CN109723822B - 一种用于推进器的滑动密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于推进器的滑动密封装置，属于密封装置领域。滑动密封装置包括挡圈、第一密封座、第二密封座和第三密封座，挡圈和第一密封座之间构成用于容置第一密封组件的第一腔体，第一密封组件用于密封挡圈和转轴之间的间隙以及第一密封座和转轴之间的间隙，第一腔体内充满海水，第一密封座和第二密封座之间构成用于容置第二密封组件的第二腔体，第二密封组件用于密封第二密封座和转轴之间的间隙，第二腔体内充满高压空气，第二密封座和第三密封座之间构成用于容置第三密封组件的第三腔体，第三密封组件用于密封第三密封座和转轴之间的间隙，第三腔体内填充有压力油。本发明提高了滑动密封装置的密封性。

Description

一种用于推进器的滑动密封装置

技术领域

本发明属于密封装置领域，特别涉及一种用于推进器的滑动密封装置。

背景技术

推进器是船舶的重要组成部分，其主要包括转轴和定子，在推进器工作时，定子保持静止，转轴相对于定子旋转，从而为船舶提供动力。

由于推进器在水下工作，所以为了避免海水渗入推进器或者是推进器中的润滑油渗出海水中，需要对转轴和定子之间的缝隙进行密封。常见的密封方式是在转轴上套装唇形密封圈，通过唇形密封圈来实现转轴和定子之间的缝隙密封。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有一种新型深水特种推进器，为轮缘驱动电力推进器，其可以应用于400-500m的深水区域，其相对于上述常规推进器，深水特种推进器转轴的外径较大，通常为3-4m，那么相应的其旋转时的线速度也非常大，同时密封装置工作在深水区域工作压力大，常见的唇形密封在该工况下密封性能较差，无法满足设计需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于推进器的滑动密封装置，可以提高推进器的密封效果。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种用于推进器的滑动密封装置，所述滑动密封装置包括挡圈、第一密封座、第二密封座和第三密封座，所述挡圈、所述第一密封座、所述第二密封座和所述第三密封座依次套装在推进器的转轴上，所述挡圈的一侧与所述第一密封座的一侧固定连接在一起，且所述挡圈和所述第一密封座之间构成用于容置第一密封组件的第一腔体，所述第一密封组件套装在所述转轴上，所述第一密封组件用于密封所述挡圈和所述转轴之间的间隙以及所述第一密封座和所述转轴之间的间隙，所述第一腔体内充满海水，所述第一密封座的另一侧和所述第二密封座的一侧固定连接在一起，且所述第一密封座和所述第二密封座之间构成用于容置第二密封组件的第二腔体，所述第二密封组件套装在所述转轴上，所述第二密封组件用于密封所述第二密封座和所述转轴之间的间隙，所述第二腔体内充满高压空气，所述第二密封座的另一侧和所述第三密封座的一侧固定连接在一起，且所述第二密封座和所述第三密封座之间构成用于容置第三密封组件的第三腔体，所述第三密封组件套装在所述转轴上，所述第三密封组件用于密封所述第三密封座和所述转轴之间的间隙，所述第三腔体内填充有压力油，所述第三密封座的另一侧与所述推进器的定子固定安装在一起。

在本发明的一种实现方式中，所述第一密封组件包括第一密封环、第二密封环和第一弹性件，所述第一密封环和所述第二密封环均套装在所述转轴上，所述第一密封环与所述挡圈的一侧相抵，且所述第一密封环密封安装在所述挡圈和所述转轴之间的间隙处，所述第二密封环与所述第一密封座的一侧相抵，且所述第二密封环密封安装在所述第二密封座和所述转轴的间隙处，所述第一弹性件夹设在所述第一密封环和所述第二密封环之间。

在本发明的另一种实现方式中，所述第二密封组件包括第三密封环和第二弹性件，所述第三密封环套装在所述转轴上，所述第三密封环与所述第二密封座的一侧相抵，且所述第三密封环密封安装在所述第二密封座和所述转轴之间，所述第二弹性件夹设在所述第一密封座的另一侧和所述第三密封环之间。

在本发明的又一种实现方式中，所述第三密封组件包括第四密封环和第三弹性件，所述第四密封环套装在所述转轴上，所述第四密封环与所述第三密封座的一侧相抵，且所述第四密封环密封安装在所述第三密封座和所述转轴之间，所述第三弹性件夹设在所述第二密封座的另一侧和所述第四密封环之间。

在本发明的又一种实现方式中，所述第一密封座的顶端设置有进水口，所述第一腔体通过所述进水口与所述推进器的滤水系统连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述第二密封座的底端连通有污油箱，所述污油箱与所述第二腔体连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述第三密封座的底端设置有进油口，所述第三腔体通过所述进油口与所述推进器的润滑油箱的输出口连通，所述第三密封座的顶端设置有出油口，所述第三腔体通过所述出油口与所述润滑油箱的回油口连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述第一弹性件、所述第二弹性件和所述第三弹性件均为弹簧。

在本发明的又一种实现方式中，所述弹性件为不锈钢结构件。

在本发明的又一种实现方式中，所述第一腔体内的水压、所述第二腔体内的气压和所述第三腔体内的油压依次增大。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过本发明实施例所提供的滑动密封装置，实现推进器的密封时，挡圈、第一密封座、第二密封座、第三密封座和定子依次布置，所以挡圈位于最外侧与外部海水接触，第三密封座位于最内侧与内部润滑油接触。针对海水的密封，通过第一密封组件实现了挡圈和转轴之间的密封，避免了海水渗入。由于第一腔体中充满海水，所以即使是海水渗入第一腔体，也不会影响推进器正常工作。并且，即使是海水进一步地渗入第二腔体，海水也会被第二密封组件密封住，避免进一步地渗入第三腔体中，所以也不会影响推进器正常工作。针对润滑油的密封，通过第三密封组件实现了第三密封座和转轴之间的密封，避免了润滑油渗出。由于第三腔体中充满润滑油，所以即使是推进器中的润滑油渗入第三腔体，也不会对海水造成污染。并且，即使是润滑油进一步地渗入第二腔体，润滑油也会被第一密封组件密封住，避免进一步地渗入第一腔体中，所以也不会对海水造成污染。也就是说，本申请所述的滑动密封装置，通过三个腔体，以及三个腔体中密封介质的合理设置，避免了海水直接渗入推进器，或者是推进器中的润滑油直接渗入海水中，提高了推进器的密封效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的滑动密封装置的装配示意图；

图2是本发明实施例提供的图1的A处放大图；

图中各符号表示含义如下：

1-挡圈，2-第一密封座，21-进水口，3-第二密封座，31-进气口，4-第三密封座，41-进油口，42-出油口，5-第一密封组件，51-第一密封环，52-第二密封环，53-第一弹性件，6-第二密封组件，61-第三密封环，62-第二弹性件，7-第三密封组件，71-第四密封环，72-第三弹性件，8-污油箱，a-第一腔体，b-第二腔体，c-第三腔体，100-转轴，200-定子，300-润滑油箱。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种用于推进器的滑动密封装置，该滑动密封装置用于轮缘驱动电力推进器，其工作水深可以为400-500m，工作压力可以为4-5MPa。图1为滑动密封装置的装配示意图，结合图1，该推进器包括转轴100和定子200，转轴100可转动地插装在定子200中。

在本实施例中，该滑动密封装置包括：挡圈1、第一密封座2、第二密封座3和第三密封座4，挡圈1、第一密封座2、第二密封座3和第三密封座4依次套装在推进器的转轴100上，挡圈1的一侧与第一密封座2的一侧固定连接在一起，且挡圈1和第一密封座2之间构成用于容置第一密封组件5的第一腔体a，第一密封组件5套装在转轴100上，第一密封组件5用于密封挡圈1和转轴100之间的间隙以及第一密封座2和转轴100之间的间隙，第一腔体a内充满海水，第一密封座2的另一侧和第二密封座3的一侧固定连接在一起，且第一密封座2和第二密封座3之间构成用于容置第二密封组件6的第二腔体b，第二密封组件6套装在转轴100上，第二密封组件6用于密封第二密封座3和转轴100之间的间隙，第二腔体b内充满高压空气，第二密封座3的另一侧和第三密封座4的一侧固定连接在一起，且第二密封座3和第三密封座4之间构成用于容置第三密封组件7的第三腔体c，第三密封组件7套装在转轴100上，第三密封组件7用于密封第三密封座4和转轴100之间的间隙，第三腔体c内填充有压力油，第三密封座4的另一侧与推进器的定子200固定安装在一起。

通过本发明实施例所提供的滑动密封装置，实现推进器的密封时，挡圈1、第一密封座2、第二密封座3、第三密封座4和定子200依次布置，所以挡圈1位于最外侧与外部海水接触，第三密封座4位于最内侧与内部润滑油接触。针对海水的密封，通过第一密封组件5实现了挡圈1和转轴100之间的密封，避免了海水渗入。由于第一腔体a中充满海水，所以即使是海水渗入第一腔体a，也不会影响推进器正常工作。并且，即使是海水进一步地渗入第二腔体b，海水也会被第二密封组件6密封住，避免进一步地渗入第三腔体c中，所以也不会影响推进器正常工作。针对润滑油的密封，通过第三密封组件7实现了第三密封座4和转轴100之间的密封，避免了润滑油渗出。由于第三腔体c中充满润滑油，所以即使是推进器中的润滑油渗入第三腔体c，也不会对海水造成污染。并且，即使是润滑油进一步地渗入第二腔体b，润滑油也会被第一密封组件5密封住，避免进一步地渗入第一腔体a中，所以也不会对海水造成污染。也就是说，本申请的滑动密封装置，通过三个腔体，以及三个腔体中密封介质的合理设置，避免了海水直接渗入推进器，或者是推进器中的润滑油直接渗入海水中，提高了推进器的密封效果。

需要说明的是，由于推进器的两端均需要密封，所以推进器可以使用两个密封装置，两个密封装置分别设置在转轴100的两端，从而对转轴100的一端与定子200之间的间隙，以及转轴100的另一端与定子200之间的间隙进行密封。

在上述实现方式中，挡圈1、第一密封座2、第二密封座3和第三密封座4可以通过长螺栓作为一个整体与定子200固定安装在一起。

具体地，第一密封座2、第二密封座3和第三密封座4均包括侧环和底环，底环同轴套装在转轴100上，且底环的径向垂直于转轴100的轴线，侧环同轴连接在底环的外边缘，且侧环的径向平行于转轴100的轴线。对于第一密封座2，挡圈1、第一密封座2的侧环、第一密封座2的底环、转轴100构成第一腔体a。对于第二密封座3，第一密封座2的底环、第二密封座3的侧环、第二密封座3的底环、转轴100构成第二腔体b。对于第三密封座4，第二密封座3的底环、第三密封座4的侧环、第三密封座4的底环转轴100构成第三腔体c。

另外，第三密封座4还包括法兰环，法兰环同轴连接在侧环的外周壁上，法兰环用于和定子200固定安装在一起。

图2为图1的A处放大图，结合图2，在本实施例中，第一密封组件5包括第一密封环51、第二密封环52和第一弹性件53，第一密封环51和第二密封环52均套装在转轴100上，第一密封环51与挡圈1的一侧相抵，且第一密封环51密封安装在挡圈1和转轴100之间的间隙处，第二密封环52与第一密封座2的一侧相抵，且第二密封环52密封安装在第二密封座3和转轴100的间隙处，第一弹性件53夹设在第一密封环51和第二密封环52之间。

在上述实现方式中，第一密封环51和第二密封环52的设置，分别实现了对挡圈1和第一密封座2的密封，由于在第一密封环51和第二密封环52之间设置有第一弹性件53，所以使得第一密封环51和第二密封环52能够分别与挡圈1和第一密封座2紧密的相抵，提高了第一密封环51和第二密封环52的密封性能。

可选地，第二密封组件6包括第三密封环61和第二弹性件62，第三密封环61套装在转轴100上，第三密封环61与第二密封座3的一侧相抵，且第三密封环61密封安装在第二密封座3和转轴100之间，第二弹性件62夹设在第一密封座2的另一侧和第三密封环61之间。

在上述实现方式中，第三密封环61实现了对第二密封座3的密封，由于第三密封环61和第一密封座2之间设置有第二弹性件62，所以使得第三密封环61能够与第二密封座3紧密的相抵，提高了第三密封环61的密封性能。

可选地，第三密封组件7包括第四密封环71和第三弹性件72，第四密封环71套装在转轴100上，第四密封环71与第三密封座4的一侧相抵，且第四密封环71密封安装在第三密封座4和转轴100之间，第三弹性件72夹设在第二密封座3的另一侧和第四密封环71之间。

在上述实现方式中，第四密封环71实现了对第三密封座4的密封，由于第四密封环71和第二密封座3之间设置有第三弹性件72，所以使得第四密封环71能够与第三密封座4紧密的相抵，提高了第四密封环71的密封性能

优选地，第一弹性件53、第二弹性件62和第三弹性件72均为弹簧，从而使得第一弹性件53、第二弹性件62和第三弹性件72能够用简单的结构，实现对第一密封环51、第二密封环52、第三密封环61和第四密封环71的压紧。

更优选地，弹性件为不锈钢结构件，从而提高了弹性件的耐腐蚀性能，提高了滑动密封装置的可靠性。

在本实施例中，第一腔体a内的水压、第二腔体b内的气压和第三腔体c内的油压依次增大。

在上述实现方式中，由于第二腔体b内的气压小于第一腔体a内的水压，所以第二腔体b中的压缩空气，不会影响第二密封环52与第一密封座2之间的紧密压紧。由于第三腔体c内的油压小于第二腔体b内的气压，所以第三腔体c中的压力油也不会影响第三密封环61与第二密封座3之间的紧密压紧。

并且，当外部的海水渗入第一腔体a后，可以增大第一腔体a中的水压，进而可以使得第一密封环51和第二密封环52更为紧密的贴合挡圈1和第一密封座2，从而提高了密封性能。相应的，当推进器中的润滑油渗入第三腔体c后，可以增大第三腔体c中的油压，进而可以使得第四密封环71更为紧密的贴合第三密封座4。

在本实施例中，第一密封座2的顶端设置有进水口21，第一腔体a通过进水口21与推进器的滤水系统连通。

在上述实现方式中，通过第一腔体a与滤水系统的连通，使得第一腔体a中可以充满被过滤的海水，从而可以避免海水中的杂质影响第一密封环51和第二密封环52的密封效果。

具体地，进水口21设置在第一密封座2的侧环上。

可选地，第二密封座3的底端连通有污油箱8，污油箱8与第二腔体b连通。

在上述实现方式中，污油箱8用于收集由第一腔体a中渗入的海水，和第三腔体c中渗入的润滑油，在压缩空气的作用下，使得海水和润滑油流入污油箱8。也就是说，通过观察污油箱8中的液体，可以判断滑动密封装置的渗漏情况。

可选地，第二密封座3的顶端设置有进气口31，用于将压缩空气导入第二腔体b。

可选地，第三密封座4的底端设置有进油口41，第三腔体c通过进油口41与推进器的润滑油箱300的输出口连通，第三密封座4的顶端设置有出油口42，第三腔体c通过出油口42与润滑油箱300的回油口连通。

在上述实现方式中，通过进油口41和出油口42的布置，使得第三腔体b与润滑油箱300实现了循环，起到了对滑动密封装置冷却的作用。

以上仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于推进器的滑动密封装置，其特征在于，所述滑动密封装置包括挡圈、第一密封座、第二密封座和第三密封座，所述挡圈、所述第一密封座、所述第二密封座和所述第三密封座依次套装在推进器的转轴上，所述挡圈的一侧与所述第一密封座的一侧固定连接在一起，且所述挡圈和所述第一密封座之间构成用于容置第一密封组件的第一腔体，所述第一密封组件套装在所述转轴上，所述第一密封组件用于密封所述挡圈和所述转轴之间的间隙以及所述第一密封座和所述转轴之间的间隙，所述第一腔体内充满海水，所述第一密封座的另一侧和所述第二密封座的一侧固定连接在一起，且所述第一密封座和所述第二密封座之间构成用于容置第二密封组件的第二腔体，所述第二密封组件套装在所述转轴上，所述第二密封组件用于密封所述第二密封座和所述转轴之间的间隙，所述第二腔体内充满高压空气，所述第二密封座的另一侧和所述第三密封座的一侧固定连接在一起，且所述第二密封座和所述第三密封座之间构成用于容置第三密封组件的第三腔体，所述第三密封组件套装在所述转轴上，所述第三密封组件用于密封所述第三密封座和所述转轴之间的间隙，所述第三腔体内填充有压力油，所述第三密封座的另一侧与所述推进器的定子固定安装在一起；

所述第一密封组件包括第一密封环、第二密封环和第一弹性件，所述第一密封环和所述第二密封环均套装在所述转轴上，所述第一密封环与所述挡圈的一侧相抵，且所述第一密封环密封安装在所述挡圈和所述转轴之间的间隙处，所述第二密封环与所述第一密封座的一侧相抵，且所述第二密封环密封安装在所述第二密封座和所述转轴的间隙处，所述第一弹性件夹设在所述第一密封环和所述第二密封环之间。

2.根据权利要求1所述的滑动密封装置，其特征在于，所述第二密封组件包括第三密封环和第二弹性件，所述第三密封环套装在所述转轴上，所述第三密封环与所述第二密封座的一侧相抵，且所述第三密封环密封安装在所述第二密封座和所述转轴之间，所述第二弹性件夹设在所述第一密封座的另一侧和所述第三密封环之间。

3.根据权利要求2所述的滑动密封装置，其特征在于，所述第三密封组件包括第四密封环和第三弹性件，所述第四密封环套装在所述转轴上，所述第四密封环与所述第三密封座的一侧相抵，且所述第四密封环密封安装在所述第三密封座和所述转轴之间，所述第三弹性件夹设在所述第二密封座的另一侧和所述第四密封环之间。

4.根据权利要求1所述的滑动密封装置，其特征在于，所述第一密封座的顶端设置有进水口，所述第一腔体通过所述进水口与所述推进器的滤水系统连通。

5.根据权利要求1所述的滑动密封装置，其特征在于，所述第二密封座的底端连通有污油箱，所述污油箱与所述第二腔体连通。

6.根据权利要求1所述的滑动密封装置，其特征在于，所述第三密封座的底端设置有进油口，所述第三腔体通过所述进油口与所述推进器的润滑油箱的输出口连通，所述第三密封座的顶端设置有出油口，所述第三腔体通过所述出油口与所述润滑油箱的回油口连通。

7.根据权利要求3所述的滑动密封装置，其特征在于，所述第一弹性件、所述第二弹性件和所述第三弹性件均为弹簧。

8.根据权利要求7所述的滑动密封装置，其特征在于，所述弹性件为不锈钢结构件。

9.根据权利要求1所述的滑动密封装置，其特征在于，所述第一腔体内的水压、所述第二腔体内的气压和所述第三腔体内的油压依次增大。

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