱动元件为气缸，该气缸的气缸杆与长轴的尾端连接，用以驱动长轴沿着其轴向方向移动。

当然，基于本发明的技术方案，本领域的技术人员还可以采用其他设备作为驱使长轴运动的驱动元件，例如，油缸或液压缸。

更进一步地，在本发明所述的360度可浮动的管端密封装置中，上述气缸的缸体与旋转接头连接，并与旋转轴连接，气缸在转动驱动装置的带动下转动，同步带动旋转轴绕着其自身轴心转动。

进一步地，在本发明所述的360度可浮动的管端密封装置中，上述旋转轴外围还设有固定设置的外壳，在外壳和旋转轴之间设有轴承以在旋转轴的转动过程中起到固定的作用，浮动部件设于外壳的外围。

在此，固定设置的外壳还可以起到一定的保护作用，其可以将部分旋转轴与外界环境隔绝。

更进一步地，在本发明所述的360度可浮动的管端密封装置中，上述浮动部件包括设于旋转轴首端附近的第一浮动部件和设于旋转轴尾端附近的第二浮动部件。

当旋转轴在轴向方向上的长度较大时，单个浮动部件不能及时有利地对钢管在其径向方向上进行调整，以使得柔性膨胀堵头圈紧密贴合于钢管内壁，鉴于此，需要沿着旋转轴的轴向方向分别在旋转轴的首段和尾端各设置一个浮动部件。

更进一步地，在本发明所述的360度可浮动的管端密封装置中，上述第一浮动部件和/或第二浮动部件包括：

四边形框架；

四边形框架的各边与外壳之间固定设有螺杆，螺杆基本沿旋转轴的径向方向设置；

各螺杆上均套设有作为弹性浮动元件的弹簧。

更进一步地，在本发明所述的360度可浮动的管端密封装置中，上述四边形框架的底边固定设有一个以上螺杆，该一个以上螺栓的尾端与定位板固定连接，该定位板与外壳固定连接，该一个以上螺栓上均套设有设于四边形框架和定位板之间的弹簧。

本发明所述的360度可浮动的管端密封装置能够在管端形成密封效果，避免研磨材料进入钢管管端，不仅节省了研磨材料，减轻了环境污染，又免去了额外的人工清理，提高了生产效率。

另外，本发明所述的360度可浮动的管端密封装置可以有效地防止管端密封装置过度深入管体内部，从而避免管端密封装置破坏钢管结构。

此外，采用了本发明所述的360度可浮动的管端密封装置可以节约研磨物料资源并改善工作环境。

附图说明

图1为本发明所述的360度可浮动的管端密封装置在一种实施方式下的结构示意图。

图2为本发明所述的360度可浮动的管端密封装置中的浮动部件在一种实施方式下的结构示意图。

具体实施方式

下面将根据具体实施例及说明书附图对本发明所述的360度可浮动的管端密封装置做进一步说明，但是该说明并不构成对本发明技术方案的不当限定。

图1显示了本发明所述的360度可浮动的管端密封装置在一种实施方式下的结构。

如图1所示，在该种实施方式下的360度可浮动的管端密封装置1的部分位于抛丸箱体30内，其包括旋转轴11，长轴12，柔性膨胀堵头圈13，滑动头14，气缸15，外壳16，第一浮动部件17和第二浮动部件18。其中，长轴12设置于旋转轴11内，长轴12的首端自旋转轴11的首端伸出于旋转轴外，柔性膨胀堵头圈13固定套设于长轴12首端外围的连接块121上，连接块121与旋转轴11固定连接，滑动头14固定连接于长轴12的首端，在滑动头14上设有楔形面141，外壳16同轴固定套设于旋转轴11的外围，在外壳16和旋转轴11之间还设置有一对轴承161，气缸15的气缸杆与长轴12的尾端连接，以驱动长轴沿着其轴向方向移动，进而带动滑动头14与连接块121发生相对移动，以使滑动头14的楔形面141在相对移动的过程中挤压柔性膨胀堵头圈13的内壁以使其在径向方向上向外膨胀而紧密贴合钢管20内壁，从而达到管端密封的效果。另外，气缸15的缸体与旋转接头19连接，并与旋转轴11连接，这样，气缸15在转动驱动装置的带动下转动，会同步带动旋转轴11绕着其自身轴心转动。

继续参阅图1，在连接块121上具有径向向外突出的止挡部122，其与固定设置于旋转轴11的端部的连接片112相对设置，连接片112与止挡部122固定连接，用以提高长轴和旋转轴之间的连接强度。此外，在连接块121上还开设有径向导通的吹灰孔123，其可以与吹气管连通，将气体导入吹灰孔123内，以用于将颗粒细小的研磨材料吹出管端外，从而避免研磨材料进入钢管内部。

如图1所示，沿着旋转轴11的轴向方向，第一浮动部件17设于旋转轴11首端附近，第二浮动部件18设于旋转轴11尾端附近，第一浮动部件17和第二浮动部件18均固定设于外壳16的外围。

在此，本领域的技术人员可以采用耐磨橡胶材质的材料来制成上述实施方式下的柔性膨胀堵头圈。然而，由于耐磨橡胶的膨胀系数具有一定的范围，因此对于不同规格的钢管需要更换不同规格的耐磨橡胶材质的柔性膨胀堵头圈。同时，与柔性膨胀堵头圈配套使用的连接块也需要随之进行配套替换。

图2显示了本发明所述的360度可浮动的管端密封装置中的浮动部件在一种实施方式下的结构。

如图1和图2所示，第一浮动部件17包括有：四边形框架171，五根螺杆172，五个弹簧173以及定位板174，其中，四边形框架171与固定设置的固定座10通过螺栓固定连接，定位板174相对于四边形框架171的底边设置，并且定位板174与外壳16固定连接，以在外壳16的下方为外壳提供支撑，两根螺杆172的尾端均与定位板174固定连接，两根螺杆172的首端均与四边形框架171的底边连接设置，其余三根螺杆172则分别设置于四边形框架171的左、右和顶边与外壳16之间，所有的螺杆172基本沿着旋转轴11的径向方向设置，在各螺杆172外均套设有弹簧173，各螺杆172和各弹簧173均沿着外壳16的周向方向分布设置，并沿着外壳16的径向方向向其施加压力，以使得外壳16在其自身的径向方向上产生位移，从而使得旋转轴能够根据钢管弯曲度的变化在其径向方向上也产生相应的移动，进而令柔性膨胀堵头圈13在钢管的旋转过程中始终与钢管内壁保持紧密贴合。

相应地，第二浮动部件的部件设置与第一浮动部件的部件设置相同，在此就不针对第二浮动部件进行详细描述了。当然，也可以根据实际情况，在旋转轴的轴向方向上，仅在旋转轴的中端设置一个上述类似的浮动部件，或者在旋转轴的首端，中端和尾端分别设置一个上述类似的浮动部件。

参阅图1和图2，在实际使用过程中，通过辅机输送装置将钢管20输送至所指定位置A处后，柔性膨胀堵头圈13和滑动头14位于钢管20的管端内，通过气缸15的驱动，将柔性膨胀堵头圈13和滑动头14沿着P方向移动，由于连接块121和旋转轴11在P方向上是固定不动的，因此，滑动头14和连接块121之间的距离逐渐缩小，以使得滑动头14上的楔形面141挤压柔性膨胀堵头圈13的内壁，在滑动头14的施力作用下柔性膨胀堵头圈13在径向方向上向外膨胀变大从而与钢管20内壁相接触，以达到密封管端的效果，进而防止颗粒细小的研磨材料从管端进入到管体内部。

此外，当旋转轴11随着钢管绕着其轴心的转动时，由于钢管20不可避免地会具有一定的弯曲度，相应地，钢管在旋转过程中会产生一定的挠度，这样，即使是在设置柔性膨胀堵头圈13的情况下，钢管20的管端与旋转轴11之间还是会产生一定的间隙，并且柔性膨胀堵头圈13也不能自由地跟随着钢管一起旋转。为此，在外壳16的外围固定设置有第一浮动部件17和第二浮动部件18，第一浮动部件17和第二浮动部件18中的弹簧173，183均沿着旋转轴11的周向方向分布设置，并且它们可以沿旋转轴11的径向方向向旋转轴11施加压力，以使得旋转轴11在其径向方向上产生调节位移。也就是说，当钢管管端在其径向方向上与旋转轴11存在间隙时，第一浮动部件17和第二浮动部件18就可以通过作为弹性浮动元件的弹簧173，183和螺杆172，182之间的配合，令旋转轴11能够根据钢管弯曲度的变化在其径向方向上进行位移调整，从而令柔性膨胀堵头圈13在钢管的旋转过程中一直与钢管内壁保持紧密贴合，进而使得钢管管端始终具有密封效果。

现有技术中所采用的金属锥形堵头的密封性差，在钢管的旋转过程中，由于钢管震动以及钢管椭圆度的关系，会造成钢管管端密封不严的情况。较之于现有技术中的金属锥形堵头，本发明所述的360度可浮动的管端密封装置采用了具有良好密封性能以及较高延伸性能的柔性膨胀堵头圈，通过外力作用使得柔性膨胀堵头圈受挤压变形而紧贴于钢管内壁以达到管端密封的效果，既避免了物料浪费，又提高了生产效率。

需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种360度可浮动的管端密封装置，其特征在于，包括：

旋转轴，其设置为可绕其自身轴心转动；

长轴，其设于所述旋转轴内，所述长轴的首端自旋转轴的首端伸出；

柔性膨胀堵头圈，其固定套设于所述长轴首端外围的连接块上，所述连接块与旋转轴固定连接；

滑动头，其固定连接于所述长轴的首端，所述滑动头上具有楔形面；

驱动元件，其与所述长轴的尾端连接，以驱动长轴沿着其轴向方向移动，进而带动滑动头与连接块发生相对移动，以使楔形面在所述相对移动的过程中挤压柔性膨胀堵头圈的内壁以使柔性膨胀堵头圈在径向方向上向外膨胀；

浮动部件，其固定设于所述旋转轴的外围，所述浮动部件包括若干个弹性浮动元件，各弹性浮动元件沿旋转轴的周向方向分布，并沿旋转轴的径向方向向其施加压力。

2.如权利要求1所述的360度可浮动的管端密封装置，其特征在于，所述连接块具有径向向外突出的止挡部。

3.如权利要求2所述的360度可浮动的管端密封装置，其特征在于，所述旋转轴的端部固定设有连接片，该连接片与所述止挡部相对设置，并与所述止挡部固定连接。

4.如权利要求1所述的360度可浮动的管端密封装置，其特征在于，所述连接块上开设有径向的吹灰孔所述。

5.如权利要求1所述的360度可浮动的管端密封装置，其特征在于，所述驱动元件为气缸，所述气缸的气缸杆与长轴的尾端连接。

6.如权利要求5所述的360度可浮动的管端密封装置，其特征在于，所述气缸的缸体与旋转接头连接，并与所述旋转轴连接，所述气缸在转动驱动装置的带动下转动，同步带动所述旋转轴绕着其自身轴心转动。

7.如权利要求1所述的360度可浮动的管端密封装置，其特征在于，所述旋转轴外围还设有固定设置的外壳，所述外壳和旋转轴之间设有轴承，所述浮动部件设于外壳的外围。

8.如权利要求7所述的360度可浮动的管端密封装置，其特征在于，所述浮动部件包括设于旋转轴首端附近的第一浮动部件和设于旋转轴尾端附近的第二浮动部件。

9.如权利要求8所述的360度可浮动的管端密封装置，其特征在于，所述第一浮动部件和/或第二浮动部件包括：

四边形框架；

所述四边形框架的各边与外壳之间固定设有螺杆，所述螺杆基本沿旋转轴的径向方向设置；

所述各螺杆上均套设有作为所述弹性浮动元件的弹簧。

10.如权利要求9所述的360度可浮动的管端密封装置，其特征在于，所述四边形框架的底边固定设有一个以上所述螺杆，该一个以上螺栓的尾端与定位板固定连接，该定位板与所述外壳固定连接，该一个以上螺栓上均套设有设于四边形框架和定位板之间的弹簧。