船舶艉轴数控磁流体智能密封装置制造方法及图纸

船舶艉轴数控磁流体智能密封装置，主体结构是在艉轴密封处设置填料函，函一端是压盖，另一端由法兰盘与艉柱连接；函中间并列装置两层PTFE圆环盒套，每层盒套内嵌入nx12块径向对冲磁扇形永磁体；在嵌磁铁盒套与轴管之间设有磁流体循环腔；在永磁体盒套两侧各分别安装1个不锈钢圆环，径向各开有8个磁流体注入或流出孔；在两个不锈钢圆环外侧，各分别装置1个不锈钢卡环，将AH型金属骨架四氟密封圈卡持在艉轴管上；设置MCU，根据各压力、温度传感器信息，控制磁流体输入泵和电磁溢流阀，使磁流体循环腔内和船舶吃水深度随机等压，通过带压冷热磁流体循环实现对艉轴管密封、润滑、降温三重功能；在停机时设有电磁密封闸加强艉轴管静密封。

【技术实现步骤摘要】
一、
：本专利技术涉及各类螺旋桨驱动的大中型船舶(包括航母和各类大中型潜、舰艇)艉轴密封原理、密封方法、密封结构的改变和创新，淘汰各种各样落后的接触式密封方式，实现艉轴在密封区的无泄漏、无磨损、无噪声、无热辐射并且消振性良好的智能密封。关于磁流体智能密封技术，本专利技术人邓海波历经10余年研究，曾获得ZL 200820065400.0技术专利；ZL 201420073652.3技术专利；ZL 201410057806.4专利技术专利已实审公告，该专利产品对油田抽油机光杆往复运动轴动密封达3～5MPa(相当于承载水下300～500米的压力)，且已长达1年多无任何泄漏，目前已在克拉玛依、吉林等油田推广应用，效果良好。实践证明，本专利技术的核心技术——众多磁回路磁流体往复轴和旋转轴动密封技术、新型脂基磁流体复合填料技术，是实用有效技术，本专利技术就是对原专利技术的深度开发和拓展。二、
技术介绍
：1、现役同类产品种类由螺旋桨驱动的各类船舶艉轴密封装置，经过长期不断改进和完善，现在已发展成为一个集水润滑密封、盘根密封、油润滑密封、鼓气密封、机械端面密封以及各种复合式密封在内的品种繁多的家族。在世界造船业比较著名的有：日本神户制钢所开发的CX、DX紧凑型密封装置；英国深海密封公司开发的组合式端面密封装置；德国Blohm+Voss AG公司开发的辛泼克莱斯(SIMPLEX SC2000)密封装置；日本海洋技术株式会社开发的“气舷台”(AIRGUARD 3AS)密封装置；在国内，目前民用方面普遍采用的是CYH、CYQ型艉轴油润滑密封装置，在军用领域主要采用油润滑密封+鼓气密封+机械端面密封的复合式密封装置。但无论是那款密封装置，油润滑密封都是密封结构的主体，国家主管部门于2010年颁布了有关标准GB/T25017-2010。2、现役同类产品密封原理(1)、现役艉轴密封装置，无论是国际品牌还是国内品牌，都采用多道带弹 簧骨架的丁腈橡胶、四氟橡胶密封圈或盘根“抱紧”轴衬管来实现密封，通常称之为接触式密封；(2)、防泥沙和海藻侵入，采用压紧橡胶环“抱紧”轴衬管来实现密封；(3)、一般都采用循环油或循环水来实现密封部位的润滑和降温。3、现役标准产品的密封结构图3为GB/T25017-2010所示吃水20米深以上船舶艉轴后密封装置：橡胶圈24被压盖23压紧，“抱死”艉轴1的衬套2，阻止海水和泥沙侵入；带弹簧骨架的“J”形橡胶圈26、28、31为防止海水侵入舱内和轴承滑油外泄的三道密封，25、27、29为橡胶密封圈卡环，油从33进入油循环腔30为各道密封圈润滑并降温。GB/T25017-2010规定船舶艉轴前密封装置与上述后密封装置类似，无需赘述。4、存在问题 (1)、泄漏是治不住的顽症。无论是国际大品牌还是国内名牌厂家产品，无论是油润滑密封、水润滑密封、鼓气密封、盘根密封、端面密封还是各种复合式密封，无一例外都存在泄漏问题。GB/T25017-2010规定的吃水20米深以上船舶艉轴密封的泄漏量标准是：实际上，一般船舶艉轴密封泄漏量都会超过这个标准，尤其是在该密封装置使用的中后期，泄漏量会大大超标。(2)、污染环境。由于现行各种密封装置都有或多或少的泄漏产生，一方面是循环油和润滑油直接漏入大海；另一方面是海水漏进机舱，油、水分离不彻底被排入大海，两方面都形成海面漂浮油污染。在保护海洋环境要求越来越严格的今天，这种污染是不能容忍的。(3)、存在安全隐患。由于各种橡胶密封圈和盘根使用寿命一般都在8000小时以下，也就是说满负荷工作寿命不足1年，在该类密封装置使用中后期，密封随时可能失效，导致艉轴泄漏失控而喷水，排放不及就可能淹舱甚至沉船。(4)、动力损失大。根据哈尔滨工程大学杨恩霞教授等人的研究，现役耐磨材料抱紧转轴的接触式密封装置，一般要损失掉宝贵的主机功率的10～40％，显然 这也是能源的极大浪费。(5)、振动大、噪声大。现役耐磨材料抱紧转轴的接触式密封装置，由于需要“抱紧”甚至“抱死”(端面密封则要“顶紧”甚至“顶死”)转轴，必然加剧艏轴、中间轴和艉轴之间运动的不协调性，因而会加大轴向窜动和径向跳动，噪声亦会随之增大。(6)、油水气循环、回收、分离、排放系统复杂，维修困难。以6.5万吨级散装货船为例，艉轴密封装置包括：艉管滑油柜单元、重力油柜单元、储油柜单元、空气控制单元、滑油及海水收储分离排放单元等等，管道、阀门、油泵、水泵、电机及电气控制系统复杂，日常操作不简便。(7)、不能随机调整密封压力。由于接触式密封装置一般都是通过弹簧骨架或弹性补偿机构来补偿密封唇口(或密封贴合面)对轴的抱紧力，而这种机械弹力在设备安装时就是一个定值，它不能随吃水深浅、转速大小、温度高低而变化，这种以“不变应万变”的密封模式是现役艉轴密封装置的通病，也是摩阻大、功耗大、易失效、易泄漏的根本原因。三、
技术实现思路
：1、专利技术目的 为了适应船舶现代化、大型化、高速化发展，克服现行各种接触式艉轴密封装置摩阻大、功耗大、泄漏量大、能耗高、安全环保性差、安装维修复杂等诸多缺陷，以一种在艉轴密封区内无泄漏、无磨损、无噪声、无热辐射、消振性良好的智能密封取而代之。2、本专利技术具体方案船舶艉轴数控磁流体智能密封装置，其特征在于：在艉轴密封处设置填料函，函一端设压盖，另一端由法兰盘与艉柱连接；函中间并列装置两层PTFE圆环盒套，每层盒套内嵌入n x 12块径向对冲磁扇形永磁体；在嵌磁铁盒套与艉轴管之间设有磁流体循环腔；在永磁体盒套两侧各分别安装1个不锈钢圆环，径向各开有8个磁流体注入或流出孔；在两个不锈钢圆环外侧，各分别装置1个不锈钢卡环，将AH型金属骨架四氟密封圈卡持在艉轴管上；设置MCU，根据各压力、温度传感器信息，控制磁流体输入泵和电磁溢流阀，使磁流体循环腔内和船舶吃水深度随机等压，通过带压冷热磁流体循环实现对艉轴管密封、润滑、降温三重功能；在停机时设有电磁密封闸加强艉轴管静密封。根据上述船舶艉轴数控磁流体智能密封装置，其从属特征在于：PTFE圆环盒套内嵌入n x 12块径向对冲磁扇形永磁体，艉轴管直径≤500mm取n＝1；艉轴管直径在500～800mm之间取n＝2；艉轴管直径＞800mm取n＝3；磁流体循环腔内可分另形成有着36、72、108个磁回路的强磁场区，将磁流体牢牢吸附和控制在循环腔内进行循环，对外挡住海水，对内挡住滑油。根据上述船舶艉轴数控磁流体智能密封装置，其从属特征在于：磁流体循环腔由填料函外壁、2个不锈钢卡环、2个AH型金属骨架四氟密封圈和艉轴管围成；当艉轴管高速旋转时，靠近轴管的磁流体层温度升高，密度变小，磁性减弱甚至消失，带压泵入的常温磁流体将置换之、并将其挤出填料函外，如此循环往复，同时起到密封、润滑、降温三重作用；在磁流体循环腔内、外及数控压力泵、电磁溢流阀等处设多个压力、温度传感器，由MCU自动控制，使密封腔内、外随机等压。3、本专利技术理论原理根据现代量子力学理论，物质由于电子自旋磁矩、轨道本文档来自技高网...

【技术保护点】
船舶艉轴数控磁流体智能密封装置，其特征在于：在艉轴密封处设置填料函，函一端设压盖，另一端由法兰盘与艉柱连接；函中间并列装置两层PTFE圆环盒套，每层盒套内嵌入nx12块径向对冲磁扇形永磁体；在嵌磁铁盒套与艉轴管之间设有磁流体循环腔；在永磁体盒套两侧各分别安装1个不锈钢圆环，径向各开有8个磁流体注入或流出孔；在两个不锈钢圆环外侧，各分别装置1个不锈钢卡环，将AH型金属骨架四氟密封圈卡持在艉轴管上；设置MCU，根据各压力、温度传感器信息，控制磁流体输入泵和电磁溢流阀，使磁流体循环腔内和船舶吃水深度随机等压，通过带压冷热磁流体循环实现对艉轴管密封、润滑、降温三重功能；在停机时设有电磁密封闸加强艉轴管静密封。

【技术特征摘要】
1.船舶艉轴数控磁流体智能密封装置，其特征在于：在艉轴密封处设置填料函，函一端设压盖，另一端由法兰盘与艉柱连接；函中间并列装置两层PTFE圆环盒套，每层盒套内嵌入nx12块径向对冲磁扇形永磁体；在嵌磁铁盒套与艉轴管之间设有磁流体循环腔；在永磁体盒套两侧各分别安装1个不锈钢圆环，径向各开有8个磁流体注入或流出孔；在两个不锈钢圆环外侧，各分别装置1个不锈钢卡环，将AH型金属骨架四氟密封圈卡持在艉轴管上；设置MCU，根据各压力、温度传感器信息，控制磁流体输入泵和电磁溢流阀，使磁流体循环腔内和船舶吃水深度随机等压，通过带压冷热磁流体循环实现对艉轴管密封、润滑、降温三重功能；在停机时设有电磁密封闸加强艉轴管静密封。
2.根据权利要求1所述船舶艉轴数控磁流体智能密封装置，其特征在于：PTFE圆环盒套内嵌入nx12块径向对...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓海波，
申请(专利权)人：邓海波，
类型：新型
国别省市：湖北;42