CN110005811B - 艉轴随动组合密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种艉轴随动组合密封装置，包括固定套装于艉轴上的艉轴衬套和艉轴密封支架，在艉轴衬套上分别套装有迷宫动环和旋转泛塞封；设置有迷宫静环的迷宫静环座固定安装于泛塞封环上，迷宫动环和迷宫静环相互穿插配合设置，在泛塞封环上固定连接有密封座，该密封座有间隙地空套于艉轴上，旋转泛塞封的凸缘部紧压于泛塞封环和密封座之间；密封座通过轴承与艉轴密封支架相互转动套接；密封座与挠性接管的一端相互固连，挠性接管的另一端与船艉座相互固连，空套于艉轴上的船艉座的后端固定安装有密封气胎座，该密封气胎座上嵌装有密封气胎，安装于密封气胎座上的充气嘴通向密封气胎的胎腔内。该密封装置能够跟随艉轴偏摆，密封效果稳定。

Description

艉轴随动组合密封装置

技术领域

本发明涉及船舶推进轴系的艉轴，尤其涉及一种具有迷宫密封结构和旋转泛塞封的艉轴密封装置。

背景技术

船舶艉轴密封装置与艉轴处于长期相对的旋转水密封状态，艉轴和密封装置的相对运动表面因磨损将导致水泄漏量增加，严重时将影响船舶正常航行；当船舶受到外来振动和发动机推进的影响，尤其是水下大冲击干扰时，船体和推进轴系将产生弯曲变形，如果艉轴密封与轴之间没有对这种动态变形进行有效的补偿，将可能使艉轴卡死于密封装置上，导致艉轴密封装置的失效甚至损坏。

目前，国内船舶工业界应用较为普通的水密封装置是端面机械式密封结构，该艉轴密封装置包括有相对滑动的密封静环和密封动环，密封静环安装于密封静环座，该密封静环座再通过弹性补偿体和密封装置安装底座固定于船体艉管座上；而密封动环则通过密封动环座和传动卡环等部件紧固于船舶艉轴上。由于现有的艉轴端面机械密封结构中的密封静环与密封装置安装底座（或船舱体）保持相对固定状态，而密封动环则与转动的船舶艉轴处于固定连接状态，即密封静环和安装底座相固定，而密封动环则与艉轴随动，无法避免动、静环间的相对轴向窜动和径向跳动。

船舶螺旋桨的回转既会对船舶产生推进力，也使得艉轴产生周期性振动和挠曲，并引发往复轴向窜动，而艉轴相对舱体的轴向窜动和径向跳动，必然导致现有端面密封装置轴向密封的变化和密封面位置的飘移或振荡，从而恶化艉轴端面机械密封的工作环境和密封性能。首先在现有结构中艉轴的窜动和跳动会导致动环和静环之间出现不规则的密封间隙变化，由于这种不规则的间隙变化具有频次较高的特性，弹性补偿件的响应速度难以补偿该间隙的变化，使得动环和静环间的密封性能下降和密封性能的不稳定，导致水泄漏而失去密封效果。其次这种动、静环之间的相对径向跳动和轴向窜动，加大了密封面间的磨损速度和磨损量，不仅加速了端面机械密封的损坏和失效，而且也同样会导致密封配合间隙增大，水泄漏量增加。再者随着艉轴相对船舶舱体的窜动和跳动，密封动环和密封静环构成的密封接触面位置总是在两者径向形成无规则飘移，甚至形成振荡，导致密封贴合面位置不稳定，增加水泄漏机率，降低密封性能。因此现有的艉轴端面机械密封装置由于固有的结构缺陷，使得密封静环和密封动环之间无法避免地存在相对轴向窜动和径向跳动，这种动、静环相对位置的不固定必然导致密封性能不稳定，密封效果降低，使用寿命短，甚至会出现卡滞现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够跟随艉轴偏摆、密封效果稳定的艉轴随动组合密封装置。

为了解决上述技术问题，本发明的艉轴随动组合密封装置，包括固定套装于艉轴上的艉轴衬套，所述艉轴上还固定套装有艉轴密封支架，该艉轴密封支架和艉轴衬套相互固定连接，在艉轴衬套上分别套装有迷宫动环和旋转泛塞封；设置有迷宫静环的迷宫静环座固定安装于泛塞封环上，所述迷宫动环和迷宫静环相互穿插配合设置，在泛塞封环上固定连接有密封座，该密封座有间隙地空套于艉轴上，旋转泛塞封的凸缘部紧压于泛塞封环和密封座之间；密封座通过轴承与艉轴密封支架相互转动套接；密封座与挠性接管的一端相互固连，挠性接管的另一端与船艉座相互固连，空套于艉轴上的船艉座的后端固定安装有密封气胎座，该密封气胎座上嵌装有密封气胎，安装于密封气胎座上的充气嘴通向密封气胎的胎腔内。

在上述结构中，由于艉轴衬套上套装有迷宫动环，设置有迷宫静环的迷宫静环座固定安装于泛塞封环上，迷宫动环和迷宫静环相互穿插配合而形成了梳齿式非接触密封，迷宫密封通过在泄漏通道内的相互交错穿插的齿和槽，来增加泄漏流体的阻力，造成流体压差的急骤损失，甚至使密封处流体压差全部损失，从而实现封严不漏。又由于泛塞封环上固定连接有密封座，旋转泛塞封的凸缘部紧压于泛塞封环和密封座之间，旋转泛塞封由适当的弹簧力加上系统流体压力，将密封唇口顶出而轻轻压住艉轴衬套柱面上以生成非常优异的密封效果，当系统压力流体压力升高时，主密封力又由系统压力形成，从而保证由零压到高压的可靠密封。更由于密封座通过轴承与艉轴密封支架相互转动套接，这样就使得迷宫动环和迷宫静环的齿片环始终处于同一转动轴上，既避免迷宫动环和迷宫静环的齿片间相互的径向和轴向位移和偏摆，使得动环、静环齿片的相对位置始终保持不变，形成了迷宫动环和迷宫静环的随动结构，迷宫动环和迷宫静环构成的迷宫密封结构不会受到艉轴和舱体间相对轴向窜动和径向跳动的影响，不仅有效地避免了动环、静环间的不规则偏磨，而且保持了迷宫泄漏通道的一致性，以保证泄漏通道两端压差全部损失或高效损失，具有密封性能稳定，使用寿命长的显著优势。由于挠性接管一端固接于密封座上，另一端与船艉座相互固连，该挠性接管不仅阻断了外水向船舶舱内的泄漏，而且能够完全补偿艉轴相对船舶舱体的轴向窜动和径向跳动，完全避免了艉轴与舱体间因艉轴回转振动、船体和艉轴挠曲变形对密封装置的影响，确保密封装置运行于良好的工作状态中。船艉座空套于艉轴上，有效地改善了艉轴的支承状态，即使船体艉部发生变形，也很容易调整艉轴位置；同时该结构也有效地简化了艉轴安装工艺，取消了复杂的艉轴孔镗孔工序；固定安装于艉轴座后端的密封气胎座上嵌装有密封气胎和充气嘴，该结构既可作为低速运行密封又便于形成轴系维护密封。

本发明的优选实施方式，在所述艉轴衬套上还套装有备用旋转泛塞封。有利于旋转泛塞封的快速维护更换。

本发明的进一步实施方式，所述的艉轴随动组合所述轴承为滚动球轴承。功率损失小，使用寿命长。

本发明的进一步实施方式，所述密封座通过密封装置法兰与挠性接管相互固连。所述船艉座通过艉轴座法兰与挠性接管相互固连。方便挠性接管与密封座和船艉座的固定连接。

本发明的优选实施方式，所述挠性接管为金属波纹管或橡胶波纹管。波纹管结构，能够实现轴向和径向位移的有效补偿。

本发明的优选实施方式，所述密封气胎座上嵌装有两列密封气胎，在密封气胎座上至少安装有两只充气嘴，每列密封气胎均对应有一充气嘴。采用两列密封气胎结构，可以分别实现高低压充气。

本发明进一步实施方式，在所述密封气胎座的后端通过密封压盖压装有唇形密封圈。能有效阻隔舷外水中泥沙侵入。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明艉轴随动组合密封装置作进一步说明。

图1是本发明艉轴随动组合密封装置一种具体实施方式的剖面结构示意图；

图2是图1所示结构中迷宫密封及泛塞封装配结构的放大示意图。

图中，1—艉轴密封支架，2—艉轴衬套，3—迷宫动环，4—迷宫静环，5—迷宫静环座，6—旋转泛塞封，7—泛塞封环，8—轴承，9—轴承挡圈，10—密封座，11—密封装置法兰，12—挠性接管，13—艉轴，14—船艉座法兰，15—船艉座，16—密封气胎座，17—充气嘴，18—密封气胎，19—密封压盖，20—唇形密封圈，21—备用旋转泛塞封。

具体实施方式

如图1、图2所示的艉轴随动组合密封装置，该密封装置包括固定套装于艉轴13上的艉轴衬套2和艉轴密封支架1，艉轴密封支架1卡紧于艉轴13上，并且艉轴密封支架1通过连接螺栓与艉轴衬套2的法兰部相固定连接。在艉轴衬套2上依次套装有迷宫动环3、备用旋转泛塞封21和旋转泛塞封6。

固定套装于艉轴衬套2上的迷宫动环3采用环式齿片结构；同样迷宫静环4也为环式齿片结构，该迷宫静环4设置于迷宫静环座5上，并且迷宫静环4和迷宫静环座5为整体结构。迷宫静环4和迷宫动环3的齿片相互交错地穿插配合设置而构成迷宫式密封结构，迷宫静环座5通过连接螺栓固定连接于泛塞封环7上，泛塞封环7又通过连接螺栓固定连接于密封座10上。旋转泛塞封6的凸缘部被紧压于泛塞封环7和密封座10之间，以阻止泛塞封随艉轴13或艉轴衬套2旋转。在迷宫静环座5和艉轴衬套2形成的腔室位置设置有备用旋转泛塞封21，旋转泛塞封6和备用旋转泛塞封21具有相同的规格型号，以便于更换维修。

在密封座10上通过轴承8相互转动套装有艉轴密封支架1，密封座10则有间隙地套于艉轴13的轴周。该轴承8为滚动球轴承，滚动球轴承的内圈套装于密封座10 的轴承颈上，滚动球轴承的外圈则通过轴承挡圈9压装于艉轴密封支架1上。密封座10与挠性接管12的一端通过密封装置法兰11相互固定连接。挠性接管12采用金属波纹管，也可以采用橡胶波纹管等市场上常用的波纹管，该挠性接管12空套于艉轴13的轴外周上。在挠性接管12的另一端通过船艉座法兰14与船艉座15相互固连，船艉座15也空套于艉轴13外周上，在船艉座15的后端固定安装有密封气胎座16，在密封气胎座16上通过两侧的压圈嵌装有两列密封气胎18。在密封气胎座16的后端通过密封压盖19压装有唇形密封圈20。在密封气胎座16上安装有两只充气嘴17，每列密封气胎18均对应地连通有一充气嘴17。

上述仅举出了本发明的一种优选实施方式，但发明并不局限于此，只要迷宫动环和迷宫静环始终保持同轴转动的结构，均应落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种艉轴随动组合密封装置，包括固定套装于艉轴(13)上的艉轴衬套(2)，其特征在于：所述艉轴(13)上还固定套装有艉轴密封支架(1)，该艉轴密封支架(1)和艉轴衬套(2)相互固定连接，在艉轴衬套(2)上分别套装有迷宫动环(3)和旋转泛塞封(6)；设置有迷宫静环(4)的迷宫静环座(5)固定安装于泛塞封环(7)上，所述迷宫动环(3)和迷宫静环(4)相互穿插配合设置，在泛塞封环(7)上固定连接有密封座(10)，该密封座(10)有间隙地空套于艉轴(13)上，旋转泛塞封(6)的凸缘部紧压于泛塞封环(7)和密封座(10)之间；密封座(10)通过轴承(8)与艉轴密封支架(1)相互转动套接；密封座(10)与挠性接管(12)的一端相互固连，挠性接管(12)的另一端与船艉座(15)相互固连，空套于艉轴(13)上的船艉座(15)的后端固定安装有密封气胎座(16)，该密封气胎座(16)上嵌装有密封气胎(18)，安装于密封气胎座(16)上的充气嘴(17)通向密封气胎(18)的胎腔内；在所述艉轴衬套(2)上还套装有备用旋转泛塞封(21)；所述密封座(10)通过密封装置法兰(11)与挠性接管(12)相互固连；在所述密封气胎座(16)的后端通过密封压盖(19)压装有唇形密封圈(20)。

2.根据权利要求1所述的艉轴随动组合密封装置，其特征在于：所述轴承(8)为滚动球轴承。

3.根据权利要求1所述的艉轴随动组合密封装置，其特征在于：所述船艉座(15)通过艉轴座法兰(14)与挠性接管(12)相互固连。

4.根据权利要求1所述的艉轴随动组合密封装置，其特征在于：所述挠性接管(12)为金属波纹管或橡胶波纹管。

5.根据权利要求1所述的艉轴随动组合密封装置，其特征在于：所述密封气胎座(16)上嵌装有两列密封气胎(18)，在密封气胎座(16)上至少安装有两只充气嘴(17)，每列密封气胎(18)均对应有一充气嘴(17)。