CN110701305B - 艉轴密封装置及船舶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种艉轴密封装置及船舶，包括调整法兰，所述调整法兰包括：法兰盘本体，以及沿所述法兰盘本体边沿设置的第一连接孔和第二连接孔，至少所述第一连接孔为沉孔；所述法兰盘本体的两相对端面呈夹角θ设置。本发明的调整法兰用于艉轴密封装置中，并将艉轴密封装置中密封组件的线环密封改进为带环密封的形式，加强了密封圈两侧润滑油的泵汲作用，改善了润滑油脂对密封圈和艉轴的润滑和冷却，散热效果得到加强，从而解决了传统的密封圈两侧润滑油脂相对静止，不利于密封圈和艉轴的润滑和冷却所造成的密封圈发热老化、艉轴表面易磨损，甚至发生润滑油泄漏，污染环境，影响船舶经营的缺陷，提高了艉轴密封装置的使用可靠性及寿命。

Description

艉轴密封装置及船舶
技术领域
本发明涉及船舶工业领域，特别是涉及一种艉轴密封装置及船舶。
背景技术
在船舶工业中，为了防止了海水、湖水沿着艉轴渗入至船体中，就必须对艉轴进行严格的密封以保证船舰的安全性，船舶艉轴密封装置是船舶轴系的主要部件之一，其性能的好坏直接影响到船舶的正常营运及安全。同时，对防止船舶污染水域、保护环境起着十分重要的作用。随着海洋防污染要求日益严格和船舶大型化、高速化及深水作业等所带来的密封装置损坏事故的不断发生，国内外造船界和航运部门对其可靠性、可维修性等提出了更高的要求。现有的利用于艉轴的密封装置一般是通过多个连接处的密封圈进行密封，配合密封圈的使用需要多个挤压机构进行配合安装连接。但传统的艉轴密封装置在艉轴运行时，密封圈容易发热老化，艉轴表面容易磨损，从而降低了密封装置的可靠性以及船舶的营运安全，甚至发生滑油泄漏，污染环境。并且由于其安装于水线下难于维护，后艉轴密封装置一旦故障或损坏，艉轴滑油外泄造成水域环境的污染，船舶必须进坞修理或更换密封装置，停航、停产影响船舶营运造成经济损失。
发明内容
基于此，本发明在于克服现有技术的艉轴密封装置在艉轴运行时，密封圈容易发热老化，艉轴表面容易磨损，从而降低了密封装置的可靠性以及船舶的营运安全，甚至发生滑油泄漏，污染环境，且影响船舶经营的缺陷，提供一种艉轴密封装置及船舶。
其技术方案如下：
一种调整法兰，包括：法兰盘本体，以及沿所述法兰盘本体边沿设置的第一连接孔和第二连接孔，至少所述第一连接孔为沉孔；所述法兰盘本体的两相对端面呈夹角θ设置。
本技术方案的调整法兰用于艉轴密封装置中，并将艉轴密封装置中密封组件的线环密封改进为带环密封的形式，加强了密封圈两侧润滑油的泵汲作用，改善了润滑油脂对密封圈和艉轴的润滑和冷却，散热效果得到加强，从而解决了传统的密封圈两侧润滑油脂相对静止，不利于密封圈和艉轴的润滑和冷却所造成的密封圈发热老化、艉轴表面易磨损，甚至发生润滑油泄漏，污染环境，影响船舶经营的缺陷，提高了艉轴密封装置的使用可靠性及寿命。具体地，本技术方案的调整法兰设于艉轴管和密封组件之间，通过法兰盘本体两相对侧端面呈夹角θ设置，从而当法兰盘本体一侧与艉轴管对接时，由于艉轴管的端面为垂直于艉轴轴线的面，故法兰盘本体靠近艉轴管一侧，在安装时也垂直于艉轴轴线，另一侧则由于夹角θ的设置使其与艉轴轴线不垂直但也呈夹角倾斜，故而可将设于所述倾斜面所在侧的密封圈偏折，使密封圈与艉轴轴线的夹角由垂直演变为与垂直线呈夹角θ的偏角，故而使得密封圈的密封形式由原来的线环密封变为带环密封的形式。并且，所述第一连接孔和第二连接孔分别用于与艉轴管和密封组件连接，由于本实施方式的法兰盘本体两端面需分别与艉轴管和密封组件紧密贴合，故为了避免螺栓连接时螺母外露而影响密封组件安装，本实施方式至少所述第一连接孔为沉孔；即当法兰盘本体与艉轴管连接时，螺母位于沉孔内，不影响法兰盘本体另一侧与密封组件的贴紧配合。
在其中一个实施例中，所述夹角θ的范围为0.5°-1°。保证了密封圈本身的预紧力以及密封圈两侧润滑油脂的泵汲作用。
在其中一个实施例中，所述第一连接孔和所述第二连接孔的数量均为多个，且所述第一连接孔和所述第二连接孔在所述法兰盘本体的圆周方向交替间隔设置。所述第一连接孔和所述第二连接孔的数量和位置可具体根据密封组件进行配置，保证了法兰盘本体与艉轴管以及密封座的连接效果。
本技术方案还提供一种艉轴密封装置，包括：艉轴，套设于所述艉轴上的密封组件，用于固定所述密封组件的艉轴管，以及如上述任一项所述的调整法兰；所述调整法兰设于所述密封组件和所述艉轴管之间，且与所述密封组件和所述艉轴管均连接；所述调整法兰与所述艉轴管通过所述第一连接孔螺栓连接；所述调整法兰与所述密封组件通过所述第二连接孔螺栓连接。
本技术方案将艉轴密封装置中密封组件的线环密封改进为带环密封的形式，改善了润滑油脂对密封组件和艉轴的润滑和冷却，散热效果得到加强，从而解决了传统的密封组件内润滑油脂相对静止，不利于密封组件和艉轴的润滑和冷却所造成的密封圈发热老化、艉轴表面易磨损，甚至发生润滑油泄漏，污染环境，影响船舶经营的缺陷，提高了艉轴密封装置的使用可靠性及寿命。并且，所述第一连接孔和第二连接孔分别用于与艉轴管和密封组件连接，由于本实施方式的法兰盘本体两端面需分别与艉轴管和密封组件紧密贴合，故为了避免螺栓连接时螺母外露而影响贴紧效果，本实施方式至少所述第一连接孔为沉孔；即当法兰盘本体与艉轴管连接时，螺母位于沉孔内，不影响法兰盘本体另一侧与密封组件的贴紧配合。
在其中一个实施例中，所述密封组件包括密封圈组和与所述密封圈组配合形成容纳腔的密封座。所述容纳腔用于容纳空气或海水或润滑油脂。
在其中一个实施例中，所述密封圈组包括至少三个密封圈，所述容纳腔包括用于容纳润滑油的油腔；至少一个所述密封圈的两相对侧均设有所述油腔。从而当艉轴转动时，所述密封圈左右两侧的润滑油均具有泵汲作用，改善润滑冷却效果。
在其中一个实施例中，所述密封圈为唇形密封圈。自密封效果好，使用寿命长。
在其中一个实施例中，所述密封圈安装在所述艉轴上后形成的带环密封宽度为b＝Dtanθ，且所述带环密封宽度b的范围为2mm-3mm；其中D为艉轴的直径。由于带环密封宽度b过宽和过窄均会影响泵汲效果，故而本实施方式所述带环密封宽度b的范围为2mm-3mm。
在其中一个实施例中，所述密封圈组在所述艉轴轴线方向的中线到所述密封座靠近所述调整法兰一侧的端面的距离为L，所述法兰盘本体两相对端面的偏心距为S＝Ltanθ。为了减少偏角θ对密封圈在圆周上的预紧力偏差，本实施方式所述法兰盘本体两端面的第一连接孔、第二连接孔以及轴心均有偏心距S。
本技术方案还提供一种船舶，包括如上述任一项所述的艉轴密封装置。
本技术方案的船舶将艉轴密封装置中密封组件的线环密封改进为带环密封的形式，改善了润滑油脂对密封组件和艉轴的润滑和冷却，散热效果得到加强，从而解决了传统的密封组件内润滑油脂相对静止，不利于密封组件和艉轴的润滑和冷却所造成的密封圈发热老化、艉轴表面易磨损，甚至发生润滑油泄漏，污染环境，影响船舶经营的缺陷，提高了艉轴密封装置的使用可靠性及寿命。
附图说明
图1为本发明实施例所述的调整法兰的结构示意图；
图2为图1中A-A向剖面图；
图3为图2中B的放大示意图；
图4为本发明实施例所述的艉轴密封装置的结构示意图；
图5为图4中的密封圈带环密封状态示意图。
附图标记说明：
10、法兰盘本体；11、第一连接孔；12、第二连接孔；20、艉轴；30、密封组件；31、密封圈组；311、密封圈；32、密封座；33、容纳腔；331、油腔；40、艉轴管。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
基于此，本发明在于克服现有技术的艉轴密封装置在艉轴运行时，密封圈容易发热老化，艉轴表面容易磨损，从而降低了密封装置的可靠性以及船舶的营运安全，甚至发生滑油泄漏，污染环境，且影响船舶经营的缺陷，提供一种调整法兰、艉轴密封装置及船舶。
其技术方案如下：
如图1-图2所示的一种调整法兰，包括：法兰盘本体10，以及沿所述法兰盘本体10边沿设置的第一连接孔11和第二连接孔12，至少所述第一连接孔11为沉孔；所述法兰盘本体的两相对端面呈夹角θ设置。
本实施方式的调整法兰用于艉轴密封装置中，无需更改原有艉轴密封装置的结构，可直接进行加装，并将艉轴密封装置中密封组件的线环密封改进为带环密封的形式，加强了密封圈两侧润滑油的泵汲作用，改善了润滑油脂对密封圈和艉轴的润滑和冷却，散热效果得到加强，从而解决了传统的密封圈两侧润滑油脂相对静止，不利于密封圈和艉轴的润滑和冷却所造成的密封圈发热老化、艉轴表面易磨损，甚至发生润滑油泄漏，污染环境，影响船舶经营的缺陷，提高了艉轴密封装置的使用可靠性及寿命。具体地，本实施方式的调整法兰设于艉轴管和密封组件之间，通过法兰盘本体10两相对端面呈夹角θ设置，从而当法兰盘本体10一侧与艉轴管对接时，由于艉轴管的端面为垂直于艉轴轴线的面，故法兰盘本体10靠近艉轴管一侧，在安装时也垂直于艉轴轴线，另一侧则由于夹角θ的设置使其与艉轴轴线不垂直但也呈夹角倾斜，故而可将设于所述倾斜面所在侧的密封圈偏折，使密封圈与艉轴轴线的夹角由垂直演变为与垂直线呈夹角θ的偏角，故而使得密封圈的密封形式由原来的线环密封变为带环密封的形式。并且，所述第一连接孔11和第二连接孔12分别用于与艉轴管和密封组件连接，由于本实施方式的法兰盘本体10两侧端面需分别与艉轴管和密封组件紧密贴合，故为了避免螺栓连接时螺母外露而影响贴紧效果，本实施方式至少所述第一连接孔11为沉孔；即当法兰盘本体10与艉轴管连接时，螺母位于沉孔内，不影响法兰盘本体10另一侧与密封组件的贴紧配合。
在其他实施方式中，也可设置为第一连接孔11与密封组件连接，第二连接孔12与艉轴管连接。并且，在其他实施方式中也可设置为第一连接孔11和第二连接孔12均为沉孔。
为了保证密封圈本身的预紧力以及密封圈两侧润滑油脂的泵汲作用，本实施方式所述夹角θ的范围为0.5°-1°。
本实施方式所述第一连接孔11和所述第二连接孔12的数量均为多个，且所述第一连接孔11和所述第二连接孔12在所述法兰盘本体10的圆周方向交替间隔设置，所述第一连接孔11和所述第二连接孔12的数量和位置可具体根据密封组件进行配置，保证了法兰盘本体10与艉轴管以及密封座的连接效果。
如图4-图5所示，本实施方式还提供一种艉轴密封装置，包括：艉轴20，套设于所述艉轴20上的密封组件30，用于固定所述密封组件30的艉轴管40，以及如上述任一项所述的调整法兰；所述调整法兰设于所述密封组件30和所述艉轴管40之间，且与所述密封组件30和所述艉轴管40均连接；所述调整法兰与所述艉轴管40通过所述第一连接孔11螺栓连接；所述调整法兰与所述密封组件30通过所述第二连接孔12螺栓连接。
本实施方式将艉轴密封装置中密封组件30的线环密封改进为带环密封的形式，改善了润滑油脂对密封组件30和艉轴20的润滑和冷却，散热效果得到加强，从而解决了传统的密封组件30内润滑油脂相对静止，不利于密封组件30和艉轴20的润滑和冷却所造成的密封圈311发热老化、艉轴20表面易磨损，甚至发生润滑油泄漏，污染环境，影响船舶经营的缺陷，提高了艉轴密封装置的使用可靠性及寿命。并且，所述第一连接孔11和第二连接孔12分别用于与艉轴管40和密封组件30连接，由于本实施方式的法兰盘本体10两端面需分别与艉轴管40和密封组件30紧密贴合，故为了避免螺栓连接时螺母外露而影响贴紧效果，本实施方式至少所述第一连接孔11为沉孔；即当法兰盘本体10与艉轴管40连接时，螺母位于沉孔内，不影响法兰盘本体10另一侧与密封组件30的贴紧配合。
本实施方式所述密封组件30包括密封圈组31和与所述密封圈组31配合形成容纳腔33的密封座32，且所述密封座32与所述调整法兰连接。所述容纳腔33用于容纳空气或海水或润滑油脂。
本实施方式为了保证调整法兰与艉轴管40和密封座32的定位连接，所述法兰盘本体10两侧设有第一限位台阶，所述密封座21以及所述艉轴管40上均设有与所述第一限位台阶配合的第二限位台阶，通过第一限位台阶和第二限位台阶的配合，完成调整法兰与艉轴管40、密封座32的初步定位，后再通过螺栓连接限位。
本实施方式所述密封圈组31包括至少三个密封圈311，所述容纳腔33包括用于容纳润滑油的油腔331；至少一个所述密封圈311的两相对侧均设有所述油腔331。从而当艉轴20转动时，所述密封圈311左右两侧的润滑油均具有泵汲作用，改善润滑冷却效果。
本实施方式所述密封圈311为唇形密封圈，自密封效果好，使用寿命长。
由于安装了调整法兰后，由于斜度的本实施方式各所述密封圈311被调整法兰推移偏折与艉轴20轴线不垂直，且与垂直线有偏角θ，从而所述密封圈311安装在所述艉轴20上后形成的带环密封宽度为b＝Dtanθ，其中D为艉轴20的直径。由于带环密封宽度b过宽和过窄均会影响泵汲效果，故而本实施方式所述带环密封宽度b的范围为2mm-3mm。
如图3所示，为了减少偏角θ对密封圈311在圆周上的预紧力偏差，本实施方式所述法兰盘本体10两侧端面的第一连接孔11、第二连接孔12以及轴心的定位中心均有偏心距S。具体地，所述密封圈组31在所述艉轴20轴线方向的中线到所述艉轴管40端面的距离为L，所述法兰盘本体10两相对侧端面定位中心的偏心距为S＝Ltanθ。
本实施方式还提供一种船舶，包括如上述任一项所述的艉轴密封装置。
本实施方式的船舶将艉轴密封装置中密封组件30的线环密封改进为带环密封的形式，改善了润滑油脂对密封组件30和艉轴20的润滑和冷却，散热效果得到加强，从而解决了传统的密封组件30内润滑油脂相对静止，不利于密封组件30和艉轴20的润滑和冷却所造成的密封圈311发热老化、艉轴20表面易磨损，甚至发生润滑油泄漏，污染环境，影响船舶经营的缺陷，提高了艉轴密封装置的使用可靠性及寿命。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种艉轴密封装置，其特征在于，包括：艉轴，套设于所述艉轴上的密封组件，用于固定所述密封组件的艉轴管，以及调整法兰；所述调整法兰包括：法兰盘本体，以及沿所述法兰盘本体边沿设置的第一连接孔和第二连接孔，至少所述第一连接孔为沉孔；所述法兰盘本体的两相对端面呈夹角
Figure DEST_PATH_IMAGE001
设置；所述调整法兰设于所述密封组件和所述艉轴管之间，且与所述密封组件和所述艉轴管均连接；所述调整法兰与所述艉轴管通过所述第一连接孔螺栓连接；所述调整法兰与所述密封组件通过所述第二连接孔螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的艉轴密封装置，其特征在于，所述夹角
Figure 75478DEST_PATH_IMAGE001
的范围为0.5°-1°。
3.根据权利要求1所述的艉轴密封装置，其特征在于，所述第一连接孔和所述第二连接孔的数量均为多个，且所述第一连接孔和所述第二连接孔在所述法兰盘本体的圆周方向交替间隔设置。
4.根据权利要求1所述的艉轴密封装置，其特征在于，所述密封组件包括密封圈组和与所述密封圈组配合形成容纳腔的密封座。
5.根据权利要求4所述的艉轴密封装置，其特征在于，所述法兰盘本体的两侧设有第一限位台阶，所述密封座以及所述艉轴管上均设有与所述第一限位台阶配合的第二限位台阶。
6.根据权利要求4所述的艉轴密封装置，其特征在于，所述密封圈组包括至少三个密封圈，所述容纳腔包括用于容纳润滑油的油腔；至少一个所述密封圈的两相对侧均设有所述油腔。
7.根据权利要求6所述的艉轴密封装置，其特征在于，所述密封圈为唇形密封圈。
8.根据权利要求6所述的艉轴密封装置，其特征在于，所述密封圈在所述艉轴上的带环密封宽度为
Figure 369188DEST_PATH_IMAGE002
，且所述带环密封宽度b的范围为2mm-3mm；其中D为艉轴的直径。
9.根据权利要求6-8任一项所述的艉轴密封装置，其特征在于，所述密封圈组在所述艉轴轴线方向的中线到所述密封座靠近所述调整法兰一侧的端面的距离为L，所述法兰盘本体两相对端面的偏心距为
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。
10.一种船舶，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的艉轴密封装置。
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