半潜船减摇鳍密封装置的制作方法

本实用新型涉及一种密封装置，特别涉及一种半潜船减摇鳍密封装置。

背景技术：

半潜船舶在航行过程中遇到风浪，会产生横向摇摆；船舶的横向摇摆会降低适航性、损坏设备，导致货物撞击损坏、乘客昏厥等问题。半潜船减摇鳍即是以减少船舶的摇摆为目的的装置。液压缸通过活塞杆带动鳍柄旋转，鳍柄再通过销连接带动鳍轴旋转，鳍轴通过伞齿轮带动叶片轴和叶片旋转，从而实现通过调节叶片的角度来减少摇晃的目的。

因为半潜船减摇鳍的叶片位于海水中，所以半潜船减摇鳍的密封非常重要。良好的半潜船减摇鳍密封装置能够防止轴承润滑油泄漏入海水，同时也能防止海水侵入船体。目前常用的半潜船减摇鳍密封装置为双向V形组合密封。双向V型组合密封为左右对称结构，一边防水一边防油。左侧密封由一个压环，若干个V形中间环和一个支撑环组成，通过轴向挤压“压环”，将中间环撑开，和转轴紧密贴合产生过盈量，从而起到密封作用。但这种密封存在密封件和转轴都磨损严重、密封不均匀和密封效果受海水压力变化和震动影响大的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种半潜船减摇鳍密封装置，该装置密封可靠、能最大限度减少转轴和密封件的磨损并且密封效果受海水压力变化和震动影响较小。

包括密封环、至少三个唇形密封、转轴和压缩空气系统；密封环设置在船体上，转轴套在密封环内，转轴与密封环配合；密封环一端位于船体外侧，与外界水体接触，密封环另一端位于船体内侧，与船体内轴承润滑油接触；密封环内壁上设有与唇形密封数量对应的环形凹槽，每个唇形密封均套于转轴外，每个唇形密封一一对应设置于一个环形凹槽中，每个唇形密封的唇口末端均与转轴配合，靠近船体内侧的一个唇形密封的开口方向朝向船体内侧，其他唇形密封的开口方向朝向船体外侧；压缩空气系统设置在船体上，密封环上设有压缩空气管道，压缩空气管道将靠近船体外侧的两个唇形密封之间空隙和压缩空气系统连通，压缩空气系统提供压缩空气进入密封环内；密封环中的压缩空气打开靠近船体外侧的唇形密封的唇口，密封环中的压缩空气不断通入外界水体中。

进一步，本实用新型提供一种半潜船减摇鳍密封装置，还可以具有这样的特征：还包括循环油系统和至少四个唇形密封；密封环内壁上设有与唇形密封数量对应的环形凹槽，环形凹槽位于靠近船体内侧的两个唇形密封之间，环形凹槽内设有开口方向朝向船体外侧的唇形密封，唇形密封套于转轴外，唇形密封的唇口末端与转轴配合；循环油系统设置在船体上，密封环上设有循环油循环管道，循环油循环管道将中间的两个唇形密封之间空隙和循环油系统连通，循环油系统提供循环油在密封环内循环；密封环内循环油的压力小于密封环内压缩空气的压力。

进一步，本实用新型提供一种半潜船减摇鳍密封装置，还可以具有这样的特征：还包括防砂圈，防砂圈为环状套，防砂圈于转轴外，防砂圈于转轴配合；密封环内壁上设有防砂槽，防砂槽位于所有唇形密封和船体外侧之间，防砂圈设置于防砂槽内；防砂圈防止船体外侧水体中的砂石杂物进入密封环与转轴之间。

进一步，本实用新型提供一种半潜船减摇鳍密封装置，还可以具有这样的特征：防砂圈包括防砂环和弹性环；防砂环套于转轴外与转轴配合，防砂环的外侧表面上设有防砂压槽，防砂压槽为环形，防砂压槽断面为梯形；弹性环包括骨架环和弹性压环，弹性压环设置在骨架环的内侧表面上，弹性环套于防砂环外，弹性压环与防砂压槽配合；骨架环挤压后设置于防砂槽内，弹性环压紧防砂环使防砂环的内表面紧贴转轴。

进一步，本实用新型提供一种半潜船减摇鳍密封装置，还可以具有这样的特征：防砂环内表面上设有至少一个沟槽，沟槽为环状。

进一步，本实用新型提供一种半潜船减摇鳍密封装置，还可以具有这样的特征：检测装置设置在船体上，密封环上设有检测管道，检测管道连通靠近船体内侧的两个唇形密封之间空隙和检测装置；检测装置检测从检测管道流入检测装置的液体。

进一步，本实用新型提供一种半潜船减摇鳍密封装置，还可以具有这样的特征：密封环内压缩空气的压力比外界海水压力大0.3bar，密封环内循环油的压力比密封环内压缩空气的压力小2bar；唇形密封开口侧与背向侧压差大于-0.3bar且不大于5bar时，唇形密封对密封环和转轴之间间隙密封。

进一步，本实用新型提供一种半潜船减摇鳍密封装置，还可以具有这样的特征：还包括压缩空气压力测量装置和循环油压力测量装置；压缩空气压力测量装置测量密封环内压缩空气的压力，循环油压力测量装置测量密封环内循环油的压力。

本实用新型提供一种半潜船减摇鳍密封装置，通过设置至少三个唇形密封并设置压缩空气系统提供压缩空气形成气封，使本装置密封可靠，能够适应转轴震动。通过增设一个唇形密封和设置循环油系统提供循环油，使唇形密封不会因为开口侧与背向侧之间过大压差而密封失效，同时循环油能润滑唇形密封与转轴，减小唇形密封与转轴的磨损。通过设置防砂圈防止海水中的砂石杂物进入本装置以增加本装置的使用寿命。通过设置防砂环和弹性环组成的防砂圈，使防砂圈的防砂性能提升。通过在防砂环内表面设置沟槽，使防砂圈在实现防砂效果的同时减少防砂环与转轴间的磨损。通过设置检测装置检测该装置密封效果。根据外界海水压力和唇形密封性能调节压缩空气压力和循环油压力，使本装置更好的适应外界海水压力变化。通过设置压缩空气压力测量装置和循环油压力测量装置，简便实现压缩空气和循环油的压力测量。

附图说明

图1是一种半潜船减摇鳍密封装置的结构示意图。

图2是唇形密封3的结构示意图。

图3是图1的A局部放大示意图。

附图标记：密封环1、环形凹槽1-1、端盖101、防砂槽101-1、筒体102、圆孔102-1、筒体进气孔102-2、筒体进油孔102-3、筒体出油孔102-4、筒体检测孔102-5、第一固定环103、固定环进气孔103-1、第二固定环104、固定环进油孔104-1、固定环出油孔104-2、第三固定环105、固定环检测孔105-1、防砂圈2、防砂环201、防砂压槽201-1、防砂沟槽201-2、弹性环202、骨架环202-1、弹性压环202-2、唇形密封3、顶部301、唇口302、转轴4、压缩空气系统5、压缩空气压力测量装置501、循环油系统6、循环油压力测量装置601、检测装置7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示，一种半潜船减摇鳍密封装置，包括密封环1、防砂圈2、四个唇形密封3、转轴4、压缩空气系统5、循环油系统6和检测装置7。

密封环1固定在船体上。密封环1位于船体外的一侧与海水接触，为海水侧。密封环1位于船体内的一侧与润滑油接触，为润滑油侧。

密封环1包括端盖101、筒体102、第一固定环103、第二固定环104和第三固定环105。端盖101为圆环，筒体102为圆筒状，端盖101的外径与筒体102的外径相等，端盖101通过螺栓固定在筒体102的筒口端面上，端盖101与筒体102同轴，筒体102的底面与端盖101的端面平行。筒体102的底部设有和端盖101内径相同的圆孔102-1。转轴4为减摇鳍的鳍轴。转轴4同时套于端盖101内和筒体102底部的圆孔102-1内，转轴4与端盖101间隙配合，转轴4与圆孔102-1间隙配合。端盖101的内壁上设有环形的防砂槽101-1。防砂槽1-2断面为矩形，防砂圈2设置于防砂槽1-2内，防砂圈2内表面与转轴4表面配合，防砂圈2防止海水中砂石等杂物进入密封环1和转轴4之间间隙。

第一固定环103、第二固定环104和第三固定环105是断面为矩形的相同圆环。第一固定环103、第二固定环104和第三固定环105的外壁均与筒体102的内壁配合并固定。第一固定环103、第二固定环104和第三固定环105由海水侧至润滑油侧依次等间距固定在筒体102的内壁上，第一固定环103、第二固定环104、第三固定环105和筒体102的内壁之间形成四个相同形状的环状凹槽1-1。第一固定环103、第二固定环104和第三固定环105均套于转轴4外并与转轴4间隙配合。

第一固定环103的正上方内壁上设有竖直贯通的固定环进气孔103-1。第二固定环104的正上方内壁上设有竖直贯通的固定环进油孔104-1。第二固定环104的正下方内壁上设有竖直贯通的固定环出油孔104-2。第三固定环105正下方内壁上设有竖直贯通的固定环检测孔105-1。筒体102上设有竖直贯通的筒体进气孔102-2、筒体进油孔102-3、筒体出油孔102-4和筒体检测孔102-5。筒体进气孔102-2与固定环进气孔103-1同轴对齐连通。筒体进油孔102-3与固定环进油孔104-1同轴对齐连通。筒体出油孔102-4与固定环出油孔104-2同轴对齐连通。筒体检测孔102-5与固定环检测孔105-1同轴对齐连通。

结合图2所示，唇形密封3包括顶部301和唇口302，顶部301和唇口302一端相连，顶部301和唇口302不连接的一侧为开口侧，顶部301和唇口302连接的一侧为背向侧。环状凹槽1-1宽度比顶部301的宽度小5％。四个唇形密封3分别挤压5％压缩量后一一对应设置在四个环形凹槽内。其中，设置在最靠近润滑油侧位置的唇形密封3开口侧朝向润滑油侧，其他三个唇形密封3开口侧朝向海水侧。四个唇形密封3都套于转轴4外，每个唇形密封3的唇口302末端都与转轴4配合。

唇形密封3为纯橡胶材质。唇形密封3的开口侧与背向侧压差大于-0.3bar且不大于5bar时，唇形密封3对密封环1和转轴4之间间隙密封。

压缩空气系统5、循环油系统6和检测装置7设置于船体上。筒体进气孔102-2与压缩空气系统5的压缩空气出口连通，压缩空气系统5提供压缩空气进入密封环1，密封环1内的压缩空气压力比海水压力大0.3bar。筒体进油孔102-3和筒体出油孔102-4与循环油系统6的循环油进出口连通，循环油系统6提供循环油在密封环1内循环，密封环1内的循环油压力比密封环1内的压缩空气压力小2bar。筒体检测孔102-5与检测装置7连通，检测装置7能够检测流入检测装置7的液体。

测量海水压力有多种方式，本例采用测量船体吃水深度然后计算获得。测量密封环1内压缩空气的压力有多种方式，本例采用在压缩空气进入密封环1之前位置的管道上设置压缩空气压力测量装置501进行测量。测量密封环1内循环油压力有多种方式，本例采用在循环油进入密封环1之前位置的管道上设置循环油压力测量装置601进行测量。

如图3所示，防砂圈2包括防砂环201和弹性环202。防砂环201材质为PTFE。防砂环201外壁上设有防砂压槽201-1，防砂压槽201-1为环状，防砂压槽201-1断面为等腰梯形。防砂环201内壁上设有两个防砂沟槽201-2，防砂沟槽201-2为环状，防砂沟槽201-2断面为矩形。弹性环202材质为橡胶，包括骨架环202-1和弹性压环202-2。骨架环202-1为环状，骨架环202-1的断面为矩形，骨架环202-1宽度大于防砂槽1-2宽度。弹性压环202-2断面为等腰梯形，弹性压环202-2固定套于骨架环202-1内壁正中。防砂环201套于弹性环202内，防砂压槽201-1和弹性压环202-2配合。骨架环202-1挤压后设置于防砂槽1-2中，弹性压环202-2向内挤压防砂压槽201-1，使防砂环201的内壁压紧在转轴4上。

本例中，海水相对压力不大于6.7bar，润滑油相对压力不大于5bar。

实施例的工作原理及优点：

在本例半潜船减摇鳍密封装置使用时，防砂圈2防止海水中的大部分砂石杂物进入密封环1和转轴4之间间隙，从而保护了整个密封装置。

同时，压缩空气系统5提供压缩空气进入密封环1，密封环1内的压缩空气压力与海水压力差值达到0.3bar，防砂圈2和第一固定环103之间的唇形密封3的唇口301末端被背向侧的压缩空气打开。压缩空气不断进入海水形成气封，从而防止透过防砂圈2的海水和砂石杂物进入密封环1和转轴4之间间隙，保护了整个密封装置。

同时，循环油系统6提供循环油在密封环1内循环，密封环1内的循环油压力与上述压缩空气压力差值为2bar，第一固定环103和第二固定环104之间的唇形密封3对密封环1和转轴4之间间隙良好密封，第二固定环104和第三固定环105之间的唇形密封3对密封环1和转轴4之间间隙良好密封。循环油进入上述两个唇形密封3的唇口301末端与转轴4之间起润滑作用。设置上述两个唇形密封3进行密封，避免了开口侧与背向侧压差过大导致唇形密封3失效的情况发生。

同时，最靠近润滑油侧的唇形密封3在润滑油压力作用下对密封环1和转轴4之间间隙良好密封。润滑油进入上述唇形密封3的唇口301末端与转轴4之间起润滑作用。

检测装置7检测润滑油或者海水是否泄漏。当检测装置7未检测出液体时，该半潜船减摇鳍密封装置进行良好密封。

该半潜船减摇鳍密封装置密封可靠，能够确保润滑油不会泄漏到海水造成环境污染，确保海水不会进入船体。并且最大限度减少转轴4的磨损。同时因为唇形密封3能在一定范围内适应转轴4的轴向和径向移动，从而使该半潜船减摇鳍密封装置在转轴4振动时能进行良好密封。