船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置的製作方法

2023-06-07 09:40:31

專利名稱：船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種海洋船艦尾部船艦推動器的的配件或部件，特別是一種船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置。
背景技術：
現有國內外海洋船艦尾軸的密封裝置通統存在有如下缺陷1、不是同步密封裝置或器件，僅僅是同步密封環。國際上使用最多和最具代表性的是德國辛潑萊克司公司的同步油封環，其油封環的致命缺點在於由於U形槽太厚，伸縮比較僵硬，形成唇口力和艉軸搖擺偏心力的雙重摩擦力以及摩擦產生的溫度，容易造成油封唇口老化、磨損和龜裂，致使該油封損壞或不耐高壓，耐壓不到0.5Mpa。特別是該密封環不是同步密封裝置，僅僅是同步密封環，同步震動幅度小，從而不能滿足船艦尾軸及其它重型動力裝置中大偏心軸的震動幅度的需要。
2、無調整結構而不可能進行填函式調整，辛潑萊克司公司的同步油封環由於結構太簡單，缺乏調整功能，當密封件老化後，就得停船進船塢進行維修更換，這不僅耽誤船艦運輸，還要支付進船塢的高額維修費用。
3、德國辛潑萊克司公司的防砂裝置是硬橡膠製作，不耐磨。由於江河、淺海的泥沙對密封油環的使用有很強的磨損作用，從而導致船艦停止運作進行維修的頻率增加，增大了船艦運作成本。
4、無止水裝置，當需要卸下密封裝置和防砂裝置進行維修時，必須防止船體外的水進入船體內，如無止水裝置，就必須進船塢維修，否則不可能進行維修操作。
要解決船艦動力艉軸因密封而同時產生或存在的密封緊箍力、偏心力和油壓的壓力，必須在其技術領域研究和製造出威力更加強大的專用的同步高壓密封裝置。以促使和滿足世界大型船艦航海的容量更大、速度更快、潛海深度更深的發展要求。

發明內容
本發明的目的在於公開一種能夠滿足大幅度振動同步密封，以及高溫高壓，具有填函調整功能、防砂功能和止水功能的船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置。
為達到上述發明目的所採用的技術措施是一種由U型橡膠槽振動同步結構、填函調整結構、防砂結構和止水結構所構成的船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置，整個裝置為中空環狀形體，U型橡膠槽振動同步結構在裝置的外周，其內圓與填函調整結構B接觸；填函調整結構的內圓與防砂結構耐磨缸套22外圓接觸；防砂結構的耐磨缸套22的內圓與船艦艉接觸；止水結構在下方，裝置內固定有Y型環1，其內圓與船艦艉軸WZ接觸。該裝置通過構件與U型橡膠槽振動同步結構連接。如圖1所示。
所述的U型橡膠槽振動同步結構，由U形環7、託環8、滑塊11，通過螺釘12、壓板13和外固定環9將U形環7密封固定在船體鋼板10上構成。如圖2所示。
常規填料密封要求的同軸度是非常嚴格的，大約是0.05mm左右。而船艦艉軸的偏心一般在3mm左右，船艦艉軸直徑越大偏心度也越高。所以必須要有一套適應偏心的裝置，確保偏心不洩漏。
1、U形橡膠槽有彈性，U槽口的兩個邊，可以隨軸的偏心震動而左右移動，就可達到適應偏心振動的要求。只要U形橡膠槽不損壞洩漏，船艦就可不進船塢更新，而U型橡膠槽一般不易損壞。
2、託環15，是為了減少水壓承載對U形橡膠槽的壓力影響，在託板11的作用下，可防止填料套因水壓力而產生軸向位移。
3、小滑板13，大滑板14和託環15都是為了艉軸偏心震動時，減少零件相對運動的摩擦阻力，延長零件的壽命。託環8可減少U形橡膠槽受到水壓而變形，延長U形橡膠槽壽命。
4、託環15和8、滑板13和14，環29和耐磨缸套22等耐磨零件，其材質為聚四氟乙烯或柔性石墨。
所述的填函調整結構，由層數相同的柔性石墨環29和大橡膠環27填料置於上擋環23和下擋環33之間；柔性石墨環29在內圈，大橡膠環27在外圈，柔性石墨環29內圈與耐磨缸套22接觸，大橡膠環27外圈與填料腔體24內緣接觸；可調整螺釘17穿過壓料環18螺釘孔和填料腔體24螺釘孔、並通過上擋環23和下擋環33對柔性石墨環29和大橡膠環27形成可調整式的壓力結構。如圖3所示。
密封件29材料是聚四氟乙烯或柔性石墨製成，它們具有摩擦係數小、耐高低溫、耐化學、耐磨損性都比橡膠長許多倍。如果密封出現洩漏，本結構還可以不停機，擰緊螺釘17，(每次只擰60～90度)即可壓緊壓料環18去壓緊柔性石墨和彈性橡膠環(大橡膠環)27，就可排除洩漏。用久後填料套內材料被磨損後，還可停機卸下壓蓋18和23再添加新料。壓緊後工作壓力最大可達30Mpa.線速度可達40m/s以下。工作溫度是-40℃～120℃，摩擦係數0.05～0.08左右。耐海水腐蝕。
大橡膠環27的作用是提高補助填充聚四氟乙烯或柔性石墨的彈性不足，以提高柔性石墨29密封環的密封效果和延長密封環使用壽命。橡膠材料是高彈體，對密封環有彈性補償作用。
上、下擋環23和33主要作用是封嚴柔軟的柔性石墨，不致從間隙中受壓後彈性流失。
柔性石墨與鋼軸材料對磨，還有一個優點，摩擦小、產生熱量低、不磨損船艦艉軸。
所述的防砂結構C，由耐磨鋼套22其上固定有卡環20、O型圈21，其下固定有擋砂環34和防砂罩36，彈簧35卡在防砂罩36上。如圖4所示。
防砂裝置包括擋砂環34和彈簧35，防砂罩36起到密封和固定其它零件的用。擋砂環34防砂環摩擦，導致防砂裝置耐磨損，壽命長。耐磨鋼套22是為了保護旋轉主軸不被江河、淺海中的泥砂磨損。耐磨鋼套磨損後還可將鋼套沿軸向調上調下繼續使用。擋砂環34在泥砂中也會有磨損。可卸下件36防砂罩更換填充聚四氟乙烯環件34。(不進船塢，也不卸螺旋槳)。
與軸接觸的密封件均不用橡膠，這就避免橡膠摩擦係數大，產生熱量大，不耐磨，壽命短。改用柔性石墨或填充聚四氟乙烯椄觸，它是自潤滑材料，摩擦係數小，產生熱量低，耐磨損，壽命長。
所述的止水結構，由液壓或氣壓缸體6上固定有Y型環1、O型圈3，螺釘37通過Y型環1與船艦艉軸接觸；液壓或氣壓缸體6通過螺釘5與內固定環28固連。如圖5、1所示。
止水裝置的作用，是當需要加添柔性石墨環時，或要更換防砂環時，可用打氣筒或手搖泵加壓，壓力通過件26進氣接頭將壓力傳給件號1，使Y形橡膠圈向內徑中心移動，將水阻斷封嚴。這時卸下防砂裝置或密封裝置修理，船體外的水，不會進入船內，以方便操作。不進船塢概可約資金；又可節約時間，還可延長使用壽命。排故完成後，放掉氣壓或液壓。
Y形橡膠圈在水壓和橡膠的彈性作用下自動恢復原位，離開旋轉主軸，不發生摩擦。
本專利的最大優點是在四個結構的綜合的作用下，對船艦艉軸動力密封裝置的維修，可以達到不停機，在船艦繼續航行的情況下排除船艦艉軸密封的各種洩漏故障。從而達到不進船塢，可添加更換密封材料(或填料，如大橡膠環27、柔性石墨29等)和防砂用的擋砂環34。而且工作可靠，使用壽命長。


圖1是本發明總圖。
圖2是U型橡膠槽方振動同步密封結構圖。
圖3是可調整填函結構圖。
圖4是防砂結構圖。
圖5是止水結構圖。
圖中1-Y型圈、2-液壓板、3-O型圈、4-螺釘、5-螺釘、6-液壓或氣壓缸體、7-U型環、8-託環、9-外固定環、10-船體鋼板、11-託板、12-螺釘、13-小滑板、14-大滑板、15-壓板、16-螺釘、17-螺釘、18-壓環、19-螺釘、20-卡環、21-O型圈、22-耐磨鋼套、23-上擋板、24-填料腔體、25-O型圈、26-進氣口、27-大橡膠環、28-內固定環、29-柔性石墨、30-O型圈、31-密封墊、32-小橡膠環、33-下擋環、34-擋砂環、35-彈簧、36-防砂罩、37-螺釘、WZ-船艦艉軸。
具體實施例方式
如圖1所示。整個裝置為中空環狀形體，U型橡膠槽振動同步結構在裝置的外周，其內圓與填函調整結構B接觸；填函調整結構的內圓與防砂結構耐磨缸套22外圓接觸；防砂結構的耐磨缸套22的內圓與船艦艉軸接觸；止水結構在下方，結構內固定有Y型環1，其內圓與船艦艉軸接觸。該裝置通過構件與U型橡膠槽振動同步結構連接。如圖2所示。
所述的U型橡膠槽振動同步結構，由託環8寸託在U形環7內、滑塊11，通過螺釘12、壓板13和外固定環9將U形環7密封固定在船體鋼板10上構成。
如圖3所示。所述的填函調整結構，由層數相同的柔性石墨環29和大橡膠環27填料置於上擋環23和下擋環33之間；柔性石墨環29在內圈，大橡膠環27在外圈，柔性石墨環29內圈與耐磨缸套22接觸，大橡膠環27外圈與填料腔體24內緣接觸；可調整螺釘17穿過壓料環18螺釘孔和填料腔體24螺釘孔、並通過上擋環23和下擋環33對柔性石墨環29和大橡膠環27構成。
如圖4所示。所述的防砂結構，由耐磨鋼套22，其上固定有卡環20、O型圈21，其下固定有擋砂環34和防砂罩36，彈簧35卡在防砂罩36上構成。
如圖5、1所示。所述的止水結構，由液壓或氣壓缸體6上固定有Y型環1、O型圈3，螺釘37通過Y型環1與船艦艉軸接觸；液壓或氣壓缸體6通過螺釘5與內固定環28固連。
託環15和8、滑板13和14，環29和耐磨缸套22等耐磨零件，其材質為聚四氟乙烯或柔性石墨。
權利要求
1.一種船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置，其特徵在於整個裝置為中空環狀形體；U型橡膠槽振動同步結構在裝置的外周，其內圓與填函調整結構接觸；填函調整結構的內圓與防砂結構耐磨缸套(22)外圓接觸；耐磨缸套(22)的內圓與船艦艉接觸；止水結構在下方，結構內固定有Y型環(1)，其內圓與船艦艉軸接觸；該裝置通過構件與U型橡膠槽振動同步結構連接。
2.根據權利要求1所述的船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置，其特徵在於所述的U型橡膠槽振動同步結構，由託環(8)寸託在U形環(7)內，滑塊(11)通過螺釘(12)壓板(13)和外固定環(9)將U形環(7)密封固定在船體鋼板(10)上構成。
3.根據權利要求1所述的船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置，其特徵在於所述的填函調整結構，由層數相同的柔性石墨環(29)和大橡膠環(27)填料置於上擋環(23)和下擋環(33)之間；柔性石墨環(29)在內圈，大橡膠環(27)在外圈，柔性石墨環(29)內圈與耐磨缸套(22)接觸，大橡膠環(27)外圈與填料腔體(24)內緣接觸；可調整螺釘(17)穿過壓料環(18)螺釘孔和填料腔體(24)螺釘孔、並通過上擋環(23)和下擋環(33)對柔性石墨環(29)和大橡膠環(27)構成。
4.根據權利要求1所述的船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置，其特徵在於所述的防砂結構，由耐磨鋼套(22)，其上固定有卡環(20)、O型圈(21)，其下固定有擋砂環(34)和防砂罩(36)，彈簧(35)卡在防砂罩(36)上構成。
5.根據權利要求1所述的船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置，其特徵在於所述的止水結構，由液壓或氣壓缸體(6)上固定有Y型環(1)、O型圈(3)，螺釘(37)通過Y型環(1)與船艦艉軸接觸；液壓或氣壓缸體(6)通過螺釘(5)與內固定環(28)固連。
6.根據權利要求1所述的船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置，其特徵在於託環(15)和(8)滑板(13)和(14)，環(29)和耐磨缸套(22)等耐磨零件，其材質為聚四氟乙烯或柔性石墨。
全文摘要
一種船艦艉軸用可調式自潤滑同步密封裝置，整個裝置為中空環狀形體；U型橡膠槽振動同步結構在裝置的外周，其內圓與填函調整結構接觸；填函調整結構的內圓與防砂結構耐磨缸套22外圓接觸；耐磨缸套22的內圓與船艦艉接觸；止水結構在下方，結構內固定有Y型環1，其內圓與船艦艉軸WZ接觸；該裝置通過構件與U型橡膠槽振動同步結構連接。本裝置設計科學、合理，在適用範圍、應用規格、使用壽命等技術條件，大大超過了德國辛潑萊克司公司的同步油封環。
文檔編號F16J15/16GK101021269SQ20071004871
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月23日 優先權日2007年3月23日
發明者李世彬, 焦新法, 李勇 申請人:李世彬, 焦新法, 李勇