CN103328869A - 密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封装置，具备在轴（A）的表面上滑动且进行密封接触的密封环（1）、与密封环（1）相接的中空隔壁（2）、保持密封环（1）且支承中空隔壁（2）的壳体（B），密封环（1）由弹性原材料构成，密封环（1）具备在整周与轴（A）的表面滑接的唇部（1a）、将唇部（1a）支承于滑接位置的弹性臂部（1b）、将弹性臂部（1b）和壳体（B）连结的键部（1c），通过中空隔壁（2）的膨胀和收缩，调整对轴（A）的压迫力。

Description

密封装置

技术领域

本发明涉及密封装置，其包含至少一个与轴滑接且确保流体流通的切断状态的密封环。

背景技术

密封装置是以不会穿过船舶的船尾管等进行旋转的轴和轴承之间的间隙而向船体等装置的内部浸入流体而产生功能上的不良情况的方式配备的密封装置，具备一重或多重由橡胶或弹性材料等弹性体构成的密封环的密封装置。

密封环相对于轴的表面滑动自如地进行密封接触（以下，记为密封件），通过密封环自身的弹力、弹簧等及密封环的正反面的流体压力差等，保持向轴的压迫力。

作为对密封环赋予向轴的压迫力的方法，可以举出：

第一，唇部的弹性变形的方法（例如，参照下述专利文献1）

第二，对气体弹簧式密封件的过盈量的值进行调整的方法（例如，参照下述专利文献2）

第三，基于安装于密封唇（密封环）的管状的压迫力赋予单元的方法（例如，参照下述专利文献3）。

专利文献1：日本实公昭50－15356号公报

专利文献2：日本实开平5－36166号公报

专利文献3：日本实开平2－76267号公报

发明内容

但是，例如，根据上述第一种方法，具有构造大型化且压迫力的调整难易度也高之类的问题。

根据上述第二种方法，具有相对于唇部的消耗而言必须更换包含流体室在内的全部构成零件之类的问题，除此以外，还存在压迫力受周围的温度环境影响之类的问题。

另外，在上述第三种方法中，存在如下问题，即，无论怎样使管内的流体压力变化，由于管的弹性或直径会随着流体压力的变化而不稳定，因此难以进行正确的压迫力的调整。

此外，在上述方法中的任一种方法中，都存在如下的问题，即，随着长期使用的密封环自身的弹力的下降、滑动部的磨损，弹性体的劣化等引起的致动器部分的功能劣化也在进展，不能从原材料方面及机械方面双方来维持用于确保压迫力的接触状态。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于，提供一种密封装置，其可实现密封环的长寿命化，并且具备能够根据所处的环境、密封环的磨损程度来主动地适当调整接触程度，且在维护方面也便利的构造。

为解决上述课题而完成的本发明的密封装置具备在轴的表面上滑动且进行密封接触的密封环、与密封环相接的中空隔壁、及保持密封环且支承中空隔壁的壳体。

密封环的特征为，由弹性原材料构成，具备在整周与轴的表面滑接的唇部、将唇部支承于滑接位置的弹性臂部、将弹性臂部和壳体连结的键部，通过中空隔壁的膨胀和收缩，调整对轴的压迫力。另外，密封环及中空隔壁既可以由单一部件构成为环状，也可以通过将向周方向分割而成的多个部件组合成环状来构成。

在此，弹性臂部指的是如所谓的板簧那样，通过向与其突出方向大致垂直的方向挠曲，使其一部分向挠曲方向摆动而得到的褶状部件。

中空隔壁通过设置成与唇部或弹性臂部的外表面相接，能够通过向中空隔壁的内部的加压将密封环的唇部可靠地按压于轴，反之，通过设置成与弹性臂的内表面相接，能够通过向中空隔壁的内部的加压将密封环的唇部可靠地从轴抬起。另外，通过设置于外表面及内表面这双方，能够通过向中空隔壁的内部的加压来进行密封环的唇部的相对于轴的按压和抬起这双方，另外，由此能够调整唇部和轴的接触形态。

中空隔壁既可以以与密封环相接的形态保持（粘接或装入等）于壳体，也可以以支承于壳体的内表面的形态与密封环一体化（一体成型或粘接等）。另外，其形态只要是能够将密封环的唇部完全按压于轴的形态即可，但优选为纵截面形状为长方形状的环状的管，且以内外的端面间（图8的t2）比面向半径方向（以下，记述为内外）的两端面的宽度（图8的t1（端面宽度））充分窄的方式设定。

发明效果

本发明的密封装置通过采用具备在轴的表面上滑动且进行密封接触的密封环、与密封环相接的中空隔壁、及保持密封环且支承中空隔壁的壳体的构成，使在中空隔壁的内部流通的流体的加压状态发生变化，由此，能够使中空隔壁进行膨胀或收缩，使密封环的唇部向内外变化而调整压迫力。其结果是，能够根据环境、密封环的磨损程度而主动地适当调整接触程度，并且也能够防止压力波动引起的密封流体的流出、外部流体的浸入。

中空隔壁通过与弹性臂部的外表面或内表面相接设置，能够将密封环的唇部按压于轴或将密封环的唇部从轴抬起，除此以外，还能够调整唇部和轴的接触形态。

另外，中空隔壁通过设为纵截面形状为长方形状的环状的管且将内外的端面间设定为比内外的端面宽度窄，能够在内外方向上强烈地促进加压实现的膨胀，能够提高内外尺寸的变化相对于压力波动的效率。

如上所述，本发明的密封装置因为构造简单，且也是其功能不受环境影响的构造，所以压迫力的调整也容易且可靠。另外，能够提供一种如下所述的密封装置：由于只要相对于中空隔壁的消耗仅更换成为致动器的中空隔壁（部分）即可，所以通过中空隔壁的更换来对长期使用的密封环自身的弹力的下降、滑动部的磨损进行补充，既能够将功能劣化维持到最小限度又能够实现长期的耐用这种在维护方面也便利的密封装置。

附图说明

图1是表示本发明的密封装置的实施方式例的纵剖面图；

图2是表示本发明的密封装置的（A）：第一实施方式例及（B）：第二实施方式例的要部纵剖面图；

图3是表示本发明的密封装置的第三实施方式例的要部纵剖面图；

图4是表示本发明的密封装置的第四实施方式例的要部纵剖面图；

图5是表示本发明的密封装置的（A）：第五实施方式例及（B）：第六实施方式例的要部纵剖面图；

图6是表示本发明的密封装置的第七实施方式例的要部纵剖面图；

图7是表示本发明的密封装置的另一实施方式例的要部纵剖面图；

图8是表示本发明的密封装置所使用的中空隔壁的设置例的要部纵剖面图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的密封装置的实施方式进行说明。

图1是表示作为船尾管的密封装置的一个例子的图。

船尾管的密封装置由在覆盖传动轴a1的套筒（轴A）a2的表面上滑动且进行密封接触的密封环1、与密封环1相接的中空隔壁2、及保持密封环1且支承中空隔壁2的壳体B构成（参照图2～图6）。

密封环1是通过使如下的形状以轴A为中心旋转360度而形成的轴对称体，所述形状为一体地形成有在整周与轴A的表面滑接的唇部1a、将唇部1a支承于滑接位置的弹性臂部1b、将弹性臂部1b和壳体B连结的键部1c的形状。

唇部1a呈具备前端细的内表面作为与轴A相接的部分的形状，弹性臂部1b以从唇部1a的端面向轴A的长度方向（以下，记述为前后）中的任一方向朝向外延伸而到达位于密封环1的最外侧的键部1c的方式描绘圆弧状或者く字状的曲线或直线状。另外，对于该弹性臂部1b，根据需要，也可以采用从唇部1a的侧面向前后中的任一方向朝向外延伸且大致直线地到达位于密封环1的最外侧的键部1c的构造。

中空隔壁2是纵截面形状为长方形状的环状的管。中空隔壁2由橡胶或弹性体等具有密封性的弹性原材料构成，以能够对密封环1直接或间接地加压的方式分别一个一个地或多个多个地固定在壳体B的内侧。

随着中空隔壁2的膨胀和收缩，以弹性臂部1b形成的圆弧状的曲率或者く字状的弯曲角度或直线状的伸缩发生变化的形式，促进该弹性臂部1b的变形，通过支承于该弹性臂部1b的唇部1a向内外变化，来调整该唇部1a的相对于轴A的压迫力。

特别是，该例的中空隔壁2被实施如下的措施，即，通过设定为面向内外的两端面的宽度（端面宽度）t1相对较宽且内外的端面间t2相对较窄（减小内外方向的厚度）（参照图8），朝向内外方向强烈地促进加压实现的膨胀，提高内外尺寸的变化相对于压力变动的效率。如果根据需要将构成中空隔壁2的管的内外端面的壁厚设定为比前后左右的侧面的壁厚薄，就可得到更显著的变化。

该中空隔壁2的存在也具有抑制或控制弹性臂部1b的时效变化引起的弹力减弱的效果。

壳体B具备供轴A插通的轴孔b1，插通到该轴孔b1内的轴A以其周面相对于轴孔b1的内表面而言各位置分别形成均一间隙的方式被支承。另外，上述间隙需要在规定数的密封环1的装入及可变化的密封环1的唇部1a的向内外的可动范围的确保方面是充分的间隙。

图2～图6所示的实施方式是以如下方式介于壳体B和轴A之间的实施方式，即，键部1c装入壳体B的凹部（凹槽等）b2，唇部1a的外表面面向壳体B的内表面，唇部1a的内表面面向轴A。

在图2（A）所示的第一实施方式中，采用的是如下的方式，即，在唇部1a的外表面和壳体B的内表面之间夹着中空隔壁2，经由设置于壳体B内的流体回路b3，对中空隔壁2的内压进行加减。根据该方式，通过向中空隔壁2的内部的加压，能够可靠地将密封环1的唇部1a按压于轴A。

在该例中，采用的是如下的形式，即，在密封环1的环设于唇部1a的外表面的压迫槽1d内安装有弹簧圈C，将对该弹簧圈C的外表面进行按压的中空隔壁2装入与壳体B的内表面环接的环形槽1e内。这样，由于具备弹簧圈C那样的压迫力赋予单元，从而能够以基于中空隔壁2的加压及弹性臂部1b的弹性的平衡进行上述压迫力的调整。另外，压迫力赋予单元也可以是弹簧圈C以外的单元，例如，也可以是呈将多个弹簧圈连结成螺旋状的形状的弹簧。

在图2（B）所示的第二实施方式中，采用的是如下的方式，即，设为不仅密封环1的键部1c装入壳体B的凹部b2，而且还以该凹部b2的靠近开口部的内表面离开弹性臂部1b的状态进行覆盖的构造，在与弹性臂部1b的内表面之间夹着中空隔壁2，经由设置于壳体B内的流体回路b3，对中空隔壁2的内压进行加减。

根据该方式，通过向中空隔壁2的内部的加压，能够直接对密封环1的弹性臂部1b的内侧进行加压，能够可靠地将唇部1a从轴A抬起。在该例子中，采用的是将对弹性臂部1b的内表面进行按压的中空隔壁2装入与凹部b2的内表面环接的环形槽1e的形式，但例如，也可以一体地安装于密封环1的弹性臂部1b的内表面。另外，在该例子中，也在密封环1的环设于唇部1a的外表面的压迫槽1d内安装弹簧圈C。

此外，在上述第一实施方式及第二实施方式中，在密封环1的唇部1a的外表面未安装弹簧圈C的例子是图3及图4所示的第三实施方式及第四实施方式。

在第三实施方式中，采用将直接对密封环1的唇部1a的外表面进行按压的中空隔壁2装入环设于壳体B的内表面的环形槽1e的形式。

在图5（A）所示的第五实施方式中，具有不仅密封环1的键部1c装入壳体B的凹部b2，而且以该凹部b2的靠近开口部的内表面离开弹性臂部1b的状态进行覆盖的构造。

采用如下的方式，即，中空隔壁2分别夹在唇部1a的外表面和壳体B的内表面之间及凹部b2的靠近开口部的内表面和弹性臂部1b的内表面之间，经由设置于壳体B内的流体回路b3对两中空隔壁2、2的内压进行加减。

根据该方式，通过向夹在唇部1a的外表面的中空隔壁2的内部的加压，能够可靠地将密封环1的唇部1a按压于轴A，并且通过向夹在弹性臂部1b的内表面的中空隔壁2的内部的加压，能够可靠地将密封环1的唇部1a从轴A抬起。进而，通过该方式，能够对唇部1a的接触面和轴A的表面所成的角度等接触形态进行调整。

此外，在该例子中，采用在密封环1的环设于唇部1a的外表面的压迫槽1d内安装有弹簧圈C且将对该弹簧圈C的外表面进行按压的中空隔壁2装入与壳体B的内表面环接的环形槽1e内的形式，但也可以采用例如，如图6所示的第七实施方式那样，将直接对密封环1的唇部1a的外表面进行按压的中空隔壁2装入与壳体B的内壁环接的环形槽1e内的形式。

在图5（B）所示的第六实施方式中，作为密封环1的键部1c的形状，采用钩状，并且内装有保持形状及加强用的框架3。

另外，例如如图7所示，也可以在一个密封环上设置一对唇部1a，将在所述唇部的连结部设有排泄通路b4的密封环4装入各实施方式的壳体B，以各实施方式所示的形态，将中空隔壁2适当装入，所述排泄通路b4对在轴A和密封环之间存在的空隙内流通的流体进行供给排出。

在该例子中，将上述第一及第二实施方式以及第五实施方式等的两个密封环一体地连结来实现。

标号说明

A 轴、a1 传动轴、a2 套筒

B 壳体、b1 轴孔、b2 凹部、b3 流体回路、b4 排泄通路

C 弹簧圈、t1 端面宽度、t2 端面间

1 密封环、1a 唇部、1b 弹性臂部、1c 键部

1d 压迫槽、1e 环形槽

2 中空隔壁、3 框架、4 密封环

Claims (3)

1.一种密封装置，其特征在于，

具备在轴的表面上滑动且进行密封接触的密封环、与密封环相接的中空隔壁、及保持密封环且支承中空隔壁的壳体，

密封环由弹性原材料构成，且所述密封环具备：在轴的表面整周滑接的唇部；将唇部支承于滑接位置的弹性臂部；及将弹性臂部和壳体连结的键部，

通过中空隔壁的膨胀和收缩来调整对轴的压迫力。

2.如权利要求1所述的密封装置，其特征在于，

将中空隔壁设置为与唇部或弹性臂部的外表面或内表面相接。

3.如权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，

所述中空隔壁是纵截面形状为长方形状的环状的管，设定为内外的端面间比内外的端面宽度窄。

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