CN213145359U - 水下轴系密封装置和水下设备 - Google Patents

Abstract

本申请适用于轴系密封技术领域，提供了一种水下轴系密封装置和水下设备，该水下轴系密封装置包括密封件、抵推件和弹性件，密封件呈环状设置且内部形成有具有开口的密封腔，密封腔内填充有压力流体，抵推件设于密封腔内，抵推件的侧壁与密封件的内壁密封且滑动连接，压力流体位于抵推件的远离开口的一侧，弹性件设于密封腔内且位于抵推件的朝向开口的一侧，弹性件弹性压紧于抵推件，水通过开口进入密封腔内并作用于抵推件上，这与水直接作用在密封件内周面的力相互抵消，使得压力流体对密封件的内周以及对待密封结构产生压力恒定，该密封件的密封效果不会由于水深以及水压的增大而受到影响，该密封件不容易受水压而损坏，能够稳定可靠地工作。

Description

水下轴系密封装置和水下设备

技术领域

本申请涉及轴系密封技术领域，特别涉及一种水下轴系密封装置和水下设备。

背景技术

目前，用于在水下进行推进的设备，如潜水器等，其用于产生动力的动力系统是位于设备内部密封设置，而用于对水流作用的水下推进系统是在设备外部。动力系统与水下推进系统之间通过传动轴连接，传动轴与设备外壳之间需要使用密封结构(如密封圈)进行密封，以防止水进入设备内部。现有用于对轴系进行密封的结构所存在的问题，密封效果会受到其在水下的深度的影响。这是因为，在水下时，水的压力会作用在密封结构的表面上，水深越大，水压越大，最终，可能会对密封结构造成破坏而影响其对传动轴的密封作用。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种水下轴系密封装置，旨在解决现有的轴系密封结构在水下使用时容易受水压作用而导致损坏的技术问题。

本申请实施例是这样实现的，一种水下轴系密封装置，包括：

密封件，呈环状设置且内部形成有具有开口的密封腔，所述密封腔内填充有压力流体；

抵推件，设于所述密封腔内，所述抵推件的侧壁与所述密封件的内壁密封且滑动连接，所述压力流体位于所述抵推件的远离所述开口的一侧；以及

弹性件，设于所述密封腔内且位于所述抵推件的朝向所述开口的一侧，所述弹性件弹性压紧于所述抵推件。

在一个实施例中，所述密封件包括密封圈和连接体，所述密封圈呈环状设置，所述连接体连接于所述密封圈的外侧，所述密封腔包括形成于所述密封圈内的第一腔体以及形成于所述连接体内的第二腔体，所述第二腔体与所述第一腔体相连通，且，所述开口形成于所述连接体上，所述抵推件和所述弹性件均设于所述第二腔体内，所述抵推件的侧壁与所述连接体的内壁密封且滑动连接。

在一个实施例中，所述第二腔体的内壁垂直于所述密封圈的轴向设置，所述抵推件的侧壁垂直于所述密封圈的轴向设置。

在一个实施例中，所述连接体包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体连接于所述密封圈和所述第二杆体之间；所述第二腔体包括形成于所述第一杆体内且与所述第一腔体连通的第三腔体，以及形成于所述第二杆体内且与所述第三腔体连通的第四腔体；所述抵推件和所述弹性件均设于所述第四腔体内；所述第三腔体的内宽小于所述第四腔体的内宽。

在一个实施例中，所述密封件还包括导向杆，所述导向杆连接于所述抵推件的朝向所述开口的一侧，且所述导向杆能够滑动穿过所述开口。

在一个实施例中，所述弹性件包括弹簧，所述弹簧沿轴向套设在所述导向杆上。

在一个实施例中，所述压力流体包括气体或者液体中的至少一种。

本申请实施例的另一目的在于提供一种水下设备，包括壳体、穿设所述壳体的传动轴，以及上述各实施例所说的水下轴系密封装置，所述密封件环设于所述传动轴上并位于所述壳体的外部。

在一个实施例中，所述水下设备还包括安装件，所述安装件环设于所述传动轴上并安装于所述壳体上，所述密封件至少部分位于所述安装件内。

在一个实施例中，所述水下设备包括设置在所述壳体内并与所述传动轴连接的动力系统，以及设置在所述壳体外并与所述传动轴连接的水下推进系统。

本申请实施例提供的水下轴系密封装置及水下设备的有益效果在于：

该水下轴系密封装置通过在密封件的密封腔内设置抵推件和弹性件来将对内部的压力流体施压，使得密封件的内周对待密封结构产生压力以实现密封，同时，密封件上还形成有与密封腔内设置弹性件的部分相连通的开口，当该水下轴系密封装置在水下使用时，水可以通过开口进入密封腔内设于弹性件的部分内，这样，水通过抵推件作用在压力流体上的力与水直接作用在密封件的内周面的力可以相互抵消，使得压力流体对密封件的内周以及对待密封结构产生压力保持恒定，该密封件的密封效果不会由于水深以及水压的增大而受到影响，该密封件不会受水压作用而损坏，从而，该密封件能够稳定可靠地工作；具有该水下轴系密封装置的水下设备，其密封件对传动轴的密封效果良好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的水下设备的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的水下轴系密封装置的纵剖面结构图；

图3是本申请实施例提供的水下轴系密封装置中密封件的纵剖面结构示意图。

图中标记的含义为：

100-水下轴系密封装置；

1-密封件，10-密封腔，11-压力流体，12-密封圈，120-第一腔体，13-连接体，130-第二腔体，131-第一杆体，1310-第三腔体，132-第二杆体，1320-第四腔体，133-开口；

2-抵推件；3弹性件；4-导向杆；

200-水下设备；9-壳体；8-动力系统；7-水下推进系统；6-安装件；5-传动轴。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接固定或设置在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图2和图3，本申请实施例首先提供一种水下轴系密封装置100，其包括：密封件1、抵推件2和弹性件3。其中，密封件1呈环状设置且内部形成有密封腔10，密封腔10内填充有压力流体11，该密封件1的至少位于其内周面的部分为能够在该压力流体11的压力的作用下变形的结构；抵推件2设于密封腔10内，抵推件2的侧壁与密封件1的内壁密封且滑动连接，且压力流体11位于抵推件2的朝向密封件1的内周面的一侧，如此，该抵推件2还将密封腔10划分出了两部分，一部分位于抵推件2的朝向密封件1的内周面的一侧，压力流体11始终被抵推件2限制于该侧空间内，另一部分位于抵推件2的远离密封件1的内周面的一侧，且，密封件1上还形成有开口133，该开口133与密封腔10的远离其内周面的部分相连通，也即，该开口133与压力流体11之间由抵推件2分隔而不连通；弹性件3设于密封腔10内且位于抵推件2的远离密封件1的内周面的一侧(也即朝向开口133的一侧)，弹性件3弹性压紧于抵推件2，从而，弹性件3能够对抵推件2施压，进而抵推件2对压力流体11施加，流体的压力最终作用于密封件1的内周面上，使得内周面变形，具体是，该密封件1的内周面可以涨紧。

请结合参阅图1，本申请实施例提供的水下轴系密封装置100用于设置在水下的轴系上，如图1所示的传动轴5上，密封件1呈环状设置，因此，其可以环设在传动轴5上，密封件1的内周面用于与传动轴5抵接。在弹性件3和抵推件2的作用下，密封件1的内周面变形后能够压紧于传动轴5的外周面，防止水沿着传动轴5的外周面进入水下轴系密封装置100的另一侧，从而，对传动轴5的外侧起到密封作用。

本申请实施例提供的水下轴系密封装置100，通过在密封件1的密封腔10内设置抵推件2和弹性件3来将对内部的压力流体11施压，使得密封件1的内周面对待密封结构(如上所述的传动轴5)产生压力以实现密封，同时，密封件1上还形成有与密封腔10内设置有弹性件3的部分相连通的开口133，当该水下轴系密封装置100在水下使用时，水可以通过开口133进入密封腔10的设有弹性件3的部分内。这样，水通过抵推件2作用在压力流体11上的力与水直接作用在密封件1的内周面的力可以相互抵消，使得压力流体11仅受到来自弹性件3和抵推件2的作用力，如此，压力流体11对密封件1的内周面所产生的压力以及进一步作用在待密封结构上的压力保持恒定，该密封件1的密封效果不会由于水深以及水压的增大而受到影响，该密封件1不会受水压作用而损坏，从而，该水下轴系密封装置100能够在水下稳定可靠地工作，为待密封结构提供可靠的密封效果。

请参阅图2和图3，在一个实施例中，密封件1包括密封圈12和连接体13，密封圈12呈环状设置，其用于环设在待密封结构上，连接体13连接于密封圈12的外侧。在本实施例中，密封圈12为可变形结构，如为橡胶件、塑胶件等，而连接体13则可选择任何可用的材料制作，如金属材料等，以便于其使用。上述的密封腔10包括形成在密封圈12内部的第一腔体120，以及形成在连接体13内部的第二腔体130，第二腔体130与第一腔体120相连通，抵推件2和弹性件3均设于第二腔体130内，抵推件2的侧壁与连接体13的内壁密封且滑动连接，开口133形成于连接体13上并与第二腔体130的远离第一腔体120的一侧相连通，也即，该开口133与第二腔体130的远离抵推件2和弹性件3的一侧的部分空间相连通。

本实施例中，密封圈12为橡胶件，其内部中空设置，第一腔体120可呈环形。这样，压力流体11对该密封圈12的作用力可以分布在密封圈12的整个内周面上，使得密封圈12的内周面变形并完全压紧在待密封结构的外周面上。

第二腔体130可以为非环形，而是按照合适、简单的方式形成。如图2和图3所示，本实施例中，第二腔体130呈沿着密封圈12的径向向外延伸的形状。抵推件2和弹性件3在密封圈12的径向上压紧压力流体11。

具体地，请参阅图3，在一个实施例中，第二腔体130的沿密封圈12的轴向的剖面呈矩形，或者说，第二腔体130的内壁垂直于密封圈12的轴向设置，对应地，抵推件2的用于与连接体13滑动且密封连接的侧壁也垂直于密封圈12的轴向设置。这样的好处是，第二腔体130和抵推件2的形状规则，便于制造，且能够简单地实现抵推件2与连接体13的内壁密封且滑动连接，从而，可以降低该水下轴系密封装置100的制作成本。

在一个实施例中，如图2所示，该水下轴系密封装置100还包括导向杆4，导向杆4连接于抵推件2的远离第一腔体120的一侧，且导向杆4在随抵推件2滑动的过程中能够滑动穿过开口133。这样的好处是，导向杆4的方向始终被限制，在抵推件2沿着连接体13的内壁滑动的过程中，导向杆4能够对抵推件2的方向进行导正，保证抵推件2的侧面始终保持正常方向而不发生偏移，从而，保证抵推件2对其朝向密封圈12一侧的压力流体11的密封效果。

抵推件2可以为塑料件、橡胶件或者硅胶件等，根据具体需要进行选择，以能够在滑动过程中保持与连接体13的内壁的密封为宜。本实施例在此不做特别限制。

在一个实施例中，如图2所示，弹性件3包括弹簧，弹簧轴向套设在导向杆4上，并位于第二腔体130内。该弹簧压缩在抵推件2和开口133之间，其所产生的弹性作用力作用在抵推件2上。在其他可选实施例中，弹性件3可以为其他形式，如轴向沿着导向杆4设置且围绕导向杆4设置的弹性圈等，因此，任何能够被压缩在抵推件2和第二开口133之间且能够稳定地提供弹性作用力的结构均可应用于此。

当然，可以理解的是，开口133在连接体13上的设置以使得弹性件3不会从该开口133处脱出为宜。例如，连接体13的远离第一腔体120的端面的面积大于开口133的面积，从而，弹性件3能够被限制在第二腔体130内。当然，在其他可选实施例中，连接体13的开口133可以有其他设置方式来限制弹性件3的脱出，在此不作唯一限制。

在一个实施例中，填充在密封腔10内的压力流体11的形式不限，可以是任何能够流动的流体，如气体、液体，或者是包括气体和液体的混合流体等，所说的气体可具体如空气，或者是其他单一成分的气体，所说的液体具体如水、油等。在一个具体实施例中，该压力流体11为液压油，其具体型号根据需要进行选择，在此不作特别限制。

请参阅图1，本申请实施例还提供一种水下设备200，其包括上述各实施例所说的水下轴系密封装置100。以下，将对该水下设备200的具体特征进行描述，并结合该水下轴系密封装置100在该水下设备200中的使用，进一步明确该水下轴系密封装置100的特征。

在本实施例中，水下设备200包括壳体9、穿设壳体9的传动轴5，以及上述各实施例所说的水下轴系密封装置100，密封件1环设于传动轴5上并位于壳体9的外部。密封件1的结构可参照上述实施例的描述，在此不再赘述。密封件1的内周面压紧于传动轴5上，从而，可以阻挡水沿着传动轴5的外周面进入到壳体9内部。

本申请实施例提供的水下设备200，包括上述各实施例所说的水下轴系密封装置100，其具有与上述水下轴系密封装置100相对应的优势。因此，该水下设备200中，该水下轴系密封装置100的密封效果不会由于水深以及水压的增大而受到影响，该水下轴系密封装置100不容易受水压作用而损坏，从而，该水下轴系密封装置100能够稳定可靠地在水下工作，以保持对壳体9和传动轴5之间的密封。

请参阅图1，该水下设备200还包括动力系统8和水下推进系统7，动力系统8设置于壳体9的内部，水下推进系统7设置在壳体9的外部，动力系统8和水下推进系统7通过传动轴5连接，动力系统8所输出的扭矩能够通过该传动轴5传递至水下推进系统7。动力系统8可以为电机等能够输出旋转动力的结构，水下推进系统7可以为螺旋桨等能够对水作用的结构，如此，通过动力系统8的驱动，水下推进系统7对水作用，水的反作用力可以提供该水下设备200前进的动力。

在一个实施例中，该水下设备200还包括安装件6，安装件6环设于传动轴5上并固定于壳体9上，其用于将传动轴5支撑穿过壳体9的同时，还允许传动轴5相对于壳体9作旋转运动。本实施例中，密封件1的密封圈12设置在安装件6的内部，连接体13穿过安装件6后被固定，从而使得密封圈12被固定，在传动轴5转动的过程中，传动轴5与密封圈12的内周面旋转摩擦。

例如，安装件6可以是轴承等，其内挡圈与传动轴5过盈配合，其外挡圈过盈压入壳体9上对应传动轴5所开设的通孔(未图示)的内壁。这样，密封圈12将轴承的内挡圈沿着传动轴5的轴向分为两部分，密封圈12位于该内挡圈的两部分之间，以不影响内挡圈随传动轴5的转动。连接体13可直接穿过外挡圈之后被固定。

请结合参阅图1至图3，在一个实施例中，连接体13包括相互连接的第一杆体131和第二杆体132，第一杆体131连接在密封圈12和第二杆体132之间。第二腔体130包括形成在第一杆体131内且与第一腔体120相连通的第三腔体1310，以及形成在第二杆体132内且与第三腔体1310连通的第四腔体1320。抵推件2和弹性件3设置在第四腔体1320内，开口133形成在第二杆体132上。本实施例中，第三腔体1310的内宽小于第四腔体1320的内宽。这样的好处是，第一杆体131的宽度可以设置地比第二杆体132的宽度小，第一杆体131穿过安装件6，而第二杆体132位于安装件6的外侧，从而，安装件6上对应第一杆体131所开设的孔可以较小，便于保证安装件6的整体强度。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水下轴系密封装置(100)，其特征在于，包括：

密封件(1)，呈环状设置且内部形成有具有开口(133)的密封腔(10)，所述密封腔(10)内填充有压力流体(11)；

抵推件(2)，设于所述密封腔(10)内，所述抵推件(2)的侧壁与所述密封件(1)的内壁密封且滑动连接，所述压力流体(11)位于所述抵推件(2)的远离所述开口(133)的一侧；以及

弹性件(3)，设于所述密封腔(10)内且位于所述抵推件(2)的朝向所述开口(133)的一侧，所述弹性件(3)弹性压紧于所述抵推件(2)。

2.如权利要求1所述的水下轴系密封装置(100)，其特征在于，所述密封件(1)包括密封圈(12)和连接体(13)，所述密封圈(12)呈环状设置，所述连接体(13)连接于所述密封圈(12)的外侧，所述密封腔(10)包括形成于所述密封圈(12)内的第一腔体(120)以及形成于所述连接体(13)内的第二腔体(130)，所述第二腔体(130)与所述第一腔体(120)相连通，且，所述开口(133)形成于所述连接体(13)上，所述抵推件(2)和所述弹性件(3)均设于所述第二腔体(130)内，所述抵推件(2)的侧壁与所述连接体(13)的内壁密封且滑动连接。

3.如权利要求2所述的水下轴系密封装置(100)，其特征在于，所述第二腔体(130)的内壁垂直于所述密封圈(12)的轴向设置，所述抵推件(2)的侧壁垂直于所述密封圈(12)的轴向设置。

4.如权利要求2所述的水下轴系密封装置(100)，其特征在于，所述连接体(13)包括第一杆体(131)和第二杆体(132)，所述第一杆体(131)连接于所述密封圈(12)和所述第二杆体(132)之间；所述第二腔体(130)包括形成于所述第一杆体(131)内且与所述第一腔体(120)连通的第三腔体(1310)，以及形成于所述第二杆体(132)内且与所述第三腔体(1310)连通的第四腔体(1320)；所述抵推件(2)和所述弹性件(3)均设于所述第四腔体(1320)内；所述第三腔体(1310)的内宽小于所述第四腔体(1320)的内宽。

5.如权利要求1所述的水下轴系密封装置(100)，其特征在于，所述密封件(1)还包括导向杆(4)，所述导向杆(4)连接于所述抵推件(2)的朝向所述开口(133)的一侧，且所述导向杆(4)能够滑动穿过所述开口(133)。

6.如权利要求5所述的水下轴系密封装置(100)，其特征在于，所述弹性件(3)包括弹簧，所述弹簧沿轴向套设在所述导向杆(4)上。

7.如权利要求1至6中任一项所述的水下轴系密封装置(100)，其特征在于，所述压力流体(11)包括气体或者液体中的至少一种。

8.一种水下设备(200)，其特征在于，包括壳体(9)、穿设所述壳体(9)的传动轴(5)，以及如权利要求1至7中任一项所述的水下轴系密封装置(100)，所述密封件(1)环设于所述传动轴(5)上并位于所述壳体(9)的外部。

9.如权利要求8所述的水下设备(200)，其特征在于，所述水下设备(200)还包括安装件(6)，所述安装件(6)环设于所述传动轴(5)上并安装于所述壳体(9)上，所述密封件(1)至少部分位于所述安装件(6)内。

10.如权利要求8或9所述的水下设备(200)，其特征在于，所述水下设备(200)包括设置在所述壳体(9)内并与所述传动轴(5)连接的动力系统(8)，以及设置在所述壳体(9)外并与所述传动轴(5)连接的水下推进系统(7)。

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