专利名称:可调式转轴密封装置及其自动循环润滑系统的利记博彩app
本发明涉及一种适用于轴向和径向密封的可调式转轴密封装置及其自动循环润滑系统。
众所周知，密封装置在各种轴系中起着重要作用，现有各种形式的密封装置在一定程度上能满足一般情况条件下的密封，但在工作环境恶劣时，现有的密封装置，都普遍存在密封过早失效的缺陷，这不仅造成维修费用的增加，而且还导致洩漏污染，甚至不能工作等严重事故。
本发明的密封装置完全与上述现有密封装置不同，不仅能在各种环境中保持有效密封，而且，在使用中不需要专人管理和修理换件，合理的解决了转轴的密封问题。
本发明的特点是采用至少一个有足够断面尺寸的弹性密封环，同时完成径向和轴向两个方向的密封;用压簧可调节地压紧和驱动该环，使密封环始终不脱开并保持足够的比压，以保持端面密封。在轴或轴承内壁上开有至少一条螺旋形沟槽作为润滑剂通道，使润滑剂在运转中自动循环。
本发明的目的就是要提供一种用油或用水作为润滑剂和冷却剂的轴密封装置，而且不存在上述现有密封装置的缺点。
本发明还有一个目的就是要提供一种在密封端面磨损时，能自动补偿或极为方便地人工调节密封面比压的密封装置。
本发明的另一个目的就是要提供一种使用寿命长、结构简单、调整方便、密封效果好、有效地解决润滑剂的滴、冒、跑、漏的现象，使用中不需要管理、能应急使用，造价低而且适应于各种工作环境的转轴密封装置。
本发明还有一个目的就是要提供一种不需要油泵和循环器，就能使润滑剂自动循环、过滤、沉淀和冷却的自动循环系统，改善密封件工作面和轴承的工作状况。
在诸多的轴系中，船舶尾轴系的密封难度相当大，这是由于船舶在各种水域航行，工作条件恶劣，密封最为困难。因此，本发明将以船舶尾轴系为例，加以说明本发明密封装置的结构原理。该结构同样也可以用在各种其它机械装置上。
在船舶轴系中，尾轴管轴承的密封装置担负着封水和封油的作用，其可靠性直接影响船舶的营运效率，船舶尾轴承分为开放式和封闭式两大类，开放式尾轴轴承一般用水做润滑剂及冷却剂，具有结构简单、使用经济、无尾轴漏油现象等特点，但在含泥砂量较多水域中工作时磨损严重。封闭式尾轴轴承用油作润滑剂及冷却剂，在任何水域都可使用，但需要一套可靠的密封装置，否则，难以解决尾轴漏油问题。
现有的端面密封方法，其径向和轴向的两个方向的密封，一般采用两个密封元件来完成，即用一个较软的部件(如橡胶环)完成其径向密封，而用一个较硬的部件(如金属或胶木环)来完成其轴向密封。这样，动环与静环之间形成的是刚性(或半刚性)接触，所以，其密封面若是完全接触，油(水)膜不易形成，造成干摩擦或半干摩擦，影响其寿命;若是完全不接触，油(水)大量浅漏。这就是说，保证密封的合理比压范围很窄，难以掌握和调整。而目前所用的一些硬质材料(如硬质合金)的耐磨性能始终有限，无法大幅度延长使用寿命和增加密封性。另外，传统的端面密封往往是专门用拨叉(或装在轴上的键)驱动动环，这样，如动环磨损多了(或新装不当)，就会脱离拨叉(或键)形成大量洩漏。
在现有的尾轴密封装置中，由于没有解决好润滑剂的自动循环，使密封装置以及轴承的润滑情况越变越坏，加速了密封环之间接触面以及轴或轴承的磨损。
本发明将在下面参照附图所示的本发明最佳实施例加以说明。其中
图1为本发明的第一个实施例的剖视图;
图2为本发明的第二个实施例的剖视图;
图3为本发明的第三个实施例的剖视图;
图4为本发明的第四个实施例的剖视图;
图5为本发明的第五个实施例的剖视图;
图6为本发明自动循环润滑系统的原理图。
下面参照图1说明本发明转轴密封装置。在第一个实施例中，本发明的密封装置分为两部分分别位于尾轴管的两端，这两部份所依据的密封原理相同，但结构上略有差异。
在尾管舱内一端(下称内密封)本发明密封装置由一个有足够厚度的耐油耐磨材料(如耐油耐磨的橡胶)制成的环(7)作为密封动环(以下简称动环)，用一盘套在尾轴上的柱形压簧(9)把动环(7)压在静密封环(以下简称静环)(6)上和一个静密封部件(11)构成。动环(7)与尾轴过盈配合安装，以实现其径向静密封。压簧(9)借助于压簧托盘(10)及动环托盘(8)把动环(7)压在静环的承摩面上，实现尾轴的轴向密封。静密封件(12)是一个外表面至少有一个环形凹槽的空心塞(12)凹槽内可安装“O”型密封圈(11)其内壁上至少有一条旋向与尾轴顺车时旋转方向一致的斜油槽，并与静环(6)，动环(7)构成密射腔，静环(6)及静密封件(12)靠至少二个螺栓连接在尾管上，整个密封即可完成。为了保证润滑油的自动循环，尾管轴承内壁均有至少一条螺旋形沟槽并与静环上顺车进油管、密封腔、空心塞(12)及尾管上顺车回油管构成自动循环润滑系统，这一系统将在以后参照图(6)详细说明。
动环托盘的翻边
在动环的外园上，以保证动环对于尾轴的
力，及其抗压能力，不致因为长年油浸老化而变小、漏油。压簧托盘(10)要固定在尾轴上，在压簧托盘(10)和动环托盘(8)的另一翻边上各有一个轴向键槽缺口;弹簧(9)两端面外侧的方键置入该缺口内。该键具有相当大的侧隙，所以，不仅轴向能伸缩自如，而且当尾轴改变转向时，能使动环(7)与尾轴之间产生一定的滑动，以利克服因动环(7)与尾轴之间长期不滑动而可能产生的呆滞现象。当尾轴因故前后有所窜动时，动环(7)能依靠压簧(9)的作用，及时沿轴向伸缩而贴合于静环的承磨面上，从而保证良好的密封状况。
为了使动环既能在尾轴上滑动自如，又能保持良好的径向密封，其内壁上可制作出至少一条环形槽。
静环(6)采用耐磨硬质材料制成。在动环(7)的密封面上嵌有减磨物质，它能帮助克服使用初期因压力太大或密封面尚未磨光，可能出现的过度磨损。这样，密封面上即具有一定的自润滑效果，使密封环既能有效密封，又不致过度磨损。运转中动环对于硬质材料制作的静环有一定的抛光作用，所以，使用了一段时间的静环，其密封面呈镜面状。
为了增加密封的可靠性，本实施例中还采用一套备用密封装置，这一装置由密封动环(5)及其固定和调整件(2)、(3)、(4)构成，在尾轴轴向窜动时，能增加密封效果，和起限位作用。
螺栓(13)不仅把静环(6)和空心塞(12)联接在尾管上，而且通过调节该螺栓(13)使静环(6)轴向移动，即可调整动环(7)与静环(6)承磨面的比压，以获得最佳的密封效果。
舱外一端的密封(下称外密封)，其原理与上述结构完全相同，在结构上是由两个动环(15)、(19)依靠套在尾轴上的与两个静环(14)、(20)的承磨面接触形成密封腔，腔内靠润滑脂润滑，同样，为了增加密封效果在静环(20)外侧和推进器之间有备用密封环(21)。
本实施例的特点是结构简单、调整方便、在舱内通过加减联轴器(35)中垫片(1)和调整推力轴承，改变尾轴的轴向移动量即可调整各密封面的密封状况，同时，通过调节螺栓(13)还可单独调节动环(7)和静环(6)的承磨面的比压，此外还可以使用后面将要说明的自动循环润滑系统。
现在参照图二说明本发明的第二个实施例。从图2可以很清楚地看出，其结构原理与上述第一个实施例完全一样，不同的是内密封端去除了备用环(5)及固定件(2)、(3)、(4)只有静环筒(37)固定在尾管上，而空心塞可调节地固定在静环筒上并在密封面上开有环形减磨料槽而作为与动环(7)(共二只)摩擦接触的静环(6)。调节螺栓(38)即可调节动环(7)和空心塞(静环)(6)接触面的比压。依靠弹簧压紧的动环托盘为内锥面，使动环对尾轴的
力稳定不变。该托盘套在尾轴上的部份轴向开有至少一条通槽与尾轴上的键滑动配合以保证压簧(9)与动密封环(7)一起转动。而在外密封的两个动环(18和19)与静环(20)形成接触密封面。内密封与外密封通过尾管轴承上的螺旋形沟槽连通，同时依靠自动循环润滑系统进行润滑。
本实施例的特点是不仅和第一个实施例一样在舱内可以通过加减联轴器(35)中垫片(1)和调节推力轴承，改变尾轴的轴向移动量，即可调节各密封面的密封状况，同时通过调节螺栓(38)可单独调节动密封环和空心塞(静环)(6)接触面的比压，而且，尾管外密封也可利用自动循环润滑系统润滑。
下面参照附图3及附图4详细说明本发明的第三个和第四个实施例。第三实施例和第四实施例为简易型，它们没有舱内静密封环前面的限位调节件、备用环和螺旋桨前端面的间隙密封及其防水橡胶环，同时将外密封的动环反装贴合于静环上，它的调整方法与第二实施例相同，即通过加减联轴器(35)的垫片(1)和调节推力轴承将尾轴向后移动压紧外密封，内密封单独向后调整密封摩擦面的比压。它们的使用性能是满意的，鱼线缠绕也不会破坏外密封，它们的特点是结构简单，造价较第一个实施例更低，更为适合一般中、小型船舶应用。其中第四实施例舱内、舱外密封的静环为可拆式的，便于分别加工和选择轻型导热性能较好的材料制做静环筒。同时，也便于检查动密封环的磨损情况。它同样也适于在大型尾轴上应用。
下面参照附图5说明本发明第五个实施例。第五个实施例仅舱内密封有所不同。其中动环(7)与固定在尾管上的静环(6)的前端面摩擦接触，形成密封套在尾轴上的压簧(9)靠托盘(8)、(10)压在动环(7)上，同时在靠近联轴器(35)的一端，固定一个带有调节器(如调节螺丝)的支撑法兰盘(3)，通过调节该螺栓(2)即可单独调节动环(7)和静环(6)接触面的比压。
第五实施例中的该装置，具有结构更为简单的特点，而且由于整套密封装置是暴露的，可以直接检查密封端面的磨损和密封状况，而且在通过加减联轴器(35)垫片(1)和调节推力轴承，使尾轴轴向移动时，舱内和舱外的尾轴密封面的比压同时得到调整，而不必单独进行调整。调整起来十分方便。
本发明第六个实施例，(无附图)是把图1到图5所示本发明实施例中各个静密封环(包括简)设计成为对开式，以便于安装或检查各密封面的磨损情况，这在大型船舶的运用中有着较为明显的技术意义。
图6所示本发明自动循环系统的原理简图，从图中可以清楚地看出本发明的自动循环系统首次取消了油泵和循环器而依靠船舶航行时尾轴的旋转和脉冲使润滑油自动循环，这套自动循环润滑系统，包括一个循环油箱(51)一根进油口离循环油箱(51)底面有一定高度H而且带有滤网的顺车进油管(53)一根进油口离循环油箱(51)底面有一定高度h但不带有滤网的顺车回油管(58)。在顺车进油管(58)上面有截止阀(56)在顺车回油管(58)上也有截止阀(57)。如果有必要在顺车进油管(53)上还可以有一个流速流量表(54)，在截止阀(56)的排出端与循环油箱(51)顶部之间有一根由旋塞(55)控制的液位及洩漏量测量管(52)可以很方便地检查各密封处漏油状况。
本发明自动循环润滑系统的顺车油管通过一个联接件通入本发明尾轴内密封装置的密封腔，经过在空心塞(12)及尾管轴承上的螺旋形沟槽和尾轴外密封装置的密封腔连通顺车回油管。(如图2、图3、图4和图5)或直接连通顺车回油管(如图1)。这样，当船舶不论顺车还是倒车，由于这些螺旋槽的存在润滑剂都能自动循环，只是流动方向有所不同，而且该系统在打开旋塞(55)后，关闭截止阀(56)、(57)，从透明尼龙液体指示管(52)中液面的高度的变化即可得知密封装置的漏油状况。
在图2到图5所示的本发明密封装置中，润滑油的压力是加在舱内和舱外动环的背面的，因此，可以通过改变油箱的高度或其它加压方式调节密封环的比压，来代替移动尾轴进行调节的方法，这种调节方法既简便，又更能保证密封环四周比压的均匀性，用此种方法配合调整，更能延长移动尾轴进行调整的间隔周期，减少移动尾轴进行调整的次数。
本发明较完整地解决了尾轴密封装置的洩漏和自动循环润滑问题，而且还具有结构简单、使用寿命长，功耗小使用经济，不需修理、便于检查、调整等特点。而且在安装本密封装置时，不必改变原轴系结构成本较现有传统的尾轴密封装置低。经测定，使用本装置用废机油作润滑剂，耗油率约20克/千马力小时，而且可调。基本上接近自然损耗率，可使用七万小时(左右)不上坞修理尾轴密封装置及其轴承。由于密封件摩擦阻力小，一万马力的海轮其密封功耗可在三马力左右，而且本装置在深水、砂水、尾轴大幅度窜动、跳动、贴边、下沉等恶劣条件下可以正常使用，不受船型和水域的限制，具有良好的耐久性和适应性。当船外密封等因故损坏时，可关闭油路，采用定时定量供油的方法，长期继续航行，直至进厂修理为止，其应急性能是十分可靠的。当然，这是建立在舱内密封(包括管路)完好的基楚上的。
表一是试验船改装后经济效益对照表。从表中可以看出一条500马力、600客坐、500总吨的川江中型客货轮改用本装置后，第一年即获得了32、750元的经济效益(已扣除改装成本费用1，500元)，它的尾轴基本直径是110mm，双桨双轴。
通过表一可以看出，本发明轴密封装置有着显著的经济效益和社会效益，有效地防止了水体污染，而且该密封装置还可以应用在其它机械转轴的密封上。
上述对于本发明可调式转轴密封装置及其自动循环润滑系统的说明是基于本发明的五个具体实施例而叙述的，但本发明的内容并不限制在上述内容中，对于熟悉本领域的技术人员来说，在本发明基础上所做的任何显而易见的改进和变化，都不应视为脱离本发明下面附属的权力要求的范围。
权利要求
1、一种用弹性密封环作为密封元件的轴密封装置，其特征在于动密封环和静密封环形成密封腔，其中该动密封环同时完成径向和轴向两个方向的密封，静密封环和套在轴上的动密封环、动密封托盘、压簧托盘和柱形压簧构成可调节自紧系统。
2、根据权利要求
1要求的转轴密封装置，其特征在于在上述密封腔内一根内径大于轴径的柱形压簧套在转轴上并借助于托盘压在动密封环上。
3、根据权利要求
1和权利要求
2中的任何一项要求的转轴密封装置，其特征在于上述压簧，压簧托盘以及动密封环托盘与轴同时旋转。
4、根据权利要求
1到权利要求
3中的任何一项要求的转轴密封装置，其特征在于上述动密封环由弹性耐磨材料制成，其端面上嵌有减磨剂。
5、根据权利要求
1到权利要求
3中的任何一项要求的转轴密封装置，其特征在于上述弹性密封环过盈配合地安装在转轴上。
6、根据权利要求
1到权利要求
3中的任何一项要求的转轴密封装置，其特征在于上述弹性密封环，其内壁上有至少一条环形凹槽。
7、根据权利要求
1要求的转轴密封装置，其特征在于上述动密封环托盘的一个端面为内锥面。
8、根据权利要求
1要求的转轴密封装置，其特征在于上述动密封环托盘上有一个翻边压在弹性动密封的外园上。
9、根据权利要求
1要求的转轴密封装置，其特征在于上述动密封环托盘、压簧和压簧托盘套在转轴上，在靠近压簧托盘一端有一个固定的带有调节器的支撑法兰盘，该调节器可调节动密封环和静密封环摩擦面的比压。
10、根据权利要求
1要求的转轴密封装置，其特征在于上述静密封环由至少二个螺钉可调节地固定在轴套上，调节该螺钉即可调节静密封环与动密封环摩擦面的比压。
11、根据权利要求
10要求的转轴密封装置，其特征在于上述静密封环上与动密封环摩擦接触的端面上嵌有减磨剂。
12、根据权利要求
1要求的转轴密封装置，其特征在于在上述静密封环外侧有一个备用密封环以增强密封和限位作用。
13、根据权利要求
1要求的转轴密封装置，其特征在于在上述转轴轴承内壁有至少一条螺旋形沟槽，作为润滑剂通道。
14、根据权利要求
10要求的转轴密封装置，其特征在于上述静密封环为整体式。
15、根据权利要求
10要求的转轴密封装置，其特征在于上述静密封环端盖为可拆式。
16、根据权利要求
10要求的转轴密封装置，其特征在于上述静密封环为对开式。
17、根据权利要求
1要求的转轴密封装置，其特征在于在轴上密封端安装至少一个上述密封装置。
18、根据权利要求
1要求的转轴密封装置，其特征在于调节轴的轴向移动量，可以调节各密封端面的比压。
19、一种用于上述转轴密封装置的自动循环润滑系统，该系统由循环油箱、进油管、回油管和截止阀等构成，其特征在于该系统不设循环油泵及循环器，还在于上述进油管和回油管与上述转轴密封装置构成自动循环通道。
20、根据权利要求
19要求的自动循环系统，其特征在于进油管的进油口距离循环油箱底面一定高度并装有过滤器，回油管的回油口同样距离循环油箱底面一定高度。
21、根据权利要求
19要求的自动循环润滑系统，其特征在于上述进油管穿过轴一端密封装置的静密封环通入上述转轴密封装置的密封腔。
22、根据权利要求
19要求的自动循环润滑系统，其特征在于上述回油管穿过轴承螺旋形沟槽与进油通道连通。
23、根据权利要求
19要求的自动循环润滑系统，其特征在于在进油管上截止阀的流出端有一根带旋塞的透明的浅漏量测定管，其上端高度应高于循环油箱的最高液面。
24、根据权利要求
19要求的自动循环润滑系统，其特征在于上述循环油箱为可移动式，可以通过调节循环油箱高度，调节转轴密封装置中弹性动密封环的背压，以调节弹性密封环与静密封环摩擦面的比压。
专利摘要
本发明的可调式转轴密封装置及其自动循环润滑系统采用一只平面密封环，同时完成径向和轴向两个方向的密封，而且采用柱形压簧套于轴上压紧和驱动密封环，使密封接触面的摩损得到及时补偿或极为方便地人工调节密封面的比压。 本发明还采用一套没有油泵和循环器的自动循环润滑系统，不论轴是顺转还是倒转，都能使润滑液在该系统中循环。 因此，本发明完整地解决了转轴的密封和润滑问题，从而大幅度地延长了轴、轴承及其密封装置的使用寿命。
文档编号F16J15/16GK85101501SQ85101501
公开日1986年8月27日 申请日期1985年4月1日
发明者黄永泉 申请人:黄永泉导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan