CN104533257B - 用于滑动水密门的密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于滑动水密门的密封装置，包括：密封组件，其包括设置在门板表面或门框上的O型密封圈，以及设置在密封圈内侧的唇形密封圈，该唇形密封圈为单口唇形，且其唇口朝向门板中心；以及设置在门框上的压紧机构，其包括楔形块和压紧驱动单元，门板在滑动方向上被滑动驱动单元驱动到位后，压紧驱动单元驱动楔形块移动从而可在门板压紧方向将门板压紧到门框上，进而通过门板相对门框的滑动与压紧的独立分离操作而实现对水密门的双面良好密封。本发明的装置可以实现对水密门双边均等密封的要求，同时解决水密门启闭中对密封件的磨损、形状和安装状态的改变导致的密封性能下降问题，同时降低动力装置的动力以及驱动装置的刚度和强度要求。

Description

用于滑动水密门的密封装置

技术领域

本发明属于滑动水密门技术领域，具体涉及一种用于滑动水密门的密封装置。

背景技术

滑动水密门是用于水面漂浮建筑物例如各种水面船舰或海洋开发工作平台吃水线以下的舱室间通道的开通或关闭的设备，其设置在建筑物水线下各舱室之间的舱壁上，要求具有双向防透水能力。

为达到上述效果，水密门的门板和门框之间必须设有密封装置，以防止建筑物海损时一个舱室进水时波及其他舱室。因此，该门既是连通建筑物各舱室之间的重要通道，也是保证该建筑物生命力的重要一环。

随着现代船舶的大型化发展趋势，如大型集装箱船，大型油轮，大型邮轮，大型水面舰艇及航空母舰，以及海洋开发工作平台如海洋移动式钻井平台，海洋工程船，油气开采船及大型海洋调查船的研发，其吨位增大，吃水深度增加，对水密门的抗透水能力的要求也相应提高，因此密封的性能就成了该类门的关键技术。

目前滑动水密门通常采用O形密封，如图1所示，在门板表面上开有密封槽，形成环形槽，O形密封圈嵌入在其中。水密门关闭时，压紧装置同时将门板推向门框，将位于之间的密封环压缩，从而形成密封。但是，因为水密门面积较大，而且要经常开关移动，并且要正反两面都有可靠的密封性能，这种密封装置存在明显的缺陷。当门A面受到水压力时，水压力会将密封越压越紧，水压力增大，密封的密封能力也增大。在这种情况下，增大压力对密封没有影响。但是，当门板的B面受到水压时，水的压力会减少或抵消密封的预压紧力，或使门板在压紧楔形块之间的区域产生翘曲变形，从而使密封减少或丧失密封能力，而且水压力越大，门板变形增大，密封能力越差。

专利文献US6508034B公开了一种用于水密阻燃滑动门的可更换密封垫，其通过Y型支撑设置在门扇的周边，该Y型支撑的每一个支撑臂上固定设置一个上述的密封垫，从而整体上形成两密封垫背靠背布置的唇形密封。这种密封方式压缩变形比较大，当具有相互接触的密封表面有位置变化或变形时，在密封环的弹性变形范围内，有较好的跟随能力，从而保证密封性能。因此，克服了O形密封不能承担双向均等受压的缺陷，密封性能有了较大提高。该型密封虽然有双环并列，但无论是门的A面或B面进水时，起密封作用的只有第一道环。一旦第一道环出现泄漏现象，第二道环不起任何密封作用。因此，对密封环及接触表面的制造及检验都有非常严格的要求，制造成本高，其可靠性也并不理想。

另外，密封件的压紧方式对滑动水密门的密封性的影响非常大。通常来说，对于液压滑动式水密门，其压紧装置一般采用楔形装置，即在门上或门框上固定有楔形块，对应地，在门框或门上有方形孔，在楔形块的作用下，滑动水密门一边继续前移，同时向门板靠拢，不断移动不断压紧密封环，及至滑动门到达移动终点，密封环也压缩到所需的压缩状态。

但是，在门和密封环不断压缩的过程中，密封环和门框上相对应的密封接触平面之间会产生很大的摩擦阻力及摩擦热，从而会造成密封环的磨损和损坏，从而降低密封性能及使用寿命；比如对于专利文献US6508034B所披露的密封装置，这种摩擦阻力改变了密封环原有的设计形状和安装状态，会降低密封性能，甚至失去密封能力；而且，这种边移动边压紧的密封的方式增加了推动门关闭和开启的推力装置的动力要求以及驱动装置的强度和刚度的要求，增加了制造成本。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于滑动水密门的密封装置，其通过设计全新的密封组件，并采用优化的密封压紧机构，从而解决目前的密封装置中密封组件的密封性能不能满足双边均等密封的要求，以及门启闭中对密封件的磨损、形状和安装状态的改变导致的密封性能下降问题，同时降低动力装置的动力以及驱动装置的刚度和强度要求。

为实现上述目的，按照本发明，提供一种用于滑动水密门的密封装置，其用于实现水密门的门板和门框的双面良好密封，其特征在于，该密封装置包括：

密封组件，其包括设置在门板表面或门框上的O型密封圈，以及设置在同一表面且位于该密封圈内侧的唇形密封圈，该唇形密封圈为单口唇形，且其唇口朝向门板中心，从而实现双面可靠密封；以及

设置在门框上的压紧机构，其包括楔形块和用于驱动该楔形块移动并与驱动门板滑动的滑动驱动单元相对独立的压紧驱动单元，所述门板在滑动方向上被所述滑动驱动单元驱动到位后，所述压紧驱动单元驱动所述楔形块移动从而可在门板压紧方向将所述门板压紧到门框上，进而通过门板相对门框的滑动与压紧的独立分离操作而实现对水密门的双面良好密封。

作为本发明的改进，所述O形密封圈优选设置在密封槽内。

作为本发明的改进，所述O形密封圈可替换为其他截面形状的密封圈，例如三角形、半圆形、弧形、多边形或Y形。

作为本发明的改进，所述唇形密封圈的密封面为平面、弧面、锯齿面或沟槽面。

作为本发明的改进，所述压紧驱动单元为液压驱动单元或电气驱动单元。

作为本发明的改进，所述压紧机构为多个，其分布在门框周向上。

按照本发明，还提供一种具有上述密封组件的水密门。

按照本发明，还提供一种具有上述水密门的水面漂浮建筑物。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明采用O形密封和唇形密封的组合结构，可实现对门板双面的可靠密封，在海洋漂浮建筑用水密门这种特殊的环境及功能要求下，可充分发挥两种密封各自最大的优点，同时又克服了现有密封结构单独应用情况下的缺陷，并起到了协调互补的的作用。

(2)本发明采用门的纵向移动和横向移动分离的设计方案，即门的打开或关闭的滑动方向上和压紧密封件的压紧方向上的运动进行分离，分别利用不同的推力装置进行驱动，可有效消除密封环和接触表面的摩擦和磨损，提高了密封的可靠性，延长了使用寿命，降低了制造维修成本。

(3)本发明能提高水密门产品的性能，扩大其使用范围，满足海上漂浮建筑大型化发展的需要，提供密封的可靠性，延长密封环的使用寿命，减少维护维修，提高水密门的性价比。

附图说明

图1为现有技术中的水密门密封件结构示意图；

图2按照本发明实施例所构建的密封装置中的密封组件的结构示意图，其中(a)为正视图，(b)为A-A向剖视图；

图3为按照本发明实施例所构建的密封装置中的密封组件中的异形密封圈结构示意图，其中(a)为截面为三角形的密封圈，(b)为截面为半圆形的密封圈；

图4为按照本发明实施例所构建的密封装置中的密封组件中的唇形密封圈结构示意图，其中(a)为密封面为弧形的唇形密封圈，(b)为密封面为平面的唇形密封圈，(c)为密封面为锯齿面的唇形密封圈；

图5为按照本发明实施例所构建的密封装置中的压紧机构的结构示意图，其中(a)为正视图，(b)为A-A向剖视图；

图6为图5中B-B面剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

按照本发明实施例所构建的用于滑动水密门的密封装置，包括密封组件和压紧机构。

如图2(a)和2(b)所示，本实施例的密封件包括设置于门框边缘的O型密封圈和设置中O型密封圈内侧的唇形密封圈。O型密封圈和唇形密封圈设置在门板的相同一面上，其中，O型密封圈设置在门板表面或门框上的密封区域，优选设置在密封凹槽中，用以阻止门A面舱室的高压海水进入B面的舱室。

门的A面舱室高压海水的压力均匀作用于门的A面，将门紧紧压紧O形密封，压力越大，密封压得更紧，密封力增强，因此能承受很大的海水压力，而且有可靠的密封性能。

唇形密封圈设置在O形密封圈内侧，该唇形密封圈优选为单口唇形，即不同于传统的唇形密封具有两个相对布置的唇形，本发明的唇形密封为单个方向布置的唇，即只有一个唇形，其唇口朝向门板中心，可实现对该门板表面B的密封。

当然，本发明中的唇形密封圈并不限于上述结构，如图4(a)-(c)所示，还可以对上述的单口唇形进行改进或优化，比如唇上的与密封部位接触的密封面可以不限于为平面，还可以是曲面如弧形，沟槽面(即表面开有齿槽或其他形状的凹槽如矩形槽等)，沟槽面的设置在压紧时密封面中的存在的密封空气可以阻挡水的进入，从而起到更好的密封作用。

该唇形密封则用以阻止B面舱室进水时的高压海水进入A面舱室，由于唇密封有较大的初始压缩量，经预压后，密封唇和O形密封之间的空气被挤出，密封唇紧贴接触表面。当海水进入B面舱室，并在门板B面压力而使门板发生位移或变形时，作用于密封唇接触面背面的高压海水压力也会将密封唇压紧，跟随门的位移移动，保证其密封性。而且，在唇密封的后面，又有O形密封形成第二道密封防线，可阻止唇密封或因局部缺陷等原因造成的泄漏少量海水继续通过密封装置进入A面舱室，增加了密封的可靠性。

事实上，本发明中并不限于O形密封圈，如图3(a)和3(b)所示，其还可以为截面形式的密封圈，例如三角形、多边形、半圆形、弧形、Y形等等，其固定到门板上的方式也不限于通过密封槽实现，还可以为其他方式，例如粘接、螺纹连接等等。

本发明中的组合密封装置，既发挥了原有O形密封和唇形密封单独使用时的优点，同时又克服了单独使用时的缺点，而且又增加了它们之间相互协同增加密封性能，提高密封可靠性。从而，也可以降低制造和维护成本，是满足水密门密封性能要求的最佳密封装置。

另外，如图5和6所示本发明实施例的压紧机构设置在门框上，其为在门框周向上分布的多个，优选为均匀布置在门框两侧边上，例如没边布置4个，但本发明中并不限于上述数量，可以根据实际需求进行具体选择。

该压紧机构与传统水密门采用不同的驱动机构，即将原来传统的既推动门滑动以打开或关闭的驱动机构独立分开设置为两个不同的驱动机构，其中推动门滑动以打开或关闭的动力依然为原来的动力，或者根据实际需要的动力进行调整(通常情况下由于所需的推力大为减小，使得其动力可以显著的小型化)。而压紧机构则另外采用单独的驱动机构，且优选是每个压紧机构具有一个单独的驱动机构。动力源优选是液压驱动，但也可以为电气驱动、手动或其他类型的机构。

本实施例中，用于水密门纵向移动以开关的驱动机构优选是油压装置，用于压紧密封环而使门产生横向移动的驱动机构优选是短程油压装置。该短程油压装置优选为多个，均匀布置于门框上门的周边，各压紧装置之间的间距可根据水密门设计承载能力的要求计算确定，不受门尺寸大小的限制。

压紧机构的压紧驱动单元与楔形块动力连接，其可驱动所述楔形块移动，从而可在垂直方向作动。在门板在滑动方向上被单独的滑动驱动单元驱动滑动到位后，再在门板压紧方向利用上述压紧驱动机构独立地将所述门板压紧到门框上，这样通过采用不同的驱动机构进行滑动和压紧的操作，从而可以有效避免传统驱动机构边滑动变压紧所带来的对密封组件的摩擦、磨损以及其在门上的安装状态的改变。

事实上，该压紧机构与目前常用的水密门的压紧机构完全不同，目前常用水密门采用的压紧装置与推动门滑动的驱动装置是合二为一的，即一套装置驱动产生两个运动，而本发明用于密封的压紧机构是独立的，只用于产生使密封圈压紧的单向运动，以消除原有压紧机构因复合运动而产生的摩擦、磨损、密封环形状及安装状态改变而造成的密封不可靠性，以及提高密封的使用寿命，减少维护维修，以及降低驱动滑动水密门移动的动力装置要求，以及驱动门移动的驱动装置的强度、刚度要求，降低制造成本。

本发明中，在门板上方设置一个液压油缸组件，用于推动门板开启、关闭的滑动移动，而在门的下方则安装有滚动装置。通过上述将驱动门板滑移动和驱动压紧密封圈用的压紧机构移动的液压油缸组件分离设置。将门板的运动由传统的一步完成的复合运动，分解为前进、平移两个运动，并且分两步完成，这样，就消除了传统的门板在前进过程中将密封圈不断压缩，不断增大摩擦，从而导致密封件的磨损以及摩擦阻力产生的高温，也消除了传统的边移动边压紧的方法所引起的密封圈形状改变和安装状态的改变而导致的密封不可靠性。通过上述密封组件设置和压紧机构的独立设置，既解决了传统密封装置不能实现承受双面均等压力的缺陷，也解决了传统密封装置因摩擦磨损及摩擦高温所产生的密封环表面损坏以及形状改变，安装状态改变而导致的密封不可靠性及其使用寿命的损失。

本发明通过将门的纵向移动和横向移动分离，完全避免了密封环和相对接触面的摩擦，具有以下的效果：(1)消除了因摩擦阻力产生的密封环的安装状态及形状改变，提高了密封的可靠性。(2)消除了因摩擦而产生的摩擦热及接触面的磨损，提高了密封性能，延长了密封环的使用寿命。(3)避免了因摩擦磨损而使用昂贵的高耐磨耐温的密封环制造材料，降低了制造成本。(4)延长了使用寿命，降低了维护和维修成本。(5)降低了推动门移动的动力装置的动力要求，以及机械强度和刚度的要求。降低了制造成本。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种用于滑动水密门的密封装置，其用于实现水密门的门板和门框的双面良好密封，其特征在于，该密封装置包括：

密封组件，其包括设置在门板表面或门框上的O型密封圈，以及设置在同一表面且位于该密封圈内侧的唇形密封圈，该唇形密封圈为单口唇形，且其唇口朝向门板中心；

以及

设置在门框上的压紧机构，其包括楔形块和用于驱动该楔形块移动并与驱动门板滑动的滑动驱动单元相对独立的压紧驱动单元，所述门板在滑动方向上被所述滑动驱动单元驱动到位后，所述压紧驱动单元驱动所述楔形块移动从而可在门板压紧方向将所述门板压紧到门框上，进而通过门板相对门框的滑动与压紧的独立分离操作而实现对水密门的双面良好密封。

2.根据权利要求1所述的一种用于滑动水密门的密封装置，其中，所述O形密封圈设置在密封槽内。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于滑动水密门的密封装置，其中，所述O形密封圈可替换为弧形、多边形或Y形截面形状的密封圈。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于滑动水密门的密封装置，其中，所述唇形密封圈的密封面为平面、弧面、锯齿面或沟槽面。

5.根据权利要求3所述的一种用于滑动水密门的密封装置，其中，所述唇形密封圈的密封面为平面、弧面、锯齿面或沟槽面。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种用于滑动水密门的密封装置，其中，所述压紧驱动单元为液压驱动单元或电气驱动单元。

7.根据权利要求3所述的一种用于滑动水密门的密封装置，其中，所述压紧驱动单元为液压驱动单元或电气驱动单元。

8.根据权利要求4所述的一种用于滑动水密门的密封装置，其中，所述压紧驱动单元为液压驱动单元或电气驱动单元。

9.根据权利要求1或2或5或7或8所述的一种用于滑动水密门的密封装置，其中，所述压紧机构为多个，其分布在门框周向上。

10.根据权利要求3所述的一种用于滑动水密门的密封装置，其中，所述压紧机构为多个，其分布在门框周向上。

11.根据权利要求4所述的一种用于滑动水密门的密封装置，其中，所述压紧机构为多个，其分布在门框周向上。

12.根据权利要求6所述的一种用于滑动水密门的密封装置，其中，所述压紧机构为多个，其分布在门框周向上。

13.一种具有权利要求1-12中任一项所述的密封组件的水密门。