潜海器穿舱的正反转摆动轴与舱壳间的密封结构与方法与流程

本发明涉及一种潜海器。特别是涉及一种潜海器穿舱的正反转摆动轴与舱壳间的密封结构与方法。

背景技术

现有技术潜海器的穿舱轴密封结构如图1所示，穿舱轴的用于连接外部部件的驱动轴部分2伸出潜海器壳体3，且位于高压海水1中，所述穿舱轴的低压轴部分4位于潜海器壳体3内，所述低压轴部分4与所述的潜海器壳体3相接触的部位通过o形圈5进行密封。尽管驱动轴部分2转动的转速低，转角范围有限，但驱动轴部分2正转与反转相互交替，频繁转动，o形圈5承担密封，由于海水与潜海器舱内之间存在巨大的压力差，o形圈5与穿舱轴之间就存在很大的摩擦力，因此，o形圈5的寿命很短，而且无法事先估计o形圈5的准确寿命，潜海器在深海航行中一旦o形圈5突然失效后果就十分严重，载人潜海器如果遇到这样的情况就会出现灾难性的事故。

现有技术潜海器的穿舱轴密封结构和工作原理有很多缺点难以克服：

1、o形圈是有高分子材质或工程塑料组成，密封是依靠其几何形状变形后产生的恢复力来实现的，这种密封只适合静密封，不适合动密封，显然，潜海器正反转摆动式穿舱轴与舱壳之间o形圈是动密封；

2、o形圈硬度低、强度差、变形量大、摩擦系数大、正压力大、摩擦力大；

3、o形圈与潜海器正反转摆动式穿舱轴之间的摩擦力是交变载荷；

4、o形圈的疲劳极限低；

5、o形圈对潜海器正反转摆动式穿舱轴之间的阻力大，能耗也大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种总能让正反转来回摆动的轴与潜海器舱壳之间的密封始终保持零泄漏，让潜海器内部始终保持空舱的潜海器穿舱的正反转摆动轴与舱壳间的密封结构与方法。

本发明所采用的技术方案是：一种潜海器穿舱的正反转摆动轴与舱壳间的密封结构，包括有潜海器壳体，所述潜海器壳体的过轴孔内插入有轴套的尾端，所述轴套通过一体形成在临近尾端的连接法兰与所述的海器壳体用螺钉固定连接，所述轴套尾端的外周面与所述潜海器壳体过轴孔的内周面之间通过密封圈构成密封连接，潜海器穿舱轴的低压轴部分贯穿所述的轴套，潜海器穿舱轴的驱动轴部分位于所述轴套的前端，所述驱动轴部分的外径与所述轴套的外径相同，两者为轴向间隙连接，在所述驱动轴部分与所述轴套的连接处的外周面套有直径大于驱动轴部分外径和轴套外径的高强度耐磨管状防水布，所述高强度耐磨管状防水布的前端通过第一密封箍紧固在所述驱动轴部分上，并随所述驱动轴部分旋转，所述高强度耐磨管状防水布的后端通过第二密封箍紧固在所述轴套上，为静止不动。

所述驱动轴部分和轴套在位于高强度耐磨管状防水布处的外周面上涂有润滑油或润滑脂。

所述的高强度耐磨管状防水布的长度大于第一密封箍与第二密封箍之间的距离。

一种潜海器穿舱的正反转摆动轴与舱壳间的密封结构的密封方法，是转轴为正反转旋转方式的高压海水端轴的外径等于静止连接套的外径并且让两者之间为轴向间隙连接，然后用一个内径大于高压海水端轴的外径的高强度耐磨管状防水布同时松弛地套在暴露在高压海水里的转轴和静止连接套的外表面，用两个密封箍分别把高强度耐磨管状防水布的其中一端密封固定在转轴上随着转轴转动，另一端密封固定在静止的连接套上保持静止状态，阻断高压海水渗漏的通道，其中，高强度耐磨管状防水布的长度大于两个密封箍之间的距离。

本发明的潜海器穿舱的正反转摆动轴与舱壳间的密封结构与方法，从潜海器舱内穿过舱壳伸出到高压海水中只能在一定转角范围内正反转摆动的穿舱轴与潜海器静止壳体之间的密封结构，能够做到无论海水的压强有多大，渗透力有多强，高强度耐磨防水布总能让正反转来回摆动的穿舱轴与潜海器舱壳之间的密封始终保持零泄漏，让潜海器内部始终保持空舱。本发明优点如下：

1、没有泄漏通道。

2、正反转来回摆动旋转的穿舱轴在设定的正反两个极限转角范围内自由地转动与停留，同时确保零泄漏。

3、高强度耐磨管状防水布的材质非常柔软，且足够松弛，在工作中始终不受拉力和交变载荷，所受的外力都能得到平衡，只伴随着很小的摩擦力。

4、潜海器航行的安全性高。

5、密封可靠。

6、密封寿命长。

7、结构简单、重量轻、成本低。

附图说明

图1是现有技术潜海器的穿舱轴密封结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本发明潜海器穿舱的正反转摆动轴与舱壳间的密封结构的示意图；

图4是图3的左视图；

图5是本发明的穿舱轴顺时针转动至极限位置时的结构示意图；

图6是本发明的穿舱轴逆时针转动至极限位置时的结构示意图。

图中

1：高压海水2：驱动轴部分

3：潜海器壳体4：低压轴部分

5：o形圈6：轴套

7：连接法兰8：螺钉

9：密封圈10：连接处

11：高强度耐磨管状防水布12：第一密封箍

13：第二密封箍

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的潜海器穿舱的正反转摆动轴与舱壳间的密封结构与方法做出详细说明。

如图3、图4所示，本发明潜海器穿舱的正反转摆动轴与舱壳间的密封结构，包括有潜海器壳体3，所述潜海器壳体3的过轴孔内插入有轴套6的尾端，所述轴套6通过一体形成在临近尾端的连接法兰7与所述的海器壳体3用螺钉8固定连接，所述轴套6尾端的外周面与所述潜海器壳体3过轴孔的内周面之间通过密封圈9构成密封连接，潜海器穿舱轴的低压轴部分4贯穿所述的轴套6，潜海器穿舱轴的驱动轴部分2位于所述轴套6的前端，所述驱动轴部分2的外径与所述轴套6的外径相同，两者为轴向间隙连接，在临近所述驱动轴部分2与所述轴套6的连接处10的外周面套有直径大于驱动轴部分2外径和轴套6外径的高强度耐磨管状防水布11，所述高强度耐磨管状防水布11的前端通过第一密封箍12紧固在所述驱动轴部分2上，并随所述驱动轴部分2旋转，所述高强度耐磨管状防水布11的后端通过第二密封箍13紧固在所述轴套6上，为静止不动。所述的高强度耐磨管状防水布11的长度大于第一密封箍12与第二密封箍13之间的距离。所述的驱动轴部分2和轴套6在位于高强度耐磨管状防水布11处的外周面上涂有润滑油或润滑脂。

本发明的潜海器穿舱的正反转摆动轴与舱壳间的密封结构的密封方法，是转轴为正反转旋转方式的高压海水端轴的外径等于静止连接套的外径并且让两者之间为轴向间隙连接，然后用一个内径大于高压海水端轴的外径的高强度耐磨管状防水布同时松弛地套在暴露在高压海水里的转轴和静止连接套的外表面，用两个密封箍分别把高强度耐磨管状防水布的其中一端密封固定在转轴上随着转轴转动，另一端密封固定在静止的连接套上保持静止状态，阻断高压海水渗漏的通道，其中，高强度耐磨管状防水布的长度大于两个密封箍之间的距离。

本发明的潜海器穿舱的正反转摆动轴与舱壳间的密封结构与方法，如图3、图4所示，是利用高强度耐磨管状防水布11的柔韧性和超强的抗拉性以及压强平衡的基本特性，将其制成管形，其管径大于正反转摆动的穿舱轴的驱动轴部分的轴径，同时松弛地套装在驱动轴部分2和轴套6的外表面上，由于高强度耐磨管状防水布11的一端用第一密封箍11与驱动轴部分2捆绑并扎紧，高强度耐磨管状防水布11的另一端用第二密封箍13与静止的轴套6捆绑并扎紧，高强度耐磨管状防水布的长度大于两个密封箍之间的距离。于是在超高压的深海海水中高强度耐磨管状防水布11的内壁始终紧贴着刚性驱动轴部分2和静止的轴套6的外表面，另一方面，只要驱动轴部分2和静止的轴套6之间的间隙足够地小，高强度耐磨管状防水布11不受任何拉力。为了减少摩擦力，可以在高强度耐磨管状防水布26与驱动轴部分2和轴套6之间涂抹适量的润滑油或润滑脂。图3是驱动轴部分2在摆动旋转所处的一般位置，图5是驱动轴部分2在顺时针摆动旋转至极限位置，图6是驱动轴部分2在逆时针摆动旋转至极限位置。由此可见，在捆绑并扎紧高强度耐磨管状防水布11的时候只要保证其足够的松弛，刚性的驱动轴部分2就能在设定的正反两个极限转角范围内自由地转动与停留，并且确保正反转来回摆动的轴与潜海器舱壳之间的密封始终保持零泄漏。