CN102062212B - 一种双面抗冲击动态悬浮式密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双面抗冲击动态悬浮式密封装置，主要包含上缸体、运动活塞、导向密封组、中缸体、阀座密封组件、密封圈和储气筒。运动活塞上的下活塞面设计成圆弧形结构，与运动活塞上的下活塞面相配的锯齿密封件上的密封面为阶梯齿形斜面结构；运动活塞位于导向密封组内的中心孔内；密封圈安装在储气筒左端面的密封槽中，密封圈的厚度大于密封槽深度，该装置将设备壳体、密封件、运动件结合为一体，能将水下设备有效地分割成上、中气室和储气室，其密封件能承受3MPa～20MPa范围内的冲击且不易损坏。同时阀座密封组件在工作过程中具有“浮动”效应，将低了零部件加工及装配要求，保证了设备的密封性能，对冲击载荷适应能力强。

Description

一种双面抗冲击动态悬浮式密封装置

技术领域

本发明涉及一种密封装置，尤其涉及一种气爆声源中的双面抗冲击动态悬浮式密封装置。

背景技术

气爆声源是现阶段国内外在海洋勘探中普遍使用的一种产生非爆炸震源的装置，与其它几种震源(如炸药震源、电火花震源等)相比，其应用效果好，特别是对于海底沉积层构造的探测和水下声波传播效果明显。气爆声源产生的震动波能透入地下较深处，通过对反射波信号的接收和处理，可以得到海底沉积层的结构图像。

上世纪80年代法国科学家加弗罗制造出了一种名叫“大哨笛”次声发声器，声压级达160dB，能对人体器官产生一定程度损伤。当时法国报纸称它为“次声枪”。国内海豹2号使用的气枪系统在当时是最新的产品，由20in3～160in3容量不等的8条气枪组成。另外，胜利701气枪震源船震源系统也是国内有名的气枪震源，它能满足海上三维勘探和高分辨勘探的发展需要。同时在上世纪80年代我国某科研所也研制成功用于水下的气爆声源，它的性能接近或达到同期世界先进水平。

但目前无认引进还是自行研制的气爆声源在使用过程中，均会出现故障，如“连炮”、“哑炮”等现象。经分析主要存在的缺陷：一是密封性差，装配完成后，难以保证设备上运动活塞上、下两个密封面同时达到密封；二是装配工艺性差，装配完成后无法确定装配效果，只能通过调试确定，具有一定的随机性，工作可靠性差；三是下密封面在使用过程中运动不灵活，易出现卡止现象，导致声源不能正常工作。

发明内容

本发明提供一种双面抗冲击动态悬浮式密封装置，在循环强冲击作用下，能保证高压气密、以及密封件的使用寿命，同时具有自动调节密封性能的功能。

一种双面抗冲击动态悬浮式密封装置，包括电磁阀、上缸体、运动活塞、导向密封组、固定板、中缸体、储气筒、阀座密封组件和密封圈；其中阀座密封组件包括阀座、导向带和锯齿密封件，导向带安装在阀座上的环形槽内，运动活塞上的下活塞面设计成圆弧形结构，与运动活塞上的下活塞面相配的锯齿密封件上的密封面为阶梯齿形斜面结构，材料选用高强度工程塑料或尼龙；导向密封组设计成两半对接成型的结构并将固定板与导向密封组固连为一体，运动活塞位于导向密封组内的中心孔内；密封圈安装在储气筒左端面的密封槽中，密封圈的厚度大于密封槽深度，阀座密封组件连同导向带安装在储气筒的进气口处，中缸体与储气筒固连为一体，阀座密封组件限制在中缸体与储气筒之间，中缸体与上缸体固连为一体，导向密封组和运动活塞被限制在中缸体与上缸体的空腔内。

为保证运动活塞与导向密封组上的密封圈间的密封性，通过二次硫化技术将密封圈与组装成型后的导向密封组硫化成一体，当运动活塞上活塞面受到外力作用向下运动时，将对导向密封组上的密封圈产生冲击力，此时密封圈受压变形，达到密封效果；由于密封圈受压变形，内部能量聚集，当运动活塞瞬间脱离密封圈时，聚集在密封圈内的能量会突然释放，这时密封圈将会产生一定的位移但不会脱离导向密封组。

有益效果：本发明在某装备上进行了各类验证，动态悬浮式密封装置密封性能优良，橡胶件密封圈储蓄的能量大，可快速释放能量，回弹性好。冲击压力在3MPa～20MPa的范围内，都能很好地保证设备可靠的密封，对冲击载荷适应能力强。该装置随装备在五级海况、4kn～12kn拖曳航速下，本发明密封装置工作稳定，达到设计指标。

附图说明

图1是本发明一种双面抗冲击动态悬浮式密封装置的结构示意图；

图2是本发明运动活塞的装配结构示意图；

图3是本发明阀座与锯齿密封件的装配结构示意图

其中：1-电磁阀、2-上缸体、3-运动活塞、4-导向密封组、5-固定板、6-中缸体、7-阀座密封组件、8-密封圈、9-导向带、10-储气筒、11-锯齿密封件、12-阀座、13-进气接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如附图1所示，一种双面抗冲击动态悬浮式密封装置，包括电磁阀1、上缸体2、运动活塞3、导向密封组4、固定板5、中缸体6、储气筒10、阀座密封组件7和密封圈8；其中阀座密封组件7包括阀座12、导向带9和锯齿密封件11，导向带9安装在阀座12上的环形槽内，运动活塞3上的下活塞面设计成圆弧形结构，与运动活塞3上的下活塞面相配的锯齿密封件11上的密封面为阶梯齿形斜面结构，材料选用高强度工程塑料或尼龙；导向密封组4设计成两半对接成型的结构，通过沉头螺钉将固定板5与导向密封组4固连为一体，运动活塞位于导向密封组4内的中心孔内；密封圈8安装在储气筒10左端面的密封槽中，密封圈8的厚度大于密封槽深度，阀座密封组件7连同导向带9安装在储气筒10的进气口处，由紧固螺栓将中缸体6与储气筒10连为一体，阀座密封组件7限制在中缸体6与储气筒10之间，紧固螺栓将中缸体6与上缸体2连为一体，导向密封组4和运动活塞3被限制在中缸体6与上缸体2的空腔内。

为保证运动活塞3与导向密封组4上的密封圈间的密封性，通过二次硫化技术将密封圈与组装成型后的导向密封组4硫化成一体，当运动活塞3上活塞面受到外力作用向下运动时，将对导向密封组4上的密封圈产生冲击力，此时密封圈受压变形，达到密封效果；由于密封圈受压变形，内部能量聚集，当运动活塞3瞬间脱离密封圈时，聚集在密封圈内的能量会突然释放，这时密封圈将会产生一定的位移但不会脱离导向密封组4。

工作原理：将设备布入水下一定深度，由高压气站经供气系统从进气接头13进入上缸体2内，上气室内的高压空气作用在运动活塞3的上活塞面上，此时运动活塞3向储气筒10方向运动，同时高压空气通过运动活塞3中间的阻尼孔进入储气室内，经过一定时间后上气室与储气室内的压力相等，这时运动活塞3上、下两活塞处于平衡状态；在这一过程中电磁阀1处于闭合状态，当电磁阀1接收电信号后迅速打开，上气室内高压空气通过电磁阀进入中气室(中气室是由运动活塞3的上活塞与导向密封组4上表面形成)，使上活塞得到一个向左的作用力，这时上、下活塞的平衡被打破，运动活塞向左运动。下气室通过中缸体的方孔与外界接通，高压空气迅速向水中释放，大量的气泡在水中脉动产生次声。高压空气释放后，下气室压力降低，运动活塞3瞬间向右运动，回复初始状态。运动活塞3向右运动时，将对阀座密封组件7产生冲击力，由于在阀座密封组件7上设有密封圈8，使得阀座密封组件7在受外力作用时能向右运动一定位移，这样即可消弱运动活塞3对阀座密封组件7的冲击，又可确保运动活塞3下活塞面与阀座密封组件7接触，具有密封自调节能力，当外力解除后在密封圈8的作用下阀座密封组件7又恢复到原位，即产生所谓的“浮动”效应；运动活塞3上的下活塞面与阀座密封组件7的锯齿密封件11上的密封面接触后，确保两密封面保持多道线接触，提高气密性并降低了装配要求。

Claims (3)

1.一种双面抗冲击动态悬浮式密封装置，包括电磁阀（1）、上缸体（2）、运动活塞（3）、导向密封组（4）、固定板（5）、中缸体（6）、储气筒（10）、阀座密封组件（7）和密封圈（8）；其特征在于所述的阀座密封组件（7）包括阀座（12）、导向带（9）和锯齿密封件（11），导向带（9）安装在阀座（12）上的环形槽内，运动活塞（3）上的下活塞面设计成圆弧形结构，与运动活塞（3）上的下活塞面相配的锯齿密封件（11）上的密封面为阶梯齿形斜面结构；导向密封组（4）设计成两半对接成型的结构并将固定板（5）与导向密封组（4）固连为一体，运动活塞（3）位于导向密封组（4）内的中心孔内；密封圈（8）安装在储气筒（10）左端面的密封槽中，密封圈（8）的厚度大于密封槽深度，阀座密封组件（7）连同导向带（9）安装在储气筒（10）的进气口处，中缸体（6）与储气筒（10）固连为一体，阀座密封组件（7）限制在中缸体（6）与储气筒（10）之间，中缸体（6）与上缸体（2）固连为一体，导向密封组（4）和运动活塞（3）被限制在中缸体（6）与上缸体（2）的空腔内。

2.如权利要求1所述的一种双面抗冲击动态悬浮式密封装置，其特征在于锯齿密封件（11）的材料选用高强度工程塑料。

3.如权利要求1所述的一种双面抗冲击动态悬浮式密封装置，其特征在于导向密封组（4）上的密封圈与导向密封组（4）通过二次硫化技术硫化成一体。

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