專利名稱:水下轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種可適于水下,特別是深海環(huán)境下使用的轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,它能耐受深水壓力,實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)動(dòng)伺服控制。
背景技術(shù):
目前深海環(huán)境的轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置大都采用填料函密封結(jié)構(gòu),其主要工作機(jī)理是隨著海水壓力的增大,用于填料密封的兩個(gè)橡皮圈環(huán)沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸的外壁貼合地愈加緊密,從而保持密封,防止海水滲入。這種密封結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是密封效果較差,海水泄漏量較大,其轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦力矩隨水深變化波動(dòng)大。該類型密封裝置一般應(yīng)用在深潛器中由人工手控的,對轉(zhuǎn)動(dòng)定位或轉(zhuǎn)速控制精度要求不高的回轉(zhuǎn)設(shè)備上,同時(shí)必須附設(shè)接水裝置和應(yīng)急密封裝置。深海環(huán)境下的轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置還有采用機(jī)械密封結(jié)構(gòu),它利用補(bǔ)償彈簧的彈力產(chǎn)生初始閉合力,將動(dòng)環(huán)的端面緊貼住靜環(huán)的端面,在壓力流體的作用下,在相對滑動(dòng)的動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間端面形成半液體摩擦狀態(tài),防止壓力流體的明顯泄漏,以實(shí)現(xiàn)密封端面的徑向轉(zhuǎn)動(dòng)密封。這種結(jié)構(gòu)與填料密封環(huán)結(jié)構(gòu)相比其密封效果較好,泄漏量較小,但受水深壓差的變化的影響,其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)阻力矩的波動(dòng)仍較大,難以滿足精確轉(zhuǎn)動(dòng)伺服的要求,該類型密封裝置一般應(yīng)用在海潛器的動(dòng)力推進(jìn)裝置上。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種能滿足精密轉(zhuǎn)動(dòng)伺服要求的水下轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,它不僅結(jié)構(gòu)簡單,密封可靠,耐壓性能優(yōu)良,而且轉(zhuǎn)動(dòng)力矩及其波動(dòng)小。
本實(shí)用新型為解決上述提出的技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為包括有機(jī)殼12和安設(shè)在機(jī)殼中的驅(qū)動(dòng)裝置,驅(qū)動(dòng)裝置與主軸相聯(lián),主軸的輸出端伸出機(jī)殼并設(shè)置有密封動(dòng)環(huán)14,密封動(dòng)環(huán)與安設(shè)在機(jī)殼上的密封靜環(huán)15相配置,構(gòu)成旋轉(zhuǎn)密封裝置1,其不同之處在于在機(jī)殼內(nèi)充滿有絕緣油,機(jī)殼上還配置有壓力動(dòng)態(tài)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)9。上述方案中,所述的壓力動(dòng)態(tài)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)可由彈性波紋管19和補(bǔ)償彈簧20構(gòu)成,波紋管的內(nèi)側(cè)與機(jī)殼內(nèi)腔相通,外側(cè)與外界壓力介質(zhì)導(dǎo)通,通過外界壓力和補(bǔ)償彈簧力的共同作用使機(jī)殼內(nèi)腔絕緣油壓力始終高于外界水壓,并保持內(nèi)外壓差的基本恒定。
本實(shí)用新型的有益效果在于1、由于旋轉(zhuǎn)密封裝置內(nèi)外的壓差小,通常為0.05~0.1Mpa,且能保持基本恒定,這不僅有利于改善密封性能,使機(jī)械密封裝置實(shí)現(xiàn)的動(dòng)密封環(huán)節(jié)的承壓設(shè)計(jì)等級下降了幾十倍,而且由于轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)摩擦力矩及其波動(dòng)變小,可充分滿足精密轉(zhuǎn)動(dòng)伺服控制對轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的要求2、內(nèi)外壓差小也使得殼體強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求大大降低,有利于減小殼體幾何尺寸和減輕系統(tǒng)重量,并使轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置承受更高的海水深水壓力成為可能;3、由于機(jī)殼內(nèi)腔充滿絕緣油,機(jī)殼內(nèi)腔壓力大于外界環(huán)境壓力,當(dāng)密封環(huán)節(jié)局部失效導(dǎo)致滲漏時(shí),僅表現(xiàn)為機(jī)殼內(nèi)腔絕緣油的外泄,這樣既可有效避免密封環(huán)節(jié)少量滲漏時(shí)海水等有害介質(zhì)進(jìn)入機(jī)殼,損壞機(jī)殼中的電氣器件,同時(shí)內(nèi)充絕緣油也有利于對轉(zhuǎn)動(dòng)部件的潤滑。
圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的正剖視結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1中旋轉(zhuǎn)密封部分的局部放大圖。
圖3為圖1中壓力動(dòng)態(tài)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)部分的局部放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步的說明,包括有一機(jī)殼12,機(jī)殼中通過軸承3、4支承有主軸2,主軸可為空心主軸,主軸外周配置有驅(qū)動(dòng)裝置,驅(qū)動(dòng)裝置為無刷力矩電機(jī)5,由與機(jī)殼相聯(lián)的定子和與主軸相聯(lián)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成,在主軸的上部還安設(shè)有測角元件,測量元件可為旋轉(zhuǎn)變壓器6,以用于精確轉(zhuǎn)角的測定,機(jī)殼內(nèi)下部安設(shè)有疊片式導(dǎo)電滑環(huán)7,與導(dǎo)通電纜相配接;主軸的上部伸出機(jī)殼,與被驅(qū)動(dòng)機(jī)件相接,其伸出部分的后端安設(shè)有端面密封動(dòng)環(huán)14,端面密封動(dòng)環(huán)的外周設(shè)有密封圈17與主軸相連,以保證外環(huán)面b的密封,端面密封動(dòng)環(huán)的后端均布有多個(gè)推力彈簧13,端面密封動(dòng)環(huán)的前端與安設(shè)在機(jī)殼軸孔端的端面密封靜環(huán)15相配置,端面密封靜環(huán)通過密封圈16與機(jī)殼軸孔相連,用于外環(huán)面c的密封,端面密封動(dòng)環(huán)在推力彈簧13的作用下其前端面與密封靜環(huán)端面緊密貼合,推力彈簧同時(shí)還起到調(diào)節(jié)補(bǔ)償密封環(huán)端面磨損的作用,在壓力流體的作用下,使滑動(dòng)端面處于半液體摩擦狀態(tài),實(shí)現(xiàn)徑向端面a轉(zhuǎn)動(dòng)密封,由此構(gòu)成旋轉(zhuǎn)密封裝置1。此外,機(jī)殼內(nèi)腔充滿有絕緣油8,并鋪設(shè)有與電氣元件相導(dǎo)通的電纜10,電纜為密封耐壓電纜,與安設(shè)在機(jī)殼外的水密電纜插座11相接;在機(jī)殼的下端還安設(shè)有一壓力動(dòng)態(tài)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)9,壓力動(dòng)態(tài)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)包括有彈性波紋管19和補(bǔ)償彈簧20,彈性波紋管可由薄壁不銹鋼制成,其上方的端板設(shè)有螺孔與調(diào)壓螺栓22相接,調(diào)壓螺栓上套裝補(bǔ)償彈簧20,通過調(diào)節(jié)調(diào)壓螺栓22給彈性波紋管和補(bǔ)償彈簧提供預(yù)變形將絕緣油充滿至機(jī)殼內(nèi)腔,彈性波紋管的內(nèi)側(cè)(外周)與密閉機(jī)殼的內(nèi)腔相通,外側(cè)(內(nèi)孔)與外界導(dǎo)通,承受外界水壓,松開螺母21,彈性波紋管和補(bǔ)償彈簧共同給機(jī)殼內(nèi)腔的絕緣油提供一個(gè)0.1MPa左右的預(yù)壓力,彈性波紋管端板外周還與機(jī)殼內(nèi)的止擋位相配置,以控制其最大伸縮量,在機(jī)殼內(nèi)或彈性波紋管端板上還可設(shè)置一壓差傳感器18,以便于對機(jī)殼內(nèi)外的壓差進(jìn)行監(jiān)控和報(bào)警。
權(quán)利要求1.一種水下轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,包括有機(jī)殼(12)和安設(shè)在機(jī)殼中的驅(qū)動(dòng)裝置,驅(qū)動(dòng)裝置與主軸相聯(lián),主軸的輸出端伸出機(jī)殼并設(shè)置有密封動(dòng)環(huán)(14),密封動(dòng)環(huán)與安設(shè)在機(jī)殼上的密封靜環(huán)(15)相配置,構(gòu)成旋轉(zhuǎn)密封裝置(1),其特征在于在機(jī)殼內(nèi)充滿有絕緣油,機(jī)殼上還配置有壓力動(dòng)態(tài)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)(9)。
2.按權(quán)利要求1所述的水下轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,其特征在于所述的壓力動(dòng)態(tài)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)可由彈性波紋管(19)和補(bǔ)償彈簧(20)構(gòu)成,波紋管的內(nèi)側(cè)與機(jī)殼內(nèi)腔相通,外側(cè)與外界壓力介質(zhì)導(dǎo)通。
3.按權(quán)利要求1或2所述的水下轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,其特征在于機(jī)殼中通過軸承(3)、(4)支承有主軸(2),主軸為空心主軸。
4.按權(quán)利要求1或2所述的水下轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,其特征在于主軸外周配置有驅(qū)動(dòng)裝置,驅(qū)動(dòng)裝置為無刷力矩電機(jī)(5),由與機(jī)殼相聯(lián)的定子和與主軸相聯(lián)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成。
5.按權(quán)利要求4所述的水下轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,其特征在于在主軸的上部還安設(shè)有測角元件。
6.按權(quán)利要求4所述的水下轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,其特征在于機(jī)殼內(nèi)下部安設(shè)有疊片式導(dǎo)電滑環(huán)7,與導(dǎo)通電纜相配接。
7.按權(quán)利要求1或2所述的水下轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,其特征在于主軸伸出部分的后端安設(shè)有端面密封動(dòng)環(huán)(14),端面密封動(dòng)環(huán)的外周設(shè)有密封圈(17)與主軸相連,端面密封動(dòng)環(huán)的后端均布有多個(gè)推力彈簧(13),端面密封動(dòng)環(huán)的前端與安設(shè)在機(jī)殼軸孔端的端面密封靜環(huán)(15)相配置,端面密封靜環(huán)通過密封圈(16)與機(jī)殼軸孔相連。
8.按權(quán)利要求2所述的水下轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,其特征在于彈性波紋管(19)由薄壁不銹鋼制成,其上方的端板設(shè)有螺孔與調(diào)壓螺栓(22)相接,調(diào)壓螺栓上套裝補(bǔ)償彈簧(20)。
9.按權(quán)利要求1或8所述的水下轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,其特征在于在機(jī)殼內(nèi)或彈性波紋管端板上還可設(shè)置一壓差傳感器(18)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可適于水下,特別是深海環(huán)境下使用的轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置,包括有機(jī)殼和安設(shè)在機(jī)殼中的驅(qū)動(dòng)裝置,驅(qū)動(dòng)裝置與主軸相聯(lián),主軸的輸出端伸出機(jī)殼并設(shè)置有密封動(dòng)環(huán),密封動(dòng)環(huán)與安設(shè)在機(jī)殼上的密封靜環(huán)相配置,構(gòu)成旋轉(zhuǎn)密封裝置,其不同之處在于在機(jī)殼內(nèi)充滿有絕緣油,機(jī)殼上還配置有壓力動(dòng)態(tài)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型由于旋轉(zhuǎn)密封裝置內(nèi)外的壓差小,且能保持基本恒定,因而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)摩擦力矩及其波動(dòng)變小,可充分滿足精密轉(zhuǎn)動(dòng)伺服控制對轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的要求;也使得殼體強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求大大降低,并使轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置承受更高的海水深水壓力成為可能;還能有效避免密封環(huán)節(jié)少量滲漏時(shí)海水等有害介質(zhì)進(jìn)入機(jī)殼。
文檔編號F16J15/46GK2597767SQ0323551
公開日2004年1月7日 申請日期2003年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月19日
發(fā)明者李忠, 唐四喜, 馮應(yīng)鋒, 忠 李 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一七研究所