專利名稱：一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海洋工程裝備防海水的動密封裝置，具體來說涉及海洋工程船舶和海洋平臺上的一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置。
背景技術(shù)：
隨著人類向深海進(jìn)軍，由可伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳裝置構(gòu)成的動力定位系統(tǒng)(dynamic positioning System)，以其能夠自由升降、360°回轉(zhuǎn)、操作靈活的特點，越來越廣泛地應(yīng)用于海洋工程裝備，如海上作業(yè)船舶海洋考察船、半潛船等、海上平臺海洋鉆井平臺等、水下潛器(ROV)和軍用艦船布雷艦、潛艇母船等，因此，動力定位是深海開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之
ο當(dāng)動力定位時，其可伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳裝置的升降軸伸出船體進(jìn)入海水，作為全回轉(zhuǎn)舵槳推進(jìn)器使用；當(dāng)自由航行時，其可伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳裝置的升降軸縮入船體，以減小了航行阻力。在這二種工況的轉(zhuǎn)換中，升降軸都要垂直穿行在艙體與海水之間，為了防止具有一定吃水壓力的海水通過升降軸的配合間隙進(jìn)入船艙，現(xiàn)有技術(shù)的密封處理是，如中國專利公告號CN101195410，公告日2008年06月11日，發(fā)明名稱《整體全回轉(zhuǎn)升降式舵槳裝置》，其尾軸密封裝置只是對螺旋槳用常規(guī)密封圈來密封，對于升降軸總成則完全依賴間隙密封，即依靠相對運(yùn)動件配合表面之間的微小間隙所形成的液流阻力來防止泄漏，這是一種最簡單的動密封。間隙密封雖然簡單、阻力小、磨損小和潤滑性能好，但缺點是不能自行補(bǔ)償磨損的影響，隨著運(yùn)動間隙的增大，密封隨之失效，并且，間隙密封對零件加工要求很高。又如中國專利公告號C擬808736，公告日2006年08月23日，發(fā)明名稱《整體回轉(zhuǎn)升降式舵槳裝置》，也對于升降軸總成采取的是間隙密封。雖然，密封裝置只是全回轉(zhuǎn)舵槳裝置中的輔件，但密封與密封裝置的好壞是直接影響到全回轉(zhuǎn)舵槳裝置能否正常工作的關(guān)鍵之一，甚至關(guān)系到海洋工程裝備的可靠性。由于個別密封件的失效所造成的損失可能是密封件本身價值的千萬倍，因此，對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，需要采用一種新的密封方法來保證可伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳裝置安全可靠的工作。在海水中工作的零部件，不僅會受到海水的腐蝕，而且還會受到海洋生物污損，因此，工作環(huán)境比較惡劣。在這種惡劣的工作環(huán)境中，對伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置設(shè)計時，至少要考慮到如下五點1、防止具有一定吃水壓力的海水進(jìn)入船體艙室；2、防止?jié)櫥递S的油脂泄漏到海水；3、防止海洋生物在升降軸上附著；4、防止升降軸在升降運(yùn)動中的干磨損；5、防止舵槳裝置發(fā)出的推力，對升降軸產(chǎn)生較大的徑向位移磨損和瞬時泄漏。這五點是相互關(guān)聯(lián)的，前2點是目標(biāo)，后3點是要點，做到了，就能解決現(xiàn)有技術(shù)的密封裝置磨損嚴(yán)重，壽命低，維護(hù)成本高等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的升降軸密封裝置磨損嚴(yán)重， 壽命低，維護(hù)成本高等不足，提供一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，制作成本較低，便于調(diào)試，工作可靠，可滿足在海水惡劣工作環(huán)境下使用的要求。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置，包括升降軸，緊固機(jī)構(gòu)，壓蓋，唇形密封圈，0形圈，潤滑系統(tǒng)，油環(huán)，盤根，填料箱，基座，導(dǎo)向套，所述填料箱通過安裝螺栓安裝在基座上，在填料箱與基座之間裝有0形圈，填料箱為中空管形，底部為臺階孔，臺階孔內(nèi)安放有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套的內(nèi)孔中裝有升降軸總成，導(dǎo)向套上端的升降軸和填料箱之間設(shè)置有盤根，盤根的上端面上設(shè)置有油環(huán)，油環(huán)上的徑向通孔經(jīng)填料箱上的側(cè)孔與潤滑系統(tǒng)聯(lián)通，油環(huán)的上端面上壓有一壓蓋，壓蓋外圓裝入填料箱孔中，壓蓋外圓與填料箱孔間有0形圈，壓蓋上端有緊固機(jī)構(gòu)。所述的導(dǎo)向套材料為加注石墨或聚四氟乙烯的銅基復(fù)合材料。所述的潤滑系統(tǒng)與一高于壓蓋的潤滑油箱連接，潤滑油箱內(nèi)設(shè)置油位傳感器報警，所述的油環(huán)另一側(cè)，油槽接通填料箱上的另一側(cè)孔，并與檢測管路接通，檢測管路端設(shè)置有常閉截止閥。所述的盤根的圈數(shù)為4-8圈，根據(jù)升降軸總成的軸徑增大，圈數(shù)可增加。所述的導(dǎo)向套的小頭端為傾斜面，傾斜角a=0 30°。所述的油環(huán)7的內(nèi)孔中設(shè)置有環(huán)狀貫通的油槽17，油槽17 —側(cè)接通填料箱9上的側(cè)孔，并與潤滑系統(tǒng)6接通，油環(huán)7的上部設(shè)置唇形密封圈4，唇形密封圈4的一唇邊與其上部的壓蓋3內(nèi)臺階孔接觸，另一唇邊與升降軸總成1的軸表面接觸。所述的緊固機(jī)構(gòu)2包括壓蓋3伸出外圓的上端，上端的軸向孔，孔中的螺栓，及填料箱9端面上的螺孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于1.導(dǎo)向套的設(shè)置不但起導(dǎo)向作用，而且在升降軸總成上的推進(jìn)器工作時，導(dǎo)向套13還能抵消推進(jìn)器產(chǎn)生的橫向推力所帶來的徑向位移，保護(hù)密封效果；2.在升降軸總成上升過程當(dāng)中，導(dǎo)向套的小頭端能夠?qū)⑤S上附著的污物清除干凈，并有效阻擋海水當(dāng)中的固體雜質(zhì)，減輕密封裝置工作的惡劣環(huán)境，從而延長了密封裝置的使用壽命；3.盤根可進(jìn)行多次壓緊，從而提高密封可靠性。另外，所選用的新型復(fù)合材料盤根不僅能夠滿足海水中的工作環(huán)境，還可降低摩擦系數(shù)，延長密封裝置使用壽命；4.唇形密封圈與盤根之間通過油環(huán)形成封閉的潤滑油腔，為盤根提供有效潤滑，從而使得盤根始終浸泡在潤滑油當(dāng)中，提高了整個密封裝置的可靠性；5.分別設(shè)置潤滑系統(tǒng)和檢測油路，潤滑系統(tǒng)與潤滑油箱連通，通過油箱上的傳感器進(jìn)行報警，以確定是否有潤滑油泄漏出去；檢測油路可對填料箱潤滑油腔的油液進(jìn)行抽取檢驗，以確定密封裝置內(nèi)部是否有海水滲透進(jìn)來。這些有效的潤滑和泄漏檢查措施，使得伸伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置在海水中處于有效的可控狀態(tài)之中，提高了密封裝置工作的安全性，使伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的使用壽命增加50%以上。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是導(dǎo)向套示意圖3是油環(huán)剖視圖； 圖4是油環(huán)俯視圖。圖中升降軸1，壓蓋螺栓2，壓蓋3，唇形密封圈4，0形圈5，潤滑系統(tǒng)6，油環(huán)7，盤根8，填料箱9，安裝螺栓10，基座11，0形圈12，導(dǎo)向套13，截止閥14，檢測油路15，潤滑油箱16，油槽17，海水A，艙室B。
具體實施例方式下面結(jié)合

和具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但并非對其保護(hù)范圍的限制。參見圖1，本發(fā)明的一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置，包括升降軸1，緊固機(jī)構(gòu)2，壓蓋3，唇形密封圈4，0形圈5，潤滑系統(tǒng)6，油環(huán)7，盤根8，填料箱9，安裝螺栓10， 基座11，0形圈12，導(dǎo)向套13，截止閥14，檢測油路報警15，潤滑油脂16，油槽17，海水A， 艙室B。所述填料箱9通過安裝螺栓10安裝在基座11上，在填料箱9與基座11之間裝有 0形圈12，填料箱9為中空管形，底部為臺階孔，臺階孔內(nèi)安放有導(dǎo)向套13，導(dǎo)向套13的內(nèi)孔中裝有升降軸總成1，導(dǎo)向套13上端的升降軸總成1和填料箱9之間設(shè)置有盤根8，盤根 8的上端面上設(shè)置有油環(huán)7，油環(huán)7上的徑向通孔經(jīng)填料箱9上的側(cè)孔與潤滑系統(tǒng)6聯(lián)通， 油環(huán)7的上端面上壓有一壓蓋3，壓蓋3外圓裝入填料箱9孔中，壓蓋3外圓與填料箱9孔間有0形圈5，壓蓋3上端有緊固機(jī)構(gòu)2。所述的潤滑系統(tǒng)6與一高于壓蓋3的潤滑油箱16連接，潤滑油箱16內(nèi)設(shè)置油位傳感器報警，所述的油環(huán)7另一側(cè)，其油槽17接通填料箱9上的另一側(cè)孔，并與檢測管路15 接通，檢測管路15端設(shè)置有常閉截止閥14。所述的油環(huán)7的內(nèi)孔中設(shè)置有環(huán)狀貫通的油槽17，油槽17 —側(cè)接通填料箱9上的側(cè)孔，并與潤滑系統(tǒng)6接通，油環(huán)7的上部設(shè)置唇形密封圈4，唇形密封圈4的一唇邊與其上部的壓蓋3內(nèi)臺階孔接觸，另一唇邊與升降軸1的軸表面接觸。所述的緊固機(jī)構(gòu)2包括壓蓋3伸出外圓的上端，上端的軸向孔，孔中的螺栓，及填料箱9端面上的螺孔。通過以上設(shè)置，本發(fā)明專利實際提供了如下4種措施，來保證伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的密封性和可靠性；分述如下
1、導(dǎo)向套密封措施
導(dǎo)向套13安裝在伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置最下端，直接與海水接觸，極易受到海水腐蝕和生物污損。因此，將導(dǎo)向套13的內(nèi)外圓分別與升降軸1和填料箱9配合。導(dǎo)向套13的設(shè)置不但起到導(dǎo)向作用，在伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳裝置工作時，導(dǎo)向套13還能抵消推進(jìn)器產(chǎn)生的橫向推力所帶來的徑向位移，保護(hù)密封效果。而且在升降軸1上升過程當(dāng)中，導(dǎo)向套13的小頭端能夠?qū)⑤S上附著的生物污損清除干凈，能有效阻擋海水當(dāng)中形成的固體雜質(zhì)，減輕密封裝置工作的惡劣環(huán)境，從而延長了密封裝置的使用壽命。2、盤根密封措施
在導(dǎo)向套13的上端設(shè)置盤根8密封，實現(xiàn)往復(fù)升降運(yùn)動的密封功能。盤根8的圈數(shù)根據(jù)升降軸1的軸徑的大小選定，滿足一般海洋平臺的升降軸的盤根為5-6圈，根據(jù)升降軸1 的軸徑增大或減小，如超大型平臺或內(nèi)湖平臺的升降軸總成的盤根8圈數(shù)可增加到8或減少到4。盤根8在使用時處于壓緊狀態(tài)，使用一段時間后會產(chǎn)生松弛，這時可通過緊固機(jī)構(gòu) 2再進(jìn)行壓緊，并且可進(jìn)行多次壓緊，從而提高密封可靠性；另外，加注石墨或聚四氟乙烯的銅基復(fù)合材料的盤根8，除能夠滿足在海水中的使用，還可降低摩擦系數(shù)，延長密封裝置使用壽命。3、唇形密封圈密封措施
盤根8上部，且在壓蓋3的內(nèi)孔中設(shè)置一個唇形密封圈4，唇形密封圈4與盤根8之間通過油環(huán)7形成封閉的潤滑油腔，為盤根8提供有效潤滑，從而使得盤根8始終浸泡在潤滑油當(dāng)中，提高了整個密封裝置的可靠性。4、潤滑和泄漏檢查密封措施
在油環(huán)7的油槽17的二側(cè)，分別接通潤滑系統(tǒng)6和檢測油路15，潤滑系統(tǒng)與放置在一定高度的潤滑油箱報警16連通，通過潤滑油箱報警16上的液位開關(guān)進(jìn)行報警，以確定是否有潤滑油泄漏出去。由于潤滑油箱16注入的潤滑油具有一定壓力，為防止?jié)櫥蛷膲荷w3 與升降軸1以及與填料箱9的間隙中溢出，在壓蓋3內(nèi)孔設(shè)計一道唇形密封圈4與升降軸 1形成動密封，在壓蓋3外圓設(shè)置一道0形圈5與填料箱9形成靜密封，以此形成封閉的潤滑油腔，使盤根8處于有效潤滑當(dāng)中。檢測油路15及打開截止閥14可進(jìn)行定時對填料箱9中，由唇形密封圈4與盤根 8之間通過油環(huán)7形成封閉的潤滑油腔的油液，進(jìn)行抽取檢驗，以確定其內(nèi)部是否有海水A 滲透進(jìn)來，以便及早采取措施，即擰緊壓蓋螺栓2，壓緊盤根8的方式，杜絕隱患。通過以上有效的密封措施和潤滑、泄漏檢查措施，使得本發(fā)明的伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置處于有效的可控狀態(tài)之中，提高了提高了本發(fā)明的伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置工作的安全性。參見圖2，所述的導(dǎo)向套13的小頭端為傾斜面，傾斜角a=0 30°，當(dāng)a=0°時， 相當(dāng)于無前角的刀具切削生物污損，其切削力較大；當(dāng)a=30°時，相當(dāng)于有較大前角的刀具切削生物污損，其切削力較小，比較省力，清除生物污損也較干凈，但形成的刃口易損；當(dāng) a=10° 15°時，不僅所需切削力較小，而且刃口的壽命也較長。參見圖3、圖4，所述的油環(huán)7及其上的油槽17，是形成潤滑油腔的主要通道。本發(fā)明的一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置，密封可靠，經(jīng)久耐用，且結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。在升降軸1上的其他零部件如推進(jìn)器等的安裝方式與現(xiàn)有技術(shù)相同，本文不作贅述。
權(quán)利要求
1.一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置，包括升降軸(1)，緊固機(jī)構(gòu)(2)，壓蓋 (3)，唇形密封圈(4)，0形圈(5)，潤滑系統(tǒng)(6)，油環(huán)(7)，盤根(8)，填料箱(9)，基座(11)， 導(dǎo)向套(13)，其特征在于所述填料箱(9)通過安裝螺栓(10)安裝在基座(11)上，在填料箱(9)與基座(11)之間裝有0形圈(12)，填料箱(9)為中空管形，底部為臺階孔，臺階孔內(nèi)安放有導(dǎo)向套(13)，導(dǎo)向套(13)的內(nèi)孔中裝有升降軸(1)，導(dǎo)向套(13)上端的升降軸(1) 和填料箱(9)之間設(shè)置有盤根(8)，盤根(8)的上端面上設(shè)置有油環(huán)(7)，油環(huán)(7)上的徑向通孔經(jīng)填料箱(9)上的側(cè)孔與潤滑系統(tǒng)(6)聯(lián)通，油環(huán)(7)的上端面上壓有一壓蓋(3)，壓蓋(3)外圓裝入填料箱(9)孔中，壓蓋(3)外圓與填料箱(9)孔間有0形圈(5)，壓蓋(3)上端有緊固機(jī)構(gòu)(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置，其特征在于所述的導(dǎo)向套(13)材料為加注石墨或聚四氟乙烯的銅基復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置，其特征在于所述的潤滑系統(tǒng)(6)與一高于壓蓋(3)的潤滑油箱(16)連接，潤滑油箱(16)內(nèi)設(shè)置油位傳感器(報警)，所述的油環(huán)(7)另一側(cè)，油槽(17)接通填料箱(9)上的另一側(cè)孔，并與檢測管路(1 接通，檢測管路(1 端設(shè)置有常閉截止閥(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置，其特征在于所述的盤根(8)的圈數(shù)為4 8圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置，其特征在于所述的導(dǎo)向套(13)的小頭端為傾斜面，傾斜角(a)=0 30°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置，其特征在于所述的油環(huán)(7)的內(nèi)孔中設(shè)置有環(huán)狀貫通的油槽(17)，油槽(17) —側(cè)接通填料箱(9)上的側(cè)孔，并與潤滑系統(tǒng)(6)接通，油環(huán)(7)的上部設(shè)置唇形密封圈(4)，唇形密封圈(4)的一唇邊與其上部的壓蓋(3)內(nèi)臺階孔接觸，另一唇邊與升降軸總成(1)的軸表面接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置，其特征在于所述的緊固機(jī)構(gòu)(2)包括壓蓋(3)伸出外圓的上端，上端的軸向孔，孔中的螺栓，及填料箱(9) 端面上的螺孔。
全文摘要
一種海洋工程裝備防海水的動密封裝置，具體來說涉及海洋工程船舶和海洋平臺上的一種用于伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置。通過采取導(dǎo)向套導(dǎo)向和清除污物保護(hù)措施、盤根密封措施、唇形密封圈密封措施、潤滑和泄漏檢查措施等4種措施，來保證伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的密封性，這些有效的潤滑和泄漏檢查措施，使得伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的動密封裝置在海水中處于有效的可控狀態(tài)之中，提高了密封裝置工作的安全性，使伸縮式全回轉(zhuǎn)舵槳的使用壽命增加50%以上。
文檔編號F16J15/56GK102359599SQ20111026303
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者李磊, 王建強(qiáng), 程濤, 邱曉峰, 郭俊 申請人:武漢船用機(jī)械有限責(zé)任公司