[实用新型]船舶艉轴数控磁流体智能密封装置

说明书

一、技术领域：

本发明涉及各类螺旋桨驱动的大中型船舶(包括航母和各类大中型潜、舰艇)艉轴密封原理、密封方法、密封结构的改变和创新，淘汰各种各样落后的接触式密封方式，实现艉轴在密封区的无泄漏、无磨损、无噪声、无热辐射并且消振性良好的智能密封。

关于磁流体智能密封技术，本发明人邓海波历经10余年研究，曾获得ZL 200820065400.0实用新型专利；ZL 201420073652.3实用新型专利；ZL 201410057806.4发明专利已实审公告，该专利产品对油田抽油机光杆往复运动轴动密封达3～5MPa(相当于承载水下300～500米的压力)，且已长达1年多无任何泄漏，目前已在克拉玛依、吉林等油田推广应用，效果良好。实践证明，本发明的核心技术——众多磁回路磁流体往复轴和旋转轴动密封技术、新型脂基磁流体复合填料技术，是实用有效技术，本发明就是对原专利技术的深度开发和拓展。

二、背景技术：

1、现役同类产品种类

由螺旋桨驱动的各类船舶艉轴密封装置，经过长期不断改进和完善，现在已发展成为一个集水润滑密封、盘根密封、油润滑密封、鼓气密封、机械端面密封以及各种复合式密封在内的品种繁多的家族。在世界造船业比较著名的有：日本神户制钢所开发的CX、DX紧凑型密封装置；英国深海密封公司开发的组合式端面密封装置；德国Blohm+Voss AG公司开发的辛泼克莱斯(SIMPLEX SC2000)密封装置；日本海洋技术株式会社开发的“气舷台”(AIRGUARD 3AS)密封装置；在国内，目前民用方面普遍采用的是CYH、CYQ型艉轴油润滑密封装置，在军用领域主要采用油润滑密封+鼓气密封+机械端面密封的复合式密封装置。但无论是那款密封装置，油润滑密封都是密封结构的主体，国家主管部门于2010年颁布了有关标准GB/T25017-2010。

2、现役同类产品密封原理

(1)、现役艉轴密封装置，无论是国际品牌还是国内品牌，都采用多道带弹 簧骨架的丁腈橡胶、四氟橡胶密封圈或盘根“抱紧”轴衬管来实现密封，通常称之为接触式密封；

(2)、防泥沙和海藻侵入，采用压紧橡胶环“抱紧”轴衬管来实现密封；

(3)、一般都采用循环油或循环水来实现密封部位的润滑和降温。

3、现役标准产品的密封结构

图3为GB/T25017-2010所示吃水20米深以上船舶艉轴后密封装置：橡胶圈24被压盖23压紧，“抱死”艉轴1的衬套2，阻止海水和泥沙侵入；带弹簧骨架的“J”形橡胶圈26、28、31为防止海水侵入舱内和轴承滑油外泄的三道密封，25、27、29为橡胶密封圈卡环，油从33进入油循环腔30为各道密封圈润滑并降温。

GB/T25017-2010规定船舶艉轴前密封装置与上述后密封装置类似，无需赘述。

4、存在问题 

(1)、泄漏是治不住的顽症。无论是国际大品牌还是国内名牌厂家产品，无论是油润滑密封、水润滑密封、鼓气密封、盘根密封、端面密封还是各种复合式密封，无一例外都存在泄漏问题。GB/T25017-2010规定的吃水20米深以上船舶艉轴密封的泄漏量标准是：

实际上，一般船舶艉轴密封泄漏量都会超过这个标准，尤其是在该密封装置使用的中后期，泄漏量会大大超标。

(2)、污染环境。由于现行各种密封装置都有或多或少的泄漏产生，一方面是循环油和润滑油直接漏入大海；另一方面是海水漏进机舱，油、水分离不彻底被排入大海，两方面都形成海面漂浮油污染。在保护海洋环境要求越来越严格的今天，这种污染是不能容忍的。

(3)、存在安全隐患。由于各种橡胶密封圈和盘根使用寿命一般都在8000小时以下，也就是说满负荷工作寿命不足1年，在该类密封装置使用中后期，密封随时可能失效，导致艉轴泄漏失控而喷水，排放不及就可能淹舱甚至沉船。

(4)、动力损失大。根据哈尔滨工程大学杨恩霞教授等人的研究，现役耐磨材料抱紧转轴的接触式密封装置，一般要损失掉宝贵的主机功率的10～40％，显然 这也是能源的极大浪费。

(5)、振动大、噪声大。现役耐磨材料抱紧转轴的接触式密封装置，由于需要“抱紧”甚至“抱死”(端面密封则要“顶紧”甚至“顶死”)转轴，必然加剧艏轴、中间轴和艉轴之间运动的不协调性，因而会加大轴向窜动和径向跳动，噪声亦会随之增大。