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一种滑动密封机构及水中扫描装置实用新型专利

更新时间:2024-07-03
一种滑动密封机构及水中扫描装置实用新型专利 专利申请类型:实用新型专利;
地区:湖北-鄂州;
源自:鄂州高价值专利检索信息库;

专利名称:一种滑动密封机构及水中扫描装置

专利类型:实用新型专利

专利申请号:CN202210672921.7

专利申请(专利权)人:华中科技大学鄂州工业技术研究院
权利人地址:湖北省鄂州市梧桐湖新区凤凰大道特一号

专利发明(设计)人:倪举鹏

专利摘要:本申请公开了一种滑动密封机构及水中扫描装置,属于断层超声系统技术领域,一种滑动密封机构包括条形基体,其上开有卡槽,卡槽滑动连接有滑块,滑块设有弹性密封部并连有第一夹板,滑块设有插入部和密封面,密封面设置为正弦曲面,插入部设有上压辊和下压辊,密封面与上压辊的轮面之间、密封面与下压辊的轮面之间均预留有密封间隙;还包括密封条,密封条铺设于密封面,密封条的两端分别穿过两个密封间隙,并分别与卡槽密封卡接。其利用弹性密封部和密封条的配合,能够解决现有的移动机构密封性不足的技术问题。一种水中扫描装置,其能够解决现有装置采用分体设置带来的各种问题。

主权利要求:
1.一种滑动密封机构,其特征在于,包括:
条形基体(10),所述条形基体(10)沿厚度方向贯通形成卡槽(11),卡槽(11)沿条形基体(10)的长度方向延伸;
滑块(20),用于与卡槽(11)滑动连接,所述滑块(20)的厚度与卡槽(11)的槽宽相同;所述滑块(20)沿厚度方向设置有弹性密封部(205),弹性密封部(205)厚度方向的两侧用于与卡槽(11)密封;所述滑块(20)一侧连有第一夹板(21),第一夹板(21)的尺寸大于卡槽(11)的槽宽,当第一夹板(21)与条形基体(10)表面贴合时,所述弹性密封部(205)与卡槽(11)对齐并密封,所述滑块(20)远离第一夹板(21)的一侧为插入部(201),插入部(201)远离第一夹板(21)的表面为密封面(202),密封面(202)设置为正弦曲面,所述插入部(201)连有上压辊(24)和下压辊(25),所述密封面(201)与上压辊(22)的轮面之间、密封面(201)与下压辊(23)的轮面之间均预留有密封间隙;
密封条(30),所述密封条(30)的长度与卡槽(11)的槽长相同,密封条(30)的宽度与卡槽(11)的槽宽相同,密封条(30)的厚度稍厚于所述密封间隙;所述密封条(30)铺设于密封面(202),密封条(30)的两端分别穿过两个密封间隙,并分别与卡槽(11)密封卡接,所述弹性密封部(205)沿卡槽(11)长度方向分布的两侧分别与密封条(30)密封配合。
2.根据权利要求1所述的滑动密封机构,其特征在于,所述密封面(202)具有一个波峰和两个波谷,所述上压辊(24)和下压辊(25)分别位于所述密封面(202)的两个波谷处。
3.根据权利要求2所述的滑动密封机构,其特征在于,所述上压辊(24)和下压辊(25)的半径≤所述密封面(202)波谷处的曲率半径。
4.根据权利要求1所述的滑动密封机构,其特征在于,所述密封条(30)宽度方向向外延伸形成密封沿(31),所述卡槽(11)的槽壁开有密封槽(111),密封槽(111)与密封沿(31)卡接。
5.根据权利要求1所述的滑动密封机构,其特征在于,所述插入部(201)位于厚度方向的两面分别连有第二夹板(22)及第三夹板(23),所述上压辊(24)和下压辊(25)设于第二夹板(22)和第三夹板(23)之间,所述上压辊(24)的长度、所述下压辊(25)的长度均大于所述卡槽(11)的槽宽,所述上压辊(24)的轮面、所述下压辊(25)的轮面均与所述条形基体(10)的表面接触。
6.一种水中扫描装置,其特征在于,包括水箱(1),所述水箱(1)侧壁设有如权利要求1‑
5中任意一项所述的滑动密封机构,所述第二夹板(22)和/或第三夹板(23)连有探头(2)。
7.根据权利要求6所述的水中扫描装置,其特征在于,所述滑块(20)开有信号线通道,信号线通道一端贯通第一夹板(21)形成信号线出口(203),另一端贯通第二夹板(22)和/或第三夹板(23)形成信号线入口(204)。
8.根据权利要求6所述的水中扫描装置,其特征在于,所述信号线通道内设有信号线,信号线一端穿出信号线入口(204)并与探头(2)连接,另一端穿出信号线出口(203)连有信号接收设备。
9.根据权利要求6所述的水中扫描装置,其特征在于,所述水箱(1)为圆柱形,所述条形基体(10)沿所述水箱(1)的母线设置。
10.根据权利要求9所述的水中扫描装置,其特征在于,所述探头(2)为环形,所述探头(2)的外径小于水箱(1)的内径,所述探头(2)与水箱(1)同心设置。 说明书 : 一种滑动密封机构及水中扫描装置技术领域[0001] 本申请属于断层超声系统技术领域,尤其涉及一种滑动密封机构及水中扫描装置。背景技术[0002] 断层超声成像系统中,需要探头在水箱中长距离移动并扫描,考虑到保证探头移动过程中水箱的密封性,现有装置普遍采用将水箱与连有探头的移动机构分体设置的方式,防止移动机构破坏水箱的密封性能,但采用该方式的设备普遍存在整体结构庞大、移动机构大部分露出水面、探头距离水面较远且易晃动等问题。发明内容[0003] 本申请的第一目的在于提供一种滑动密封机构,解决现有的移动机构密封性不足的技术问题。[0004] 本申请的第二目的在于提供一种水中扫描装置,解决现有装置采用分体设置带来的各种问题。[0005] 本申请实施例提供了一种滑动密封机构及水中扫描装置,包括:[0006] 条形基体,所述条形基体沿厚度方向贯通形成卡槽,卡槽沿条形基体的长度方向延伸;[0007] 滑块,用于与卡槽滑动连接,所述滑块的厚度与卡槽的槽宽相同;所述滑块沿厚度方向设置有弹性密封部,弹性密封部厚度方向的两侧用于与卡槽密封;所述滑块一侧连有第一夹板,第一夹板的尺寸大于卡槽的槽宽,当第一夹板与条形基体表面贴合时,所述弹性密封部与卡槽对齐并密封,所述滑块远离第一夹板的一侧为插入部,插入部远离第一夹板的表面为密封面,密封面设置为正弦曲面,所述插入部连有上压辊和下压辊,所述密封面与上压辊的轮面之间、密封面与下压辊的轮面之间均预留有密封间隙;[0008] 密封条,所述密封条的长度与卡槽的槽长相同,密封条的宽度与卡槽的槽宽相同,密封条的厚度稍厚于所述密封间隙;所述密封条铺设于密封面,密封条的两端分别穿过两个密封间隙,并分别与卡槽密封卡接,所述弹性密封部沿卡槽长度方向分布的两侧分别与密封条密封配合。[0009] 可选的,所述密封面具有一个波峰和两个波谷,所述上压辊和下压辊分别位于所述密封面的两个波谷处。[0010] 可选的,所述上压辊和下压辊的半径≤所述密封面波谷处的曲率半径。[0011] 可选的,所述密封条宽度方向向外延伸形成密封沿,所述卡槽的槽壁开有密封槽,密封槽与密封沿卡接。[0012] 可选的,所述插入部位于厚度方向的两面分别连有第二夹板及第三夹板,所述上压辊和下压辊设于第二夹板和第三夹板之间,所述上压辊的长度、所述下压辊的长度均大于所述卡槽的槽宽,所述上压辊的轮面、所述下压辊的轮面均与所述条形基体的表面接触。[0013] 基于同一技术构思,本申请实施例还提供了一种水中扫描装置,包括水箱,所述水箱侧壁设有上述任意一种滑动密封机构,所述第二夹板和/或第三夹板连有探头。[0014] 可选的,所述滑块开有信号线通道,信号线通道一端贯通第一夹板形成信号线出口,另一端贯通第二夹板和/或第三夹板形成信号线入口。[0015] 可选的,所述信号线通道内设有信号线,信号线一端穿出信号线入口并与探头连接,另一端穿出信号线出口连有信号接收设备。[0016] 可选的,所述水箱为圆柱形,所述条形基体沿所述水箱的母线设置。[0017] 可选的,所述探头为环形,所述探头的外径小于水箱的内径,所述探头与水箱同心设置。[0018] 本申请实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:[0019] 本发明实施例提供的滑动密封机构及水中扫描装置,通过设置条形基体,提供滑动机构的设置基础,通过设置卡槽和滑块,设置滑块的厚度与卡槽槽宽相同,实现滑动的同时提供初步密封;通过设置弹性密封部,利用其使滑块与卡槽滑动的过程中保持滑块部分的密封;通过设置第一夹板,对滑块的插入深度进行限位,使弹性密封部与卡槽平齐,有效实现两者的密封配合;通过设置插入部、密封面、上压辊及下压辊,预留密封间隙,并设置密封条,设置密封条的一系列参数,并设置其与卡槽卡接、设置其与弹性密封部密封配合,实现卡槽的密封,当滑块滑动时,密封面沿长度方向连续顶起密封条,顶起的密封条与卡槽脱离,并与密封面严密接触,铺平,与此同时,被顶起且铺平的密封条的两侧夹设于第二夹板及第三夹板之间,使该两处与弹性密封部始终严密接触,利用密封条和弹性密封部的相互配合,使密封条与卡槽脱离的部分被弹性密封件密封,从而实现卡槽的分段密封,滑块移动过后,上压辊或下压辊即可将顶起的密封条重新压入卡槽内卡接,从而使整个滑动过程中均维持卡槽的密封;通过设置密封面为正弦曲面,有效模拟密封条的运动方式,降低密封条与密封面之间的挤压,从而减小两者之间的摩擦力,在保证密封的基础上进一步方便滑块的滑动。附图说明[0020] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。[0021] 图1为本申请实施例提供的滑动密封机构的侧剖图;[0022] 图2为本申请实施例提供的滑动密封机构的局部俯视图;[0023] 图3为本申请实施例提供的水中扫描装置的示意图。[0024] 附图标记:[0025] 1‑水箱;2‑探头;10‑条形基体;11‑卡槽;111‑密封槽;20‑滑块;201‑插入部;202‑密封面;203‑信号线出口;204‑信号线入口;205‑弹性密封部;21‑第一夹板;22‑第二夹板;23‑第三夹板;24‑上压辊;25‑下压辊;30‑密封条;31‑密封沿。具体实施方式[0026] 下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。[0027] 请参照图1至图2,本实施例提供了一种滑动密封机构,包括:条形基体10,所述条形基体10沿厚度方向贯通形成卡槽11,卡槽11沿条形基体10的长度方向延伸;滑块20,用于与卡槽11滑动连接,所述滑块20的厚度与卡槽11的槽宽相同;所述滑块20沿厚度方向设置有弹性密封部205,弹性密封部205厚度方向的两侧用于与卡槽11密封;所述滑块20一侧连有第一夹板21,第一夹板21的尺寸大于卡槽11的槽宽,当第一夹板21与条形基体10表面贴合时,所述弹性密封部205与卡槽11对齐并密封,所述滑块20远离第一夹板21的一侧为插入部201,插入部201远离第一夹板21的表面为密封面202,密封面202设置为正弦曲面,所述插入部201连有上压辊24和下压辊25,所述密封面201与上压辊22的轮面之间、密封面201与下压辊23的轮面之间均预留有密封间隙;密封条30,所述密封条30的长度与卡槽11的槽长相同,密封条30的宽度与卡槽11的槽宽相同,密封条30的厚度稍厚于所述密封间隙;所述密封条30铺设于密封面202,密封条30的两端分别穿过两个密封间隙,并分别与卡槽11密封卡接,所述弹性密封部205沿卡槽11长度方向分布的两侧分别与密封条30密封配合。[0028] 通过设置条形基体10,提供滑动机构的设置基础,通过设置卡槽11和滑块20,设置滑块20的厚度与卡槽11槽宽相同,实现滑动的同时提供初步密封;通过设置弹性密封部205,利用其使滑块20与卡槽11滑动的过程中保持滑块20部分的密封;通过设置第一夹板21,对滑块20的插入深度进行限位,使弹性密封部205与卡槽11平齐,有效实现两者的密封配合;通过设置插入部201、密封面202、上压辊24及下压辊25,预留密封间隙,并设置密封条30,设置密封条30的一系列参数,并设置其与卡槽11卡接、设置其与弹性密封部205密封配合,实现卡槽11的密封,当滑块20滑动时,密封面202沿长度方向连续顶起密封条30,顶起的密封条30与卡槽11脱离,并与密封面202严密接触,铺平,与此同时,被顶起且铺平的密封条30的两侧夹设于第二夹板及第三夹板之间,使该两处与弹性密封部205始终严密接触,利用密封条30和弹性密封部205的相互配合,使密封条30与卡槽11脱离的部分被弹性密封件密封,从而实现卡槽11的分段密封,滑块20移动过后,上压辊24或下压辊25即可将顶起的密封条30重新压入卡槽11内卡接,从而使整个滑动过程中均维持卡槽11的密封;通过设置密封面202为正弦曲面,有效模拟密封条30的运动方式,降低密封条30与密封面202之间的挤压,从而减小两者之间的摩擦力,在保证密封的基础上进一步方便滑块20的滑动。[0029] 具体地,滑块20与密封条30之间可能存在压力与摩擦阻力,如果滑块20移动过快,摩擦力可能导致滑块20与上压辊24或下压辊25夹住密封条30,拉扯密封条30变形,造成密封失败。根据弹性片,两边贴合平面往中间挤压拱起的情况下,利用弹性系数、弹性片尺寸、扭力矩等参数可以建立微分方程k*y”(x)+y(x)*(1+(y’(x))^2)^(3/2)=0,(k>0)此微分方程没有初等解析解,但是在弹性片拱起小变形的情况下,上面方程的解的图像近似正(余)弦曲线,弹性片拱起的部分是一个完整的正(余)弦曲线周期。所以密封条30的中心线也应该是近似正(余)弦曲线。上压辊24和下压辊25压住的点是两个波谷,中间凸起是波峰。所以就算没有滑块20支撑的情况下,只要有上压辊24和下压辊25,就能保持密封条30凸起的自然形状。因此可以将滑块20接触面也做成与密封条30一样的曲线(偏移密封条30一半厚度的曲线),这样滑块20就可以无压力的接触密封条30,所以他们之间的摩擦力可以减小到最低,只有上压辊24和下压辊25接触点的位置滑块20与密封条30有摩擦,其他位置无摩擦。[0030] 需要说明的是,本实施例中,正弦曲面与余弦曲面的形状实质相同,为了便于描述采取正弦曲面的限定,并非指余弦曲面不可行。[0031] 需要说明的是,本事实例中,密封条30和弹性密封部205的材质可选自现有技术中的任意一种用于密封的弹性材料,例如橡胶、硅胶等。[0032] 为了优化密封结构,所述密封面202具有一个波峰和两个波谷,所述上压辊24和下压辊25分别位于所述密封面202的两个波谷处。通过上述设置,能够最大限度的优化密封条30与密封面202之间的接触压力,从而最大限度的降低两者之间的摩擦力,优化滑块20滑动能力的同时,防止密封条202拉扯变形导致密封失效。[0033] 优选地,所述上压辊24和下压辊25的半径≤所述密封面202波谷处的曲率半径。[0034] 为了对密封条30与卡槽11的卡接关系作出进一步的解释,所述密封条30宽度方向向外延伸形成密封沿31,所述卡槽11的槽壁开有密封槽111,密封槽111与密封沿31卡接。通过设置卡接通过密封沿31与密封槽111实现,使密封条30易于从卡槽11内顶起和卡回,顶起后,密封沿31与密封槽111成锐角错位,便于密封沿31发生挤压变形,从而便于其顶起和压入。[0035] 为了对上压辊24和下压辊25的设置机构进行进一步地具体的解释,所述插入部201位于厚度方向的两面分别连有第二夹板22及第三夹板23,所述上压辊24和下压辊25设于第二夹板22和第三夹板23之间,所述上压辊24的长度、所述下压辊25的长度均大于所述卡槽11的槽宽,所述上压辊24的轮面、所述下压辊25的轮面均与所述条形基体10的表面接触。[0036] 请在图1至2的基础上参照图3,本实施例还提供了一种水中扫描装置,包括水箱1,所述水箱1侧壁设有如上所述的任意一项滑动密封机构,所述第二夹板22和第三夹板23连有探头2。该装置通过在水箱1的侧壁上设置上述任意一种滑动密封机构,并将探头2设置于第二夹板22和第三夹板23上,将移动机构与水箱1集成为一体,有效避免采用分体方式的设备普遍存在整体结构庞大、移动机构大部分露出水面、探头距离水面较远且易晃动等问题,并且能够实现探头2移动过程中的有效密封,防止水箱1漏水,只需移动滑块20即可带动探头2沿卡槽11的长度方向移动。[0037] 为了将探头2探测得到的数据传出水桶1外,所述滑块20开有信号线通道(图未示),信号线通道一端贯通第一夹板21形成信号线出口203,另一端贯通第二夹板22和/或第三夹板23形成信号线入口204。所述信号线通道内设有信号线,信号线一端穿出信号线入口204并与探头2连接,另一端穿出信号线出口203连有信号接收设备。通过设置信号线通道,有效利用该滑动密封机构的结构性能(即滑块20贯通水桶1内外的特性),在不影响密封性能的前提下有效埋设信号线,实现信号传输,并且探头2移动过程中也不会影响信号线。[0038] 优选地,所述水箱1为圆柱形,所述条形基体10沿所述水箱1的母线设置。[0039] 优选地,所述探头2为环形,所述探头2的外径小于水箱1的内径,所述探头2与水箱1同心设置。[0040] 各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本申请要求的保护范围之内。[0041] 尽管已经示出和描述了本申请的实施方式,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

专利地区:湖北

专利申请日期:2022-06-14

专利公开日期:2024-06-18

专利公告号:CN115015944B

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