基于螺旋反压及特斯拉阀结构的密封结构及减速器.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310467237.X(22)申请日 2023.04.25(71)申请人 温州大学地址 325000 浙江省温州市瓯海区东方南路38号温州市国家大学科技园孵化器(72)发明人 刘德谷志阳厉天龙鲜超谢爱叶(74)专利代理机构 温州名创知识产权代理有限公司 33258专利代理师 林德生(51)Int.Cl.F16H 57/029(2012.01)F16J 15/40(2006.01)F16J 15/3268(2016.01)F16J 15/3284(2016.01)(54)发明名称基于螺旋反压及。

2、特斯拉阀结构的密封结构及减速器(57)摘要本发明公开了一种基于螺旋反压及特斯拉阀结构的密封结构，包括壳体、安装在壳体上的转轴、设置在壳体内的传动组件，转轴与传动组件相配合，以输出或获取驱动力；壳体上设置有一用于配合转轴转动连接的通孔，转轴对应通孔的侧表面设置有与螺纹，用于转轴转动时通过通孔向壳体外提供液体推送力；转轴的侧表面与通孔的内壁形成特斯拉阀结构，该特斯拉阀结构相对转轴上的螺纹更靠近壳体上通孔的外部开口；特斯拉阀结构的逆流方向为通孔对应壳体外部至壳体内部的方向，通孔与转轴之间通过特斯拉阀结构与转轴上的螺纹形成密封。本发明能够提高密封效果，在水下及深水作业中提高实用寿命。权利要求书1页 说。

3、明书4页 附图3页CN 116498735 A2023.07.28CN 116498735 A1.一种基于螺旋反压及特斯拉阀结构的密封结构，其特征在于，包括壳体、安装在壳体上的转轴、设置在壳体内的传动组件，所述转轴与传动组件相配合，以输出或获取驱动力；所述壳体上设置有一用于配合转轴转动连接的通孔，所述转轴对应通孔的侧表面设置有与螺纹，用于转轴转动时通过通孔向壳体外提供液体推送力；所述转轴的侧表面上对应通孔的位置还设置有若干环形的第一弧形凹陷，所述弧形凹陷与转轴同轴设置，所述通孔的孔壁上还设置有若干与第一弧形凹陷相配合的第二弧形凹陷，该第二弧形凹陷呈环形且与通孔同轴设置；若干所述第一弧形凹陷和第。

4、二弧形凹陷形成特斯拉阀结构，该特斯拉阀结构相对转轴上的螺纹更靠近壳体上通孔的外部开口；所述特斯拉阀结构的逆流方向为通孔对应壳体外部至壳体内部的方向，所述通孔与转轴之间通过特斯拉阀结构与转轴上的螺纹形成密封。2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述转轴上的螺纹为矩形螺纹，螺纹的外径面为平面，且与通孔的内壁相抵。3.根据权利要求1或2所述的密封结构，其特征在于，所述壳体包括主壳体和设置在主壳体内的橡胶层，所述通孔贯穿主壳体与橡胶层至主壳体内部，所述第二弧形凹陷均位于橡胶层上，且所述转轴上的螺纹与橡胶层的内壁相抵；所述传动组件位于主壳体内。4.根据权利要求1或2所述的密封结构，其特征在于，。

5、所述壳体对应通孔朝外的一端设置有直径大于通孔的装配槽，该装配槽的槽底与通孔连通；所述转轴上对应装配槽的位置与转轴同轴设置有波纹管，该波纹管的一端抵接在装配槽的槽底，另一端与转轴的侧表面相抵，其通过挡圈安装在转轴上。5.根据权利要求4所述的密封结构，其特征在于，所述波纹管通过挡圈安装在转轴和装配槽上时，所述波纹管处于压缩状态，且积蓄弹性势能。6.根据权利要求5所述的密封结构，其特征在于，所述波纹管与转轴抵接的位置和/或波纹管与装配槽槽底抵接的位置设置有密封圈。7.根据权利要求1或2所述的密封结构，其特征在于，所述通孔相对螺纹更靠近壳体内部的位置密封圈，该密封圈嵌入在通孔的内壁中，且与转轴的侧表面。

6、形成密封配合。8.一种基于螺旋反压及特斯拉阀结构的减速器，其特征在于，该减速器内设置有如权利要求17任一一项所述的密封结构。权利要求书1/1 页2CN 116498735 A2基于螺旋反压及特斯拉阀结构的密封结构及减速器技术领域0001本发明涉及密封结构，具体为基于螺旋反压及特斯拉阀结构的密封结构及减速器。背景技术0002齿轮减速机在各行各业应用十分广泛，得益于不断发展的先进设计技术和理论研究(如齿轮强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计方法、齿根圆滑过渡、新结构等)、材料技术的提高(普遍采用各种优质合金钢锻件，材料和热处理质量控制水平提高)、结构设计更合理、加工精度的提高(ISO56级)。

7、、轴承和润滑油质量及寿命的提高等因素，世界减速机技术也有了很大的发展。0003目前，水下应用的减速机的研究成果尚不明朗，国内外的一些生产减速机的厂家，由于对材料的应用和整体结构、零件的结构工艺设计性不合理，使得现有的水下的减速机在水下工作的稳定性差，更重要的是，对密封结构的设计和密封材料的选择不合理，导致其水下工作密封性差，产品使用寿命短。发明内容0004针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于螺旋反压及特斯拉阀结构的密封结构及减速器，能够提高密封效果，在水下及深水作业中提高实用寿命。0005为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于螺旋反压及特斯拉阀结构的密封结构，000。

8、6包括壳体、安装在壳体上的转轴、设置在壳体内的传动组件，所述转轴与传动组件相配合，以输出或获取驱动力；0007所述壳体上设置有一用于配合转轴转动连接的通孔，所述转轴对应通孔的侧表面设置有与螺纹，用于转轴转动时通过通孔向壳体外提供液体推送力；0008所述转轴的侧表面上对应通孔的位置还设置有若干环形的第一弧形凹陷，所述弧形凹陷与转轴同轴设置，所述通孔的孔壁上还设置有若干与第一弧形凹陷相配合的第二弧形凹陷，该第二弧形凹陷呈环形且与通孔同轴设置；若干所述第一弧形凹陷和第二弧形凹陷形成特斯拉阀结构，该特斯拉阀结构相对转轴上的螺纹更靠近壳体上通孔的外部开口；0009所述特斯拉阀结构的逆流方向为通孔对应壳体。

9、外部至壳体内部的方向，所述通孔与转轴之间通过特斯拉阀结构与转轴上的螺纹形成密封。0010作为本发明的进一步改进，所述转轴上的螺纹为矩形螺纹，螺纹的外径面为平面，且与通孔的内壁相抵。0011作为本发明的进一步改进，所述壳体包括主壳体和设置在主壳体内的橡胶层，所述通孔贯穿主壳体与橡胶层至主壳体内部，所述第二弧形凹陷均位于橡胶层上，且所述转轴上的螺纹与橡胶层的内壁相抵；所述传动组件位于主壳体内。0012作为本发明的进一步改进，所述壳体对应通孔朝外的一端设置有直径大于通孔的说明书1/4 页3CN 116498735 A3装配槽，该装配槽的槽底与通孔连通；所述转轴上对应装配槽的位置与转轴同轴设置有波纹管。

10、，该波纹管的一端抵接在装配槽的槽底，另一端与转轴的侧表面相抵，其通过挡圈安装在转轴上。0013作为本发明的进一步改进，所述波纹管通过挡圈安装在转轴和装配槽上时，所述波纹管处于压缩状态，且积蓄弹性势能。0014作为本发明的进一步改进，所述波纹管与转轴抵接的位置和/或波纹管与装配槽槽底抵接的位置设置有密封圈。0015作为本发明的进一步改进，所述通孔相对螺纹更靠近壳体内部的位置密封圈，该密封圈嵌入在通孔的内壁中，且与转轴的侧表面形成密封配合。0016一种基于螺旋反压及特斯拉阀结构的减速器，其内部采用如上述任意一项改进方案的密封结构。0017本发明的有益效果：本方案中液体首先通过三维的特斯拉阀结构进行。

11、限制，大幅缩小液体的渗入的量以及流速，配合设置在转轴表面上的螺纹构成螺旋反推结构，在转轴转动时，螺纹的转动产生将液体朝壳体外推送，能够防止液体进入到壳体内部，并且利用螺纹转动时产生的反推力将液体限制在传动组件外，形成密封配合。这种密封配合能够大幅提高水下及深水使用时的密封效果，大幅缓解水压带来的渗水问题。附图说明0018图1为本发明整体结构剖面示意图；0019图2为本发明的密封结构部分放大示意图；0020图3为本发明的壳体结构示意图；0021图4为本发明的转轴结构示意图。0022附图标号：1、壳体；11、主壳体；12、橡胶层；13、装配槽；14、通孔；111、第二弧形凹陷；2、转轴；21、螺纹。

12、；22、第一弧形凹陷；3、传动组件；4、波纹管；5、挡圈；6、密封圈。具体实施方式0023下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。0024参照图14所示，0025一种基于螺旋反压及特斯拉阀结构的密封结构，0026包括壳体1、安装在壳体1上的转轴2、设置在壳体1内的传动组件3，转轴2与传动组件3相配合，以输出或获取驱动力；0027壳体1上设置有一用于配合转轴2转动连接的通孔14，转轴2对应通孔14的侧表面设置有与螺纹21，用于转轴2转动时通过通孔14向壳体1外提供液体推送力；0028转轴2的侧表面上对应通孔14的位置还设置有若干环形的第一弧形凹陷22，弧形凹陷与转轴2同轴设置，通孔1。

13、4的孔壁上还设置有若干与第一弧形凹陷22相配合的第二弧形凹陷111，该第二弧形凹陷111呈环形且与通孔14同轴设置；若干第一弧形凹陷22和第二弧形凹陷111形成特斯拉阀结构，该特斯拉阀结构相对转轴2上的螺纹21更靠近壳体1上通孔14的外部开口；0029特斯拉阀结构的逆流方向为通孔14对应壳体1外部至壳体1内部的方向，通孔14与说明书2/4 页4CN 116498735 A4转轴2之间通过特斯拉阀结构与转轴2上的螺纹21形成密封。0030本方案中，通过转轴2表面的若干第一弧形凹陷22和通孔14内壁上的若干第二弧形凹陷111进行错位分布，如图中所示，构成特斯拉阀结构，该特斯拉阀结构为三维结构，呈环。

14、形分布在转轴2上和通孔14的内壁上，构成三维特斯拉阀。0031基于该结构，配合设置在转轴2表面上的螺纹21构成螺旋反推结构，在转轴2转动时，螺纹21的转动产生将液体朝壳体1外推送，能够防止液体进入到壳体1内部，该方案中液体首先通过三维的特斯拉阀结构进行限制，大幅缩小液体的渗入的量以及流速，并且利用螺纹21转动时产生的反推力将液体限制在传动组件3外，形成密封配合。这种密封配合能够大幅提高水下及深水使用时的密封效果，大幅缓解水压带来的渗水问题。0032为了让螺纹21与通孔14的内壁配合效果更好，转轴2上的螺纹21为矩形螺纹21，螺纹21的外径面为平面，且与通孔14的内壁相抵。0033矩形螺纹21的。

15、外径面为平面，因此能够与通孔14的内壁产生更好的配合，两者之间的抵接作用更容易配合，形成的抵接作用也更加稳定，确保密封效果。0034为了让加工更加方便，同时也能够让密封效果更好，壳体1包括主壳体11和设置在主壳体11内的橡胶层12，通孔14贯穿主壳体11与橡胶层12至主壳体11内部，第二弧形凹陷111均位于橡胶层12上，且转轴2上的螺纹21与橡胶层12的内壁相抵；传动组件3位于主壳体11内。0035第二弧形凹陷111位于橡胶层12上，意味着橡胶层12可以单独进行加工，而且由于第二弧形凹陷111位于通孔14的内部，因此直接对壳体1的通孔14进行加工难度较高，橡胶层12是能够预加工之后在装入到壳体。

16、1中的，因此能够实现方便加工的效果，此外由于转轴2上的螺纹21需要与通孔14的内壁进行抵接实现更好的密封，因此橡胶层12的设置能够自然形成密封圈6的作用，橡胶层12与螺纹21径向的表面进行配合形成的密封效果更好，自然形成的液体反推作用也更好，与特斯拉阀结构配合形成的密封作用也得到提升。0036为了进一步提高密封效果，形成多级密封作用，壳体1对应通孔14朝外的一端设置有直径大于通孔14的装配槽13，该装配槽13的槽底与通孔14连通；转轴2上对应装配槽13的位置与转轴2同轴设置有波纹管4，该波纹管4的一端抵接在装配槽13的槽底，另一端与转轴2的侧表面相抵，其通过挡圈5安装在转轴2上。0037本方案。

17、中，利用波纹管4来形成密封，波纹管4与装配槽13的槽底抵接，能够限制液体从装配槽13的槽底进入到通孔14内，同时波纹管4对应转轴2的一端与转轴2之间形成抵接，限制液体从波纹管4和转轴2之间进入。波纹管4通过挡圈5安装在转轴2上，可以限制波纹管4脱出，让波纹管4与装配槽13的槽底保持密封效果。波纹管4与装配槽13槽底抵接的部分以及与转轴2抵接的部分可以设置密封圈6，能够增加密封效果。0038根据设置需求，波纹管4可以是跟随着转轴2一起转动的，也可以是波纹管4固定不动，转轴2相对波纹管4处于转动状态。0039为了让波纹管4能够保持长期密封效果，波纹管4通过挡圈5安装在转轴2和装配槽13上时，波纹管。

18、4处于压缩状态，且积蓄弹性势能。0040波纹管4处于压缩状态且积蓄弹性势能，能够在波纹管4与装配槽13的槽底抵接的部分受到磨损时，利用弹性势能来让波纹管4与装配槽13的槽底保持抵接状态，保持密封效果。该效果尤其是在波纹管4随着转轴2一起转动的方案下尤为明显，而且波纹管4和转轴2说明书3/4 页5CN 116498735 A5一起转动的方案下，波纹管4与转轴2抵接部分能够保持良好的密封效果，不会因为相对的转动而产生磨损，而波纹管4对应装配槽13槽底的部分又能够通过弹性势能来弥补磨损。0041更进一步的设置中，通孔14相对螺纹21更靠近壳体1内部的位置密封圈6，该密封圈6嵌入在通孔14的内壁中，且。

19、与转轴2的侧表面形成密封配合。0042由于本方案的结构中转轴2处于转动状态能够保持更好的密封效果，在转轴2在不工作时，通过密封圈6来补充密封作用，让转轴2在不转动的情况下也能够实现良好的密封效果。0043上述介绍了一种密封结构，而在使用中还能够应用在减速器中，尤其是在水下作业的减速器中。当然也可以是其他具有转轴2结构的装置中。0044以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。说明书4/4 页6CN 116498735 A6图1说明书附图1/3 页7CN 116498735 A7图2说明书附图2/3 页8CN 116498735 A8图3图4说明书附图3/3 页9CN 116498735 A9。