[發(fā)明專利]密封吊艙推進器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110154634.2
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112829909A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王前進
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢波依邁科技有限公司
• 主分類號: B63H1/14
• 分類號: B63H1/14;B63H21/17;F16J15/43
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 徐瑛

本發(fā)明公開了一種密封吊艙推進器，包括有殼體及轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸通過軸承活動連接在殼體兩側(cè)的端蓋中，由安裝在殼體中的驅(qū)動裝置提供動力旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸輸出端固定安裝有螺旋槳，軸承側(cè)邊設(shè)有密封組件；密封組件包括有凹極和凸極，凹極和凸極其中之一固定在轉(zhuǎn)軸上；凹極呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，外側(cè)設(shè)有永磁體，內(nèi)側(cè)設(shè)有凹槽；所述凸極頂部置于凹槽內(nèi)，并與凹槽之間形成有“U”型或“V”型間隙；所述間隙內(nèi)填充磁流體；所述磁流體在永磁體內(nèi)側(cè)磁極提供的磁場作用下積聚在凹槽底部，利用流體在“U”型管中靜壓平衡的原理，在凸極與凹極之間形成“U”型或“V”型的密封帶。本發(fā)明利用磁流體密封提供了一種密封性能好、摩擦系數(shù)低的高性能的密封吊艙推進器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能量轉(zhuǎn)化工程機械領(lǐng)域，尤其涉及一種密封性好、摩擦系數(shù)低的密封吊艙推進器。

技術(shù)背景

吊艙推進器是一種先進的大型船舶推進裝置，行駛過程中，不僅可以避免螺旋槳在航尾復雜的拌流中工作，提高船舶推進效率，節(jié)能減排，同時還可以顯著改善船舶的操作性能，必要時甚至可以讓船舶原地回轉(zhuǎn)，可以在360°內(nèi)水平轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)矢量推進，一般主要由內(nèi)置驅(qū)動模塊、螺旋槳模塊、水平轉(zhuǎn)動機構(gòu)以及冷卻裝置組成。

吊艙推進器通常有三種驅(qū)動方式，分別是水下電機直接驅(qū)動、水下油馬達驅(qū)動和動力源位于船艙內(nèi)的原動機通過螺旋錐齒輪副來驅(qū)動，為保證吊艙推進器內(nèi)部避免灰塵、水和其他雜質(zhì)進入，需要對活動部位進行密封處理，軸承作為支撐轉(zhuǎn)軸的重要部件，降低了轉(zhuǎn)子運動過程中的摩擦系數(shù)，保證其回轉(zhuǎn)精度，但在對水密封性能上不足，尤其是在運轉(zhuǎn)過程中，為彌補不足，軸承外側(cè)一般附加密封裝置，而現(xiàn)有的密封裝置多采用接觸式密封，該種密封方式摩擦系數(shù)大，進而導致電動機能量轉(zhuǎn)化率低下，且摩擦產(chǎn)生大量有害的熱量。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種密封性能好且摩擦系數(shù)低的高性能密封吊艙推進器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種密封吊艙推進器，包括有殼體及轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸通過軸承活動連接在殼體兩側(cè)的端蓋中，由安裝在殼體中的驅(qū)動裝置提供動力旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸輸出端固定安裝有螺旋槳，所述軸承側(cè)邊設(shè)有密封組件；所述密封組件包括有凹極和凸極，凹極和凸極其中之一固定在轉(zhuǎn)軸上；所述凹極呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，外側(cè)設(shè)有永磁體，內(nèi)側(cè)設(shè)有“U”型或“V”型凹槽；所述凸極頂部置于凹槽內(nèi)，并與凹槽之間形成有“U”型或“V”型間隙；所述間隙內(nèi)填充磁流體；所述磁流體在永磁體內(nèi)側(cè)磁極提供的磁場作用下積聚在凹槽底部，利用流體在“U”型管中靜壓平衡的原理，在凸極與凹極之間形成“U”型或“V”型的密封帶；其有益效果在于：所述螺旋槳外側(cè)設(shè)有導流罩，能使得流體的流場更加均勻，減少空泡的產(chǎn)生，降低噪音，提高推進效率；軸承保證了密封組件各個部件旋轉(zhuǎn)過程中相對位置的穩(wěn)定性，并提供了極強的承載能力，且凸極及凹極的結(jié)構(gòu)形式共同營造了一個截面呈“U”型的間隙，磁流體被填充在其中；永磁體內(nèi)側(cè)磁極近距離地對磁流體提供一個徑向的磁場，使磁流體兩端均產(chǎn)生一個徑向外移動的勢能，進而促使磁流體積聚在凹槽底部形成密封帶，實現(xiàn)流體在U型管中的靜壓平衡，當磁流體兩端存在壓差的情況下，密封帶整體偏移達到新的平衡，密封面不會被破壞，密封效果不受影響；當處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的凸極或凹極帶動磁流體旋轉(zhuǎn)時，會使磁流體產(chǎn)生離心力，離心力的方向亦是徑向朝外，磁流體在磁力及離心力的同向疊加作用下增強向凹極底部積聚的勢，根據(jù)流體在U型管中靜壓平衡的原理，磁流體兩端壓差為零時，兩端液面高度差為零，當壓差不為零時，磁流體在間隙中會整體發(fā)生偏移使兩端形成液面高度差，以此平衡壓差，轉(zhuǎn)速越高，離心力越大，極小的液面高度差就能抵抗極強地外部壓差，既能保證極好的動密封效果，還不用擔心高速狀態(tài)下，磁流體因離心力的影響而導致密封厚度拉伸變薄被擊穿而導致密封失效的問題，特別是轉(zhuǎn)速越高時，離心力越大，抵抗外部壓差的能力越強，適合外界壓差隨轉(zhuǎn)速增加而增大的工況，自我調(diào)節(jié)能力強；若軸承外環(huán)與內(nèi)環(huán)間距足夠大，為簡化結(jié)構(gòu)，所述的密封組件可直接集成在軸承的外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間，組合成密封軸承使用；需要指出的是，所述殼體可固定安裝在水平轉(zhuǎn)動機構(gòu)上，以實現(xiàn)360°水平矢量推進，水平轉(zhuǎn)動機構(gòu)的浸水活動部位也可采用轉(zhuǎn)軸的密封方法，以減小摩擦損耗。