背压式浮动密封装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种背压式浮动密封装置，属于动态密封技术领域。装置包括外腔体、内腔体、活塞、密封底座、异型密封垫、组合密封圈和中轴；其中，组合密封圈由环形骨架和密封圈组成，可利用组成密封装置的结构特点结合密封件自身材料的弹性和可压缩性，使密封装置获取沿轴向动态的“浮动”性能，达到静、动两种密封的效能；组合密封圈在工作过程中能承受高速交变载荷的反复冲击，而密封件扔能达到密封效能，同时兼有减小零部件因加工或装配时带来的误差对密封性能的影响。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术涉及一种水下气爆声源动态密封装置，属于动态密封

技术介绍
气爆声源是一种产生次声、声频物理场的换能装置，其特点是间歇性地向水中释放气泡而产生脉冲声波。换句话说就是将内部腔体内储存的高压空气瞬间释放到周围水域中，产生地震脉冲波。其工作原理是:气爆声源被激发时，瞬间向水中释放出的气泡，其内部气压远高于外部环境水压，这一压差在水中产生一个振荡气泡，并被往复快速膨胀与压缩，在这一往复运动的过程中，气泡在水中将产生相应的宽带地震脉冲，同时向周围水域辐射出几赫兹至几千赫兹的宽带噪声。但目前国内外制造出的气爆声源，特别是国内生产的气爆声源在使用过程中，屡次出现诸如“连炮”、“哑炮”、“不密封”等故障，经分析认为，主要是因为密封件在装配过程中不可避免出现装配误差，而密封结构无自适应调节的功能，从而使密封件与密封结构配合时存在间隙，从而产生以上的故障。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种背压式浮动密封装置，该密封装置能将端面静态密封动态化，即使静态密封件具有在一定范围内沿轴向方向移动的特性，具备动态的“浮动”密封性能。一种背压式浮动密封装置，包括外腔体、内腔体、活塞、密封底座、异型密封垫、组合密封圈和中轴；其中，密封底座的外圆周上有一道径向的环形凹槽，凹槽上下两部分的直径不等，凹槽以下部分的直径略大于凹槽以上部分，密封底座上凹槽以下部分周向开有斜通孔，凹槽以上部分的端面上开有异型密封垫的安装槽；组合密封圈由环形骨架和密封圈组成，密封圈套装在环形骨架的圆周上，环形骨架与密封圈相配合的部位为凹形圆弧面结构，凹形圆弧面底部直径大于密封圈的内径；其整体连接关系为:活塞上装配轴用往复式组合密封件，中轴穿过轴用往复式组合密封件与活塞组成一体，内腔体外圆周上相应密封槽内安装径向密封圈，组合密封圈和异型密封垫装配到内腔体开口端端面上的阶梯安装槽内，异型密封垫抵触在密封底座上凹槽以上部分和组合密封圈之间，中轴与活塞组合成一体的部件装配到内腔体内腔中，内腔体连同中轴、活塞、组合密封圈、异型密封垫和密封底座整体装入外腔体内，密封底座上凹槽以下部分的端面与外腔体的底部抵触，密封底座的外圆与外腔体的内壁之间存在间隙；组合密封圈、异型密封垫和密封底座组合形成浮动密封组件，活塞的左端面与内腔体合围构成起爆气室，中轴的外圆段与活塞的内壁合围构成回位气室；活塞的外圆和内腔体内壁形成一个空腔，内腔体的外圆和外腔体的内壁形成一个空腔，两个空腔由内腔体上的孔相贯通构成一个封闭的储气室；卡 环装配到外腔体与内腔体的结合部位并将两者固定成一体；将进气接头和电控阀安装到内腔体的左端并装上压板，进气接头连通进气通道；电控阀、内腔体和活塞构成起爆回路。其中，环形骨架连接部位的厚度S取高弹性密封圈的截面直径的2/3 3/4之间；动作过程:由外界气源通过进气接头向气爆声源内部提供高压气体，高压气体经进气通道进入回位气室，气室内的气压瞬间升高到一定值，推动活塞上的小活塞带动活塞的下活塞沿中轴向左移动，此时下活塞背面与密封底座上的异性密封垫接触并密封，中轴上的孔径大于活塞上孔径，这样在充气初期时回位气室内的气压大于储气室内的气压，以达到使活塞迅速复位之目的；随后储气室内的气压逐渐升高至设定值后，与回位气室内的气压保持平衡，封闭在储气室和回位气室内的气体，作用在活塞上活塞面向左的作用力大于作用在下活塞面向右的作用力，可确保下活塞面与异型密封垫紧贴，达到密封要求；如需将封闭在储气室内的气体瞬间排出，则在控制单元作用下电控阀开启，储气室内的高压气体经起爆回路流入起爆气室中，并对活塞上活塞的上表面产生一向右的作用力，这样作用在活塞上活塞面向右的气体压力与作用在下活塞面向右的作用力之和大于作用在活塞上活塞面向左的气体压力与作用在下活塞面向左的水压之和，这样活塞瞬间向右移动，封闭在腔体内的气体迅速被释放到外界环境中，即完成一次气体释放；由于外界气源不断向通过进气接头向气爆声源内部提供高压气体，在气体释放后，回位气室内的气压大于储气室内的气压，活塞向左运动，进入再次储气状态。为提高异型密封垫与活塞下活塞间的密封性能，将异型密封垫与活塞下活塞面的接触部位设计成唇状结构，其作用是在确保具有一定的强度条件下，又有一定的韧性，即在保证一定的抗冲击能力的条件下，可达到密封性能的要求；为保证构成的“浮动密封组件”在工作过程中不会出现卡止现象，将密封底座凹槽以下部分的外表面沿周向有若干纵向凸起的三角形结构，三角形结构降低“浮动密封组件”在工作过程中与外腔 体接触部分的摩擦阻力，同时兼具有一定的导向之功能；为保证“浮动密封组件”在工作过程中，因受到的冲击力过大而损坏异型密封垫或高弹性密封圈，采取的解决措施是:将密封底座与内腔体底面间留有缝隙L，其缝隙L大小不超过异型密封垫和高弹性密封圈被压缩量之和的20%，否则易损坏密封件。有益效果:1、本技术的组合密封圈采用环形骨架和高弹性密封圈组成的结构形式，由于采用了上述的结构形式，所以该密封装置能将端面静态密封动态化，即使静态密封件具有在一定范围内沿轴向方向移动的特性，具备动态的“浮动”密封性能。因此，在工作过程中能承受高速交变载荷的冲击而使密封件达到预期的密封效能；2、本技术的组合密封圈降低零部件加工及装配时带来的误差对密封性能的影响，在工作过程中沿轴向有一定的位移量，以消除上述误差对密封性能的影响；3、本技术的密封装置在工作过程中能将进入密封腔体内的液体排出封闭储气室，一是在活塞的下活塞与异型密封垫接触前，储气室的气体将水排出；二是在密封过程中，构成了 “浮动密封组件”的机构随活塞仍会向左移动一定距离，存留在缝隙L中的部分水通过密封底座上的斜孔排出；4、本技术内腔体开口处设计成与组合密封圈上C处相同尺寸的环状结构；将异型密封垫与组合密封圈相配的E处设计成相同的结构和相匹配的尺寸，采用过渡配合的方式，这样即保证了内腔体与组合密封圈装配时的同轴度要求，又可防止组合密封圈工作时的串动或偏转。附图说明图1是本技术的整体结构剖视图；图2是本技术密封底座结构剖视图；图3是本技术密封底座俯视结构不意图；图4是本技术组合密封圈结构剖视图。其中，1-进气接头、2-压板、3-卡环、4-外腔体、5-进气通道、6-内腔体、7-起爆气室、8-储气室、9-活塞、10-回位气室、11-密封底座、12-异型密封垫、13-组合密封圈、14-中轴、15-起爆回路、17-电控阀、18-环形骨架、19-密封圈。具体实施方式以下结合附图并举实施例，对本技术进行详细描述。如附图1所示，本技术提供了一种背压式浮动密封装置，包括外腔体4、内腔体6、活塞9、密封底 座11、异型密封垫12、组合密封圈13和中轴14 ;其中，密封底座11的外圆周上有一道径向的环形凹槽，凹槽上下两部分的直径不等，直径为D的一端略大于直径为d —端，密封底座11上直径为D的一端周向开有斜通孔，直径为d的一端的端面上开有异型密封垫12的安装槽；组合密封圈13由环形骨架18和密封圈19组成，密封圈19套装在环形骨架18的圆周上，为使密封圈19能可靠地安装在环形骨架18上，环形骨架18与密封圈19相配合的部位设计成凹形圆弧面结构的形式，凹形圆弧面底部直径略本文档来自技高网...

【技术保护点】
背压式浮动密封装置，其特征在于：包括外腔体（4）、内腔体（6）、活塞（9）、密封底座（11）、异型密封垫（12）、组合密封圈（13）和中轴（14）；其中，密封底座（11）的外圆周上有一道径向的环形凹槽，凹槽上下两部分的直径不等，凹槽以下部分的直径略大于凹槽以上部分，密封底座（11）上凹槽以下部分周向开有斜通孔，凹槽以上部分的端面上开有异型密封垫（12）的安装槽；组合密封圈（13）由环形骨架（18）和密封圈（19）组成，密封圈（19）套装在环形骨架（18）的圆周上，环形骨架（18）与密封圈（19）相配合的部位为凹形圆弧面结构，凹形圆弧面底部直径大于密封圈（19）的内径；?其整体连接关系为：活塞（9）上装配轴用往复式组合密封件，中轴（14）穿过轴用往复式组合密封件与活塞（9）组成一体，内腔体（6）外圆周上相应密封槽内安装径向密封圈，组合密封圈（13）和异型密封垫（12）装配到内腔体（6）开口端端面上的阶梯安装槽内，异型密封垫（12）抵触在密封底座（11）上凹槽以上部分和组合密封圈（13）之间，中轴（14）与活塞（9）组合成一体的部件装配到内腔体（6）内腔中，内腔体（6）连同中轴（14）、活塞（9）、组合密封圈（13）、异型密封垫（12）和密封底座（11）整体装入外腔体（4）内，密封底座（11）上凹槽以下部分的端面与外腔体（4）的底部抵触，密封底座（11）的外圆与外腔体（4）的内壁之间存在间隙；?组合密封圈（13）、异型密封垫（12）和密封底座（11）组合形成浮动密封组件，活塞（9）的左端面与内腔体（6）合围构成起爆气室（7），中轴（14）的外圆段与活塞（9）的内壁合围构成回位气室（10）；活塞（9）的外圆和内腔体（6）内壁形成一个空腔，内腔体（6）的外圆和外腔体（4）的内壁形成一个空腔，两个空腔由内腔体（6）上的孔相贯通构成一个封闭的储气室（8）；卡环（3）装配到外腔体（4）与内腔体（6）的结合部位并将两者固定成一体；将进?气接头（1）和电控阀（17）安装到内腔体（6）的左端并装上压板（2），进气接头（1）连通进气通道（5）；电控阀（17）、内腔体（6）和活塞（9）构成起爆回路（15）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周友援，赵治平，王思伟，袁晓宇，高频，仝志永，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一○研究所，
类型：实用新型
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