一种内外压平衡式旋转动密封装置的制作方法

本发明属于海洋工程水下装置应用技术领域，具体涉及一种内外压平衡式旋转动密封装置。

背景技术：

在海洋工程中的水下平台、拖曳系统等装备中，经常需要进行牵引缆索的收放，这其中有的缆索收放装置位于工作船甲板上，而一些情况下收放装置需要设置在水下平台或航行器上，此时除了满足常规收放装置的功能外，还必须保证动力部件在水下能正常工作。

问题在于首先在浅水区水下工作时，电机和减速器本身不能进水，不能在湿度过高的环境中运行；其次，电机和减速器设计时均不考虑外压下工作的情况，因此深水区工作时除了做到动力部分防水外，还需要克服巨大的水压，防止动力部分受压损坏，不能正常工作。

因此，必须对缆索收放装置的动力部件进行耐压密封设计，即用耐压密封舱对该部分进行封闭，对外采用水密接插接连接供电，仅将减速器输出轴伸出密封舱外，连接被驱动部件。此时输出轴与密封舱之间由于会有相对转动，因此必须设计动密封连接，已知用于旋转轴的动密封连接的方式较多，如直接采用o形圈、油封、填料等密封的，但是在一些因素影响下可靠性会明显降低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种内外压平衡式旋转动密封装置，即使在密封失效后在短时间也不会产生故障的平衡内外压动密封方式。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种内外压平衡式旋转动密封装置，用于对耐压密封筒上安装的主连接法兰进行动密封，耐压密封筒内部设置有变频电机和减速器，且减速器固定于主连接法兰上；变频电机固定连接到减速器输入轴端。

动密封装置包括输出轴动密封筒、橡胶油囊、玻璃观察版、以及油液。

输出轴密封筒内壁上中央开设环状油槽，环状油槽两侧密封；环状油槽底部开设螺纹通孔，与螺纹通孔相对的一侧开设一个圆形通孔A；圆形通孔A的四周围有环状凸起，环状凸起上端的端面上开设数个对称螺纹孔，用于固定玻璃观察板，玻璃观察版与环状凸起上端的端面之间密封。

减速器的输出轴插入主连接法兰输出轴密封筒中，橡胶油囊内吸满油液，橡胶油囊通过环状油槽底部的螺纹通孔接入到输出轴密封筒内；将玻璃观察板打开，将油液从圆形通孔A灌入，直至灌满且液面鼓起，将玻璃观察板盖上，并用螺钉固定；主连接法兰上与玻璃盖板对应的位置开设油液质量观察孔。

进一步地，油液为密度比水大的油液。

进一步地，还包括输出轴密封圈，输出轴密封筒内壁上环状油槽的左右两端开设环状密封槽，其中环状密封槽中设置输出轴密封圈(14)进行密封。

进一步地，还包括观察板密封圈，玻璃观察版与环状凸起上端的端面之间设置观察板密封圈进行密封。

有益效果：

1、此结构在水中，橡胶油囊和右侧密封圈接触海水一侧同时受液体的压力，此时两侧压力相等，在该密封圈处泄露的可能性大大降低，因此水轻易不能进入耐压密封舱中。

2、由于橡胶油囊受到海水的压力，靠近耐压壳体一侧的o形圈两侧侧存在与海水等压的压力差，但是油液的黏度大于水的黏度数倍，根据泄漏率和黏度的相互关系可知，此处的密封泄漏失效的可能性相对于水介质直接作用在此处失效的可能性大大降低。

3、方便观测检修，此油液为三醋酸甘油酯，其物理为特性黏度大，微溶于水，密度为1.15g/cm³,比水重。该设备运行一段时间达到检修期后，可观测有机玻璃观察窗中是否有水珠出现应为密度大于水，所以水会漂浮到充油腔顶部的透明盖板处，判断是否有海水侵入橡胶油囊中。同时观察橡皮囊的收缩情况，以确定是否需要重新灌油。

附图说明

图1是该发明结构所在的密封舱总体结构；

图2是该发明的动密封结构图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种新型旋转密封结构，1-变频电机、2-电源水密接口、3-耐压密封筒，4-减速器通过法兰连接变频电机、5-绞制孔固定螺栓，6-主连接法兰，7-油液状态观察窗，8-输出轴动密封筒、9-减速器输出轴、10-橡胶油囊、11-承压壳体密封圈、12-油液流通孔、13-透明窗密封圈，14-1-输出轴外侧密封圈、14-2-输出轴内侧密封圈，15-三醋酸甘油酯均简称11-油液。

其连接关系为，

减速器输出轴o形圈14-1和14-2装入输出轴密封套密封槽中，将减速器输出轴插入主连接法兰输出轴密封筒8中，随后将减速器用绞制孔螺栓固定于主连接法兰上；将变频电机1用螺栓连接到减速器输入轴端法兰，随后将耐压壳体3安装主连接法兰上，再将水密接插件2拧入耐压壳体上；

输出轴密封筒8内壁上左右两端开设环状密封槽传统的只有一道密封圈，失效后水直接进入密封舱，中央开设环状油槽；其中环状油槽底部开设螺纹通孔，与螺纹通孔相对的一侧开设一个圆形通孔A；圆形通孔A的四周围有环状凸起，环状凸起上端端面上开设数个对称螺纹孔，用于固定玻璃盖板，玻璃盖板与环状凸起上端端面之间设置观察板密封圈13；主连接法兰6上与玻璃盖板对应的位置开设油液质量观察孔12

将橡胶油囊吸满油液后拧入输出轴动密封筒的螺纹通孔中，将另外一部分油液从输出轴密封筒8的圆形通孔A灌入，直至灌满且液面鼓起，将油液状态观察窗有机玻璃盖板轻轻盖上，并用螺钉固定，再将总体安装到收放装置的机架上，即完成动力密封舱的安装。

工作过程：

当缆索收放装置沉入水中工作时，首先，外侧的海水对输出轴外侧密封圈14-1产生向左依图2情况静水压力，该压力与水深有关；与此同时橡胶油囊受到海水压力，则油液压力也等于外界海水压力，则此时外侧o形圈41-1左右两侧均受压，且压力相等，相对与采用o形圈的单侧受水压的密封情况，该状态下泄漏的可能性大大降低。

与此同时，由于油液受到海水压力，此时会对输出轴内侧密封圈14-2产生向左的侧向压力，但由于油液的黏度大于水黏度数倍，根据黏度和泄漏量之间的液压常识知，相对于直接使用o形圈密封海水的动密封方式，此种密封方式的密封失效可能性大大降低。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。