專利名稱：海水壓力自平衡機(jī)械密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉 及軸系用機(jī)械密封裝置，尤其涉及船舶傳動(dòng)軸系用機(jī)械密封裝置的改 進(jìn)。
背景技術(shù)：
機(jī)械密封是一種用來解決傳動(dòng)軸與機(jī)體之間密封的裝置，它依靠彈性元件對動(dòng)、 靜環(huán)端面密封副的預(yù)緊而達(dá)到密封的軸向端面密封裝置，故又稱端面密封。構(gòu)成機(jī)械密封的基本元件有由動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組成的呈平面的端面密封副、彈性元 件、輔助密封件、傳動(dòng)件、防轉(zhuǎn)件和緊固件。這些基本元件的作用和要求如下1.由動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組成的端面密封副，其作用是使密封面緊密貼合，防止介質(zhì)泄 漏；2.彈性補(bǔ)償元件，一般指彈簧、波紋管、隔膜等，它主要起預(yù)緊、補(bǔ)償和緩沖作用， 要求始終保持足夠的彈性來克服輔助密封和傳動(dòng)件的摩擦和動(dòng)環(huán)等的慣性，保證端面密封 的良好密合和動(dòng)環(huán)的追隨性；3.輔助密封一般采用0型、V型、U型、楔型或異形圈，它主要起動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的密封 作用，同時(shí)也起到浮動(dòng)和緩沖作用；4.傳動(dòng)件一般由傳動(dòng)銷、傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)座、傳動(dòng)鍵傳動(dòng)突耳或牙嵌式聯(lián)結(jié)器等構(gòu) 成，主要起到將軸的轉(zhuǎn)矩傳給動(dòng)環(huán)的作用；5.緊固件一般包括緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、組裝套、軸套等，它起到動(dòng)靜環(huán)的緊 固、定位作用；6.防轉(zhuǎn)件可以起到防止靜環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)和脫出的作用。目前的機(jī)械密封裝置中，彈簧座與傳動(dòng)軸襯套(或傳動(dòng)軸)固定連接在一起，動(dòng) 環(huán)座可滑動(dòng)的套裝在彈簧座中，動(dòng)環(huán)套裝在動(dòng)環(huán)座中，動(dòng)環(huán)和與其相對設(shè)置且相互貼合的 靜環(huán)構(gòu)成端面密封副，靜環(huán)固接到船體上，彈簧座中設(shè)有安裝彈簧的內(nèi)腔，內(nèi)腔中安裝有沿 軸向放置的彈簧，動(dòng)環(huán)座在彈簧的軸向推力下，使套裝在動(dòng)環(huán)座中的動(dòng)環(huán)緊貼在靜環(huán)的端 面，從而起到密封作用，由于彈簧座、動(dòng)環(huán)座、動(dòng)環(huán)、靜環(huán)均為密封的部件，因而它們與海水 接觸的外表面都受到海水的壓力，其中彈簧座由于和傳動(dòng)軸襯套固接在一起，所以彈簧座 沿軸向不發(fā)生位移，因而對套接在其中的動(dòng)環(huán)座沒有力的作用，而動(dòng)環(huán)的兩端分別與動(dòng)環(huán) 座和靜環(huán)密封接觸，只有動(dòng)環(huán)的外周壁與海水接觸，但所受海水的合壓力為零，對于動(dòng)環(huán)座 來說，動(dòng)環(huán)座與海水接觸的外表面包括動(dòng)環(huán)座的外周壁(動(dòng)環(huán)座套裝在彈簧座中的部分不 計(jì))和套接動(dòng)環(huán)的端面上動(dòng)環(huán)外周壁以外的環(huán)形部分，其中動(dòng)環(huán)座外周壁所受海水的合壓 力為零，只有動(dòng)環(huán)外周壁以外的環(huán)形部分所受海水的合壓力的方向與彈簧座中彈簧作用在 動(dòng)環(huán)座上的推力的方向相反，使得套裝在動(dòng)環(huán)座中的動(dòng)環(huán)沿軸向作用在靜環(huán)端面上的壓力 受到削弱，尤其在海洋工程船舶的水下推進(jìn)器中，有時(shí)需要在水下65米深處作業(yè)，巨大的 深水壓力將使動(dòng)環(huán)沿軸向作用在靜環(huán)端面上的壓力受到嚴(yán)重削弱，甚至導(dǎo)致機(jī)械密封泄 漏，引發(fā)重大事故，即使從增加彈簧的勁度系數(shù)和彈簧數(shù)量等方面來增加動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸壓力，但由于深水壓力過大，這些措施往往收效甚微，目前尚無良好的解決方法。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明是要提供一種海水壓力自平衡機(jī)械密封裝 置，它能自動(dòng)平衡海水作用在動(dòng)環(huán)座上的軸向壓力，使動(dòng)環(huán)和靜環(huán)良好貼合，提高密封效 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明解決技術(shù)問題的方案是海水壓力自平衡機(jī)械密封裝 置，包括固接到傳動(dòng)軸襯套上的彈簧座，該彈簧座中設(shè)有環(huán)形的內(nèi)腔，該內(nèi)腔中安裝有軸向 放置的彈簧，動(dòng)環(huán)座的一端安裝有動(dòng)環(huán)，該動(dòng)環(huán)座的另一端可滑動(dòng)的套入到所述的內(nèi)腔中， 所述彈簧的兩端分別抵壓在所述的彈簧座和所述的動(dòng)環(huán)座上，所述的動(dòng)環(huán)和安裝在船體上 的靜環(huán)相對設(shè)置且貼合而構(gòu)成端面密封副，所述彈簧座的外表面上至少開有一個(gè)孔，且該 孔與所述的內(nèi)腔連通。采用上述方案后，由于彈簧座的外表面開有孔，并與彈簧座中安裝彈簧的內(nèi)腔連 通，使得彈簧座的內(nèi)腔與海水連通并充滿海水，海水對內(nèi)腔中的各個(gè)方向都產(chǎn)生壓力，又由 于內(nèi)腔的內(nèi)徑小于動(dòng)環(huán)的外徑，海水作用在內(nèi)腔各個(gè)面上的合力的方向與彈簧座內(nèi)腔中彈 簧推力的方向相同，并大于且相反于海水作用在動(dòng)環(huán)座外表面上的合力，不僅海水壓力削 弱彈簧推力的現(xiàn)象得以消除，還增加了動(dòng)環(huán)座作用在動(dòng)環(huán)上的推力，使動(dòng)環(huán)和靜環(huán)更加密 實(shí)的貼合，提高密封效果。另一方面在不需要過分增大動(dòng)、靜環(huán)構(gòu)成的端面密封副接觸壓力 的情況下，可以適當(dāng)減小彈簧的勁度系數(shù)和尺寸以及彈簧座的尺寸，從而降低制造成本。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明海水壓力自平衡機(jī)械密封裝置作進(jìn)一步 的詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明海水壓力自平衡機(jī)械密封裝置應(yīng)用于海洋工程船舶電動(dòng)推進(jìn)器傳 動(dòng)軸密封的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1中，傳動(dòng)軸襯套1固定連接且包裹在傳動(dòng)軸10的外表面，彈簧座2固定連接 到傳動(dòng)軸襯套ι上，彈簧座2中設(shè)有環(huán)形的內(nèi)腔4，動(dòng)環(huán)座6的一端可滑動(dòng)的套接在彈簧座 2的內(nèi)腔4中，動(dòng)環(huán)座6的另一端套裝有動(dòng)環(huán)8，動(dòng)環(huán)8的外周壁上沿周向均布有6個(gè)軸向 的定位槽，動(dòng)環(huán)座6的外周壁對應(yīng)位置上均布有6個(gè)定位螺孔，定位螺釘旋入定位螺孔后進(jìn) 入動(dòng)環(huán)8外周壁上的定位槽中(圖中定位槽、定位螺孔、定位螺釘均未畫出)，使動(dòng)環(huán)8和動(dòng) 環(huán)座6不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將傳動(dòng)軸10的轉(zhuǎn)矩傳給動(dòng)環(huán)8。靜環(huán)9的密封端面為平面， 并固定連接到船體上，動(dòng)環(huán)8的密封端面為平面，并和與動(dòng)環(huán)8相對設(shè)置的靜環(huán)9呈平面的 密封端面貼合，動(dòng)環(huán)8和靜環(huán)9構(gòu)成端面密封副，動(dòng)環(huán)8的外周壁和動(dòng)環(huán)座6的內(nèi)周壁之間 安裝有一只輔助密封件7，該輔助密封件7為橡膠“0”型圈，用于阻止海水從動(dòng)環(huán)8和動(dòng)環(huán) 座6之間的隙縫中漏入，動(dòng)環(huán)座6和彈簧座2之間呈環(huán)形的內(nèi)腔4中沿周向均勻安裝有12 根性能一致且軸向放置的彈簧5，彈簧5的兩端分別抵壓在彈簧座2和動(dòng)環(huán)座6上，使得動(dòng) 環(huán)8的密封端面在彈簧5的彈力作用下沿軸向緊貼在靜環(huán)9的密封端面上，動(dòng)環(huán)8采用高分子材料制成。彈簧座2與海水接觸的外表面上加工有四個(gè)沿周向均布的孔3，該孔3與彈 簧座2中安裝彈簧5的內(nèi)腔4連通。電動(dòng)推進(jìn)器工作在深海中時(shí)，海水通過孔3進(jìn)入彈簧 座2的內(nèi)腔4中，由于動(dòng)環(huán)8的外徑大于彈簧座2中內(nèi)腔4的內(nèi)徑，因而內(nèi)腔4中的海水作 用在動(dòng)環(huán)座6上且指向靜環(huán)9的軸向推力大于海水作用在動(dòng)環(huán)座6外表面上且方向沿軸向 由動(dòng)環(huán)8指向彈簧座2的合壓力，所以作用于動(dòng)環(huán)8上的且指向靜環(huán)9的合力得到增加，更 有利于動(dòng)環(huán)8和靜環(huán)9緊密貼合，提高密封效果。 上述實(shí)施方式僅是本發(fā)明較好的實(shí)施方式之一，其中彈簧座外表面上孔的數(shù)量不 僅僅局限于四個(gè)，還可以是兩個(gè)或六個(gè)或八個(gè)，且均布在動(dòng)環(huán)座的外表面。這些變更均落入 本發(fā)明海水壓力自平衡機(jī)械密封裝置的保護(hù)之中。
權(quán)利要求
一種海水壓力自平衡機(jī)械密封裝置，包括固接到傳動(dòng)軸襯套(1)上的彈簧座(2)，該彈簧座(2)中設(shè)有環(huán)形的內(nèi)腔(4)，該內(nèi)腔(4)中安裝有軸向放置的彈簧(5)，動(dòng)環(huán)座(6)的一端安裝有動(dòng)環(huán)(8)，該動(dòng)環(huán)座(6)的另一端可滑動(dòng)的套入到所述的內(nèi)腔(4)中，所述彈簧(5)的兩端分別抵壓在所述的彈簧座(2)和所述的動(dòng)環(huán)座(6)上，所述的動(dòng)環(huán)(8)和安裝在船體上的靜環(huán)(9)相對設(shè)置且貼合而構(gòu)成端面密封副，其特征是所述彈簧座(2)的外表面上至少開有一個(gè)孔(3)，且該孔(3)與所述的內(nèi)腔(4)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水壓力自平衡機(jī)械密封裝置，其特征是所述的孔(3)沿 所述彈簧座(2)的外表面均布分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水壓力自平衡機(jī)械密封裝置，其特征是所述彈簧座(2) 的外表面沿周向均布有四個(gè)孔(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水壓力自平衡機(jī)械密封裝置，其特征是所述彈簧座(2) 的外表面沿周向均布有六個(gè)孔(3)。
全文摘要
本發(fā)明涉及軸系用機(jī)械密封裝置，尤其涉及船舶傳動(dòng)軸系用機(jī)械密封裝置的改進(jìn)。本發(fā)明海水壓力自平衡機(jī)械密封裝置，包括固接到傳動(dòng)軸襯套上的彈簧座，該彈簧座中設(shè)有環(huán)形的內(nèi)腔，該內(nèi)腔中安裝有軸向放置的彈簧，動(dòng)環(huán)座的一端安裝有動(dòng)環(huán)，該動(dòng)環(huán)座的另一端可滑動(dòng)的套入到所述的內(nèi)腔中，所述彈簧的兩端分別抵壓在所述的彈簧座和所述的動(dòng)環(huán)座上，所述的動(dòng)環(huán)和安裝在船體上的靜環(huán)相對設(shè)置且貼合而構(gòu)成端面密封副，所述彈簧座的外表面上至少開有一個(gè)孔，且該孔與所述的內(nèi)腔連通。本發(fā)明能自動(dòng)平衡海水作用在動(dòng)環(huán)座上的軸向壓力，使動(dòng)環(huán)和靜環(huán)良好貼合，提高密封效果。
文檔編號F16J15/16GK101858436SQ200910030750
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者丁郁華 申請人:江蘇華陽重工科技股份有限公司