CN109973656A - 自对中艉轴密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的自对中艉轴密封装置，包括紧固于艉轴上的动环座，在动环座上固定安装有密封动环，所述动环座上转动支承有静环支架，该静环支架与密封座固定连接，在密封座上活动套装有静环座，密封座和静环座之间支承有静环压簧，所述动环座、静环支架和静环座的转动中心线处于同一直线上；固定安装于静环座上的密封静环与密封动环构成端面密封副；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。该密封装置保证了密封动环、静环始终同轴转动，且两者位置固定，密封效果稳定。
Description
技术领域
本发明涉及船舶推进轴系的艉轴密封装置，尤其涉及一种能够跟随艉轴轴向窜动或径向位移的端面密封装置。
背景技术
艉轴是船舶上的重要部件，其一端连接螺旋桨，另一端连接齿轮箱或联轴器再与发动机相连，为阻止海水沿艉轴渗入到船舱中，必须通过艉轴密封装置对穿过舱体的艉轴进行严密的密封，以确保船舶安全、高效运行。
船舶艉轴端面机械式密封结构是目前常用的船舶艉轴水密封装置，该艉轴密封装置均包括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
针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种密封动环、静环位置固定，密封效果稳定的自对中艉轴密封装置。
为了解决上述技术问题，本发明的自对中艉轴密封装置，包括紧固于艉轴上的动环座，在动环座上固定安装有密封动环，所述动环座上转动支承有静环支架，该静环支架与密封座固定连接，在密封座上活动套装有静环座，密封座和静环座之间支承有静环压簧，所述动环座、静环支架和静环座的转动中心线处于同一直线上；固定安装于静环座上的密封静环与密封动环构成端面密封副；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，由于安装有密封静环的静环座通过密封座和静环支架转动支承于动环座，并且动环座、静环支架和静环座的转动中心线处于同一直线上，密封静环的静环座均是通过动环座固定于艉轴上的，这就使得构成端面密封副的动环和静环相对位置始终保持不变，形成了动环和静环的随动结构，动、静环构成的端面密封副不受艉轴和舱体间相对轴向窜动和径向跳动的影响，不仅有效避免了动环、静环间的不规则偏磨，而且保持动、静环始终紧密贴合，具有密封性能稳定，使用寿命长的显著优势。又由于挠性接管一端固接于端面连接座上，另一端与船艉座相互固连，该挠性接管不仅阻断了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端面密封装置的影响，确保端面密封装置运行于良好的工作状态中。也由于船艉座空套于艉轴上，从而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，所述静环支架通过静环支架轴承转动支承于动环座上。保证静环支架在动环座上的可靠转动。
本发明的进一步实施方式，套接于密封座上的静环座可沿轴向滑动，在密封座和静环座的套接面上设置有密封圈。该结构保证了密封动、静环可靠的轴向贴合，以形成有效的端面密封副。
本发明的优选实施方式，所述密封座空套于艉轴上，该密封座通过密封装置法兰与挠性接管相互固连。所述船艉座通过船艉座法兰与挠性接管相固连。方便了挠性接管与密封连接座和船艉座的连接固定。
本发明的进一步实施方式，所述密封动环与动环座之间设置有动环销，所述密封静环与静环座之间设置静环销。能有效驱动动、静环的相对转动。
本发明的优选实施方式，所述密封座上安装有冷却水嘴，该冷却水嘴经密封座上的冷却水道通向密封动环和密封静环。通过冷却水带走密封副的摩擦热，保证密封副的密封性能。
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。采用波纹管结构，能够实现轴向、径向位移的补偿。
本发明的优选实施方式，所述密封气胎座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。
本发明的进一步实施方式，在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自对中艉轴密封装置作进一步说明。
图1是本发明自对中艉轴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所示结构中端面密封结构的放大示意图。
图中，1—密封动环，2—动环销，3—动环座，4—静环支架轴承，5—轴承内挡圈，6—轴承外挡圈，7—静环支架，8—密封静环，9—静环压圈，10—静环销，11—静环座，12—密封圈，13—静环压簧，10—密封座，15—密封装置法兰，16—挠性接管，17—艉轴，18—船艉座法兰，19—船艉座，20—密封气胎座，21—充气嘴，22—密封气胎，23—密封压盖，24—唇形密封圈，25—冷却水嘴，26—冷却水道。
具体实施方式
如图1、图2所示的自对中艉轴密封装置，该密封装置包括固定安装于艉轴17上的动环座3，工作时该动环座3随艉轴17转动。在动环座3的后端面嵌装有密封动环1，密封动环1以铜合金为材料。在密封动环1与动环座3之间插装有若干动环销2，动环销2使得密封动环1与动环座3一起转动。
在动环座3上通过轴承内挡圈5固定安装有静环支架轴承4，该静环支架轴承4为滚动球轴承；在静环支架轴承4上套装有静环支架7，静环支架7上固定连接有轴承外挡圈6而使之轴向定位。静环支架7的另一端与密封座14相互固定连接，该密封座14空套于艉轴17上。由于密封座14与艉轴17之间保持有间隙，因此，密封座14是通过静环支架7和静环支架轴承4转动支承于动环座3上的；并且密封座14、静环座11、静环支架7和动环座3的转动中心线处于同一直线上。
在密封座14上可滑移动地套装有静环座11，在密封座14和静环座11的套接面上设置有密封圈12。在密封座14和静环座11之间支承有若干静环压簧13，静环压簧13为圆柱压缩弹簧。在静环座11上通过静环压圈9压装有密封静环8，密封静环8以硬质合金为材料，在密封静环8与静环座11之间插装有若干静环销10。密封动环1和密封静环8可相互沿周向滑动地紧密贴合而构成端面密封副，并且始终同轴转动。
密封座14与挠性接管16的一端通过密封装置法兰15相互固定连接。挠性接管16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16空套于艉轴17的轴外周上。在挠性接管16的另一端通过船艉座法兰18与船艉座19相互固连，船艉座19也空套于艉轴17外周上，在船艉座19的后端固定安装有密封气胎座20，在密封气胎座20上通过两侧的压圈嵌装有两列密封气胎22。在密封气胎座20的后端通过压盖23压装有唇形密封圈24。在密封气胎座20上安装有两只充气嘴21，每列密封气胎22均对应地连通有一充气嘴21。
在密封座14上旋接有冷却水嘴25，密封座14上还设置有冷却水道26，工作时，冷却水经冷却水嘴25、冷却水道26流经密封动环1和密封静环8构成的密封面后，再沿艉轴表面间隙流出。
上述仅举出了本发明的一种优选实施方式，但本发明并不局限于此，只要端面密封副的动环和静环相互贴合，并始终保持相对同轴转动，均应落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种自对中艉轴密封装置，包括紧固于艉轴上的动环座（3），在动环座（3）上固定安装有密封动环（1），其特征在于：所述动环座（3）上转动支承有静环支架（7），该静环支架（7）与密封座（14）固定连接，在密封座（14）上活动套装有静环座（11），密封座（14）和静环座（11）之间支承有静环压簧（13），所述动环座（3）、静环支架（7）和静环座（11）的转动中心线处于同一直线上；固定安装于静环座（11）上的密封静环（8）与密封动环（1）构成端面密封副；密封座（14）与挠性接管（16）的一端相互固连，挠性接管（16）的另一端与船艉座（19）相互固连，空套于艉轴（17）上的船艉座（19）的后端固定安装有密封气胎座（20），该密封气胎座（20）上嵌装有密封气胎（22），安装于密封气胎座（20）上的充气嘴（21）通向密封气胎（22）的胎腔内。
2.根据权利要求1所述的自对中艉轴密封装置，其特征在于：所述静环支架（7）通过静环支架轴承（4）转动支承于动环座（3）上。
3.根据权利要求1所述的自对中艉轴密封装置，其特征在于：套接于密封座（14）上的静环座（11）可沿轴向滑动，在密封座（14）和静环座（11）的套接面上设置有密封圈（12）。
4.根据权利要求1所述的自对中艉轴密封装置，其特征在于：所述密封座（14）空套于艉轴（17）上，该密封座（14）通过密封装置法兰（15）与挠性接管（16）相互固连。
5.根据权利要求1或4所述的自对中艉轴密封装置，其特征在于：所述船艉座（19）通过船艉座法兰与挠性接管（16）相固连。
6.根据权利要求1所述的自对中艉轴密封装置，其特征在于：所述密封动环（1）与动环座（3）之间设置有动环销（2），所述密封静环（8）与静环座（11）之间设置静环销（10）。
7.根据权利要求1所述的自对中艉轴密封装置，其特征在于：所述密封座（14）上安装有冷却水嘴（25），该冷却水嘴（25）经密封座（14）上的冷却水道（26）通向密封动环（11）和密封静环（8）。
8.根据权利要求1所述的自对中艉轴密封装置，其特征在于：所述挠性接管（16）为金属波纹管或橡胶波纹管。
9.根据权利要求1所述的自对中艉轴密封装置，其特征在于：所述密封气胎座（20）嵌装有两列密封气胎（22），在密封气胎座（20）上至少安装有两只充气嘴（21），每列密封气胎（22）均对应有一充气嘴（21）。
10.根据权利要求1所述的自对中艉轴密封装置，其特征在于：在密封气胎座（20）的后端通过密封压盖（23）压装有唇形密封圈（24）。
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