专利名称：一种密封碳刷及其制造、使用方法
技术领域：
本发明属于旋转机械技术领域，特别是涉及一种密封碳刷及其制造、使用方 法，适用于电机或泵或其他旋转机械。
背景技术：
碳刷是电机或泵或其他旋转机械的固定部分和转动部分之间传递能量或信号的 装置，它一般是纯碳加凝固剂制成，外型一般是方块，卡在金属支架上，里面有弹簧把 它紧压在转轴上，比如，石油钻井完成后，需要进行检测，就要从井筒放仪器下去，就 是通过碳刷将信号从旋转部分(外包钢丝的电缆滚筒)送到地面仪器的。例如，在泵上， 泵轴上箍有铜箍，碳刷与铜箍接触，碳刷的顶上有导线引出，其体积有大有小。碳刷作 为一种滑动接触件，在许多电气设备中得到广泛的应用。产品材质主要有电化石墨，浸 脂石墨，金属(含铜，银)石墨等。当碳刷用于发电机或电动机时，碳刷常常设置于机壳内，其工作环境干燥，无 腐蚀。但是，当碳刷用于海水泵或船用螺旋桨时，因其工作环境恶劣，常遇海水飞溅， 而传统的碳刷支架不密封，不耐腐蚀，常常在短期内即粉化腐蚀。而海水泵或船用螺 旋桨外加电流的阴极保护，必须将其轴可靠电气连接，因此，传统的碳刷已无法满足海 水泵或船用螺旋桨的使用要求，常常因碳刷的腐蚀造成电气连接被破坏或电气绝缘被破 坏。鉴于上述缺陷，迫切需要出现一种结构简单、使用方便，密封性好，耐腐蚀， 可在海水飞溅、潮湿环境下保持良好电气连接的密封碳刷及其制造、使用方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种密封碳刷及其制造、使用方法，克服了现有技术中 存在的缺点，实现了结构简单、使用方便，密封性好，耐腐蚀，可在海水飞溅、潮湿的 环境下保持良好电气连接。本发明的密封碳刷包括壳体、圆柱刷块、油封架；其特征在于，壳体内设置有 导向套，圆柱刷块的一段穿过所述壳体直至导向套内，另一段露于壳体外；导向套的 一端设置有油封架，另一端设置有导向套后盖，油封架的一端穿过壳体与导向套螺纹连 接。本发明所述壳体上设置有上盖和安装孔，上盖上设置有观察窗，上盖的边缘设 置有密封胶垫，观察窗与上盖之间胶粘合，上盖与壳体之间扣合连接并通过螺栓紧固。本发明所述油封架与所述壳体之间设置有密封圈，油封架上设置有油封外盖； 所述导向套上设置有槽，所述圆柱刷块与油封架之间设置有油封，油封外盖与油封架之 间螺纹连接。本发明所述导向套内的一段圆柱刷块上设置有铜螺栓，铜螺栓上设置有外接电 线，铜螺栓与圆柱刷块之间螺纹连接，铜螺栓可沿槽滑动。
本发明，所述壳体的侧面壁上设置有电线孔，电线孔上设置有电缆防水头，安 装孔与壳体在制造时一体成型。本发明所述导向套上设置有管箍，导向套内进一步设置有顶簧、绝缘陶瓷柱和 调整螺丝，顶簧的一端套接有绝缘陶瓷柱，绝缘陶瓷柱顶在圆柱刷块上，顶簧的另一端 设置有调整螺丝。本发明所述导向套后盖穿过壳体与导向套螺纹连接，导向套后盖与所述壳体之 间设置有密封圈，导向套后盖上设置有调整孔和孔盖，调整孔与所述孔盖之间螺纹连 接。为更好的实现本发明目的，解决所要解决的技术问题，本发明还提供了一种密 封碳刷的制造方法，其中，包括如下步骤a、将铜粉和石墨粉按照J164材料标准压制成块状； b、将压制成型的铜碳合金车加工为圆柱状，并对其外表精磨，得到圆柱刷块， 精磨要使圆柱刷块的外表光滑；C、使用PVC棒料制作导向套，车加工导向套的外径和内开孔，并在孔壁上车制 出螺纹，导向套的一侧开槽；d、使用PVC棒料车加工油封架，油封架内外两端车制螺纹，车制圆柱刷块滑动 的内孔和安装油封的凹环，在b步骤得到的圆柱刷块的一端垂直于轴线上开孔并设置螺 纹，在油封架内外两侧凹环内分别安装油封，圆柱刷块穿过油封架伸入到导向套内，使 圆柱刷块上的孔对应在步骤c的槽内，将铜螺栓穿过槽拧在圆柱刷块上，将油封架穿过壳 体拧在导向套内；e、导向套内设置有顶簧，顶簧的一端套接有绝缘陶瓷柱，绝缘陶瓷柱顶在圆 柱刷块上，顶簧的另一端设置有调整螺丝，导向套后盖拧在导向套上，导向套后盖中心 位置设置有调整孔，可用调整工具穿过调整孔，进行调整螺丝的调整，以调节顶簧的张 力，控制圆柱刷块外露出壳体外的长度。为更好的实现本发明目的，解决所要解决的技术问题，本发明还提供了一种密 封碳刷的使用方法，其中，包括如下步骤(1)将铜螺栓上的电线顺电线孔导出，并旋紧电线孔上的电缆防水头，(2)将上盖扣合在壳体上后，用螺栓紧固，(3)通过壳体上的安装孔，将壳体紧固在螺旋桨或泵的轴的附近，圆柱刷块的轴 心垂直于螺旋桨或泵的轴的轴线(4)壳体上的安装孔为长条形，长条形的安装孔用于壳体位置的调整，泵或船用 螺旋桨的轴上设置有集电环，圆柱刷块与轴上的集电环保持良好电气接触。(5)本发明的使用过程中，集电环与圆柱刷块的相对滑动导致圆柱刷块不断磨 损，此时，将导向套后盖的孔盖拧开，使用调整工具(内六角扳手)深入到导向套后盖 内的调整孔内，顺时针拧动导向套内的调整螺丝，调整螺丝推动顶簧，顶簧推动圆柱刷 块，使圆柱刷块继续与集电环保持良好电气接触。密封碳刷在船用螺旋桨领域的应用。本发明突出优点是结构简单、使用方便，密封性好，耐腐蚀，可在海水飞 溅、潮湿环境下保持良好电气连接，具体如下。
1、改变传统碳刷的方形结构，采用圆柱形的刷块，因圆柱形的碳刷更能保证其 与油封之间的密封性，为解决圆柱刷块在工作时转动的问题，在圆柱刷块上设置有铜螺 栓，铜螺栓既可以用于圆柱刷块的电气连接，又可与导向套的槽结合来防止圆柱刷块产 生转动。2、导向套开槽后，为增加其强度，可在开槽端增设管箍，壳体与导向套之间 的油封架内设置有油封和密封圈，上盖与壳体之间设有密封胶垫，以保证本发明的密封 性，且，上盖上的观察窗透明可见，便于检查碳刷的工作状况。3、改变了传统碳刷的调整结构(传统碳刷外型一般是方块，卡在金属支架上， 里面有弹簧把它紧压在转轴上，利用三角卡扣在卡簧上的推进来调整方块碳刷的长度范 围，这种结构不密封，易腐蚀)，本发明的调整螺丝位于导向套内，可用调整工具(如内 六角扳手)穿过导向套后盖的调整孔并旋转调整螺丝来调节顶簧的张力，以控制圆柱刷 块露于壳体外的长度范围，调整后可将孔盖拧在导向套后盖上，整体密封，耐腐蚀。
图1为本发明的组装示意图。其中，油封外盖1、油封架2、密封圈3、圆柱刷 块4、管箍5、导向套6、槽7、铜螺栓8、顶簧9、导向套后盖10、孔盖11、壳体12、电 线孔13。图2为本发明的主视图。其中，油封外盖1、油封架2、密封圈3、圆柱刷块4、 导向套后盖10、孔盖11、壳体12、电线孔13、上盖14。图3为本发明的俯视图。其中，油封外盖1、圆柱刷块4、管箍5、槽7、铜螺 栓8、顶簧9、导向套后盖10、孔盖11、壳体12、电线孔13、上盖14、观察窗15、安装 孔16。图4为本发明的上盖的俯视图。其中，上盖14、观察窗15。图5为本发明的左视图。其中，油封外盖1、圆柱刷块4、壳体12、上盖14。图6为本发明的右视图。其中，导向套后盖10、孔盖11、壳体12、上盖14。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明进行说明。如图1 图6所示，图1为本发明的组装示意图，图2为本发明的主视图，图3 为本发明的俯视图，图4为本发明的上盖的俯视图，图5为本发明的左视图，图6为本发 明的右视图。其中，包括壳体12，进一步包括圆柱刷块4，壳体12内设置有导向套6， 圆柱刷块4的一段穿过壳体12直至导向套6内，另一段露于壳体12外；导向套6的一端 设置有油封架2，另一端设置有导向套后盖10，油封架2的一端穿过壳体12与导向套6 螺纹连接。壳体12上设置有上盖14和安装孔16，上盖14上设置有观察窗15，上盖14 的边缘设置有密封胶垫，观察窗15与上盖14之间胶粘合，上盖14与壳体12之间扣合连 接并通过螺栓紧固。油封架2与壳体12之间设置有密封圈3，油封架2上设置有油封外 盖1，导向套6上设置有槽7，圆柱刷块4与油封架2之间设置有油封，油封外盖1与油 封架2之间螺纹连接。导向套6内的一段圆柱刷块4上设置有铜螺栓8，铜螺栓8上设置 有外接电线，铜螺栓8与圆柱刷块4之间螺纹连接，铜螺栓8可沿槽7滑动。壳体12的侧面壁上设置有电线孔13，电线孔13上设置有电缆防水头，安装孔16与壳体12在制造 时一体成型。导向套6上设置有管箍5，导向套6内进一步设置有顶簧9、绝缘陶瓷柱和 调整螺丝，顶簧9的一端套接有绝缘陶瓷柱，绝缘陶瓷柱顶在圆柱刷块4上，顶簧9的另 一端设置有调整螺丝。导向套后盖10穿过壳体12与导向套6螺纹连接，导向套后盖10 与壳体12之间设置有密封圈3，导向套后盖10上设置有调整孔和孔盖11，调整孔与孔盖 11之间螺纹连接。本发明的制造方法如下a、将铜粉和石墨粉按照J164材料标准压制成块状，b、将压制成型的铜碳合金车加工为圆柱状，并对其外表精磨，得到圆柱刷块， 精磨要使圆柱刷块的外表光滑，C、使用PVC棒料制作导向套，车加工导向套的外径和内开孔，并在孔壁上车制 出螺纹，导向套的一侧开槽，d、使用PVC棒料车加工油封架，油封架内外两端车制螺纹，车制圆柱刷块滑动 的内孔和安装油封的凹环，在b步骤得到的圆柱刷块的一端垂直于轴线上开孔并设置螺 纹，在油封架内外两侧凹环内分别安装油封，圆柱刷块穿过油封架伸入到导向套内，使 圆柱刷块上的孔对应在步骤c的槽内，将铜螺栓穿过槽拧在圆柱刷块上，将油封架穿过壳 体拧在导向套内，e、导向套内设置有顶簧，顶簧的一端套接有绝缘陶瓷柱，绝缘陶瓷柱顶在圆 柱刷块上，顶簧的另一端设置有调整螺丝，导向套后盖拧在导向套上，导向套后盖中心 位置设置有调整孔，可用调整工具穿过调整孔，进行调整螺丝的调整，以调节顶簧的张 力，控制圆柱刷块外露出壳体外的长度。本发明的使用方法如下(1)将铜螺栓上的电线顺电线孔导出，并旋紧电线孔上的电缆防水头，(2)将上盖扣合在壳体上后，用螺栓紧固，(3)通过壳体上的安装孔，将壳体紧固在螺旋桨或泵的轴的附近，圆柱刷块的轴 心垂直于螺旋桨或泵的轴的轴线(4)壳体上的安装孔为长条形，长条形的安装孔用于壳体位置的调整，泵或船用 螺旋桨的轴上设置有集电环，圆柱刷块与轴上的集电环保持良好电气接触。(5)本发明的使用过程中，集电环与圆柱刷块的相对滑动导致圆柱刷块不断磨 损，此时，将导向套后盖的孔盖拧开，使用调整工具(内六角扳手)深入到导向套后盖 内的调整孔内，顺时针拧动导向套内的调整螺丝，调整螺丝推动顶簧，顶簧推动圆柱刷 块，使圆柱刷块继续与集电环保持良好电气接触。密封碳刷在船用螺旋桨领域的应用。本发明改变传统碳刷的方形结构，采用圆柱形的刷块，因圆柱形的碳刷更能保 证其与油封之间的密封性，为解决圆柱刷块在工作时转动的问题，在圆柱刷块上设置有 铜螺栓，铜螺栓既可以用于圆柱刷块的电气连接，又可与导向套的槽结合来防止圆柱刷 块产生转动。导向套开槽后，为增加其强度，可在开槽端增设管箍，壳体与导向套之间 的油封架内设置有油封和密封圈，上盖与壳体之间设有密封胶条，以保证本发明的密封 性，且，上盖上的观察窗透明可见，便于检查碳刷的工作状况。改变了传统碳刷的调整结构(传统碳刷外型一般是方块，卡在金属支架上，里面有弹簧把它紧压在转轴上，利 用三角卡扣在卡簧上的推进来调整方块碳刷的长度范围，这种结构不密封，易腐蚀)，本 发明的调整螺丝位于导向套内，可用调整工具(如内六角扳手)穿过导向套后盖的调整孔 并旋转调整螺丝来调节顶簧的张力，以控制圆柱刷块露于壳体外的长度范围，调整后可 将孔盖拧在导向套后盖上，整体密封，耐腐蚀。 综上所述，本发明很好的解决了所要解决的技术问题，提供了一种结构简单、 使用方便，密封性好，耐腐蚀，可在海水环境下保持良好电气连接的密封碳刷及其制 造、使用方法。
权利要求
1.一种密封碳刷，包括壳体、圆柱刷块、油封架；其特征在于，壳体内设置有导向 套，圆柱刷块的一段穿过所述壳体直至导向套内，另一段露于壳体外；导向套的一端设 置有油封架，另一端设置有导向套后盖，油封架的一端穿过壳体与导向套螺纹连接。
2.根据权利要求1所述密封碳刷，其特征在于，所述壳体上设置有上盖和安装孔，上 盖上设置有观察窗，上盖的边缘设置有密封胶垫，观察窗与上盖之间胶粘合，上盖与壳 体之间扣合连接并通过螺栓紧固。
3.根据权利要求1所述密封碳刷，其特征在于，所述油封架与所述壳体之间设置有密 封圈，油封架上设置有油封外盖；所述导向套上设置有槽，所述圆柱刷块与油封架之间 设置有油封，油封外盖与油封架之间螺纹连接。
4.根据权利要求3所述密封碳刷，其特征在于，所述导向套内的一段圆柱刷块上设置 有铜螺栓，铜螺栓上设置有外接电线，铜螺栓与圆柱刷块之间螺纹连接，铜螺栓沿槽滑 动。
5.根据权利要求1或2所述密封碳刷，其特征在于，所述壳体的侧面壁上设置有电线 孔，电线孔上设置有电缆防水头，安装孔与壳体在制造时一体成型。
6.根据权利要求3或4所述密封碳刷，其特征在于，所述导向套上设置有管箍，导向 套内进一步设置有顶簧、绝缘陶瓷柱和调整螺丝，顶簧的一端套接有绝缘陶瓷柱，绝缘 陶瓷柱顶在圆柱刷块上，顶簧的另一端设置有调整螺丝。
7.根据权利要求1所述密封碳刷，其特征在于，所述导向套后盖穿过壳体与导向套 螺纹连接，导向套后盖与所述壳体之间设置有密封圈，导向套后盖上设置有调整孔和孔 盖，调整孔与所述孔盖之间螺纹连接。
8.—种如权利要求1所述密封碳刷的制造方法，其特征在于，包括如下步骤a、将铜粉和石墨粉按照J164材料标准压制成块状；b、将压制成型的铜碳合金车加工为圆柱状，并对其外表精磨，得到圆柱刷块，精磨 要使圆柱刷块的外表光滑；C、使用PVC棒料制作导向套，车加工导向套的外径和内开孔，并在孔壁上车制出螺 纹，导向套的一侧开槽；d、使用PVC棒料车加工油封架，油封架内外两端车制螺纹，车制圆柱刷块滑动的内 孔和安装油封的凹环，在b步骤得到的圆柱刷块的一端垂直于轴线上开孔并设置螺纹， 在油封架内外两侧凹环内分别安装油封，圆柱刷块穿过油封架伸入到导向套内，使圆柱 刷块上的孔对应在步骤c的槽内，将铜螺栓穿过槽拧在圆柱刷块上，将油封架穿过壳体拧 在导向套内；e、导向套内设置有顶簧，顶簧的一端套接有绝缘陶瓷柱，绝缘陶瓷柱顶在圆柱刷块 上，顶簧的另一端设置有调整螺丝，导向套后盖拧在导向套上，导向套后盖中心位置设 置有调整孔，可用调整工具穿过调整孔，进行调整螺丝的调整，以调节顶簧的张力，控 制圆柱刷块外露出壳体外的长度。
9.一种如权利要求1所述密封碳刷的使用方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将铜螺栓上的电线顺电线孔导出，并旋紧电线孔上的电缆防水头；(2)将上盖扣合在壳体上后，用螺栓紧固；(3)通过壳体上的安装孔，将壳体紧固在螺旋桨或泵的轴的附近，圆柱刷块的轴心垂直于螺旋桨或泵的轴的轴线；(4)壳体上的安装孔为长条形，长条形的安装孔用于壳体位置的调整，泵或船用螺旋 桨的轴上设置有集电环，圆柱刷块与轴上的集电环保持良好电气接触；(5)本发明的使用过程中，集电环与圆柱刷块的相对滑动导致圆柱刷块不断磨损，此 时，将导向套后盖的孔盖拧开，使用调整工具内六角扳手深入到导向套后盖内的调整孔 内，顺时针拧动导向套内的调整螺丝，调整螺丝推动顶簧，顶簧推动圆柱刷块，使圆柱 刷块继续与集电环保持良好电气接触。
10. 一种如权利要求9所述密封碳刷在船用螺旋桨领域的应用。
全文摘要
一种密封碳刷及其制造、使用方法，属于旋转机械技术领域。密封碳刷包括壳体、圆柱刷块、油封架；其特征在于，壳体内设置有导向套，圆柱刷块的一段穿过所述壳体直至导向套内，另一段露于壳体外；导向套的一端设置有油封架，另一端设置有导向套后盖，油封架的一端穿过壳体与导向套螺纹连接。本发明的优点在于，结构简单、使用方便，密封性好，耐腐蚀，可在海水飞溅、潮湿环境下保持良好电气连接。
文档编号H01R39/26GK102013609SQ201010295250
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者孟超, 邓永生, 隋景堂 申请人:钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所