CN116733974A - 一种压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构，包括密封衬套、密封座体，密封衬套为动环，与螺旋桨连接并随螺旋桨轴转动；所述密封座体为静环，安装于推进器壳体，密封座体与密封衬套之间设有一道耐磨环和四道唇型密封，形成五个腔体，唇型密封抱紧力可调节，面向海水的两道唇形密封抱紧力不同，外侧抱紧力小于内侧，能够弥补压缩空气通过内侧密封时产生压力损失。采用本发明的密封执行机构，在遇到吃水深度发生变化或者环境压力变化较块时，唇型密封内外压差随之产生较快变化，此时唇型密封开口不会因压差突增而变大引起海水内泄，也不会因压差突减而变小引起唇型密封磨损，提高艉密封装置工作可靠性和使用寿命。

Description

一种压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构

技术领域

本发明涉及一种压缩空气控制型船舶艉密封装置，尤其是一种密封执行机构。

背景技术

目前，船舶艉密封装置在密封性能方面已经非常成熟，密封形式主要有迷宫密封、旋转动密封、填料密封、机械密封等。其工作原理一般是通过摩擦副形成抽吸效应达到密封效果、或者通过摩擦副形成动压水膜达到密封效果，或者通过节流效应达到密封效果。船舶设计者只需要根据目标船螺旋桨轴径、转速、使用深度、泄漏量要求等技术参数以及经费要求，就能选配合适的密封形式。但是，随着国际海洋环境组织关于船舶近海排放要求规定出台，传统的艉密封装置就很难满足该要求，必须对其改进升级。国外先进密封厂商已经率先研发并推广应用新型艉密封装置------空气艉密封装置。空气艉密封装置工作原理为设置面向海水的唇形密封与面向滑油的唇形密封2道，在中间通入压力可控的压缩空气，使压缩空气压力略大于或者略小于海水压力。这样的话，唇型密封要么刚刚好被抬起让空气溢出阻止海水进来，要么刚刚好封闭隔开海水。同时，在空气腔设置一个出气口，一旦有海水进来或者滑油泄漏，就会被气流带到回收瓶，实现污染源零排放。

空气艉密封装置优点在于实现零排放，同时减少了唇型密封与转轴摩擦力，降低了磨损，延长了寿命。难点就在于如何实现精准的压缩空气压力和流量供给，使唇型密封按照要求抬起并保证稳定开口。特别是像半潜船、海洋平台这种工作水深变化较大的工况，在吃水或者海水冲击较大时，密封执行机构能否有较好的防冲击设计和灵敏的抬起或者封闭动作，就非常重要了。因此，有必要对密封执行结构限位能力和灵敏度调节能力进行创新设计。

发明内容

本发明的目的是提出一种压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构，该结构为防冲击和灵敏度可调的密封结构，用于解决空气艉密封装置在遇到吃水深度变化加大或者压力冲击较大时导致唇型密封开口响应不及时导致泄漏的问题，提高空气艉密封装置工作可靠性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构，包括密封衬套、密封座体，所述密封衬套为动环，与螺旋桨连接并随螺旋桨轴转动；所述密封座体为静环，安装于推进器壳体，所述密封座体与密封衬套之间设有一道耐磨环和四道唇型密封，形成五个腔体，所述唇型密封抱紧力可调节，面向海水的两道唇形密封抱紧力不同，外侧抱紧力小于内侧，能够弥补压缩空气通过内侧密封时产生压力损失。

进一步，所述密封衬套为不锈钢材质，外表面镀有陶瓷。

进一步，所述密封座体上设有压缩空气通道与润滑油通道；压缩空气通过压缩空气通道至密封圈形成的腔体，用于供给面向海水侧的唇型密封；润滑油通过润滑油通道至密封圈形成的腔体供给面向推进器轴承侧的唇型密封。

进一步，所述密封座体内设有限位环，面向海水侧的两道唇型密封都配置有限位环，用于限制唇型密封受到压差突变时开口大小。

进一步，所述密封座体中腔1、腔2、腔0、腔3和腔4分别通有海水、压缩空气、压缩空气、润滑油、润滑油，压力分别为P1、P2、P0、P3、P4，且P1＜P2＜P0＜P3＞P4。

进一步，面向海水侧的两道唇型密封均设有的调节弹簧，用于通过调节弹簧来调节唇型密封的抱紧力，并使开启的抱紧力与压缩空气压力相匹配；同时在压差P0-P2突减时，即海水压力突增时，两道唇型密封抱紧转动的密封衬套，且抱紧力不会使唇型密封与密封衬套发生过度磨损。

本发明的有益效果是：

采用本发明的压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构，在遇到吃水深度发生变化或者环境压力变化较块时，唇型密封内外压差随之产生较快变化，此时唇型密封开口不会因压差突增而变大引起海水内泄，也不会因压差突减而变小引起唇型密封磨损，提高艉密封装置工作可靠性和使用寿命。

附图说明

图1是本发明的压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构示意图；

图2是本发明的压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1，2所示，本发明的一种压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构，包括密封衬套1和密封座体2。

密封衬套1为动环，不锈钢材质并镀陶瓷，通过安装面A与螺旋桨连接并随螺旋桨轴转动；密封座体2为静环，通过安装面B安装于推进器壳体，包括耐磨环21、第一道唇形密封22、第二道唇形密封23、第三道唇形密封24、第四道唇形密封25、第一道限位环26、第二道限位环27、连接法兰、密封座、压缩空气通道28、润滑油通道29等。

密封座体内2设有一道耐磨环21和四道唇型密封，第一道唇形密封22与第二道唇型密封23面向海水安装，双重保护；第三道唇形密封24与第四道唇型密封25面向润滑油安装，双重保护；共形成5个腔体，分别为腔1a、腔2b、腔0c、腔3d和腔4e；唇型密封抱紧力可以调节，第一道唇形密封22与第二道唇型密封23抱紧力不同，第一道唇形密封22抱紧力略小于第二道唇型密封23抱紧力，弥补压缩空气通过第二道唇型密封23抱紧力这道密封时产生压力损失，确保第二道唇型密封23唇口抬起时，第一道唇型密封22相应抬起。

密封座体2中的腔1a、腔2b、腔0c、腔3d和腔4e分别通有海水、压缩空气、压缩空气、滑油、滑油，压力分别为P1、P2、P0、P3、P4，且P1＜P2＜P0＜P3＞P4。

密封座体2中设有压缩空气通道28与润滑油通道29；压缩空气通过密封圈形成的腔0供给面向海水侧的第一、二道唇型密封22、23；润滑油通过密封圈形成的腔0供给面向推进器轴承侧的第三、四道唇型密封24、25。

密封座体2内设有第一、二道限位环26、27，面向海水侧的第一、二道唇形密封22、23都配置限位环，当压差P0-P2突然增加时，即海水压力突减时，第一、二道唇形密封22、23唇口将突然增大，这容易引起海水内泄。因此，该限位环可以限制唇型密封受到压差突变时开口大小。

第一道唇型密封22与第二道唇型密封23的抱紧力均可以通过弹簧调节，其开启抱紧力与压缩空气压力相匹配适应。同时在压差P0-P2突减时，即海水压力突增时，唇型密封将抱紧转动的衬套，此时抱紧力不会使唇型密封与衬套发生过度磨损。

Claims (6)

1.一种压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构，其特征在于：包括密封衬套、密封座体，所述密封衬套为动环，与螺旋桨连接并随螺旋桨轴转动；所述密封座体为静环，安装于推进器壳体，所述密封座体与密封衬套之间设有一道耐磨环和四道唇型密封，形成五个腔体，所述唇型密封抱紧力可调节，面向海水的两道唇形密封抱紧力不同，外侧抱紧力小于内侧，能够弥补压缩空气通过内侧密封时产生压力损失。

2.根据权利要求1所述的压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构，其特征在于：所述密封衬套为不锈钢材质，外表面镀有陶瓷。

3.根据权利要求1所述的压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构，其特征在于：所述密封座体上设有压缩空气通道与润滑油通道；压缩空气通过压缩空气通道至密封圈形成的腔体，用于供给面向海水侧的唇型密封；润滑油通过润滑油通道至密封圈形成的腔体供给面向推进器轴承侧的唇型密封。

4.根据权利要求1所述的压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构，其特征在于：所述密封座体内设有限位环，面向海水侧的两道唇型密封都配置有限位环，用于限制唇型密封受到压差突变时开口大小。

5.根据权利要求1所述的压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构，其特征在于：所述密封座体中的腔1、腔2、腔0、腔3和腔4分别通有海水、压缩空气、压缩空气、润滑油、润滑油，压力分别为P1、P2、P0、P3、P4，且P1＜P2＜P0＜P3＞P4。

6.根据权利要求5所述的压缩空气控制型船舶艉密封装置密封执行机构，其特征在于：面向海水侧的两道唇型密封均设有的调节弹簧，用于通过调节弹簧来调节唇型密封的抱紧力，并使开启的抱紧力与压缩空气压力相匹配；同时在压差P0-P2突减时，即海水压力突增时，两道唇型密封抱紧转动的密封衬套，且抱紧力不会使唇型密封与密封衬套发生过度磨损。