用於旋轉軸，特別用於船舶推進系統的尾軸管密封結構的安全裝置的製作方法
2023-09-15 08:22:45
專利名稱：用於旋轉軸，特別用於船舶推進系統的尾軸管密封結構的安全裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一個用於旋轉軸，特別用於船舶推進系統的尾軸管密封結構的安全裝置，兩組唇狀漲圈，每組至少包括二個彈性材料的唇形漲圈，分別被夾緊在固定於殼體上呈軸向並排的兩支承環之間，鄰近被密封的介質的一組漲圈朝向該介質，而另一組朝向加注流體潤滑劑最好是潤滑油的潤滑室，潤滑劑的壓力和被密封的介質的壓力相等或略高一些，其中面向潤滑室的一個漲圈，用作備用漲圖，在正常運轉時，其前後面上作用著相同的潤滑劑壓力，從而不起作用，但當朝向潤滑室的一個漲圈發生故障時，由於藉助阻塞件中斷了對備用漲圈的潤滑劑供給，它就起作用。
在這類已知安全裝置中(日本專利公報8221/1981)，朝向潤滑劑室的最外漲圈作為備用漲圈而使用。在正常運轉時，該漲圈的前側和背側的等壓是這樣實現的，即通過一個溝槽將潤滑劑輸入到備用漲圈的背側，而該槽連接到一個容納從收集罐中泵送來的潤滑劑的收集器上，在該收集器中保持一定壓力，與作用在備用漲圈前側的壓力相一致。
與備用漲圈相鄰的漲圈萬一發生故障時，上述槽被關閉，由此，該備用漲圈就起作用。潤滑劑的完全中斷就產生這樣的副作用，即，所有往和故障漲圈相鄰的並朝向被密封介質(在船尾管密封裝置中的海水)的漲圈的潤滑劑輸送也就中斷。
由此，這種漲圈因為缺少潤滑而產生過熱的危險，並進而會使它產生過早的故障。還會導致，因為此時故障漲圈兩側形成相等的壓力，使朝向被密封的介質的最後漲圈的背側可能產生一定真空，根據經驗對於船尾管密封裝置大約為-0.6。巴它作用在窄的起作用的備用漲圈背側上，於是在備用漲圈上就作用有大約1.9巴的壓力差，此時，潤滑劑室中具有1.3巴的壓力，這是符合常規的。這類高壓載體當然增加了前面提到的關於備用漲圈使用壽命的不良作用。
本發明提出的任務是，消除這些不利因素並改進已知的安全裝置，即使在潤滑介質流阻斷時，還能維持一個減少的潤滑介質供給，從而避免其餘漲圈的幹運轉，並防止了在起作用的備用漲圈的背側空間的內形成真空。
為解決這一任務，規定與朝向潤滑劑室的最遠漲圈相鄰的漲圈用作備用漲圈，在正常運轉時該漲圈的前側和背側由具有比被密封介質較低壓力的潤滑劑所作用，而當最遠的漲圈發生故障時，該潤滑劑的中斷是如此進行的，即，僅僅輸入前側的潤滑劑中斷，而輸往背側的潤滑劑(具有較低的壓力)仍然維持著。
按著本發明的一個優選實施例，這種潤津劑的兩個不同的壓力通過在密封裝置上方安置在兩個不同高度上的收集器的潤滑劑柱靜壓而產生，較高的收集器經過一條導管與潤劑室連接，而較低的收集器經過相應的導管分別與備用漲圈的前側室和後側室相連接，該阻塞件裝在通向前側室的導管中。
由此，利用這一簡單的方法就能夠通過收集器的高度調節使潤滑劑的壓力適於被密封介質的壓力，並且如果在備用漲圈必須起作用時按照環境來控制降低的壓力。
根據另外一個變型，該阻塞件通過一個在備用漲圈前側室的壓力升高時而應答的檢測器而操作的。
依此，安全裝置的效能可以提高，因為通過這種自動檢測裝置，微小的壓力變化也能檢測到。按照本發明如果備用漲圈和/或該軸在備用漲圈區域如此設置，使軸在旋轉而唇邊緣進行泵運動時，備用漲圈連續經受有控制的振蕩，則安全效果可得到進一步改善。
因為通過該備用漲圈的密封唇的不斷「泵作用」，潤滑劑就持續地直接輸送到備用漲圈，由此，該備用漲圈得以足夠的冷卻，從而作為主漲圈使用而得到保護。此外，通過這種泵作用，一種連續的潤滑油循環流，從備用漲圈的前側室經過打開的阻塞件、收集器然後回到備用漲圈的背側室，得以維持。由於這種連續的流動，最終通過朝向被密封介質的漲圈的任何介質被連續地輸入到收集容器。從那裡，經分離後，該介質可以無困難地流出。
根據另外一個變型，作為一種產生泵運動的特殊方法，建議在備用漲圈區域的軸表面按照一種偏心裝置形式設置，該偏心度最大為4mm。
在附圖中以簡圖形式作為實施例對本發明作了描述。它表示
圖1是一個在縱剖面內形成多道唇形油封的船尾管油封安全裝置;
圖2是用於圖1的船尾管油封的潤滑劑管路圖;
在附圖1中標號1表示多道漲圈油封，漲圈M1和M2以其密封唇對著要密封的介質，在本案情況下是對著海水W的，而此時漲圈M3和M4以它們的密封唇朝向尾管內部，下面用潤滑劑室S表示。這種所謂的漲圈以其密封唇和軸套2協同作用，該套筒裝配在螺旋漿軸3上，並其一端通過法蘭盤4與螺旋槳輪轂連接，而另一端伸入到船尾管5中。這些漲圈分別張緊在兩個位置固定的支承環之間，於是，在兩個漲圈之間總會構成一個環形室，亦即在漲圈M1和M2之間構成室K1，在漲圈M2和M3間構成室K2和在漲圈M3和M4間構成室K3。
漲圈M3具有特別的作用，因為它作為一個不起作用的備用漲圈而使用，即在正常運轉情況下它不起密封作用，然而當漲圈4發生故障時，該漲圈M3就作為密封漲圈而起作用。該漲圈不起作用是由於室K2和K3作用著相同壓力的潤滑劑。潤滑油的輸入和輸出是通過由箭頭表示的管道6和7實現的。如果漲圈M4出故障，那麼它就失去其密封能力，因而，備用漲圈M3就處在前側，它受到從潤滑劑室S來的潤滑油壓力作用。在這種情況下，導管7關閉，如下面還要詳細說明的，並由此使室K3的排油中斷。而在導管6中的潤滑油壓力仍然保持著，並且處於低於海水W壓力的某一值。
在該起作用的備用漲圈M3的前側作用著潤滑劑室S中的壓力，在本方案情況下大約為1.3巴，而在背側作用著導管6中的比較低的潤滑油壓力，大約為0.8巴。這樣的壓力可以保證在室K2內避免形成真空。
在備用漲圈M3的密封唇區域，軸套2按照一種偏心輪如此設置，即漲圈M3的宓封唇在軸套2轉動時進行連續的徑嚮往返運動，這樣，正如這類漲圈公知的那樣，就產生一種泵作用效果，於是，在導管6和7中的潤滑油就按箭頭所示方向的流動。這種偏心度E自然不應超過某一尺寸，其最大約4mm。
在附圖2中表示的是按照圖1縮小的密封設置，以便看出潤滑劑管路。相應與室K2和K3連接的導管6和7通向一個潤滑劑收集器8，該收集器設置得比海水W的豐面WL低一些，以使室K2和K3中的靜壓比海水W的靜壓低一些。
在通向室K3的導管中裝有一個閥11，它在正常運轉時是開著的，而當漲圈M4發生故障時，用手或通過一個傳感器將其關閉，導致備用漲圈M3發揮作用。一個第二收集器9配置得比海水W的表面WL要高一些，並通過一個導管10與該潤滑劑室S連接。該收集器9確保潤滑劑室S的壓力比海水W的靜壓高一些，在本案情況下該壓力大約為1.3巴。
權利要求
1.用於旋轉軸，特別用於船舶推進系統的尾軸管密封結構的安全裝置，具有兩組唇狀漲圈，每組至少包括二個彈性材料的唇形漲圈，分別被夾緊在固定於殼體上呈軸向並排的兩支承環之間，鄰近被密封的介質的一組漲圈朝向該介質，而另一組朝向加注液體潤滑劑，最好是潤滑油的潤滑室，潤滑劑的壓力和被密封的介質的壓力相等或略高一些，其中面向滑室的一個漲圈，用作備用漲圈，在正常運轉時，其前後面上作用著相同的潤滑劑壓力，從而不起作用，但當面向潤滑室的一個漲圈發生故障時，由於藉助阻塞件中斷了對備用漲圈的潤滑劑供給，它就起作用。其特徵在於，與朝向潤滑劑室的最遠漲圈相鄰的漲圈用作備用漲圈，在正常運轉時該備用漲圈的前側和背側作用著比被密封介質壓力較低的潤滑劑壓力，而當這最遠的漲圈發生故障時，該潤滑劑的中斷是如此進行的，即，僅僅輸往前側的潤滑劑中斷，而輸往背側的潤滑劑(較低的壓力)仍保腫擰
2.按權利要求1的安全裝置，其特徵在於，潤滑劑的兩種不同壓力是通過在密封裝置上方兩個不同高度設置的收集器的潤滑劑液柱靜壓產生的，較高安置的收集器通過一個導管與潤滑劑室連接，而該較低配置的收集器在所有情況下通過一相應導管與備用漲圈的背側和前側連接，還有一個阻塞件連接在通向前側室的導管中。
3.按照權利要求1或2的安全裝置，其特徵在於，該阻塞件通過一個對備用漲圈前側室中的壓力增高應答的檢測器進行操作。
4.按權利要求1至3之一的安全裝置，其特徵在於，該備用漲圈和/或軸在此備用漲圈區域內是如此設置的，使軸在旋轉而唇邊進行泵運動時，備用漲圈經受連續的有控制的振動。
5.按權利要求4的安全裝置，其特徵在於，這種泵作用振動產生於位於備用漲圈區域內的軸表面偏心結構。
6.按權利要求5的安全裝置，其特徵在於，該最大偏心度為4mm。
全文摘要
用於旋轉軸，特別是用於船舶推進系統的尾軸管密封結構的安全裝置，其特徵在於，作為備用漲圈而應用的是朝向潤滑劑室的最遠漲圈的相鄰漲圈，當正常運轉時，該備用漲圈的前側和背側施加著比要密封介質較低的潤滑劑壓力，而當最遠的漲圈發生故障時，該潤滑劑的中斷是如此進行的，即，僅僅輸往前側的潤滑劑中斷，而輸往背側的潤滑劑(較低的壓力)仍保持著。
文檔編號B63H23/36GK1030127SQ88104248
公開日1989年1月4日 申請日期1988年6月2日 優先權日1987年6月2日
發明者岡特·皮得施 申請人:布隆福斯造船公司