CN109654230B - 喷水推进器泵用机械密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷水推进器泵用机械密封装置，包括依次套设在转轴上的安装法兰、静环组件和动环组件，安装法兰靠近静环组件的一端设有安装轴，静环组件的一端可滑动且密封的套装在安装轴上，静环组件端面与安装轴端面之间设有弹性补偿组件，静环组件上还设有限位卡簧，用于防止静环组件与安装轴脱离；静环组件靠近安装轴一端的外部套装有橡胶波纹管，橡胶波纹管的另一端连接在安装法兰上；动环组件与转轴通过传动销驱动连接，动环组件的摩擦面与静环组件的另一端面贴合形成密封磨面。本发明提供的喷水推进器泵用机械密封装置，结构简单，密封性能好，且能有效防止泥沙进入密封座，损坏密封圈，破坏密封面。

Description

喷水推进器泵用机械密封装置

技术领域

本发明涉及机械密封技术领域，具体地是一种喷水推进器泵用机械密封装置。

背景技术

机喷水推进器是船舶的一种新型推进工具，它和船舶动力装置一起，用来推进船舶。喷水推进器是推进机构的喷射部分浸在水中，利用喷射水流产生的反作用力驱动船舶前进的一种推进器。由水泵、管道、吸口和喷口等组成，并能通过喷口改变水流的喷射方向来实现船舶的操纵。喷水推进器是用水泵作动力，将水从船底孔吸入，经舷部管子，把水从船后方向排出，靠水的反作用力来推进船舶。

船舶推进器中的泵用轴承箱的密封也是非常关键的，传统设计中，轴承箱的密封通常采用填料密封结构，填料密封的密封性能差，泄漏量大，润滑油损耗大，且密封更换周期短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够解决上述传统密封的缺陷中至少一种缺陷的喷水推进器泵用机械密封装置，旨在解决喷水推进器中轴承箱内的润滑油密封问题，减少润滑油泄漏量，延长维护周期，防止海水进入轴承箱。

本发明所采取的技术方案是：提供一种喷水推进器泵用机械密封装置，包括依次套设在转轴上的安装法兰、静环组件和动环组件，所述安装法兰靠近静环组件的一端设有安装轴，所述静环组件的一端可滑动且密封的套装在安装轴上，所述静环组件端面与安装轴端面之间设有弹性补偿组件，所述静环组件上还设有限位卡簧，用于防止静环组件与安装轴脱离；所述静环组件靠近安装轴一端的外部套装有橡胶波纹管，所述橡胶波纹管的另一端连接在安装法兰上；所述动环组件与转轴通过传动销驱动连接，所述动环组件的摩擦面与静环组件的另一端面贴合形成密封磨面。

采用以上技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下优点：

机械密封装置采用静环补偿的结构，将弹性补偿组件设在静环组件中，补偿组件不会随着动环组件一起转动，以保持更平稳的补偿弹力，从而保证密封磨面的密封性能。在安装法兰与静环组件之间设有橡胶波纹管，既能提供弹性作用力，又能避免海水中的泥沙进入静环座，损坏O型密封圈。同时将安装法兰和静环座集合到一起，成为一个集合式的静环大组件，便于拆卸和安装。

静环组件包括静环、静环座和第一固定压板，所述静环座远离密封磨面的一端沿周向设有若干固定螺栓，若干固定螺栓的一端穿过静环座连接在第一固定压板上，所述第一固定压板上靠近静环座一端设有安装腔，所述静环上设有第一台阶环，所述的第一台阶环配装在安装腔内，且所述第一台阶环端面与安装腔底面之间设有密封圈，所述静环底面与静环座端面之间设有密封圈。静环采用夹紧式设计，防止船舶运行时较大的振动引起碳化硅环磨损金属驱动销，从而引起密封失效。

所述静环座上远离静环的一端设有安装套管，所述安装套管套装在安装轴上，且所述安装套管内壁与安装轴外壁之间设有密封圈；所述限位卡簧沿周向设在安装套管靠近安装法兰一端的内腔中，且所述限位卡簧的内径小于安装轴的外径。

所述安装套管的外侧壁上靠近静环座的一端设有限位凹槽，所述橡胶波纹管靠近静环座一端的内侧设有与限位凹槽配装的限位凸环。此结构使得橡胶波纹管与安装套管的连接更加稳定。

所述安装套管的内侧壁上还设有外凸于内孔且由高强度塑料制成的支撑垫圈，所述支撑垫圈的内侧壁与安装轴的外侧壁贴合。在支持垫圈作用下，有效避免安装套管内孔与安装轴外壁之间的金属件接触，使得两者之间的密封圈滑移更加顺畅、平稳。

作为改进的，所述安装法兰靠近静环座一侧的端面上设有安装槽，所述橡胶波纹管的另一端设有安装部，所述安装法兰上还设有固定压环，当橡胶波纹管的安装部配装在安装槽中时，所述的固定压环压装在安装部的外表面。

优选的，所述的弹性补偿组件包括若干弹簧和若干导向销，所述安装轴靠近静环座一侧的端面上沿周向均匀设有若干弹簧孔，所述导向销的一端活动设在弹簧孔中，导向销的另一端设有限位环，且限位环顶靠在静环组件端面上；若干所述弹簧套设在导向销上，且弹簧的一端设在弹簧孔中，另一端顶靠在限位环上。导向销的设置使得弹簧的弹力更加平稳的作用在静环座端面上，从而为静环提供平稳的补偿力，保证密封磨面的密封性能。

作为改进的，所述静环座靠近安装轴一侧端面上设有防转销，所述安装轴上设有用于与防转销配装的销孔。

优选的，所述的动环组件包括动环、动环座和第二定位压板，所述动环座远离密封磨面的一端沿周向设有若干固定螺栓，若干固定螺栓的一端穿过动环座连接在第二固定压板上，所述第二固定压板上靠近动环座一端设有第二安装腔，所述动环上设有第二台阶环，所述的第二台阶环配装在第二安装腔内，且所述第二台阶环端面与第二安装腔底面之间设有密封圈，所述动环底面与动环座端面之间设有密封圈。动环与动环座采用夹紧式连接结构，使得动环与静环之间在端面摩擦力作用下更加的平稳。此结构中，动环同样的采用夹紧式设计，防止船舶运行时较大的振动引起碳化硅环磨损金属驱动销，从而引起密封失效。

作为优选的，所述的传动销沿径向设在转轴上，所述动环座的内侧壁上设有用于与传动销配装的传动槽；所述静环座的内侧壁与转轴外壁之间还设有密封圈。动环座采用传动销驱动，结构简单，驱动力平稳、可靠。

附图说明

图1是本发明的喷水推进器泵用机械密封装置的剖视图。

图2是本发明的喷水推进器泵用机械密封装置另一角的局部剖视图。(主要显示限位块)

图3是图2中的X处放大结构图。

图4是本发明的喷水推进器轴用机械密封装置另一角的局部剖视图。(主要显示顶丝结构)

其中，100-转轴，101-密封磨面，1-安装法兰，1.1-安装轴，1.1.1-弹簧孔，1.1.2-销孔，1.2-安装槽，1.3-螺纹通孔，2-限位卡簧，3-橡胶波纹管，3.1-限位凸环，3.2-安装部，4-传动销，5-静环，5.1-第一台阶环，5.2-第一销孔，6-静环座，6.1-安装套管， 6.2-限位凹槽，7-第一固定压板，7.1-第一安装腔，8-固定螺栓，9-支撑垫圈，10-固定压环，11-弹簧，12-导向销，12.1-支撑环，13-防转销，14-动环，14.1-第二台阶环，14.2- 第二销孔，15-动环座，15.1-传动槽，16-第二固定压板，16.1-第二安装腔，17-防转销， 18-顶丝，19-防转销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“配装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1～4所示，本发明提供的一种喷水推进器泵用机械密封装置，包括依次套设在转轴100上的安装法兰1、静环组件和动环组件，安装法兰1靠近静环组件的一端设有安装轴1.1，静环组件的一端可滑动且密封的套装在安装轴1.1上，静环组件端面与安装轴1.1端面之间设有弹性补偿组件，静环组件上还设有限位卡簧2，用于防止静环组件与安装轴1.1脱离。静环组件靠近安装轴1.1一端的外部套装有橡胶波纹管3，橡胶波纹管3的另一端连接在安装法兰1上；动环组件与转轴100通过传动销4驱动连接，动环组件的摩擦面与静环组件的另一端面贴合形成密封磨面101。

静环组件包括静环5、静环座6和第一固定压板7，静环座6远离密封磨面101的一端沿周向设有若干固定螺栓8，若干固定螺栓8的一端穿过静环座6连接在第一固定压板 7上，第一固定压板7上靠近静环座6一端设有安装腔7.1，静环5上设有第一台阶环5.1，第一台阶环5.1配装在安装腔7.1内，且第一台阶环5.1端面与安装腔7.1底面之间设有密封圈，静环5底面与静环座6端面之间设有密封圈。

此结构中，为了防止静环5与静环座6之间发生偏转，在静环座6靠近静环5一侧的端面上设有防转销17，在静环5端面上设有用于与防转销17配装的第一销孔5.2，防转销17的设置可以有效防止静环5在密封端面摩擦力作用下发生转动。并且，防转销17的材质通常为不锈钢材质，而静环5通常是石墨或者碳化硅在材质，所以在静环5上靠近第一销孔5.2的位置在金属防转销17的碰撞下会发生碎裂风险，所以此结构中在防转销17 的外部套装有一个塑料保护套。此机构，防转销17用于起到防转作用。

如图1、2所示，静环座6上远离静环5的一端设有安装套管6.1，安装套管6.1套装在安装轴1.1上，且安装套管6.1内壁与安装轴1.1外壁之间设有密封圈；限位卡簧2沿周向设在安装套管6.1靠近安装法兰1一端的内腔中，且限位卡簧2的内径小于安装轴1.1 的外径。这样设置后，在机械密封的工作高度时，弹性补偿组件处于压缩状态时，此时橡胶波纹管3也是处于被压缩状态，并且，限位卡簧2与安装轴1.1处于分离状态，在动环组件与静环组件分离，弹性补偿组件失去外部作用力，在弹性补偿组件的弹性作用下，静环组件朝着原离安装轴1.1的方向运动，此时限位卡簧2的端面顶靠在安装轴1.1左侧端面，对静环座6与安装轴1.1进行限位，防止两者完全脱离，便于整体式的安装与拆卸。

安装套管6.1的外侧壁上靠近静环座5的一端设有限位凹槽6.2，橡胶波纹管3靠近静环座6一端的内侧设有与限位凹槽6.2配装的限位凸环3.1。

安装法兰1靠近静环座6一侧的端面上设有安装槽1.2，橡胶波纹管3的另一端设有安装部3.2，安装法兰1上还设有固定压环10，当橡胶波纹管3的安装部3.2配装在安装槽1.2中时，固定压环10压装在安装部3.2的外表面。

安装套管6.1的内侧壁上还设有外凸于内孔且由高强度塑料制成的支撑垫圈9，支撑垫圈9的内侧壁与安装轴1.1的外侧壁贴合。此结构中，在安装套管6.1内侧壁与安装轴1.1外侧壁之间用高强度塑料垫圈进行支撑，使得安装套管6.1内侧壁与安装轴1.1外侧壁之间通过塑料垫圈接触，从而避免直接金属接触，在它们之间留有间隙，使O型密封圈滑移更加可靠。

该机密封结构中，弹性补偿组件包括若干弹簧11和若干导向销12，安装轴1.1靠近静环座6一侧的端面上沿周向均匀设有若干弹簧孔1.1.1，导向销12的一端活动设在弹簧孔1.1.1中，导向销12的另一端设有支撑环12.1，且支撑环12.1顶靠在静环组件端面上；若干弹簧11套设在导向销12上，且弹簧11的一端设在弹簧孔1.1.1中，另一端顶靠在支撑环12.1上。导向销12用于对弹簧11的运动进行限定，使得弹簧11受力压缩变形时不会发生倾斜翻到，能够保持平稳的补偿力。

静环座6靠近安装轴1.1一侧端面上设有防转销13，安装轴1.1上设有用于与防转销 13配装的销孔1.1.2。此机构中，在销孔1.1.2内过盈配装有尼龙保护套，防转销13插装在尼龙保护套中，避免直接金属与金属接触。当然，也可以先将尼龙保护套紧配式套装在防转销13外部。

动环组件包括动环14、动环座15和第二定位压板16，动环座15远离密封磨面101的一端沿周向设有若干固定螺栓8，若干固定螺栓8的一端穿过动环座15连接在第二固定压板16上，第二固定压板16上靠近动环座15一端设有第二安装腔16.1，动环14上设有第二台阶环14.1，第二台阶环14.1配装在第二安装腔16.1内，且第二台阶环14.1端面与第二安装腔16.1底面之间设有密封圈，动环14底面与动环座15端面之间设有密封圈。

本实施例中，具体的，传动销4沿径向设在转轴100上，动环座15的内侧壁上设有用于与传动销4配装的传动槽15.1；静环座15的内侧壁与转轴100外壁之间还设有密封圈。

另外的，同静环组件机构中一样，为了防止动环14与动环座15之间发生转动，在动环座15靠近动环14一侧端面设有防转销19，相应的在动环14背部端面上设有用于与传动销19配装的第二销孔14.2。另外的，在此位置防转销19的外部同样的也套装有塑料保护套，防止动环14上位于第二销孔14.2位置发生碎裂。此机构，防转销19用于起到防止动环14在动环座15里面转动的作用，动环座15的背部(即右侧)与叶轮轮毂紧密贴合，动环座15左侧与转轴100上的台阶相抵靠，转轴100的台阶和叶轮轮毂将动环座15 左右夹紧，然后在传动销4的作用下，带动整个动环座15传动。

如图2、4所示，本实施例中，安装法兰1的端面用于与推进器中的安装泵盖连接，并且在安装泵盖的端面上通常会设有用于与安装法兰1连接的止口，以获得更好的定位，并且在安装法兰1端面与安装泵盖端面之间设有密封圈。但是，这样的连接结构在后续需要拆卸机械密封时，在止口的作用下，安装法兰1与安装泵盖不容易拆分。所以本申请的结构中，在安装法兰1上设有螺纹通孔1.3，并且在螺纹通孔1.3中设有顶丝18，拆卸机封时，转动顶丝18，随着顶丝18朝着安装泵盖端面运动，安装法兰1端面与安装泵盖端面之间被顶开分离。

以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种喷水推进器泵用机械密封装置，其特征在于：包括依次套设在转轴(100)上的安装法兰(1)、静环组件和动环组件，所述安装法兰(1)靠近静环组件的一端设有安装轴(1.1)，所述静环组件的一端可滑动且密封的套装在安装轴(1.1)上，所述静环组件端面与安装轴(1.1)端面之间设有弹性补偿组件，所述静环组件上还设有限位卡簧(2)，用于防止静环组件与安装轴(1.1)脱离；所述静环组件靠近安装轴(1.1)一端的外部套装有橡胶波纹管(3)，所述橡胶波纹管(3)的另一端连接在安装法兰(1)上；所述动环组件与转轴(100)通过传动销(4)驱动连接，所述动环组件的摩擦面与静环组件的另一端面贴合形成密封磨面(101)；

静环组件包括静环(5)、静环座(6)和第一固定压板(7)，所述静环座(6)远离密封磨面(101)的一端沿周向设有若干固定螺栓(8)，若干固定螺栓(8)的一端穿过静环座(6)连接在第一固定压板(7)上，所述第一固定压板(7)上靠近静环座(6)一端设有安装腔(7.1)，所述静环(5)上设有第一台阶环(5.1)，所述的第一台阶环(5.1)配装在安装腔(7.1)内，且所述第一台阶环(5.1)端面与安装腔(7.1)底面之间设有密封圈，所述静环(5)底面与静环座(6)端面之间设有密封圈。

2.根据权利要求1所述的喷水推进器泵用机械密封装置，其特征在于：所述静环座(6)上远离静环(5)的一端设有安装套管(6.1)，所述安装套管(6.1)套装在安装轴(1.1)上，且所述安装套管(6.1)内壁与安装轴(1.1)外壁之间设有密封圈；所述限位卡簧(2)沿周向设在安装套管(6.1)靠近安装法兰(1)一端的内腔中，且所述限位卡簧(2)的内径小于安装轴(1.1)的外径。

3.根据权利要求2所述的喷水推进器泵用机械密封装置，其特征在于：所述安装套管(6.1)的外侧壁上靠近静环座(6)的一端设有限位凹槽(6.2)，所述橡胶波纹管(3)靠近静环座(6)一端的内侧设有与限位凹槽(6.2)配装的限位凸环(3.1)。

4.根据权利要求2所述的喷水推进器泵用机械密封装置，其特征在于：所述安装套管(6.1)的内侧壁上还设有外凸于内孔且由高强度塑料制成的支撑垫圈(9)，所述支撑垫圈(9)的内侧壁与安装轴(1.1)的外侧壁贴合。

5.根据权利要求1所述的喷水推进器泵用机械密封装置，其特征在于：所述安装法兰(1)靠近静环座(6)一侧的端面上设有安装槽(1.2)，所述橡胶波纹管(3)的另一端设有安装部(3.2)，所述安装法兰(1)上还设有固定压环(10)，当橡胶波纹管(3)的安装部(3.2)配装在安装槽(1.2)中时，所述的固定压环(10)压装在安装部(3.2)的外表面。

6.根据权利要求1所述的喷水推进器泵用机械密封装置，其特征在于：所述的弹性补偿组件包括若干弹簧(11)和若干导向销(12)，所述安装轴(1.1)靠近静环座(6)一侧的端面上沿周向均匀设有若干弹簧孔(1.1.1)，所述导向销(12)的一端活动设在弹簧孔(1.1.1)中，导向销(12)的另一端设有支撑环(12.1)，且支撑环(12.1)顶靠在静环组件端面上；若干所述弹簧(11)套设在导向销(12)上，且弹簧(11)的一端设在弹簧孔(1.1.1)中，另一端顶靠在支撑环(12.1)上。

7.根据权利要求6所述的喷水推进器泵用机械密封装置，其特征在于：所述静环座(6)靠近安装轴(1.1)一侧端面上设有防转销(13)，所述安装轴(1.1)上设有用于与防转销(13)配装的销孔(1.1.2)。

8.根据权利要求1所述的喷水推进器泵用机械密封装置，其特征在于：所述的动环组件包括动环(14)、动环座(15)和第二固定压板(16)，所述动环座(15)远离密封磨面(101)的一端沿周向设有若干固定螺栓(8)，若干固定螺栓(8)的一端穿过动环座(15)连接在第二固定压板(16)上，所述第二固定压板(16)上靠近动环座(15)一端设有第二安装腔(16.1)，所述动环(14)上设有第二台阶环(14.1)，所述的第二台阶环(14.1)配装在第二安装腔(16.1)内，且所述第二台阶环(14.1)端面与第二安装腔(16.1)底面之间设有密封圈，所述动环(14)底面与动环座(15)端面之间设有密封圈。

9.根据权利要求8所述的喷水推进器泵用机械密封装置，其特征在于：所述的传动销(4)沿径向设在转轴(100)上，所述动环座(15)的内侧壁上设有用于与传动销(4)配装的传动槽(15.1)；所述动环座(15)的内侧壁与转轴(100)外壁之间还设有密封圈。