從圖1中清楚地看出D型旋轉接頭內部結構,這類旋轉接頭動、靜環(huán)間僅有一個端面摩擦密封面,是靠彈簧和流體介質所產生的軸向力將補償環(huán)12與外管、(動環(huán))9的端面貼合、壓緊,而達到密封的保護管11對流體介質起導向和節(jié)流作用,所謂節(jié)流是避免和減少流體進入彈簧空腔內。補償環(huán)12與殼體2之間的密封采用了O型密封圈5,它被裝配在補償環(huán)12錐面端部,由墊圈4靠彈簧3壓緊密封。為了防止補償環(huán)的轉動,在其上設計由止轉銷。
D型旋轉接頭結構動環(huán)是空心軸(外管)11,其匹配端面密封補償環(huán)5是可以浮動(游動)的中間環(huán),它的兩端面a、b均為密封面,是靠彈簧、波紋管組合彈性元件4所施給的軸向力壓緊、貼合。外管11與殼體16、底蓋10之間的軸向密封c、d處是由兩個檔油密封圈14完成的。e、f、g是靜密封點,多采用較軟的材料做成密封墊圈,壓緊后就不容易泄漏。
為防止當流體壓力升高時,摩擦面會脫離貼合。多數類型旋轉接頭都是這樣來設計的,就是隨著內壓的增高,作用在密封面上的流體載荷力也增大。
圖2給出了作用在補償靜環(huán)上的軸向力,它使密封面貼緊。軸向力由四部分組成,即使在沒有內壓力的情況下,彈簧力也應該使摩擦副密封面保持接觸。為了起到這種作用,可以采用各種各樣的彈簧,例如錐形的圓柱形和碟形的,也可以使用金屬波紋管。在通常情況下,彈簧和金屬波紋管一起使用。彈簧力可以由一個大彈簧或者幾個小彈簧聯合形成。旋轉接頭中通常采用一個大彈簧結構。作用在摩擦副密封面上的平均彈簧壓力。
精確地確定輔助密封圈的摩擦力幾乎是不可能,這是因為隨著液體壓力的增高,密封面磨損和溫度上升,這個力的大小和方向都會發(fā)生變化。
密封縫隙中液體壓力造成的力是非常重要的因素,它與軸向密封力的作用在摩擦副密封面上的軸向力的合力。
旋轉接頭在使用過程中,其摩擦副處于邊界摩擦狀態(tài)較多。由于輔助密封圈所產生的摩擦力較小,且其大小和方向根據具體情況發(fā)生變化。
液體載荷與摩擦副的接觸面積和液力載荷面積比值有關。在平衡型密封中,K值的范圍通常是0.65~0.85。