CN102966740A - 水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，包括与艇体相连的壳体，其特征在于壳体内沿轴向设置有内、外两个腔，每个腔中设置有一个端面密封装置，构成两级端面密封装置，端面密封装置包括静环和动环，静环外端面安设有静密封环，内端面与端盖密封相连并与端盖端面设置的弹簧相配置，所述的动环与艉轴相固联，动环的内端面安设动密封环与静环外端面的静密封环相配置，所述的内、外腔分别设置进水口，内、外腔进水口分别与冷却压力水源相连通。本发明正常状态下内腔的一个端面密封副工作，当内腔密封发生故障时，应用压力差这一非能动的物理特性，使外腔的一个端面密封副生效，充分保证深水条件下艉轴轴系的密封性能及潜器运行安全性。

Description

水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置
技术领域
本发明涉及潜器轴系密封技术，具体涉及一种水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，能够在水下较大深度和压力范围内工作，保证密封性能。
背景技术
潜器推进轴系贯穿舱内、舱外，艉轴管密封装置与船体、轴系相互连接，用以保证轴系穿过船体部位的密封性能，防止海水进入舱内。目前潜器推进轴系水润滑艉轴管密封装置都是单端面机械密封，当轴系工作于较大深度或压力条件时，其性能通常无法满足要求，尤其是其安全性无法保证，直接影响潜器在水下的下潜深度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提出一种水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，旨在提高深水条件下的轴系密封性能，保证潜器推进轴系的安全运行。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括与艇体相连的壳体，其特征在于壳体内沿轴向设置有内、外两个腔，每个腔中设置有一个端面密封装置，构成两级端面密封装置，所述的端面密封装置包括静环和动环，所述的静环外端面安设有静密封环，内端面与端盖密封相连并与端盖端面设置的弹簧相配置，所述的动环与艉轴相固联，动环的内端面安设动密封环与静环外端面的静密封环相配置，所述的内、外腔分别设置进水口，内、外腔进水口分别与冷却压力水源相连通。
按上述方案，在壳体内外腔的外侧安设有气胎密封装置，用于艉轴管的静密封。
按上述方案，所述的气胎密封装置包括与壳体相联的连接盘，连接盘内设置环形槽安设气胎密封环，气胎密封环设置气嘴与连接盘上设置的充气口相接，连接盘的另一侧连接压盖。
按上述方案，所述的气胎密封环内圈带有凸出环带。
按上述方案，所述的静环内端面设置轴肩，轴肩上安设密封圈与端盖的内孔相配置，端盖的端面沿周向设置有弹簧孔座，弹簧孔座中安设弹簧与静环内端面相配置。
按上述方案，所述静环内端面轴肩以外的环形端面面积大于静环外端面静密封环以外的环形端面面积
按上述方案，所述的的弹簧孔座沿周向设置6~12个。
按上述方案，所述的动环通过键和锁紧环与艉轴相固联。
按上述方案，所述的内腔的冷却压力水源的压力略高于外腔的冷却压力水源的压力，所述的外腔的冷却压力水源的压力略高于艇体外的水压力。
按上述方案，所述内腔的端盖通过过渡盘与壳体内端面相联，端盖的中心孔下方近艉轴处设置有泄露孔。
本发明的有益效果在于：1、将艉轴管密封装置设计为非能动双端面密封结构，即将两个单端面机械密封结构串联在一起，正常状态下内腔的一个端面密封副起密封作用，当内腔密封发生故障时，内腔压力下降，应用压力差这一非能动的物理特性，自然地使外腔的一个端面密封副生效，充分保证深水条件下艉轴轴系的密封性能及潜器运行安全性；2、所述双端面机械密封中的任一单端面机械密封均由动环、静环、弹簧等组成，静环固定在艇体上，动环固定在艉轴上随艉轴一起旋转，运行时静环与动环构成摩擦密封副，静环在弹簧和腔内冷却压力水的作用下以一定的压力压紧在动环工作表面上，轴系运行时在动环与静环之间形成一层动压水膜，保证摩擦副之间的密封、冷却和润滑；3、气胎密封环在未充气时，与尾轴之间的存在一定间隙，向气胎密封环内充入一定量的压缩气体后，内圈的凸出环带的胎面沿圆周箍紧尾轴，阻止海水通过，从而实现了气胎在艉轴静态时的静态密封。
附图说明
图1为本发明一个实施例的正剖视结构图，图中壳体内腔点划线为水。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
包括与艇体24相连的壳体2，壳体内沿艉轴23轴向设置有内、外两个腔，每个腔中设置有一个端面密封装置，构成两级端面密封装置，所述的端面密封装置包括静环12和动环13，所述的静环外端面设有静密封环22，内端面设置轴肩，轴肩上安设密封圈8与端盖的内孔密封配置，静环在外部压力作用下可沿轴向移动，此外，静环内端面轴肩以外的环形端面面积大于静环外端面静密封环以外的环形端面面积；端盖的端面沿周向设置有弹簧孔座，弹簧孔座中安设弹簧11与静环内端面相配置，弹簧孔座沿周向设置8个，端盖内孔与艉轴保持较小的间隙，所述的端盖分为内腔端盖6和外腔端盖10，内腔端盖通过密封圈7与过渡盘4相联，过渡盘通过密封圈5与壳体内端面相联，内腔端盖的中心孔下方近艉轴处设置有泄露孔19，泄露的水由泄露口流入水箱或排水口，外腔端盖通过密封圈直接与壳体相联；所述的动环通过键14和锁紧环15以及密封圈9与艉轴相固联，动环的内端面安设动密封环与静环外端面安设的静密封环相配置，构成端面动密封；所述的内、外腔分别设置进水口18、17，内、外腔进水口分别与冷却压力水源相连通，其中所述的内腔的冷却压力水源的压力略高于外腔的冷却压力水源的压力，所述的外腔的冷却压力水源的压力略高于艇体外的水压力。在壳体内外腔的外侧安设有气胎密封装置，所述的气胎密封装置包括与壳体相联的连接盘1，连接盘内设置环形槽安设气胎密封环20，气胎密封环设置气嘴与连接盘上设置的充气口16相接，连接盘的另一侧连接压盖，用于气胎密封环的侧向定位，气胎密封环内圈带有凸出环带。向气胎密封环内充入一定量的压缩气体后，内圈的凸出环带的胎面沿圆周箍紧尾轴，阻止海水通过，从而实现了气胎在艉轴静态时的静态密封。
正常运行时内腔的端面密封副起作用，内腔静环弹簧压紧力和内腔冷却压力水的压力作用下紧贴动环，而此时外腔静环受到的压紧力小，密封能力弱，但动环、静环间保持接触以防止赃物进入。当内腔端面密封失效时，内腔冷却压力水的压力迅速下降，此时外腔端面密封副静环的压紧力迅速提高，外腔密封副发挥作用，进入工作状态。实现当其中一个端面密封失效后通过压力差这一非能动效应自动使另一端面密封生效，保证艉轴管的密封性能。解决潜器大潜深下的轴系密封问题。

Claims (10)

1.一种水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，包括与艇体相连的壳体，其特征在于壳体内沿轴向设置有内、外两个腔，每个腔中设置有一个端面密封装置，构成两级端面密封装置，所述的端面密封装置包括静环和动环，所述的静环外端面安设有静密封环，内端面与端盖密封相连并与端盖端面设置的弹簧相配置，所述的动环与艉轴相固联，动环的内端面安设动密封环与静环外端面的静密封环相配置，所述的内、外腔分别设置进水口，内、外腔进水口分别与冷却压力水源相连通。
2.按权利要求1所述的水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，其特征在于在壳体内外腔的外侧安设有气胎密封装置。
3.按权利要求2所述的水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，其特征在于所述的气胎密封装置包括与壳体相联的连接盘，连接盘内设置环形槽安设气胎密封环，气胎密封环设置气嘴与连接盘上设置的充气口相接，连接盘的另一侧连接压盖。
4.按权利要求3所述的水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，其特征在于所述的气胎密封环内圈带有凸出环带。
5.按权利要求1或2所述的水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，其特征在于所述的静环内端面设置轴肩，轴肩上安设密封圈与端盖的内孔相配置，端盖的端面沿周向设置有弹簧孔座，弹簧孔座中安设弹簧与静环内端面相配置。
6.按权利要求5所述的水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，其特征在于所述静环内端面轴肩以外的环形端面面积大于静环外端面静密封环以外的环形端面面积。
7.按权利要求5所述的水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，其特征在于所述的的弹簧孔座沿周向设置6~12个。
8.按权利要求1或2所述的水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，其特征在于所述的动环通过键和锁紧环与艉轴相固联。
9.按权利要求1或2所述的水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，其特征在于所述的内腔的冷却压力水源的压力略高于外腔的冷却压力水源的压力，所述的外腔的冷却压力水源的压力略高于艇体外的水压力。
10.按权利要求1或2所述的水润滑深水非能动双端面艉轴管密封装置，其特征在于所述内腔的端盖通过过渡盘与壳体内端面相联，端盖的中心孔下方近艉轴处设置有泄露孔。
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