專利名稱：帶二級保護(hù)裝置的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種機(jī)械密封裝置，尤其涉及一種能適應(yīng)大幅偏擺、振動，及高壓 含泥砂海水的工況需要的大型挖泥船用的耐振機(jī)械密封裝置。
背景技術(shù)：
挖泥船，負(fù)責(zé)清挖水道與河川淤泥，以便其他船舶順利通過。有些挖泥船本身沒有 動力，它每換一處工作位置，總是靠拖船帶動；從水底挖出的泥沙傾入在旁等待的駁船里拖 走。本身有動力的挖泥船在通行較大船舶的航道上施工，用粗大的軟管抽吸淤泥。挖泥船 把泥沙存在艙中，裝滿后開往海外倒掉。側(cè)伸吊桿挖泥船是清理狹窄水道最有效的工具，它 平穩(wěn)地緩行，每小時約走3700米，在湖底鏟出一條寬約35米的水道，泵將吸出的泥沙沿著 長長的吊桿，噴回到離水道較遠(yuǎn)的水中。吃水較深的大船尤其需要倚重這種挖泥船。絞吸式挖泥船用途廣泛，可以在江河湖海中作業(yè)，用以清淤，航道挖掘，吹填造地。 在特殊情況下絞吸式挖泥船上安裝大功率絞刀設(shè)備，不需爆破即可挖掘玄武巖和石灰石等 巖石地層。絞吸式挖泥船工作效率高，產(chǎn)量大，泵距遠(yuǎn)。大型的絞吸式挖泥船每小時產(chǎn)量可 達(dá)幾千立方米；把泥沙或碎巖物料依靠強(qiáng)大動力通過泥泵和排泥管線，泵送出幾千米之外。絞吸式挖泥船的特性是她屬于靜態(tài)挖泥船，安裝絞刀頭/絞刀作為挖掘工具，使 泥土在切削后被吸入。在吸泥過程中，絞吸式挖泥船是以定位樁為中心通過固定在側(cè)邊絞 盤上的錨纜按圓弧形旋轉(zhuǎn)，絞吸式挖泥船基本適合挖掘各種類型的土壤，當(dāng)然這也決定于切削功率的配置。 絞吸式挖泥船類型和尺寸范圍很廣，絞刀頭功率最小可為20KW，最大可達(dá)4000KW。但挖泥 深度一般較有限，最大挖深為25 30m，最小挖泥深度通常取決于船體(平底船)的吃水深度。挖泥船即使是在上述較為苛刻的條件下進(jìn)行工作，對其密封系統(tǒng)仍要求具有較高 的線速度，如泵軸徑295mm，密封處軸徑390mm，轉(zhuǎn)速為400rpm。因此，密封系統(tǒng)是挖泥船 的密封系統(tǒng)目前，大型挖泥船用密封裝置多采用L型橡膠密封裝置，其工作原理是靜止的 L型橡膠與旋轉(zhuǎn)的泵軸(軸套)動態(tài)摩擦，利用橡膠的自身彈性及其所附帶的彈簧提供磨 損補償而達(dá)到密封目的；但受使用設(shè)備的偏擺、振動，多雜質(zhì)、高壓顆粒工況的影響，泄漏量 大、頻繁發(fā)生偏磨及劇烈磨料磨損的現(xiàn)象，導(dǎo)致密封裝置使用壽命縮短，經(jīng)過大量工程數(shù)據(jù) 表明，其實際使用壽命在1至3個月，造成了大型設(shè)備檢修拆裝的耗時多、周期長，直接影響 了設(shè)備的利用率，同時也是生產(chǎn)安全隱患的一個重要因素。

實用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供一種帶二級保護(hù)裝置的大型挖泥船用耐振機(jī) 械密封，該機(jī)械密封裝置的密封性能穩(wěn)定，使用過程中幾乎不存在泄漏，而且功耗低，具有 對軸(軸套)磨損小的特點，可有效地延長密封系統(tǒng)的使用壽命，不但節(jié)能降耗、同時保障 了生產(chǎn)的安全可靠性。[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型帶二級保護(hù)結(jié)構(gòu)的大型挖泥船用耐振機(jī)械密 封裝置，包括主密封，所述主密封為旋轉(zhuǎn)式多彈簧平衡型機(jī)械密封，所述主密封包括由鎖緊 部件鎖緊在護(hù)軸套上的動環(huán)座套，所述動環(huán)座套上設(shè)置有密封壓蓋，所述密封壓蓋內(nèi)設(shè)有 動環(huán)座和靜環(huán)，所述動環(huán)座上設(shè)置有一動環(huán)，所述動環(huán)與一靜環(huán)組成一對密封端面；所述靜 環(huán)端面與密封壓蓋上一臺階面之間、所述動環(huán)端面與所述動環(huán)座上一臺階面之間、所述動 環(huán)座端面與所述動環(huán)座套的一臺階面之間均分別通過銷孔設(shè)有浮動的軸向銷；所述動環(huán)座 端面與所述動環(huán)座套的一臺階面之間還通過彈簧孔在軸向上設(shè)有彈簧；所述靜環(huán)、所述密 封壓蓋、所述動環(huán)座和所述動環(huán)座套中的所有接觸面之間均分別設(shè)有0型橡膠圈；所述密 封壓蓋、所述動環(huán)座套和所述護(hù)軸套三者之間通過一限位連接結(jié)構(gòu)連接；在軸向上與所述 主密封還順次地設(shè)置有一二級保護(hù)密封結(jié)構(gòu)，所述二級保護(hù)密封結(jié)構(gòu)采用填料密封結(jié)構(gòu)。本實用新型帶二級保護(hù)結(jié)構(gòu)的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封裝置，其中，所述填料密封結(jié)構(gòu)為軟填料密封。所述限位連接結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述密封壓蓋上的一溝槽、設(shè)置在所述溝槽中的限 位板和將限位板與所述動環(huán)座套和所述護(hù)軸套連接起來的頂絲。所述主密封的密封端面一側(cè)設(shè)有一泵送效應(yīng)組件，所述泵送效應(yīng)組件由通過緊定 螺釘連接在護(hù)軸套上的泵送環(huán)，所述泵送環(huán)的外回轉(zhuǎn)面上設(shè)有一圈凹陷，所述密封壓蓋上 與所述一圈凹陷對正的位置設(shè)有一圈錐面，工作狀態(tài)中，所述泵送環(huán)隨軸旋轉(zhuǎn)，所述泵送環(huán) (8)上的一圈凹陷與所述密封壓蓋上的一圈錐面配合產(chǎn)生泵送效應(yīng)，在兩者之間的局部空 間中形成一高壓水環(huán)。所述主密封的密封端面上設(shè)有連接在所述動環(huán)座和所述動環(huán)座套上的防護(hù)背墊。所述動環(huán)座套與所述密封壓蓋在徑向上留有間隙，在該間隙處設(shè)有浮動的片狀的 節(jié)流襯套，所述節(jié)流襯套由多片聚四氟乙烯薄片組合。在所述動環(huán)座和所述動環(huán)座套的一段內(nèi)、外回轉(zhuǎn)表面之間設(shè)有間隙，所述間隙處 設(shè)有浮動的支撐環(huán)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是本實用新型密封裝置主要通過下述針對性技術(shù)(及結(jié)構(gòu))以適應(yīng)現(xiàn)場惡劣的工作 狀況。(1)雙浮動式端面組合。靜環(huán)7通過兩件0型橡膠圈沈、分水環(huán)9螺釘四軸向銷 36浮動地安裝在密封壓蓋4上，動環(huán)通過兩個0型橡膠圈M、25和軸向銷35浮動地安裝在 動環(huán)座5上，利用橡膠的特性進(jìn)行吸振及角位移補償，以抵御振動、偏擺的影響。(2)多點沖洗。通過分水環(huán)9，采用潔凈多點內(nèi)沖洗技術(shù)，對端面進(jìn)行清潔及降溫， 使密封端面的溫度梯度均勻化，減少端面熱變形，消除對密封端面的沖蝕，改善密封工作環(huán) 境，以抵御大軸徑、高線速度、高壓、介質(zhì)顆粒對密封性能的影響。(3)泵送效應(yīng)與背墊技術(shù)。通過緊定螺釘連接在護(hù)軸套1上的泵送環(huán)8隨軸旋轉(zhuǎn)， 在密封壓蓋4的錐面配合下產(chǎn)生泵送效應(yīng)，在局部位置形成一高壓水環(huán)以降低高濃度、大 顆粒介質(zhì)進(jìn)入密封端面的可能性。背墊13通過第一壓板19、第二壓板20和螺釘39連接在動環(huán)座5與動環(huán)座套3 上，避免漿料堵塞彈簧及滑移部位的狹小空間而導(dǎo)致密封失效。(4)浮動片狀節(jié)流襯套。節(jié)流襯套采用7片聚四氟乙烯薄片組合而成，可徑向浮動減少磨損，以抵御周偏擺、振動的影響。(5)徑向支撐結(jié)構(gòu)。支撐環(huán)21與動環(huán)座套3小間隙配合，支撐動環(huán)組件的重量，消除因振動和離心力造成的影響?？傊?，由于本實用新型密封裝置采用的是機(jī)械密封，尤其是采用了具有二級保護(hù) 裝置的機(jī)械密封，其密封性能穩(wěn)定，幾乎不存在泄漏，而且功耗低，具有對軸(軸套)磨損小 的特點，可延長密封系統(tǒng)的使用壽命，以達(dá)到節(jié)能降耗、保障生產(chǎn)安全的目的。

附圖是本實用新型帶二級保護(hù)裝置的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封的軸向結(jié)構(gòu)剖 視圖。圖中1——護(hù)軸套 2——填料軸套 3——動環(huán)座套 4——密封壓蓋5——動環(huán)座 6——動環(huán)7——靜環(huán)8——泵送環(huán)9——分水環(huán) 10——節(jié)流襯套 11——傳動環(huán) 12——限位板13——背墊 14——填料腔體 15——填料壓蓋 17——彈簧18、30、34、40——緊定螺釘19——第一壓板 20——第二壓板21-支撐環(huán)16、22、23、24、25、26、27-0 型圈28、29、32、33、39-螺釘 35、36、37-銷 38-±真料
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。如附圖所示，本實用新型帶二級保護(hù)結(jié)構(gòu)的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封裝置，包 括主密封和二級保護(hù)密封，即本實用新型采用的是旋轉(zhuǎn)式多彈簧平衡型機(jī)械密封(主密 封)與填料密封(二級保護(hù)裝置)串聯(lián)布置的方案利用端面密封原理對泵輸送介質(zhì)進(jìn)行動 態(tài)密封。所述主密封包括由鎖緊部件鎖緊在護(hù)軸套1上的動環(huán)座套3，所述動環(huán)座套3上 設(shè)置有密封壓蓋4，所述密封壓蓋4內(nèi)設(shè)有動環(huán)座5和靜環(huán)7，所述動環(huán)座5上設(shè)置有一動 環(huán)6，所述動環(huán)6與一靜環(huán)組成一對密封端面；所述靜環(huán)7端面與密封壓蓋4上一臺階面之 間、所述動環(huán)6端面與所述動環(huán)座5上一臺階面之間、所述動環(huán)座5端面與所述動環(huán)座套3 的一臺階面之間均分別通過銷孔設(shè)有浮動的軸向銷；所述動環(huán)座5端面與所述動環(huán)座套3 的一臺階面之間還通過彈簧孔設(shè)有軸向彈簧17 ；所述靜環(huán)7、所述密封壓蓋4、所述動環(huán)座 5和所述動環(huán)座套3中的所有接觸面之間均分別設(shè)有0型橡膠圈，即，本實用新型密封裝置 中的主密封結(jié)構(gòu)具有雙浮動式端面組合，具體講是靜環(huán)7通過兩件0型橡膠圈26、分水環(huán) 9、螺釘29和軸向銷36浮動地安裝在密封壓蓋4上，動環(huán)6通過兩個0型橡膠圈24、25、軸 向銷35浮動地安裝在動環(huán)座5上，工作過程中，可以利用橡膠的特性進(jìn)行吸振及角位移補 償，以抵御振動、偏擺的影響。同時，本實用新型密封裝置具有多點沖洗功能，通過分水環(huán)9， 采用潔凈多點內(nèi)沖洗技術(shù)，潔凈端面，并對端面進(jìn)行有效的降溫，使密封端面的溫度梯度均 勻化，減少端面熱變形，消除對密封端面的沖蝕，改善密封工作環(huán)境，以抵御大軸徑、高線速 度、高壓、介質(zhì)顆粒對密封性能的影響。主密封系統(tǒng)通過限位板12、螺釘28. 32進(jìn)行連接集 成，所述密封壓蓋4、所述動環(huán)座套3和所述護(hù)軸套1三者之間通過一限位連接結(jié)構(gòu)連接；所述限位連接結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述密封壓蓋4上的一溝槽、設(shè)置在所述溝槽中的限位板12 和將限位板12與所述動環(huán)座套3和所述護(hù)軸套1和傳動環(huán)11連接起來的頂絲18及34。本實用新型密封裝置中，在軸向上與所述主密封還順次地(串聯(lián))設(shè)置有一二級 保護(hù)密封結(jié)構(gòu)，所述二級保護(hù)密封結(jié)構(gòu)采用填料密封結(jié)構(gòu)，所述填料密封結(jié)構(gòu)為軟填料密 封，該軟填料密封結(jié)構(gòu)是由填料軸套2、填料腔體14、填料壓蓋15、填料38組成的二級保護(hù) 裝置(正常狀態(tài)不工作)，在機(jī)械密封(主密封)因超出使用壽命及突發(fā)事故狀態(tài)啟用(通 過排液接口中密封介質(zhì)的泄漏量來進(jìn)行判斷)，通過擰緊螺釘33對填料38進(jìn)行壓縮補償以 達(dá)到保護(hù)密封的功能，保障設(shè)備正常運轉(zhuǎn)周期，并提供更換密封裝置的反應(yīng)時間。本實用新型密封裝置中所述主密封的密封端面一側(cè)設(shè)有一泵送效應(yīng)組件，所述泵 送效應(yīng)組件由通過緊定螺釘30及40連接在護(hù)軸套1上的泵送環(huán)8，所述泵送環(huán)8的外回轉(zhuǎn) 面上設(shè)有一圈凹陷，所述密封壓蓋4上與所述一圈凹陷對正的位置設(shè)有一圈錐面，工作狀 態(tài)中，所述泵送環(huán)8隨軸旋轉(zhuǎn)，所述泵送環(huán)8上的一圈凹陷與所述密封壓蓋4上的一圈錐面 配合產(chǎn)生泵送效應(yīng)，在兩者之間的局部空間中形成一高壓水環(huán)，以降低高濃度、大顆粒介質(zhì) 進(jìn)入密封端面的可能性。所述主密封的密封端面上設(shè)有連接在所述動環(huán)座5和所述動環(huán)座 套3上的防護(hù)背墊13，所述背墊13通過第一壓板19和第二壓板20及螺釘39連接在動環(huán) 座5與動環(huán)座套3上，從而借助背墊技術(shù)以避免漿料堵塞彈簧及滑移部位的狹小空間而導(dǎo) 致密封失效。本實用新型密封裝置中，所述動環(huán)座套3與所述密封壓蓋4在徑向上留有間隙，在 該間隙處設(shè)有浮動的片狀的節(jié)流襯套10，所述節(jié)流襯套10由多片聚四氟乙烯薄片組合，可 徑向浮動減少磨損，以抵御周偏擺的影響。另外，在所述動環(huán)座5和所述動環(huán)座套3的一段 內(nèi)、外回轉(zhuǎn)表面之間設(shè)有間隙，所述間隙處設(shè)有浮動的支撐環(huán)21。利用支撐環(huán)21與動環(huán)座 套3之間的小間隙配合，支撐動環(huán)組件的重量，以消除因振動和離心力造成的影響。本實用新型密封裝置的工作原理及過程是如附圖，安裝在動環(huán)座5上的動環(huán)6與通過分水環(huán)9、螺釘四和銷36集成在密封 壓蓋4上的靜環(huán)7組成一對密封端面，由彈性元件(即彈簧17)及動環(huán)座套3、傳動環(huán)11、 緊定螺釘18、34，銷35、37組成的傳動機(jī)構(gòu)帶動下，使動環(huán)6與連接在泵軸上的護(hù)軸套1及 填料軸套2 —起傳動旋轉(zhuǎn)，并在彈簧17和泵送流體壓力作用下，使密封端面緊密貼合，在輔 助密封(0型圈16、22、23、24、25、26、27)的配合下，達(dá)到動態(tài)密封目的。輔助系統(tǒng)外接清潔水(海水)通過內(nèi)沖洗入口 60引入密封腔，通過分水環(huán)9均 勻分流對密封端面進(jìn)行清潔及換熱，端面泄露介質(zhì)通過排液接口 70進(jìn)行收集排放。由填料軸套2、填料腔體14、填料壓蓋15、填料38組成的二級保護(hù)裝置(正常狀態(tài) 不工作)，在機(jī)械密封(主密封)因超出使用壽命及突發(fā)事故狀態(tài)啟用(通過排液接口 70 中密封介質(zhì)的泄漏量來進(jìn)行判斷)，通過擰緊螺釘33對填料38進(jìn)行壓縮補償以達(dá)到保護(hù)密 封的功能，外接冷卻水由填料沖洗入口 50接入二級密封腔，經(jīng)過填料沖洗出口 80排放，對 填料進(jìn)行沖洗冷卻，保障設(shè)備正常運轉(zhuǎn)周期，并提供更換密封裝置的反應(yīng)時間。盡管上面結(jié)合圖對本實用新型進(jìn)行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具 體實施方式，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些 均屬于本實用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶二級保護(hù)結(jié)構(gòu)的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封裝置，包括主密封，其特征在于，所述主密封為旋轉(zhuǎn)式多彈簧平衡型機(jī)械密封，所述主密封包括由鎖緊部件鎖緊在護(hù)軸套(1)上的動環(huán)座套(3)，所述動環(huán)座套C3)上設(shè)置有密封壓蓋G)，所述密封壓蓋內(nèi) 設(shè)有動環(huán)座( 和靜環(huán)(7)，所述動環(huán)座( 上設(shè)置有一動環(huán)(6)，所述動環(huán)(6)與一靜環(huán) (7)組成一對密封端面；所述靜環(huán)(7)端面與密封壓蓋(4)上一臺階面之間、所述動環(huán)(6)端面與所述動環(huán)座 (5)上一臺階面之間、所述動環(huán)座( 端面與所述動環(huán)座套C3)的一臺階面之間均分別通過 銷孔設(shè)有浮動的軸向銷；所述動環(huán)座( 端面與所述動環(huán)座套( 的一臺階面之間還通過彈簧孔設(shè)有軸向彈簧 (17)；所述靜環(huán)(7)、所述密封壓蓋G)、所述動環(huán)座( 和所述動環(huán)座套(3)中的所有接觸 面之間均分別設(shè)有0型橡膠圈；所述密封壓蓋(4)、所述動環(huán)座套(3)和所述護(hù)軸套(1)三者之間通過一限位連接結(jié)構(gòu) 連接；在軸向上與所述主密封還順次地設(shè)置有一二級保護(hù)密封結(jié)構(gòu)，所述二級保護(hù)密封結(jié)構(gòu) 采用填料密封結(jié)構(gòu)；所述主密封和所述二級保護(hù)密封結(jié)構(gòu)之間采用螺釘(33)集成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶二級保護(hù)結(jié)構(gòu)的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封裝置，其特征在 于，所述填料密封結(jié)構(gòu)為軟填料密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶二級保護(hù)結(jié)構(gòu)的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封裝置，其特征在 于，所述限位連接結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述密封壓蓋(4)上的一溝槽、設(shè)置在所述溝槽中的限 位板(1 和將限位板(1 與所述動環(huán)座套C3)和所述護(hù)軸套(1)和傳動環(huán)(11)連接起 來的頂絲(18) (34)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶二級保護(hù)結(jié)構(gòu)的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封裝置，其特征在 于，所述主密封的密封端面一側(cè)設(shè)有一泵送效應(yīng)組件，所述泵送效應(yīng)組件由通過緊定螺釘 連接在護(hù)軸套(1)上的泵送環(huán)(8)，所述泵送環(huán)(8)的外回轉(zhuǎn)面上設(shè)有一圈凹陷，所述密封 壓蓋(4)上與所述一圈凹陷對正的位置設(shè)有一圈錐面，工作狀態(tài)中，所述泵送環(huán)(8)隨軸旋 轉(zhuǎn)，所述泵送環(huán)(8)上的一圈凹陷與所述密封壓蓋(4)上的一圈錐面配合產(chǎn)生泵送效應(yīng)，在 兩者之間的局部空間中形成一高壓水環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述帶二級保護(hù)結(jié)構(gòu)的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封裝置，其特征在 于，所述主密封的密封端面上設(shè)有連接在所述動環(huán)座( 和所述動環(huán)座套C3)上的防護(hù)背 墊(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶二級保護(hù)結(jié)構(gòu)的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封裝置，其特征在 于，所述動環(huán)座套C3)與所述密封壓蓋(4)在徑向上留有間隙，在該間隙處設(shè)有浮動的片狀 的節(jié)流襯套(10)，所述節(jié)流襯套(10)由多片聚四氟乙烯薄片組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶二級保護(hù)結(jié)構(gòu)的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封裝置，其特征在 于，在所述動環(huán)座(5)和所述動環(huán)座套(3)的一段內(nèi)、外回轉(zhuǎn)表面之間設(shè)有間隙，所述間隙 處設(shè)有浮動的支撐環(huán)01)。
專利摘要本實用新型公開了一種帶二級保護(hù)結(jié)構(gòu)的大型挖泥船用耐振機(jī)械密封裝置，包括主密封，主密封包括由鎖緊裝置鎖緊在護(hù)軸套上的動環(huán)座套，動環(huán)座套上設(shè)置有密封壓蓋，密封壓蓋內(nèi)設(shè)有動環(huán)座和靜環(huán)，動環(huán)座上設(shè)置有一動環(huán)，動環(huán)與一靜環(huán)組成一對密封端面；靜環(huán)端面與密封壓蓋上一臺階面之間、動環(huán)端面與動環(huán)座上一臺階面之間、動環(huán)座端面與動環(huán)座套的一臺階面之間均設(shè)有浮動的軸向銷；動環(huán)座端面與動環(huán)座套的一臺階面之間設(shè)有軸向彈簧；在軸向上與主密封還順次地設(shè)置有一二級保護(hù)密封結(jié)構(gòu)。該密封裝置的密封性能穩(wěn)定，使用過程中幾乎不存在泄漏，而且功耗低，具有對軸(軸套)磨損小的特點，可有效地延長密封系統(tǒng)的使用壽命，不但節(jié)能降耗、同時保障了生產(chǎn)的安全可靠性。
文檔編號F16J15/16GK201858359SQ20102059386
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者于建軍, 柴志建, 王東政, 王貴富, 霍桂勇 申請人:天津市合潤科技有限責(zé)任公司