CN204921996U - 端面唇形舵杆密封 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种端面唇形舵杆密封，包括套装于舵杆上的密封圈座，其特征在于：所述密封圈座上固定连接有静密封件，在密封圈座和静密封件之间压装有唇形密封圈；该唇形密封圈的一端设置有内侧唇口和外侧唇口，内侧唇口和外侧唇口所在密封面垂直于唇形密封圈的密封圈内孔；该内侧唇口和外侧唇口贴合于静密封件上。所述唇形密封圈另一端设有外侧凸起和内侧端面凸起，呈圆环状的外侧凸起横截面呈等腰三角形，该等腰三角形的顶角γ=100°-140°；所述内侧端面凸起位于唇形密封圈的端面和密封圈内孔孔壁相交位置，该内侧端面凸起的内倾角δ=20°-40°。本实用新型不仅对舵杆振动敏感度小，而且对舵杆表面无磨损。

Description

端面唇形舵杆密封

技术领域

本实用新型涉及船舶舵系中的舵杆舵承，尤其涉及舵杆舵承中的舵杆密封装置。

背景技术

舵杆是舵叶转动的立轴，是船舶舵系中的重要结构件；它用以承受和传递作用在舵叶上的力及舵给以转舵装置的力。因此舵杆不仅要传递来自舵机的舵叶转动力矩，而且要承受水体对其的反作用力，以及波浪、倾斜重力对其的冲击和附加作用力。其舵杆密封则主要防止海水通过舵杆穿过船体位置进入船体内，以防止损坏舱内装置结构部件，又要防止润滑油泄漏流出而污染海水的双重作用。

现有的舵杆密封仍以填料密封作为主要的密封结构，虽然填料密封具有结构简单的优点，但由于填料密封是依靠压盖产生径向压紧力，迫使填料压紧在舵杆表面而产生密封效果，因此舵杆的填料密封需要消耗更多的转舵功率，对舵杆表面也会产生较为严重的磨损，而磨损间隙的增大又会导致密封效果的下降，使得舵杆密封可靠性变差。更由于在舵杆的工作过程中，舵杆既要承受来自舵叶运行和海浪作用所产生的径向推力和弯矩，又要承受船舶航行簸跛和摇摆而产生的舵杆重力在舵杆径向的分力，这些无规律和不均衡的舵杆径向分力的综合作用，使舵杆产生不可避免的径向位移和振动，不仅加大了舵杆表面的啃蚀磨损，更会在填料和舵杆表面形成间隙，也会加剧密封填料坍塌损坏，使舵杆密封效果丧失。尤其随着船舶工业的发达，大吨位船舶的不断涌现，相应地用于操控船舵航向的舵系零件和重量也随之增大，舵杆填料密封更容易产生径向间隙，其密封效果变得很不稳定，而且还会加剧对舵杆的啃蚀磨损，故而现有的舵杆填料密封不仅难以适应大吨位船舶的使用要求，而且易于形成舵杆磨损，直接影响舵杆的运行稳定性和使用寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种对舵杆振动敏感度小、舵杆表面无磨损的端面唇形舵杆密封。

为了解决上述技术问题，本实用新型的端面唇形舵杆密封，包括套装于舵杆上的密封圈座，所述密封圈座上固定连接有静密封件，在密封圈座和静密封件之间压装有唇形密封圈；该唇形密封圈的一端设置有内侧唇口和外侧唇口，内侧唇口和外侧唇口所在密封面垂直于唇形密封圈的密封圈内孔；该内侧唇口和外侧唇口贴合于静密封件上。

采用上述结构后，由于将传统的填料密封变为唇形密封，密封圈以其唇部紧贴密封偶合面阻塞泄漏通道而获得可靠的密封效果，同时该密封圈唇口部依靠自身弹力和工作预紧压力紧密地与密封面贴合，能够自动补偿磨损量，具有良好的自密封作用。采用内、外侧唇口的两道结构，不仅加强密封结构的密封效果，而且可在两道密封唇口之间润滑油填充腔，使密封唇口部形成润滑油膜，防止密封圈干摩擦咬伤损坏，提供良好的润滑条件。更由于内、外唇口所形成的密封面垂直于唇形密封圈的密封圈内孔，将极易泄漏的轴向填料密封改为不易泄漏的端面密封结构，使密封结构对舵杆的摆动和偏斜均不敏感，在舵叶和舵杆经受船舶簸跛和海浪冲击的情况下，仍能保持可靠稳定的密封效果。而且这种具有端面密封偶合面和唇形密封结构相互叠加，不仅耐振性强，抗舵杆摆动效果好，而且具有磨损补偿效果好，密封端面始终自动地保持贴紧状态。还由于内、外侧唇口贴合在静密封件上，且唇形密封圈被压紧于密封圈座与静密封件之间，这样密封结构的密封唇口不与舵杆直接接触，彻底避免了密封件对舵杆的摩擦损坏，既有效保护了舵杆，又具有极为可靠的密封效果。本实用新型还具有密封功耗损失小，维修周期长等优点。

本实用新型的进一步实施方式，所述唇形密封圈另一端设有外侧凸起和内侧端面凸起，呈圆环状的外侧凸起横截面呈等腰三角形，该等腰三角形的顶角γ=100°—140°；所述内侧端面凸起位于唇形密封圈的端面和密封圈内孔孔壁相交位置，该内侧端面凸起的内倾角δ=20°—40°。在唇形密封圈另一端面设有端面凸起，既加强了密封圈与密封座间的密封效果，又可以为密封唇口提供稳定的密封预紧压力，使密封唇口紧贴密封面。

本实用新型的优选实施方式，在所述唇形密封圈的密封圈内孔孔壁上设有圆环状的孔壁凹槽。在所述唇形密封圈的外侧面装有密封圈弹簧，该密封圈弹簧位于唇形密封圈的弹簧槽中。密封圈内孔孔壁上的凹槽结构增强了唇形密封圈孔壁与舵杆表面的贴合作用的稳定性，提高了贴合接触应力，而密封圈弹簧提供给密封圈的径向束紧力又进一步增强密封圈与舵杆表面的贴合紧密度。

本实用新型的优选实施方式，在所述内侧唇口和外侧唇口之间形成一环状的腔槽。位于两唇口之间的环状腔槽能用于填充润滑油（脂），能在密封面间建立稳定可靠的润滑油膜，既减少磨损，又增强密封效果。

本实用新型的优选实施方式，在内侧唇口的根部位置设有环状的端面槽。在内侧唇口根部设置端面槽能增强内侧唇口在密封面上弹性预压力，稳定唇口的密封效果。

本实用新型的进一步实施方式，所述内侧唇口的主密封角α₁=10°—30°；该内侧唇口的副密封角β₁=5°—15°。所述外侧唇口的主密封角α₂=10°—30°，该外侧唇口的副密封角β₂=5°—15°。该结构使密封唇口在密封面上具有较为稳定的密封预紧压力，使之更加紧密地与密封面贴合，密封效果得到进一步增强。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型端面唇形舵杆密封作进一步说明。

图1是本实用新型端面唇形舵杆密封一种具体实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型端面唇形舵杆密封另一种具体实施方式的结构示意图；

图3是图1或图2所示实施方式中唇形密封圈的剖面结构示意图；

图4是图3所示结构中Ⅰ部局部放大增加示意图；

图5是图3所示结构中Ⅱ部局部放大增加示意图。

图中，1—舵杆、2—静密封件、3—唇形密封圈、4—密封圈弹簧、5—固定螺栓、6—密封圈座，7—垫片、8—连接螺栓、9—轴助密封件、10—密封圈内孔、11—端面槽、12—内侧唇口、13—腔槽、14—外侧唇口、15—弹簧槽、16—外侧端面凸起、17—内侧端面凸起、18—孔壁凹槽。

具体实施方式

在图1所示的实施方式中，舵杆1穿过静密封件2和密封座6中心位置的舵杆孔，而使得静密封件2和密封座6套装于舵杆1上，静密封件2和密封座6中心孔径大于舵杆直径，因而在舵杆1与静密封件2和密封座6之间保持间隙，该间隙使得舵杆摆动时而不会与静密封件2和密封座6形成接触或碰撞。静密封件2为一中心带孔的圆环板。密封座6则呈带有中心腔室的圆盘状结构，在密封座6的底面垫有垫片7，密封座6通过固定螺栓5固定安装于舵承上。密封座6的腔口位置通过连接螺栓8固定安装静密封件2。在静密封件2和密封座6的结合面上设有辅助密封件9，该辅助密封件9为O形橡胶密封圈，当然也可以是其它的静密封件。唇形密封圈3位于密封座6和静密封件2所形成的腔室中。唇形密封圈3上端的内侧唇口12和外侧唇口14贴合于静密封件2的下板面，唇形密封圈3的下端则支承于密封座6的腔底面上。位于唇形密封圈3两端的密封座6和静密封件2对唇形密封圈3施加合适的轴向压紧力，从而形成压紧关系。

图2所示是本实用新型的另一种具体实施结构。本实施结构与上述实施例不同的仅在于静密封件2和密封座6的结构形式，本实施例中的静密封件2呈倒扣的圆盘状结构，而密封座6则呈圆环板结构。因此，唇形密封圈3上端的内侧唇口12和外侧唇口14贴合于静密封件2倒扣圆盘腔的上顶面，唇形密封圈3的下端则支承安装于圆环板状的密封座6上。位于密封座6的底面垫片7则采用成型密封圈。

在图1和图2的实施方式中，均采用了相同结构的唇形密封圈3，唇形密封圈3上端的内侧唇口12和外侧唇口14所在的平面与静密封件2的偶合面构成密封面。

如图3所示，在唇形密封圈3本体中心位置设有密封圈内孔10，舵杆1穿插于该密封圈内孔10中，唇形密封圈3本体上端向外侧倾斜延伸而形成内侧唇口12和外侧唇口14，内侧唇口12和外侧唇口14唇口密封端所在的密封面垂直于密封圈内孔10的孔中心线，从而形成了端面密封结构。内侧唇口12和外侧唇口14相隔设置，从而在两者之间形成一环状的腔槽13，该腔槽13用以填放润滑油（脂）。在密封圈内孔10的孔壁上设有三道圆环状的孔壁凹槽18，孔壁凹槽18并不限于三道，但至少为两道，其道数应根据具体结构和使用环境进行选择确定。孔壁凹槽18的槽口宽度大于相邻两槽凸肋的肋顶宽度，这种结构能使唇形密封圈3可靠地贴合于舵杆1上。在唇形密封圈3本体外周设有弹簧槽15，该弹簧槽15中束紧地设有密封圈弹簧4，该密封圈弹簧4所提供的径向束紧力使唇形密封圈牢固地贴合在舵杆1上，在内侧唇口12的根部内侧位置设有环状的端面槽11，该端面槽11使得内侧唇口12形成较好的弹性预紧密封力。

如图4所示，内侧唇口12和外侧唇口14截面呈外伸唇边状，内侧唇口12的唇口端内侧锥面与密封面所形成的主密封角α₁=20°，该主密封角α₁优选为10°—30°。唇口端外侧锥面与密封圈内孔10的孔中心线（孔中心线垂直于密封面）所形成的副密封角β₁=10°，该副密封角β₁优选为5°—15°。同样外侧唇口14的唇口端内侧锥面与密封面所形成的主密封角α₂=20°，该主密封角α₂优选为10°—30°。唇口端外侧锥面与密封圈内孔10的孔中心线（孔中心线垂直于密封面）所形成的副密封角β₂=10°，该副密封角β₂优选为5°—15°。

如图5所示，在唇形密封圈3的下端设有端面凸起，该端面凸起支承于密封座6上，它既能增强与密封座6间的密封性能，又能增强唇形密封圈3的密封预压力。端面凸起包括外侧凸起16和内侧端面凸起17。呈圆环状的外侧凸起16横截面呈等腰三角形，该等腰三角形的顶角γ=120°，优选该等腰三角形的顶角γ=100°—140°；内侧端面凸起17位于唇形密封圈3的端面和密封圈内孔10孔壁相交位置，内侧端面凸起17向内倾斜地贴向舵杆1，其倾斜面与支承面的夹角为内倾角δ，该内侧端面凸起17的内倾角δ=30°，优选该内侧端面凸起17的内倾角δ=20°—40°。

以上仅列出了本实用新型的一些具体实施方式，但本实用新型并不仅限于此，还可以作出较多的改进与变换，如唇形密封圈的一端不限于设有内侧唇口和外侧唇口两道密封唇口，还可以是一道、三道、四道或更多道的密封唇口；唇形密封圈另一端既可是设有外侧凸起和内侧端面凸起，也可以是设有一道凸起或者不设凸起，或者设有两道以上的凸起；凸起的横截面除呈等腰三角形外，还可以是矩形、梯形等其他的几何形状。如此等等。因此只要密封唇口所在的密封面垂直于密封圈内孔均应视为落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种端面唇形舵杆密封，包括套装于舵杆（1）上的密封圈座（6），其特征在于：所述密封圈座（6）上固定连接有静密封件（2），在密封圈座（6）和静密封件（2）之间压装有唇形密封圈（3）；该唇形密封圈（3）的一端设置有内侧唇口（12）和外侧唇口（14），内侧唇口（12）和外侧唇口（14）所在密封面垂直于唇形密封圈（3）的密封圈内孔（10）；该内侧唇口（12）和外侧唇口（14）贴合于静密封件（2）上。

2.根据权利要求1所述的端面唇形舵杆密封，其特征在于：所述唇形密封圈（3）另一端设有外侧凸起（16）和内侧端面凸起（17），呈圆环状的外侧凸起（16）横截面呈等腰三角形，该等腰三角形的顶角γ=100°—140°；所述内侧端面凸起（17）位于唇形密封圈（3）的端面和密封圈内孔（10）孔壁相交位置，该内侧端面凸起（17）的内倾角δ=20°—40°。

3.根据权利要求1所述的端面唇形舵杆密封，其特征在于：在所述唇形密封圈（3）的密封圈内孔（10）孔壁上设有圆环状的孔壁凹槽（18）。

4.根据权利要求1所述的端面唇形舵杆密封，其特征在于：在所述唇形密封圈（3）的外侧面装有密封圈弹簧（4），该密封圈弹簧（4）位于唇形密封圈（3）的弹簧槽（15）中。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的端面唇形舵杆密封，其特征在于：在所述内侧唇口（12）和外侧唇口（14）之间形成一环状的腔槽（13）。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的端面唇形舵杆密封，其特征在于：在内侧唇口（12）的根部位置设有环状的端面槽（11）。

7.根据权利要求1、2、2或4所述的端面唇形舵杆密封，其特征在于：所述内侧唇口（12）的主密封角α₁=10°—30°；该内侧唇口（12）的副密封角β₁=5°—15°。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的端面唇形舵杆密封，其特征在于：所述外侧唇口（14）的主密封角α₂=10°—30°，该外侧唇口（14）的副密封角β₂=5°—15°。

9.根据权利要求3所述的端面唇形舵杆密封，其特征在于：所述孔壁凹槽（18）至少有两道，该孔壁凹槽（18）的槽口宽度大于槽间凸肋的顶宽。

10.根据权利要求1所述的端面唇形舵杆密封，其特征在于；所述静密封件（2）也套装于舵杆（1）上，在静密封件（2）与密封圈座（6）之间安装有辅助密封件（9）。