全文摘要
本实用新型公开了一种绞刀轴系隔舱密封装置，属于船舶技术领域，包括固定体、弹性连接体和浮动体；固定体与绞刀电机舱穿舱壁板焊接固定，用于安装弹性连接体以及限制浮动体窜动量；浮动体与绞刀轴抱紧，浮动体内设有类L型橡胶密封圈和O型圈密封，防止海水进入电机舱以及润滑介质外泄；浮动体和固定体之间通过弹性连接体连接，浮动体可相对固定体沿轴向和径向窜动；同时浮动体和固定体间设有十字型滑块，可使二者沿轴向径向自由移动而不发生相对转动，提高弹性连接体使用寿命。本实用新型密封结构更适应长轴系绞刀轴使用工况，可提高密封效果及使用寿命。
主设计要求
1.一种绞刀轴系隔舱密封装置，包括固定体、浮动体和弹性连接体；所述固定体与绞刀电机舱穿舱壁板焊接固定；所述浮动体抱紧在绞刀轴上，可随绞刀轴一起窜动；所述浮动体可相对固定体沿轴向和径向窜动，所述弹性连接体用于连接固定体和浮动体，提供轴向和径向补偿限位，同时密封海水和润滑介质。
设计方案
1.一种绞刀轴系隔舱密封装置，包括固定体、浮动体和弹性连接体；
所述固定体与绞刀电机舱穿舱壁板焊接固定；
所述浮动体抱紧在绞刀轴上，可随绞刀轴一起窜动；
所述浮动体可相对固定体沿轴向和径向窜动，所述弹性连接体用于连接固定体和浮动体，提供轴向和径向补偿限位，同时密封海水和润滑介质。
2.根据权利要求1所述的绞刀轴系隔舱密封装置，其特征在于：所述固定体包括焊接固定法兰、外侧弹性连接体座板、外侧弹性连接体压板、内侧弹性连接体座板、内侧弹性连接体压板；所述焊接固定法兰与电机舱穿舱壁板焊接固定，所述焊接固定法兰、外侧弹性连接体座板、外侧弹性连接体压板依次连接固定，所述外侧弹性连接体座板、内侧弹性连接体座板、内侧弹性连接体压板依次连接固定；所述外侧弹性连接体座板带有凸肩，所述焊接固定法兰设有与凸肩配合的凹口，所述外侧弹性连接体座板与内侧弹性连接体座板之间的内圈设有限位凹槽，所述外侧弹性连接体座板与外侧弹性连接体压板之间、所述内侧弹性连接体座板与内侧弹性连接体压板之间均设有用于安装弹性连接体的凹槽一，该凹槽一间隙比弹性连接体的端部凸肩厚度小1～2mm。
3.根据权利要求2所述的绞刀轴系隔舱密封装置，其特征在于：所述浮动体包括夹紧法兰、轴套、轴承、浮动挡块、外密封座一、外密封座二、外压盖、内密封座一、内密封座二和内压盖；所述夹紧法兰为两半剖分式结构，通过剖分面的紧固螺栓带紧两剖分面与绞刀轴抱紧；所述轴套沿轴向与夹紧法兰连接，随绞刀轴和夹紧法兰一起转动，除轴套和夹紧法兰外，浮动体上其余部件不随轴转动；所述轴套与夹紧法兰间设有角密封O型圈，与绞刀轴间设有周向密封O型圈；所述轴承套在轴套外圈上；所述浮动挡块套在轴承外圈上，其外圈设有限位凸台，限位凸台与固定体的限位凹槽配合，形成轴向和径向补偿限位；所述浮动挡块、外密封座一、外密封座二和外压盖沿轴向依次朝向舱壁外排布并逐一压紧固定，所述浮动挡块、内密封座一、内密封座二、内压盖沿轴向依次朝向舱壁内排布并逐一压紧固定；所述浮动挡块、外密封座一、外密封座二、外压盖依次之间，以及所述内密封座一、内密封座二、内压盖依次之间均设有密封圈槽口，密封圈压紧在槽口内，压缩量1～2mm；所述密封圈呈类L型，其唇口抱在轴套上；所述浮动挡块与外密封座一之间、所述内密封座一与内密封座二之间均设有用于安装弹性连接体的凹槽二，该凹槽二间隙比弹性连接体的端部凸肩厚度小1～2mm。
4.根据权利要求3所述的绞刀轴系隔舱密封装置，其特征在于：所述浮动挡块和外侧弹性连接体座板之间装有十字型滑块，在浮动挡块和外侧弹性连接体座板对应位置分别开有容纳十字型滑块的卡槽一和卡槽二，两个卡槽径向长度大于十字型滑块，并根据径向窜动量计算确定；所述浮动挡块与轴承之间设有定位块。
5.根据权利要求1所述的绞刀轴系隔舱密封装置，其特征在于：所述弹性连接体材料为橡胶材质，形状呈Ω型，上边压紧于固定体，下边压紧于浮动体，圆弧可沿轴向和径向移动。
6.根据权利要求3所述的绞刀轴系隔舱密封装置，其特征在于：所述浮动体设置的五道密封圈，均为橡胶材质；从舱壁外到舱壁内依次为第一、二、三、四、五道密封圈，所述第三道密封圈唇口朝向舱壁内侧，其余密封圈唇口朝向舱壁外侧。
7.根据权利要求3所述的绞刀轴系隔舱密封装置，其特征在于：所述浮动体设置的五道密封圈从舱壁外到舱壁内共形成四个密封腔室，依次为第一、二、三、四密封腔室；所述第一、二密封腔室内加入润滑脂；在第三密封腔室内加入强制润滑油；在第四密封腔室内加入滑油。
8.根据权利要求3所述的绞刀轴系隔舱密封装置，其特征在于：所述轴套和轴承的配合间隙小于1mm。
9.根据权利要求7所述的绞刀轴系隔舱密封装置，其特征在于：所述强制润滑油压力比海水压力大2bar。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的绞刀轴系隔舱密封装置，其特征在于：所述固定体、浮动体采用对开式结构。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及船舶技术领域，特别是涉及一种绞吸式挖泥船绞刀轴系隔舱密封装置。
背景技术
随着疏浚业的蓬勃发展，疏浚土质呈现多样化趋势，越来越多的硬质土甚至礁石需要大型挖泥船进行挖掘，因此大功率绞吸船成为疏浚强国必备装备。大功率绞吸船绞刀轴系多采用电机驱动的长轴系，为节约建造成本电机和齿轮箱大多安装在密封的舱室内。与船舶尾轴类似，绞刀轴需穿过特殊的密封装置，防止海水进入绞刀电机舱。但又与船舶尾轴不同，绞吸船施工时绞刀轴系存在轴向和径向窜动，尤其在硬质岩土作业时，轴系震动更加剧烈，对于绞刀轴系而言常规尾轴密封装置密封效果不佳。因此，针对绞刀轴系施工特点，提供一种高效、可靠的密封装置十分必要。
发明内容
本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种高效、可靠的绞吸式挖泥船绞刀轴系隔舱密封装置。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种绞刀轴系隔舱密封装置，包括固定体、浮动体和弹性连接体，所述固定体与绞刀电机舱穿舱壁板焊接固定；所述浮动体抱紧在绞刀轴上，可随绞刀轴一起窜动；所述浮动体可相对固定体沿轴向和径向窜动，所述弹性连接体用于连接固定体和浮动体，提供轴向和径向补偿限位，同时密封海水和润滑介质。
在上述技术方案中，优选的，所述固定体包括焊接固定法兰、外侧弹性连接体座板、外侧弹性连接体压板、内侧弹性连接体座板、内侧弹性连接体压板；所述焊接固定法兰与电机舱穿舱壁板焊接固定，所述焊接固定法兰、外侧弹性连接体座板、外侧弹性连接体压板依次连接固定，所述外侧弹性连接体座板、内侧弹性连接体座板、内侧弹性连接体压板依次连接固定；所述外侧弹性连接体座板带有凸肩，所述焊接固定法兰设有与凸肩配合的凹口，用于外侧弹性连接体座板的定位；所述外侧弹性连接体座板与内侧弹性连接体座板之间的内圈设有限位凹槽，所述外侧弹性连接体座板与外侧弹性连接体压板之间、所述内侧弹性连接体座板与内侧弹性连接体压板之间均设有用于安装弹性连接体的凹槽一，该凹槽一间隙比弹性连接体凸肩厚度小1～2mm，以便压紧弹性连接体。
在上述技术方案中，优选的，所述浮动体包括夹紧法兰、轴套、轴承、浮动挡块、外密封座一、外密封座二、外压盖、内密封座一、内密封座二和内压盖；所述夹紧法兰为两半剖分式结构，通过剖分面的紧固螺栓带紧两剖分面与绞刀轴抱紧；所述轴套沿轴向与夹紧法兰连接，随绞刀轴和夹紧法兰一起转动，除轴套和夹紧法兰外，浮动体上其余部件不随轴转动；所述轴套与夹紧法兰间设有角密封O型圈，与绞刀轴间设有周向密封O型圈，防止海水沿绞刀轴和轴套间的间隙进入密封舱；所述轴承套在轴套外圈上，用于支撑浮动体其余部件重量；所述浮动挡块套在轴承外圈上，其外圈设有限位凸台，限位凸台与固定体的限位凹槽配合，形成轴向和径向补偿限位；所述浮动挡块、外密封座一、外密封座二和外压盖沿轴向依次朝向舱壁外排布并逐一压紧固定，所述浮动挡块、内密封座一、内密封座二、内压盖沿轴向依次朝向舱壁内排布并逐一压紧固定；所述浮动挡块、外密封座一、外密封座二、外压盖依次之间，以及所述内密封座一、内密封座二、内压盖依次之间均设有密封圈槽口，密封圈压紧在槽口内，压缩量为1～2mm；所述密封圈呈类L型，其唇口抱在轴套上，起到密封作用；所述浮动挡块与外密封座一之间、所述内密封座一与内密封座二之间均设有用于安装弹性连接体的凹槽二，该凹槽二间隙比弹性连接体凸肩厚度小1～2mm，以便压紧弹性连接体。
在上述技术方案中，进一步优选的，所述浮动挡块和外侧弹性连接体座板之间装有十字型滑块，在浮动挡块和外侧弹性连接体座板对应位置分别开有容纳十字型滑块的卡槽一和卡槽二，两个卡槽径向长度大于十字型滑块，并根据径向窜动量计算确定。该卡槽一、卡槽二和十字型滑块可保证浮动挡块可沿轴向径向窜动但不随轴转动，保证弹性连接体不受扭剪作用力，提高弹性连接体寿命。所述浮动挡块与轴承之间设有定位块，保证轴承不随轴套转动。
在上述技术方案中，优选的，所述弹性连接体材料为橡胶材质，形状呈Ω型，上边压紧于固定体，下边压紧于浮动体，圆弧可沿轴向和径向移动。
在上述技术方案中，优选的，所述浮动体设置的五道密封圈，均为橡胶材质；从舱壁外到舱壁内依次为第一、二、三、四、五道密封圈，所述第三道密封圈唇口朝向舱壁内侧，其余密封圈唇口朝向舱壁外侧。第一道、第二道密封圈用于密封海水，朝外的唇口可承受海水压力，并使密封圈在海水压力作用下抱紧轴套，防止海水进入密封舱。第三、四、五道密封圈用于密封润滑介质。同理，密封圈的唇口朝向可使密封圈在润滑介质作用下抱紧轴套，防止润滑介质外泄。在上述技术方案中，优选的，所述浮动体设置的五道密封圈从舱壁外到舱壁内共形成四个密封腔室，依次为第一、二、三、四密封腔室；所述第一、二密封腔室内加入润滑脂，起到润滑作用；在第三密封腔室内加入强制润滑油，起润滑冷却作用；在第四密封腔室内加入滑油，起润滑作用。
在上述技术方案中，优选的，所述轴套和轴承的配合间隙小于1mm，强制润滑油可在轴套和轴承间形成油膜，减小轴套轴承磨损。
在上述技术方案中，优选的，所述强制润滑油压力比海水压力大2bar。
在上述技术方案中，优选的，所述固定体、浮动体采用对开式结构，弹性连接体、密封圈可现场粘结，以满足绞刀轴安装要求。
本实用新型具有的优点和积极效果是：
(1)本实用新型设置了浮动密封体，密封组件可随绞刀轴沿轴向及径向窜动，更加符合绞刀轴使用特点，密封效果好。
(2)本实用新型在浮动挡块和外侧弹性连接体座板间安装十字型滑块，可使弹性连接体完全不受扭剪作用，提高使用寿命。
(3)本实用新型采用润滑脂润滑第一、第二道密封圈，密封圈唇边背面没有压力，而唇边侧在水压作用下更易抱紧轴套，因此密封唇边不易翻边，密封介质不易泄露，海水不易进入。同理，第三、四、五道密封圈采用润滑油润滑冷却，唇边在油压作用下抱紧轴承不易泄露。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的绞刀轴系隔舱密封装置结构示意图；
图2为本实用新型实施例所述的隔舱密封固定体示意图；
图3为本实用新型实施例所述的隔舱密封浮动体示意图；
图4为本实用新型实施例所述十字型滑块及定位块装配示意图；
图5为图4中A部分放大示意图；
图6为图4中B部分放大示意图；
图7为本实用新型实施例所述的隔舱密封弹性连接体示意图；
图8为本实用新型实施例所述隔舱密封润滑密封原理图。
其中：1、电机舱穿舱壁板；2、固定体；3、浮动体；4、弹性连接体；5、绞刀轴；6、十字型滑块；7、定位块；8、卡槽一；9、卡槽二；2-1、固定法兰；2-1-a、凹口；2-1-b、盲孔螺纹；2-2、外侧弹性连接体座板；2-2-a、凸肩；2-3、外侧弹性连接体压板；2-4、内侧弹性连接体座板；2-5、内侧弹性连接体压板；2-6、凹槽一；2-7、限位凹槽；3-1、夹紧法兰；3-2、轴套；3-3、轴承；3-4、浮动挡块；3-5、外密封座一；3-6、外密封座二；3-7、外压盖；3-8、内密封座一；3-9、内密封座二；3-10、内压盖；3-11、密封圈；3-11-a、密封圈；3-11-b、密封圈；3-11-c、密封圈；3-11-d、密封圈；3-11-e、密封圈；3-12、周向密封O型圈；3-13、角密封O型圈；3-14、限位凸台；3-15、凹槽二；s1、密封腔室；s2、密封腔室；s3、密封腔室；s4、密封腔室；4-1、弹性连接体凸肩。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示，本实用新型包括固定体2、浮动体3和弹性连接体4。固定体2与绞刀电机舱穿舱壁板1焊接固定，用于安装弹性连接体以及限制浮动体窜动量。浮动体3抱紧在绞刀轴5上，可随绞刀轴5一起窜动。浮动体可相对固定体沿轴向和径向窜动，弹性连接体4用于连接固定体2和浮动体3，提供轴向和径向补偿限位，同时密封海水和润滑介质。
如图2所示，所述固定体2包括焊接固定法兰2-1、外侧弹性连接体座板2-2、外侧弹性连接体压板2-3、内侧弹性连接体座板2-4、内侧弹性连接体压板2-5。焊接固定法兰2-1与电机舱穿舱壁板1焊接固定，外侧沿圆周方向均布盲孔螺纹2-1-b，该螺纹用于固定外侧弹性连接体座板2-2。外侧弹性连接体座板设有凸肩2-2-a，焊接固定法兰设有与凸肩配合的凹口2-1-a，用于外侧弹性连接体座板的定位。焊接固定法兰2-1、外侧弹性连接体座板2-2、外侧弹性连接体压板2-3依次连接固定，外侧弹性连接体座板2-2、内侧弹性连接体座板2-4、内侧弹性连接体压板2-5依次连接固定。外侧弹性连接体座板与内侧弹性连接体座板之间的内圈设有限位凹槽2-7，外侧弹性连接体座板2-2与外侧弹性连接体压板2-3之间、内侧弹性连接体座板与2-4内侧弹性连接体压板2-5之间均设有凹槽一2-6，用于安装弹性连接体4，该凹槽一间隙比弹性连接体凸肩4-1厚度小1～2mm，以便压紧弹性连接体4。
如图3所示，所述浮动体3包括夹紧法兰3-1、轴套3-2、轴承3-3、浮动挡块3-4、外密封座一3-5、外密封座二3-6、外压盖3-7、内密封座一3-8、内密封座二3-9和内压盖3-10。夹紧法兰3-1为两半剖分式结构，通过剖分面的紧固螺栓带紧两剖分面与绞刀轴5抱紧。轴套3-2沿轴向与夹紧法兰3-1连接，随绞刀轴5和夹紧法兰3-1一起转动。除轴套3-2和夹紧法兰3-1外，浮动体3上其余部件不随轴5转动。轴套3-2与夹紧法兰3-1间设有角密封O型圈3-13，与绞刀轴间设有周向密封O型圈3-12，防止海水沿绞刀轴5和轴套3-2间的间隙进入密封舱。轴承3-3套在轴套3-2外圈上，用于支撑浮动体其余部件重量。轴承内圈与轴套外圈为间隙配合，配合间隙小于1mm，绞刀轴转动时可在轴套3-2和轴承3-3间形成油膜，减小轴套轴承磨损。浮动挡块3-4套在轴承外圈上，其外圈设有的限位凸台3-14与固定体的限位凹槽2-7(图2)配合形成轴向和径向补偿限位。外密封座一3-5压紧固定于浮动挡块3-4，外密封座二3-6压紧固定于外密封座一3-5，外压盖3-7压紧固定于外密封座一3-5。内密封座一3-8压紧固定于浮动挡块3-4，内密封座二3-9压紧固定于内密封座一3-8，内压盖3-10压紧固定于内密封座二3-9。浮动挡块3-4和外密封座一3-5之间、外密封座一3-5和外密封座二3-6之间、外密封座二3-6和外压盖3-7之间、内密封座一3-8和内密封座二3-9之间、内密封座二3-9和内压盖3-10之间均设有密封圈槽口，密封圈3-11压紧在槽口内，压缩量1～2mm。密封圈3-11呈类L型，其唇口抱在轴套上，起到密封作用。外密封座一3-5和浮动挡块3-4之间、内密封座一3-8和内密封座二3-9之间均设有凹槽二3-15，用于安装弹性连接体4，该凹槽二间隙比弹性连接体凸肩4-1厚度小1～2mm，以便压紧弹性连接体4。
如图4、5和6所示，所述浮动挡块3-4和外侧弹性连接体座板2-2间装有十字型滑块6，在浮动挡块3-4和外侧弹性连接体座板2-2对应位置分别开有容纳十字型滑块的卡槽一8和卡槽二9，两个卡槽径向长度大于十字型滑块，并应根据径向窜动量计算确定。该卡槽一8、卡槽二9和十字型滑块6可保证浮动挡块3-4可沿轴向径向窜动但不随轴转动，保证弹性连接体4不受扭剪作用力，提高弹性连接体寿命。浮动挡块3-4与轴承3-3之间设有定位块7，保证轴承3-3不随轴套3-2转动。
如图1和7所示，所述弹性连接体4材料为橡胶材质，形状呈Ω型，上边压紧于固定体2，下边压紧于浮动体3，圆弧可沿轴向和径向移动。
如图8所示，所述浮动体共设有五道密封圈3-11-a～3-11-e，其均为橡胶材质。其中密封圈3-11-c唇口朝向舱壁内，其余密封圈唇口朝向舱壁外。密封圈3-11-a和密封圈3-11-b用于密封海水，朝外的唇口可承受海水压力，并使密封圈在海水压力作用下抱紧轴套，防止海水进入密封舱。密封圈3-11-c、密封圈3-11-d以及密封圈3-11-e用于密封润滑介质。同理，密封圈的唇口朝向可使密封圈在润滑介质作用下抱紧轴套，防止润滑介质外泄。五道密封圈共形成四个密封腔室s1～s4，在密封腔室s1和密封腔室s2内加入润滑脂，起到润滑作用。采用润滑脂润滑密封圈唇边背面没有压力，而唇边侧在水压作用下更易抱紧轴套，因此密封唇边不易翻边，密封介质不易泄露，海水不易进入。在密封腔室s3内采用润滑油强制润滑，油压比海水压力大2bar，起到密封作用。同时，滑油会在轴套3-2和轴承3-3间建立油膜减小磨损，起到润滑冷却作用。在密封腔室s4内加入滑油，起润滑作用。同理，密封腔室s3、密封腔室s4内采用润滑油润滑冷却，唇边在油压作用下抱紧轴承不易泄露。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归本实用新型的专利涵盖范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920068731.8
申请日:2019-01-15
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:12(天津)
授权编号:CN209557663U
授权时间:20191029
主分类号:F16J 15/3284
专利分类号:F16J15/3284;F16J15/3268;F16J15/324;F16J15/52
范畴分类:27E;
申请人:中交天津航道局有限公司
第一申请人:中交天津航道局有限公司
申请人地址:300042 天津市河西区台儿庄路41号
发明人:杨晨;王健;王东;刘寰;杜天心
第一发明人:杨晨
当前权利人:中交天津航道局有限公司
代理人:许爱文
代理机构:12101
代理机构编号:天津市鼎和专利商标代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计