CN102748474B - 一种适用于船艉轴的一体化密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于船艉轴的一体化密封装置，其特征在于：包括从船体的螺旋桨所在方向至船体的动力部件所在方向依次套在艉轴外的充气隔断密封部件、密封旋转部件、密封静止部件及应急密封部件。本发明提供的一种一体化密封装置能够较大程度地吸收外界的振动、摇摆、倾斜和外界的冲击力。本发明将密封旋转部件、密封静止部件、充气隔断密封部件及应急密封部件集一体，能快速、简单、方便更换安装本发明提供的装置。通过充气隔断密封部件，能够在海上进行装置维修和更换，通过应急密封部件，可在主密封失效时，获得延缓和争取更多停车的时间。

Description

一种适用于船艉轴的一体化密封装置

技术领域

本发明涉及一种用于船艉轴上的密封装置。

背景技术

随着全球经济一体化的快速发展，各个国家之间的商品往来越来越频繁。由于货船具有较大的吞吐量及相对于空运而言更为低廉的成本，航运成为了各国之间主要的货物运输方式。同时，为了满足人们不同的生活需求，大型邮轮甚至是私人邮轮也在快速发展。

不论是货船，还是邮轮，往往都需要进行跨洋的长距离航行，在航行过程中，需要抵御各种不利的环境因素，因此，对船体的技术规格有了更高的要求。艉轴作为连接螺旋桨及动力部件的装置，其密封性能的好坏是衡量船体性能的一个重要指标。但是现有的用于艉轴上的密封装置，其密封性能往往达不到严格的标准，而且密封装置一旦损坏后，没有应急措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够对艉轴进行有效密封且能够给予应急支持的密封装置。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种适用于船艉轴的一体化密封装置，其特征在于：包括从船体的螺旋桨所在方向至船体的动力部件所在方向依次套在艉轴外的充气隔断密封部件、密封旋转部件、密封静止部件及应急密封部件，其中：

由密封旋转部件配合密封静止部件形成对海水的机械密封，当艉轴工作时，密封旋转部件跟随艉轴运动，密封旋转部件的密封端面与密封静止部件的密封端面形成摩擦副；

当需要维护或更换密封旋转部件和/或密封静止部件时，通过向充气隔断密封部件内施加一定气压，使得该充气隔断密封部件阻止船壁外的海水浸入；

当充气隔断密封部件或密封旋转部件及密封静止部件失效后，由应急密封部件提供对海水的应急密封。

优选地，所述充气隔断密封部件包括套在所述艉轴外的固定座，固定座与所述艉轴连接固定，固定座与所述艉轴之间通过第一O形圈密封，在固定座外套有第一停车密封件，在第一停车密封件的外圆周面上开有一圈槽，在第一停车密封件外套有连接法兰，在连接法兰的侧边设有中间法兰，机封端盖位于中间法兰的侧边，机封端盖与中间法兰之间通过第五O形圈密封，机封端盖与中间法兰固定连接，中间法兰与连接法兰之间通过第二O形圈密封，在槽与第一停车密封件的内壁共同形成的空间内设有第二停车密封件，第二停车密封件的两侧面分别与槽同侧的槽壁紧密配合，当艉轴工作时，第一停车密封件与固定座之间及第一停车密封件与第二停车密封件之间分别形成第一间隙及第二间隙，固定座外圆周面与第一停车密封件相对的部分呈波浪形，在固定座外还套有一圈橡胶挡板，橡胶挡板的一端与固定座的外圆周面密封配合，其另一端与连接法兰连接固定，从而形成对第一间隙的密封，在橡胶挡板的另一端与第一停车密封件之间设有一圈压板。

优选地，所述密封旋转部件包括套在所述艉轴外的轴套组件，轴套组件与所述艉轴之间通过第三O形圈密封，在轴套组件的一端上形成有安装间隙，轴套组件的该端部位于所述中间法兰内，一侧端面为密封端面的动环设于安装间隙内，动环的密封端面位于安装间隙外，且与所述密封静止部件的密封端面形成摩擦副，动环与轴套组件连接固定，且在其与轴套组件的端部之间设有第四O形圈，所述密封静止部件通过所述动环对第四O形圈形成水平方向上的挤压，轴套组件的另一端位于所述机封端盖外，在该端部上设有夹紧圈。

优选地，所述密封静止部件位于由所述中间法兰及所述机封端盖所形成的空间内，其包括一侧端面为密封端面的静环，静环的密封端面与所述动环的密封端面形成摩擦副，在静环的外圆周面与所述机封端盖的内壁之间设有第六O形圈，静环的另一侧端面分别通过弹簧与推环组件与所述机封端盖相连，弹簧与推环组件分别位于内镶套的外圆周面上，内镶套套在所述轴套组件外，内镶套的内壁与所述轴套组件的外圆周面之间形成有间隙。

优选地，所述应急密封部件包括套在所述轴套组件外的填料组件，填料组件位于所述轴套组件与所述机封端盖之间，在填料组件的侧边设有填料压盖，填料压盖的一端伸入所述轴套组件与所述机封端盖之间并抵住填料组件，填料压盖的另一端露于机封端盖外，在填料压盖的另一端上穿设有螺柱，螺柱的顶端旋入所述机封端盖内，在螺柱位于填料压盖的另一端与所述机封端盖之间的部分外套有支撑圈，在螺柱的末端上设有螺母，在填料压盖的另一端及所述机封端盖上设有用于导向的圆柱销。

本发明提供的一种一体化密封装置能够较大程度地吸收外界的振动、摇摆、倾斜和外界的冲击力。本发明将密封旋转部件、密封静止部件、充气隔断密封部件及应急密封部件集一体，能快速、简单、方便更换安装本发明提供的装置。通过充气隔断密封部件，能够在海上进行装置维修和更换，通过应急密封部件，可在主密封失效时，获得延缓和争取更多停车的时间。

附图说明

图1为本实施例中的一种适用于船艉轴的一体化密封装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。如图1所示，本发明提供了一种适用于船艉轴的一体化密封装置，该装置的所有部件都是与艉轴同轴布置，其主要包括从船体的螺旋桨所在方向至船体的动力部件所在方向依次套在艉轴外的充气隔断密封部件、密封旋转部件、密封静止部件及应急密封部件。由密封旋转部件配合密封静止部件形成对海水的机械密封，当艉轴工作时，密封旋转部件跟随艉轴运动，密封旋转部件的密封端面与密封静止部件的密封端面形成摩擦副；当需要维护或更换密封旋转部件和/或密封静止部件时，通过向充气隔断密封部件内施加一定气压，使得该充气隔断密封部件阻止船壁外的海水浸入；当充气隔断密封部件或密封旋转部件及密封静止部件失效后，由应急密封部件提供对海水的应急密封。

充气隔断密封部件包括套在艉轴外的固定座2，紧定螺钉5穿过固定座2与开口圈26后，将固定座2与艉轴连接固定。固定座2与艉轴之间通过第一O形圈1-1密封。第一停车密封件3套在固定座2外，在第一停车密封件3的外圆周面上开有一圈槽，将连接法兰32套在第一停车密封件3外。连接法兰32通过六角螺母31、六角头螺栓33及六角头螺栓37与船体连接固定。第一停车密封件3的外圆周面紧贴连接法兰32的内壁。在连接法兰32的侧边设有中间法兰35，中间法兰35通过圆柱头螺钉34与连接法兰32固定连接，中间法兰35与连接法兰32之间通过第二O形圈27密封。机封端盖9位于中间法兰35的侧边，由圆柱头螺钉36将机封端盖9与中间法兰35相连。机封端盖9与中间法兰35之间通过第五O形圈20密封。在槽与第一停车密封件3的内壁共同形成的空间内设有第二停车密封件4，第二停车密封件4的两侧面分别与槽同侧的槽壁紧密配合。当艉轴工作时，第一停车密封件3与固定座2之间及第一停车密封件3与第二停车密封件4之间分别形成第一间隙及第二间隙。固定座2外圆周面与第一停车密封件3相对的部分呈波浪形。在固定座2外还套有一圈橡胶挡板29，橡胶挡板29的一端与固定座2的外圆周面密封配合，其另一端与连接法兰32连接固定，从而形成对第一间隙的密封。在橡胶挡板29的另一端与第一停车密封件3之间设有一圈压板28，通过螺钉30将压板28及橡胶挡板29与连接法兰32连接固定。

若需要更换或者维护密封旋转部件和/或密封静止部件时，向第二间隙内施加一定气压，此时，第二停车密封件4向外移动，使得第二停车密封件4的两侧侧面与同侧的槽壁之间结合更为紧密，达到密封配合。同时，第一停车密封件3的底部在压力作用下向内压，从而使得第一停车密封件3的底部能够紧密贴合固定座2的波浪形部分，增大了介质穿透缝隙的阻力，阻止了船壁外的海水浸入，停车密封的可靠性得到了保障，为海上维修和更换一体化密封装置，提供了安全保障。

密封旋转部件包括套在艉轴外的轴套组件7，轴套组件7与艉轴之间通过第三O形圈1-2密封。在轴套组件7的一端上形成有安装间隙，轴套组件7的该端部位于中间法兰35内，且在该端部的外圆周面与中间法兰35的内壁之间设有用于进行垂直度校准的保护衬套25，校准后，将保护衬套25拆除。将连接法兰32、中间法兰35、密封旋转部件及密封静止部件全部组合在一起后，通过艉轴与轴套组件7的配合，再通过保护衬套25将轴套组件7、中间法兰35、密封静止部件及连接法兰32定位配合在一起。经检测，连接法兰32的接口平面与艉轴轴心线的垂直度可控制在不大于0.3mm允差内。其一体化的独特的构造，解决了以往传统船壁与连接法兰32之间繁琐的安装方式，在对连接法兰32不作任何调正情况下，直接安装本密封装置，密封性能完成符合要求。

一侧端面为密封端面的动环23设于安装间隙内，该密封端面由一种抗泥沙材质、硬度近似金刚石的碳化硅陶瓷材料制得。动环23的该密封端面位于安装间隙外，且与密封静止部件的密封端面形成摩擦副。动环23与轴套组件7连接固定，且在其与轴套组件7的端部之间设有第四O形圈24，密封静止部件通过动环23对第四O形圈24形成水平方向上的挤压。第四O形圈24收到挤压后形成作用在动环23上的反作用力，使得第四O形圈24对动环23形成支撑，从而保证了动环23的工作平面不受外力干扰始终垂直于艉轴的轴线，密封的跟随性得到最大的保证。轴套组件7的另一端位于机封端盖9外，在该端部上设有夹紧圈13。

密封静止部件位于由所述中间法兰35及所述机封端盖9所形成的空间内，因此，因此其能够几乎不收任何外界的干扰和海浪冲击力的影响。其包括一侧端面为密封端面的静环22，该密封端面与动环23的密封端面相同，采用一种抗泥沙材质、硬度近似金刚石的碳化硅陶瓷材料制得。静环22的密封端面与动环23的密封端面形成摩擦副。在静环22的外圆周面与机封端盖9的内壁之间设有第六O形圈21。通过第六O形圈21使得弹簧19与推环组件8被隔离在海水介质外，弹簧19与推环组件8不易受海水泥沙的淤泥堵塞和海水衍生物的侵害。弹簧19与推环组件8连接在静环22的另一侧端面上，且分别位于内镶套18的外圆周面上。通过弹簧19的作用，使得静环22的密封端面与动环23的密封端面之间始终保持密封配合，阻止密封端面上的流体泄漏。内镶套18套在轴套组件7外，内镶套18的内壁与轴套组件7的外圆周面之间形成有间隙，通过该间隙可以保护弹簧19与推环组件8免受密封端面泄露物的影响，有利于泄漏物的引漏和排放。

应急密封部件包括套在轴套组件7外的填料组件42。通过定位片11及圆柱头螺钉10将填料组件42压在轴套组件7与机封端盖9之间。定位片11的作用是将密封旋转部件及密封静止部件的工作状态置于最佳的设计状态，工作尺寸不受外界干扰。在填料组件42的侧边设有填料压盖12，填料压盖12的一端伸入轴套组件7与机封端盖9之间并抵住填料组件42，填料压盖12的另一端露于机封端盖9外。在填料压盖12的另一端上穿设有螺柱14，螺柱14的顶端旋入机封端盖9内。在螺柱14位于填料压盖12的另一端与机封端盖9之间的部分外套有支撑圈17。在螺柱14的末端上设有螺母15。在填料压盖12的另一端及机封端盖9上设有用于导向的圆柱销16。当主密封失效或者密封泄漏量超量时，通过人工对螺母15施力，让支撑圈17破碎，失去原来的支撑作用。再继续施力，通过压紧填料压盖12，给填料组件42以预紧力，起到应急密封的预期效果，给延缓更换密封装置创造了时间。

Claims (1)

1.一种适用于船艉轴的一体化密封装置，其特征在于：包括从船体的螺旋桨所在方向至船体的动力部件所在方向依次套在艉轴外的充气隔断密封部件、密封旋转部件、密封静止部件及应急密封部件，其中：

    由密封旋转部件配合密封静止部件形成对海水的机械密封，当艉轴工作时，密封旋转部件跟随艉轴运动，密封旋转部件的密封端面与密封静止部件的密封端面形成摩擦副；

当需要维护或更换密封旋转部件和/或密封静止部件时，通过向充气隔断密封部件内施加一定气压，使得该充气隔断密封部件阻止船壁外的海水浸入；

当充气隔断密封部件或密封旋转部件及密封静止部件失效后，由应急密封部件提供对海水的应急密封；

所述充气隔断密封部件包括套在所述艉轴外的固定座（2），固定座（2）与所述艉轴连接固定，固定座（2）与所述艉轴之间通过第一O形圈（1-1）密封，在固定座（2）外套有第一停车密封件（3），在第一停车密封件（3）的外圆周面上开有一圈槽，在第一停车密封件（3）外套有连接法兰（32），在连接法兰（32）的侧边设有中间法兰（35），机封端盖（9）位于中间法兰（35）的侧边，机封端盖（9）与中间法兰（35）之间通过第五O形圈（20）密封，机封端盖（9）与中间法兰（35）固定连接，中间法兰（35）与连接法兰（32）之间通过第二O形圈（27）密封，在槽与第一停车密封件（3）的内壁共同形成的空间内设有第二停车密封件（4），第二停车密封件（4）的两侧面分别与槽同侧的槽壁紧密配合，当艉轴工作时，第一停车密封件（3）与固定座（2）之间及第一停车密封件（3）与第二停车密封件（4）之间分别形成第一间隙及第二间隙，固定座（2）外圆周面与第一停车密封件（3）相对的部分呈波浪形，在固定座（2）外还套有一圈橡胶挡板（29），橡胶挡板（29）的一端与固定座（2）的外圆周面密封配合，其另一端与连接法兰（32）连接固定，从而形成对第一间隙的密封，在橡胶挡板（29）的另一端与第一停车密封件（3）之间设有一圈压板（28）；

所述密封旋转部件包括套在所述艉轴外的轴套组件（7），轴套组件（7）与所述艉轴之间通过第三O形圈（1-2）密封，在轴套组件（7）的一端上形成有安装间隙，轴套组件（7）的该端部位于所述中间法兰（35）内，一侧端面为密封端面的动环（23）设于安装间隙内，动环（23）的密封端面位于安装间隙外，且与所述密封静止部件的密封端面形成摩擦副，动环（23）与轴套组件（7）连接固定，且在其与轴套组件（7）的端部之间设有第四O形圈（24），所述密封静止部件通过所述动环（23）对第四O形圈（24）形成水平方向上的挤压，轴套组件（7）的另一端位于所述机封端盖（9）外，在该端部上设有夹紧圈（13）；

所述密封静止部件位于由所述中间法兰（35）及所述机封端盖（9）所形成的空间内，其包括一侧端面为密封端面的静环（22），静环（22）的密封端面与所述动环（23）的密封端面形成摩擦副，在静环（22）的外圆周面与所述机封端盖（9）的内壁之间设有第六O形圈（21），静环（22）的另一侧端面分别通过弹簧（19）与推环组件（8）与所述机封端盖（9）相连，弹簧（19）与推环组件（8）分别位于内镶套（18）的外圆周面上，内镶套（18）套在所述轴套组件（7）外，内镶套（18）的内壁与所述轴套组件（7）的外圆周面之间形成有间隙；

所述应急密封部件包括套在所述轴套组件（7）外的填料组件（42），填料组件（42）位于所述轴套组件（7）与所述机封端盖（9）之间，在填料组件（42）的侧边设有填料压盖（12），填料压盖（12）的一端伸入所述轴套组件（7）与所述机封端盖（9）之间并抵住填料组件（42），填料压盖（12）的另一端露于机封端盖（9）外，在填料压盖（12）的另一端上穿设有螺柱（14），螺柱（14）的顶端旋入所述机封端盖（9）内，在螺柱（14）位于填料压盖（12）的另一端与所述机封端盖（9）之间的部分外套有支撑圈（17），在螺柱（14）的末端上设有螺母（15），在填料压盖（12）的另一端及所述机封端盖（9）上设有用于导向的圆柱销（16）。