CN109027239B - 船用舵杆双面唇形密封圈 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种船用舵杆双面唇形密封圈，包括密封圈本体，密封圈本体的上、下两端分别同轴背向对称向外侧倾斜延伸一体制有上内侧唇口、上外侧唇口和下内侧唇口、下外侧唇口，所述上内侧唇口和上外侧唇口唇口密封端所在的密封面垂直于密封圈内孔；所述下内侧唇口和下外侧唇口唇口密封端所在的密封面垂直于密封圈内孔；从而形成了双面端面密封结构；在上、下内侧唇口的顶部和底部位置靠近密封圈内孔一侧均一体制成斜台环面，在密封圈本体的周边橡胶中间制有不锈钢加强芯环，斜台环面内均制有聚四氟密封圈。本发明采用双面唇形密封结构，对舵杆密封效果好、振动敏感度小、舵杆表面磨损少。
Description
技术领域
本发明属于船舶舵系领域，涉及密封圈，尤其是一种船用舵杆双面唇形密封圈。
背景技术
舵杆是舵叶转动的立轴，是船舶舵系中的重要结构件；它用以承受和传递作用在舵叶上的力及舵给以转舵装置的力。因此舵杆不仅要传递来自舵机的舵叶转动力矩，而且要承受水体对其的反作用力，以及波浪、倾斜重力对其的冲击和附加作用力。其舵杆密封则主要防止海水通过舵杆穿过船体位置进入船体内，以防止损坏舱内装置结构部件，又要防止润滑油泄漏流出而污染海水的双重作用。
现有的舵杆密封仍以填料密封作为主要的密封结构，虽然填料密封具有结构简单的优点，但由于填料密封是依靠压盖产生径向压紧力，迫使填料压紧在舵杆表面而产生密封效果，因此舵杆的填料密封需要消耗更多的转舵功率，对舵杆表面也会产生较为严重的磨损，而磨损间隙的增大又会导致密封效果的下降，使得舵杆密封可靠性变差。更由于在舵杆的工作过程中，舵杆既要承受来自舵叶运行和海浪作用所产生的径向推力和弯矩，又要承受船舶航行簸跛和摇摆而产生的舵杆重力在舵杆径向的分力，这些无规律和不均衡的舵杆径向分力的综合作用，使舵杆产生不可避免的径向位移和振动，不仅加大了舵杆表面的啃蚀磨损，更会在填料和舵杆表面形成间隙，也会加剧密封填料坍塌损坏，使舵杆密封效果丧失。尤其随着船舶工业的发达，大吨位船舶的不断涌现，相应地用于操控船舵航向的舵系零件和重量也随之增大，舵杆填料密封更容易产生径向间隙，其密封效果变得很不稳定，而且还会加剧对舵杆的啃蚀磨损，故而现有的舵杆填料密封不仅难以适应大吨位船舶的使用要求，而且易于形成舵杆磨损，直接影响舵杆的运行稳定性和使用寿命。
通过专利文献的检索，发现如下几篇相关文献：
1、端面唇形舵杆密封(CN204921996U)，包括套装于舵杆上的密封圈座，所述密封圈座上固定连接有静密封件，在密封圈座和静密封件之间压装有唇形密封圈；该唇形密封圈的一端设置有内侧唇口和外侧唇口，内侧唇口和外侧唇口所在密封面垂直于唇形密封圈的密封圈内孔；该内侧唇口和外侧唇口贴合于静密封件上。
上述专利只考虑到唇形密封圈对端面的瞬时密封效果，没有进一步考虑当硅胶老化时，外侧唇口由于没有向上的补充支撑力而无法实现密封，同时由于该密封圈主要为单面密封易造成上下面密封效果不同以及支撑力不同而造成泄露问题。
2、一种耐腐蚀船用舵(CN204750545U)，包括舵杆、舵叶和舵承，舵叶通过法兰与舵杆固定连接，舵杆通过舵承与安装在船舶内的舵动力机构相连接，其特征在于：所述舵杆内部一次铸造成型出三条相互交叉的空腔通道，所述舵杆内部还设有三个圆形空腔，舵杆外部设有圆弧形凸起，所述舵杆外部设有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层外部设有耐磨层，所述舵叶上设有多个圆弧形凹槽，所述舵叶之间设有连接杆，所述连接杆与舵叶可拆卸连接。
上述专利主要针对于耐腐蚀进行的设计，缺少密封设计。
通过技术特征的对比，上述公开专利文献，与本发明专利的技术结构不相同，不会影响本发明申请的创造性及新颖性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种对舵杆密封效果好、振动敏感度小、舵杆表面无磨损的船用舵杆双面唇形密封圈。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种船用舵杆双面唇形密封圈，包括密封圈本体，密封圈本体中部收腰，密封圈本体的上端同轴一体径向向外倾斜制有上内侧唇口、上外侧唇口，密封圈本体的下端同轴一体径向向外倾斜一体制有下内侧唇口、下外侧唇口，所述上内侧唇口和上外侧唇口之间形成一环状的上腔槽，下内侧唇口和下外侧唇口之间形成一环状的下腔槽，所述上内侧唇口和上外侧唇口唇口密封端所在的密封面垂直于密封圈内孔；所述下内侧唇口和下外侧唇口唇口密封端所在的密封面垂直于密封圈内孔；形成了双面端面密封结构；
所述上内侧唇口的顶部位置靠近密封圈内孔一侧一体制成一上斜台环面，所述下内侧唇口的底部位置靠近密封圈内孔一侧一体制成一下斜台环面，下斜台环面与上斜台环面上下对称；
在密封圈本体的橡胶环壁内同轴制有不锈钢加强芯环，加强芯环向内延伸至舵杆的密封圈内孔内缘，加强芯环向外延伸至密封圈本体外侧中部收腰位置。
而且，在密封圈内孔的孔壁上均布间隔一体制有多个圆环状凸环，相邻凸环之间形成环状孔壁凹槽。
而且，所述圆环状凸环内设置有硫化层防磨层；
而且，所述密封圈本体中部收腰位置设置有密封圈弹簧。
而且，所述上、下斜台环面的倾斜角度为5°-15°。
而且，在密封圈内孔内缘同轴安装聚四氟密封圈环，上、下对称的斜台环面内均制有聚四氟密封圈。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明采用上、下双面唇形密封结构，密封圈以其唇部紧贴密封偶合面阻塞泄漏通道而获得可靠的密封效果，同时该密封圈唇口部依靠自身弹力和工作预紧压力紧密地与密封面贴合，能够自动补偿磨损量，具有良好的自密封作用。
2、本发明在上、下内侧唇口的顶部位置靠近密封圈内孔一侧均一体制成一斜台环面，该斜台环面不仅减缓了舵杆的振动幅度，使得内侧唇口形成较好的弹性预紧密封力，稳定唇口的密封效果，同时由于力的相互作用，使得该斜台环面对舵杆形成一个抱紧力，在该抱紧力的作用下使得斜台环面紧贴舵杆，使得密封面积增大，大大提高了密封效果。
3、本发明在密封圈本体的周边橡胶中间制有不锈钢加强芯环，能够大幅提高密封圈本体耐受的舵杆的摇摆力，提高耐压能力以及提高上下密封支撑力，在密封圈内孔内缘同轴安装聚四氟密封圈环，上、下对称的斜台环面内均制有聚四氟密封圈，能够进一步缓冲舵杆在摇动过程中的密封效果，提高整个密封圈本体的耐受压力特性，形成对密封圈内孔的密封。
4、本发明的上内侧唇口和上外侧唇口之间形成一环状的上腔槽，该上腔槽内当注入润滑油(脂)时，唇形密封口发生形变，从而紧贴上密封面；下内侧唇口和下外侧唇口之间形成一环状的下腔槽，该下腔槽内当水冲击时，唇形密封口发生形变，从而紧贴下密封面。
5、本发明在密封圈内孔的孔壁上均布间隔一体制有多个圆环状凸环，相邻凸环之间形成环状孔壁凹槽，该凹槽结构增强了唇形密封圈孔壁与舵杆表面的贴合作用的稳定性，提高了贴合接触应力，同时在圆环状凸环内部设置有硫化层防磨层，保护了圆环状凸环，提高了密封圈的使用寿命。
6、在本发明在所述双面唇形密封圈的外侧中部收腰处嵌装有密封圈弹簧，该密封圈弹簧位于唇形密封圈的中部收腰处的弹簧槽中，密封圈弹簧提供给密封圈的径向束紧力又进一步增强密封圈与舵杆表面的贴合紧密度。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的截面立体结构示意图；
图3为图2局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种船用舵杆双面唇形密封圈，包括密封圈本体1，密封圈本体圆心位置设有密封圈内孔9，舵杆穿插于该密封圈内孔中，密封圈本体中部收腰，密封圈本体的上端和下端11分别同轴背向对称向外侧倾斜延伸一体制有上内侧唇口3、上外侧唇口2和下内侧唇口18、下外侧唇口16，所述上内侧唇口和上外侧唇口唇口密封端所在的密封面垂直于密封圈内孔的孔中心线；所述下内侧唇口和下外侧唇口唇口密封端所在的密封面垂直于密封圈内孔的孔中心线；从而形成了双面端面密封结构；
所述上内侧唇口和上外侧唇口相隔设置，从而在两者之间形成一环状的上腔槽7，该上腔槽内当注入润滑油(脂)时，唇形密封口发生形变，从而紧贴上密封面；
所述下内侧唇口和下外侧唇口相隔设置，从而在两者之间形成一环状的下腔槽17，该下腔槽内当水冲击时，唇形密封口发生形变，从而紧贴下密封面；
在密封圈内孔的孔壁上均布间隔一体制有多个圆环状凸环4，相邻凸环之间形成环状孔壁凹槽5，孔壁凹槽并不限于三道，但至少为两道，其道数应根据具体结构和使用环境进行选择确定，孔壁凹槽的槽口宽度大于相邻圆环状凸环的宽度，这种结构能使唇形密封圈可靠地贴合于舵杆上，为了提高圆环状凸环的耐磨性，在凸环内部设置有硫化层防磨层12；
在密封圈本体外周中部收腰处10束紧地设有密封圈弹簧8，该密封圈弹簧所提供的径向束紧力使唇形密封圈牢固地贴合在舵杆上，密封圈弹簧提供给密封圈的径向束紧力又进一步增强密封圈与舵杆表面的贴合紧密度；
在所述上内侧唇口的顶部位置靠近密封圈内孔一侧一体制成一上斜台环面6，该上斜台环面的倾斜角度为5°-15°，在所述下内侧唇口的底部位置靠近密封圈内孔一侧一体制成一下斜台环面19，该下斜台环面与上斜台环面上下对称，所述上、下斜台环面的设置，不仅减缓了舵杆的振动幅度，使得内侧唇口形成较好的弹性预紧密封力，由于力的相互作用，使得该斜台环面对舵杆形成一个抱紧力，在该抱紧力的作用下使得斜台环面紧贴舵杆，使得密封面积增大，大大提高了密封效果；
在密封圈本体的橡胶环壁制有不锈钢加强芯环14，加强芯环向内延伸至舵杆的密封圈内孔内缘，加强芯环向外延伸至密封圈本体外侧中部收腰位置，即在加强芯环的外侧包裹有橡胶边15，用于嵌装弹簧并且实现夹紧密封功能；
在密封圈内孔内缘同轴安装聚四氟密封圈环13，对称的上、下斜台环面内均制有聚四氟密封圈，形成对密封圈内孔的密封，增加聚四氟密封外套环，能够进一步缓冲舵杆在摇动过程中的密封效果，提高整个密封圈本体的耐受压力特性。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (3)
1.一种船用舵杆双面唇形密封圈，其特征在于：包括密封圈本体，密封圈本体中部收腰，密封圈本体的上端同轴一体径向向外倾斜制有上内侧唇口、上外侧唇口，密封圈本体的下端同轴一体径向向外倾斜一体制有下内侧唇口、下外侧唇口，所述上内侧唇口和上外侧唇口之间形成一环状的上腔槽，下内侧唇口和下外侧唇口之间形成一环状的下腔槽，所述上内侧唇口和上外侧唇口唇口密封端所在的密封面垂直于密封圈内孔；所述下内侧唇口和下外侧唇口唇口密封端所在的密封面垂直于密封圈内孔；形成了双面端面密封结构；
所述上内侧唇口的顶部位置靠近密封圈内孔一侧一体制成一上斜台环面，所述下内侧唇口的底部位置靠近密封圈内孔一侧一体制成一下斜台环面，下斜台环面与上斜台环面上下对称；
在密封圈本体的橡胶环壁内同轴制有不锈钢加强芯环，加强芯环向内延伸至舵杆的密封圈内孔内缘，加强芯环向外延伸至密封圈本体外侧中部收腰位置；
在密封圈内孔的孔壁上均布间隔一体制有多个圆环状凸环，相邻凸环之间形成环状孔壁凹槽；
所述圆环状凸环内设置有硫化层防磨层；
所述密封圈本体中部收腰位置设置有密封圈弹簧。
2.根据权利要求1所述的船用舵杆双面唇形密封圈，其特征在于：所述上、下斜台环面的倾斜角度为5°-15°。
3.据权利要求1所述的船用舵杆双面唇形密封圈，其特征在于：在密封圈内孔内缘同轴安装聚四氟密封圈环，上、下对称的斜台环面内均制有聚四氟密封圈。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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