[实用新型]用于在艉管中密封螺旋桨轴的螺旋桨轴密封装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及包括海面船只和深潜海洋船只的船舶中的螺旋桨的机械装置，尤其涉及用于在艉管中密封螺旋桨轴的螺旋桨轴密封装置。 

背景技术

船只的螺旋桨具有轴，该轴一端从发动机延伸，另一端贯穿船体并伸出船体。由于船只内部与船只潜入的外部水之间的压力差，以及由于螺旋桨的转动产生的向前推力，需要一种防止水在螺旋桨轴-船体穿透点处通过螺旋桨轴与船只壳体之间间隙侵入的机械装置。 

本实用新型提供了一种装置，该装置用于完全防止水通过在螺旋桨轴-船体穿透处围绕螺旋桨轴存在的间隙侵入的螺旋桨密封。 

以下描述了防止水通过船只的壳体与螺旋桨轴之间的间隙侵入的传统方法。首先，将艉管（stern tube）固定在船只的壳体内。随后，将称为艉管轴承的管件安装到艉管内部。使用之前将螺旋桨轴插入到艉管轴承中。螺旋桨轴和艉管轴承的长度为螺旋桨的直径的三倍以上。通过延伸流入艉管与螺旋桨轴之间间隙的侵入水的通道来获得密封功能。抵抗侵入水流的抵抗力加强了该密封功能。润滑剂强有力地注入到间隙中，与流过管件的侵入水的水流混合，以提供冷却和润滑功能。唇形密封件分层地插入到艉管轴承的两端，以防止润滑剂和侵入水溢出流入船只内部。最后，将侵入水和润滑剂的混合物收集到容器中，在使用油水分离器将润滑剂与侵入水分离后回收该润滑剂。 

使用以上提及的传统方法是因为还没有更好的密封装置能用于在船只中密封螺旋桨轴。另外，该传统的螺旋桨轴密封方法还不足以在深潜水船只中使用。首先，由于橡胶脆化效应会导致断裂，橡胶制造的唇形密封件不适于冷水中的船只密封。因此，在极低和极高的温度下，唇形密封件的机械强度和密封 性能降低。其次，由于高压下的挤压会导致断裂，橡胶制造的唇形密封件还不适于深潜水。进一步地，由于艉管轴承是滑动类型而不是滚动类型，他们以高摩擦损耗和短使用周期，结合许多其它缺点，例如高维护成本、大润滑消耗等作为特征。 

在海洋或淡水体中，水深每增加10米，水下压力增加1巴（bar）。对于军用潜水艇和工业潜水艇，已有大量的研究致力于与螺旋桨轴的转动密封相关的问题。这些研究在为了实现越来越深的潜水艇潜水的目标下，按照技术发展不断增加船只壳体的强度。 

其中一个关于螺旋桨轴的转动密封的问题是，合成树脂唇形密封件在温度低于-30℃以下将丧失它们的密封功能，例如在北极圈内，由于丧失了弹性而丧失了密封功能。当超长时间暴露在极低的温度下，合成树脂唇形密封件断裂成小块，并从螺旋桨轴上脱离。当前随着大量冰的消失，穿过北极圈的航线变得可能，这个问题变得更具深远意义。 

另一个问题是，能够在沿海地区和大陆架发现的许多不同类型的矿产遍布在深度在海平面以下200到2000米范围内的海底。这些矿产中有一些暴露在海底表面上，如在锰结核的情况中。另一些能够通过轻松地进入海底挖掘获得，如在甲烷水合物（也称之为“燃烧冰”）的情况中。由于这些原因，螺旋桨轴的完美密封在海洋经济产业的技术追求中变得尤为重要。 

在韩国专利No.100688250中描述了一种基于转动密封技术的螺旋桨轴密封装置。该螺旋桨轴密封装置的一个实施例为一种由螺旋形地盘绕的金属带制成的金属管，设计使用具有橡胶类径向弹性的金属点来密封转动体。该螺旋桨轴密封装置即使在深潜水和低温水（例如在北极圈内）也获得了理想的密封性能。 

韩国专利No.100688250中描述的技术的一个缺点是，通过转动密封方向（顺时针或逆时针）来确定实施的密封装置的预期使用。这是因为制造过程中螺旋形盘绕的性质，只能依据盘绕方向在密封装置的单个转动方向上实现密封功能。这将该技术的应用限制在不会经常颠倒转动方向的转动机械装置上使用。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在宽的水温、深度和压力范围内能够用在船只中的螺旋桨轴密封装置的设计。本实用新型的另一个目的是提供一种在单个结构实施中能够在顺时针或逆时针两个转动方向上都具有转动密封功能的螺旋桨轴密封装置的设计。换而言之，本实用新型的另一个目的是提供一种在船只的正向和反向驱动过程中都能够密封螺旋桨轴的螺旋桨轴密封装置的设计。 

本实用新型提供一种用于在艉管中密封螺旋桨轴的螺旋桨轴密封装置，包括： 

安装在所述艉管内并在所述螺旋桨轴的轴向上卷绕的双向转动密封体； 

其中，所述双向转动密封体包括彼此以镜像方式堆叠在一起的两个金属螺旋形线圈； 

其中，通过具有不同宽度的螺旋形盘绕的金属带连接在一起，并盘绕成多个环，且环与环紧密贴合在一起，来构建第一和第二金属螺旋形线圈；以及