本发明专利技术公开了一种船艉轴空气式油润滑密封装置，包括艉轴衬套，在艉轴衬套上套装有首道、二道、三道和四道密封圈，在首道和二道密封圈之间设有变压空气腔，二道和三道密封圈之间设有变压油腔，在三道与四道密封圈之间设有稳压油腔；变压空气腔通过气压控制器与压力空气源相连通，变压油腔与变压油泵相连通，稳压油腔与重力油箱相连通；变压空气腔气压P1大于船舷外水压P0，变压空气腔气压P1大于变压油腔油压P2，变压油腔油压P2则小于稳定油腔油压P3。该油润滑密封装置不仅能实现油和水的彻底分离，而且密封圈两侧压差能够随船舶吃水深度变化，从而保证密封圈在较小负荷下工作，密封可靠性大幅提高，使用寿命大幅延长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种船舶用艉轴密封装置，尤其涉及包括有唇形密封件的艉轴油润滑后密封装置。
技术介绍
船舶艉轴密封装置的工作条件十分恶劣，它除受到剧烈磨损及摩擦高温作用外，还受到海洋、江河含泥沙水体的作用。在大型船舶吃水较深时，船舶艉轴密封装置还要承受舷外水压和润滑油静压两者压力差的作用；螺旋桨回转时，又会产生悬臂及不均匀载荷，致使艉轴产生径向跳动及偏心振动；船舶倒车时，艉轴还会产生一定的横向振动。恶劣的工作条件很容易使船舶艉轴密封装置出现运行故障，一旦艉轴密封出现故障，不仅会形成大量海水侵入艉管，加快艉管及艉轴承的损坏，而且还会使润滑油泄露或产生大量的机舱污水，对水体造成污染。艉轴密封结构主要包括两种结构，水润滑密封装置和油润滑密封装置，其中油润滑密封装置具有油膜承载能力大，油润滑效果稳定，磨损量小，密封性能优的优点。现行广泛使用的油润滑密封装置主要按国家标准《船艉轴油润滑密封装置—GB/T25017—2010》制造生产，位于船艉靠近螺旋桨的油润滑后密封装置设有三道或四道密封圈，密封圈采用唇形密封圈。在具有三道密封圈的密封装置中，靠近海水侧的两道唇形密封圈的唇口朝向海水侧，而靠近轴管侧的一道唇形密封圈唇口朝向轴管侧，在相邻的密封圈之间形成用于填充润滑油的润滑腔。而具有四道密封圈的密封装置中后侧的二道密封圈唇口朝向海水侧，前侧的两道密封圈唇口朝向轴管侧，相邻的两唇形密封圈之间形成用于填充润滑油的润滑油腔。由于上述的唇形密封圈主要依靠密封圈两侧的压力差以及密封圈弹簧箍紧力实现密封，两侧压力差越大，摩擦力就越大，油膜越薄。虽然密封圈两侧压力差大可以使油和水的泄漏量减少，但密封圈唇口与轴套之间的磨损就会加剧，而磨损量的加快又会导致密封效果急剧下降。因此减少泄漏量采用增大密封圈在轴套上的弹性箍紧力的方法是不可取的，而且弹性箍紧力主要取决于密封圈的箍紧弹簧，其大小不能改变，唯一有效的途径就是减少密封圈两侧的压差，但现有的密封装置中密封油腔中的油压是难以调节而趋于恒定的。故而在船舶吃水改变时，密封圈两侧就会出现较大的油压差，使磨损加快，泄漏量逐渐变大。同时轴系的振动、安装质量及磨损等因素，密封装置往往很快发生严重的泄漏。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述不足，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种船艉轴空气式油润滑密封装置，它不仅能实现油和水的彻底分离，而且密封圈两侧压差能够随船舶吃水深度变化，从而保证密封圈在较小负荷下工作。为了解决上述技术问题，本专利技术的船艉轴空气式油润滑密封装置，包括艉轴衬套，在艉轴衬套上从后向前依次套装有首道密封圈、二道密封圈、三道密封圈和四道密封圈，在首道密封圈和二道密封圈之间设有变压空气腔，二道密封圈和三道密封圈之间设有变压油腔，在三道密封圈与四道密封圈之间设有稳压油腔；所述变压空气腔通过气压控制器与压力空气源相连通，所述变压油腔与变压油泵相连通，所述稳压油腔与重力油箱相连通；所述气压控制器和变压油泵与控制器相电连接，该控制器还与水压传感器、气压传感器和变压油传感器相电连接。在上述结构中，由于与压缩空气源相连通的变压气腔将油腔润滑油与船舷外的水彻底分离，使得水和油不可能形成相互掺混和泄漏，即使少量的油水漏泄至空气腔也能容易地进行排泄收集，不会造成污染。而且在这样的结构中，当变压气腔的气压大于船外水压时，气腔中的空气总是不断地向水中溢出，不论是封水密封圈还是封油密封圈都能在较小的负荷下工作，大大延长了密封圈的使用寿命；而当变压气腔的气压稍小于船外水压时，虽然封水密封圈正面压力稍大于或等于该密封圈的背压，不会形成过大的压差，两侧压差被控制在正常范围内，密封圈的磨损量变小，使用寿命变长。又由于在变压气腔和稳压油腔之间还设置有变压油腔，该变压油腔可以降低油腔两侧密封圈的工作负荷，使密封圈使用磨损量变小，使用寿命变长，尤其是从稳定油腔到变压油腔形成两腔油压的逐步降低，使每一密封圈两侧的压力差变小，既能有效地稳定密封效果，又能有效降低密封圈工作负荷。更由于该装置中的水压传感器和油压传感器均与控制器电连接，且该控制器控制变压油泵和气压控制器，当船舶吃水深度改变而引起水压变化时，通过该自动控制系统，使变压气腔中的气压和变压油腔中的油压随着船外水压作随动调节，使变压气腔的气压和变压油腔的油压作跟随性改变，空气压力和润滑油的油压始终保持在最佳值上，无论吃水状态有无变化，密封面的负荷都是很小，而且保持基本一致。本专利技术的一种优选实施方式，所述变压空气腔中的气压P1大于船舷外水压P0，变压空气腔中的气压P1大于变压油腔中的油压P2，变压油腔中的油压P2则小于稳定油腔中的油压P3。由于各油腔和空气腔中压力通过控制系统的自动控制，始终保持空气不断地从水中溢出，各道封油密封圈都能保证保证工作在极小的负荷条件下，既能保证油、水的彻底分隔，又能大大延长密封装置的密封可靠性和使用寿命。本专利技术的另一种优选实施方式，所述变压空气腔中的气压P1小于或等于船舷外水压P0。变压气腔中的气压稍小于密封装置的舷外水压，这样通过油腔中油压的设计，基本可以把气腔中空气封闭起来，并通过控制系统保持气源和气腔气压的恒定。本专利技术的进一步实施方式，所述变压空气腔上连通有放泄阀。可以将变压气腔中的油水污染物及时排泄，避免污染，稳定变压气腔的有效容积。本专利技术进一步实施方式，所述首道密封圈、二道密封圈、三道密封圈和四道密封圈均为唇形密封圈，首道密封圈和二道密封圈的唇口朝向后侧，三道密封圈和四道密封圈的唇口朝向前侧。采用唇形密封圈具有极好的径向和轴向密封跟随性，能很好地适应艉轴工作状况，确保密封圈可靠运行和有效密封。本专利技术的优选实施方式，所述变压油传感器为压力检测传感器，该传感器用于检测变压油腔中的油压P2；所述气压传感器为压力检测传感器，该传感器用于气压控制器中的气压P1；所述水压传感器为压力检测传感器，该传感器用于检测船舷外的水压P0。压力传感器能准确检测到舷外水压、气腔气压和油腔油压，便于各腔室压力的跟随控制。本专利技术的优选实施方式，所述控制器为PLC控制器。采用PLC控制器可靠性高，抗干扰能力强。附图说明图1是本专利技术船艉轴空气式油润滑密封装置一种具体实施方式的剖面结构示意图。图中，1—艉轴衬套、2—首道密封圈、3—变压空气腔、4—二道密封圈、5—变压油腔、6—三道密封圈、7—稳压油腔、8—四道密封圈、9—备用油箱、10—重力回油管、11—重力油箱、12—重力输油管、13—气压控制器、14—输气管、15—变压回油管、16—常闭阀、17—常开阀、18—变压油泵、19—油箱、20—控制器、21—艉管、22—四道密封座、23—三道密封座、24—二道密封座、25—变压油传感器、26—放泄阀、27—放泄收集箱、28—水压传感器、29—首道密封座、30—压盖、31—气压传感器。具体实施方式如图1所示，艉轴衬套1固定套装于船舶艉轴的螺旋桨端，在艉轴衬套1上从其后侧端部（舷外水体侧）到其前端侧（轴管侧）上依次套装有首道密封圈2、二道密封圈4、三道密封圈6和四道密封圈8。上述密封圈均采用唇形密封圈，在每只唇形密封圈的唇口位置套装有箍紧弹簧。首道密封圈2通过压盖30被压装于首道密封座29上，在二道密封座24上压装有二道密封圈4，三道密封圈6则被压装于三道密封座23上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种船艉轴空气式油润滑密封装置，包括艉轴衬套（1），在艉轴衬套（1）上从后向前依次套装有首道密封圈（2）、二道密封圈（4）、三道密封圈（6）和四道密封圈（8），其特征在于：在首道密封圈（2）和二道密封圈（4）之间设有变压空气腔（3），二道密封圈（4）和三道密封圈（6）之间设有变压油腔（5），在三道密封圈（6）与四道密封圈（8）之间设有稳压油腔（7）；所述变压空气腔（3）通过气压控制器（13）与压力空气源相连通，所述变压油腔（5）与变压油泵（18）相连通，所述稳压油腔（7）与重力油箱（11）相连通；所述气压控制器（13）和变压油泵（18）与控制器（20）相电连接，该控制器（20）还与水压传感器（28）、气压传感器（31）和变压油传感器（25）相电连接。
【技术特征摘要】
1.一种船艉轴空气式油润滑密封装置，包括艉轴衬套（1），在艉轴衬套（1）上从后向前依次套装有首道密封圈（2）、二道密封圈（4）、三道密封圈（6）和四道密封圈（8），其特征在于：在首道密封圈（2）和二道密封圈（4）之间设有变压空气腔（3），二道密封圈（4）和三道密封圈（6）之间设有变压油腔（5），在三道密封圈（6）与四道密封圈（8）之间设有稳压油腔（7）；所述变压空气腔（3）通过气压控制器（13）与压力空气源相连通，所述变压油腔（5）与变压油泵（18）相连通，所述稳压油腔（7）与重力油箱（11）相连通；所述气压控制器（13）和变压油泵（18）与控制器（20）相电连接，该控制器（20）还与水压传感器（28）、气压传感器（31）和变压油传感器（25）相电连接。2.根据权利要求1所述的船艉轴空气式油润滑密封装置，其特征在于：所述变压空气腔（3）中的气压P1大于船舷外水压P0，变压空气腔（3）中的气压P1大于变压油腔（5）中的油压P2，变压油腔（5）中的油压P2则小于稳定油腔（7）中的油压P3。3.根据权利要求1所述的船艉轴空气式油润滑密封装置，其特征在于：所述变压空气腔（3）中的气压P1小于或等于船舷外水压P0。4.根据权利要求1、2或3所述的船艉轴空气式油润滑密封装置，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：仇正南，刘华田，叶华，刘峰，吴德辉，
申请(专利权)人：东台船用配件有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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