專利名稱：用于旋轉(zhuǎn)軸，特別用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)的尾軸管密封結(jié)構(gòu)的安全裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)用于旋轉(zhuǎn)軸，特別用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)的尾軸管密封結(jié)構(gòu)的安全裝置，兩組唇狀漲圈，每組至少包括二個(gè)彈性材料的唇形漲圈，分別被夾緊在固定于殼體上呈軸向并排的兩支承環(huán)之間，鄰近被密封的介質(zhì)的一組漲圈朝向該介質(zhì)，而另一組朝向加注流體潤(rùn)滑劑最好是潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑室，潤(rùn)滑劑的壓力和被密封的介質(zhì)的壓力相等或略高一些，其中面向潤(rùn)滑室的一個(gè)漲圈，用作備用漲圖，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其前后面上作用著相同的潤(rùn)滑劑壓力，從而不起作用，但當(dāng)朝向潤(rùn)滑室的一個(gè)漲圈發(fā)生故障時(shí)，由于借助阻塞件中斷了對(duì)備用漲圈的潤(rùn)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(bào)8221/1981)，朝向潤(rùn)滑劑室的最外漲圈作為備用漲圈而使用。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該漲圈的前側(cè)和背側(cè)的等壓是這樣實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)一個(gè)溝槽將潤(rùn)滑劑輸入到備用漲圈的背側(cè)，而該槽連接到一個(gè)容納從收集罐中泵送來(lái)的潤(rùn)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(cè)的壓力相一致。
與備用漲圈相鄰的漲圈萬(wàn)一發(fā)生故障時(shí)，上述槽被關(guān)閉，由此，該備用漲圈就起作用。潤(rùn)滑劑的完全中斷就產(chǎn)生這樣的副作用，即，所有往和故障漲圈相鄰的并朝向被密封介質(zhì)(在船尾管密封裝置中的海水)的漲圈的潤(rùn)滑劑輸送也就中斷。
由此，這種漲圈因?yàn)槿鄙贊?rùn)滑而產(chǎn)生過(guò)熱的危險(xiǎn)，并進(jìn)而會(huì)使它產(chǎn)生過(guò)早的故障。還會(huì)導(dǎo)致，因?yàn)榇藭r(shí)故障漲圈兩側(cè)形成相等的壓力，使朝向被密封的介質(zhì)的最后漲圈的背側(cè)可能產(chǎn)生一定真空，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)于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(cè)上，于是在備用漲圈上就作用有大約1.9巴的壓力差，此時(shí)，潤(rùn)滑劑室中具有1.3巴的壓力，這是符合常規(guī)的。這類高壓載體當(dāng)然增加了前面提到的關(guān)于備用漲圈使用壽命的不良作用。
本發(fā)明提出的任務(wù)是，消除這些不利因素并改進(jìn)已知的安全裝置，即使在潤(rùn)滑介質(zhì)流阻斷時(shí)，還能維持一個(gè)減少的潤(rùn)滑介質(zhì)供給，從而避免其余漲圈的干運(yùn)轉(zhuǎn)，并防止了在起作用的備用漲圈的背側(cè)空間的內(nèi)形成真空。
為解決這一任務(wù)，規(guī)定與朝向潤(rùn)滑劑室的最遠(yuǎn)漲圈相鄰的漲圈用作備用漲圈，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)該漲圈的前側(cè)和背側(cè)由具有比被密封介質(zhì)較低壓力的潤(rùn)滑劑所作用，而當(dāng)最遠(yuǎn)的漲圈發(fā)生故障時(shí)，該潤(rùn)滑劑的中斷是如此進(jìn)行的，即，僅僅輸入前側(cè)的潤(rùn)滑劑中斷，而輸往背側(cè)的潤(rùn)滑劑(具有較低的壓力)仍然維持著。
按著本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，這種潤(rùn)津劑的兩個(gè)不同的壓力通過(guò)在密封裝置上方安置在兩個(gè)不同高度上的收集器的潤(rùn)滑劑柱靜壓而產(chǎn)生，較高的收集器經(jīng)過(guò)一條導(dǎo)管與潤(rùn)劑室連接，而較低的收集器經(jīng)過(guò)相應(yīng)的導(dǎo)管分別與備用漲圈的前側(cè)室和后側(cè)室相連接，該阻塞件裝在通向前側(cè)室的導(dǎo)管中。
由此，利用這一簡(jiǎn)單的方法就能夠通過(guò)收集器的高度調(diào)節(jié)使?jié)櫥瑒┑膲毫m于被密封介質(zhì)的壓力，并且如果在備用漲圈必須起作用時(shí)按照環(huán)境來(lái)控制降低的壓力。
根據(jù)另外一個(gè)變型，該阻塞件通過(guò)一個(gè)在備用漲圈前側(cè)室的壓力升高時(shí)而應(yīng)答的檢測(cè)器而操作的。
依此，安全裝置的效能可以提高，因?yàn)橥ㄟ^(guò)這種自動(dòng)檢測(cè)裝置，微小的壓力變化也能檢測(cè)到。按照本發(fā)明如果備用漲圈和/或該軸在備用漲圈區(qū)域如此設(shè)置，使軸在旋轉(zhuǎn)而唇邊緣進(jìn)行泵運(yùn)動(dòng)時(shí)，備用漲圈連續(xù)經(jīng)受有控制的振蕩，則安全效果可得到進(jìn)一步改善。
因?yàn)橥ㄟ^(guò)該備用漲圈的密封唇的不斷“泵作用”，潤(rùn)滑劑就持續(xù)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(hù)。此外，通過(guò)這種泵作用，一種連續(xù)的潤(rùn)滑油循環(huán)流，從備用漲圈的前側(cè)室經(jīng)過(guò)打開(kāi)的阻塞件、收集器然后回到備用漲圈的背側(cè)室，得以維持。由于這種連續(xù)的流動(dòng)，最終通過(guò)朝向被密封介質(zhì)的漲圈的任何介質(zhì)被連續(xù)地輸入到收集容器。從那里，經(jīng)分離后，該介質(zhì)可以無(wú)困難地流出。
根據(jù)另外一個(gè)變型，作為一種產(chǎn)生泵運(yùn)動(dòng)的特殊方法，建議在備用漲圈區(qū)域的軸表面按照一種偏心裝置形式設(shè)置，該偏心度最大為4mm。
在附圖中以簡(jiǎn)圖形式作為實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了描述。它表示

圖1是一個(gè)在縱剖面內(nèi)形成多道唇形油封的船尾管油封安全裝置;
圖2是用于圖1的船尾管油封的潤(rùn)滑劑管路圖;
在附圖1中標(biāo)號(hào)1表示多道漲圈油封，漲圈M1和M2以其密封唇對(duì)著要密封的介質(zhì)，在本案情況下是對(duì)著海水W的，而此時(shí)漲圈M3和M4以它們的密封唇朝向尾管內(nèi)部，下面用潤(rùn)滑劑室S表示。這種所謂的漲圈以其密封唇和軸套2協(xié)同作用，該套筒裝配在螺旋漿軸3上，并其一端通過(guò)法蘭盤(pán)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(gè)位置固定的支承環(huán)之間，于是，在兩個(gè)漲圈之間總會(huì)構(gòu)成一個(gè)環(huán)形室，亦即在漲圈M1和M2之間構(gòu)成室K1，在漲圈M2和M3間構(gòu)成室K2和在漲圈M3和M4間構(gòu)成室K3。
漲圈M3具有特別的作用，因?yàn)樗鳛橐粋€(gè)不起作用的備用漲圈而使用，即在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下它不起密封作用，然而當(dāng)漲圈4發(fā)生故障時(shí)，該漲圈M3就作為密封漲圈而起作用。該漲圈不起作用是由于室K2和K3作用著相同壓力的潤(rùn)滑劑。潤(rùn)滑油的輸入和輸出是通過(guò)由箭頭表示的管道6和7實(shí)現(xiàn)的。如果漲圈M4出故障，那么它就失去其密封能力，因而，備用漲圈M3就處在前側(cè)，它受到從潤(rùn)滑劑室S來(lái)的潤(rùn)滑油壓力作用。在這種情況下，導(dǎo)管7關(guān)閉，如下面還要詳細(xì)說(shuō)明的，并由此使室K3的排油中斷。而在導(dǎo)管6中的潤(rùn)滑油壓力仍然保持著，并且處于低于海水W壓力的某一值。
在該起作用的備用漲圈M3的前側(cè)作用著潤(rùn)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(cè)作用著導(dǎo)管6中的比較低的潤(rùn)滑油壓力，大約為0.8巴。這樣的壓力可以保證在室K2內(nèi)避免形成真空。
在備用漲圈M3的密封唇區(qū)域，軸套2按照一種偏心輪如此設(shè)置，即漲圈M3的宓封唇在軸套2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行連續(xù)的徑向往返運(yùn)動(dòng)，這樣，正如這類漲圈公知的那樣，就產(chǎn)生一種泵作用效果，于是，在導(dǎo)管6和7中的潤(rùn)滑油就按箭頭所示方向的流動(dòng)。這種偏心度E自然不應(yīng)超過(guò)某一尺寸，其最大約4mm。
在附圖2中表示的是按照?qǐng)D1縮小的密封設(shè)置，以便看出潤(rùn)滑劑管路。相應(yīng)與室K2和K3連接的導(dǎo)管6和7通向一個(gè)潤(rùn)滑劑收集器8，該收集器設(shè)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(dǎo)管中裝有一個(gè)閥11，它在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是開(kāi)著的，而當(dāng)漲圈M4發(fā)生故障時(shí)，用手或通過(guò)一個(gè)傳感器將其關(guān)閉，導(dǎo)致備用漲圈M3發(fā)揮作用。一個(gè)第二收集器9配置得比海水W的表面WL要高一些，并通過(guò)一個(gè)導(dǎo)管10與該潤(rùn)滑劑室S連接。該收集器9確保潤(rùn)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(quán)利要求
1.用于旋轉(zhuǎn)軸，特別用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)的尾軸管密封結(jié)構(gòu)的安全裝置，具有兩組唇狀漲圈，每組至少包括二個(gè)彈性材料的唇形漲圈，分別被夾緊在固定于殼體上呈軸向并排的兩支承環(huán)之間，鄰近被密封的介質(zhì)的一組漲圈朝向該介質(zhì)，而另一組朝向加注液體潤(rùn)滑劑，最好是潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑室，潤(rùn)滑劑的壓力和被密封的介質(zhì)的壓力相等或略高一些，其中面向滑室的一個(gè)漲圈，用作備用漲圈，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其前后面上作用著相同的潤(rùn)滑劑壓力，從而不起作用，但當(dāng)面向潤(rùn)滑室的一個(gè)漲圈發(fā)生故障時(shí)，由于借助阻塞件中斷了對(duì)備用漲圈的潤(rùn)滑劑供給，它就起作用。其特征在于，與朝向潤(rùn)滑劑室的最遠(yuǎn)漲圈相鄰的漲圈用作備用漲圈，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)該備用漲圈的前側(cè)和背側(cè)作用著比被密封介質(zhì)壓力較低的潤(rùn)滑劑壓力，而當(dāng)這最遠(yuǎn)的漲圈發(fā)生故障時(shí)，該潤(rùn)滑劑的中斷是如此進(jìn)行的，即，僅僅輸往前側(cè)的潤(rùn)滑劑中斷，而輸往背側(cè)的潤(rùn)滑劑(較低的壓力)仍保腫擰
2.按權(quán)利要求1的安全裝置，其特征在于，潤(rùn)滑劑的兩種不同壓力是通過(guò)在密封裝置上方兩個(gè)不同高度設(shè)置的收集器的潤(rùn)滑劑液柱靜壓產(chǎn)生的，較高安置的收集器通過(guò)一個(gè)導(dǎo)管與潤(rùn)滑劑室連接，而該較低配置的收集器在所有情況下通過(guò)一相應(yīng)導(dǎo)管與備用漲圈的背側(cè)和前側(cè)連接，還有一個(gè)阻塞件連接在通向前側(cè)室的導(dǎo)管中。
3.按照權(quán)利要求1或2的安全裝置，其特征在于，該阻塞件通過(guò)一個(gè)對(duì)備用漲圈前側(cè)室中的壓力增高應(yīng)答的檢測(cè)器進(jìn)行操作。
4.按權(quán)利要求1至3之一的安全裝置，其特征在于，該備用漲圈和/或軸在此備用漲圈區(qū)域內(nèi)是如此設(shè)置的，使軸在旋轉(zhuǎn)而唇邊進(jìn)行泵運(yùn)動(dòng)時(shí)，備用漲圈經(jīng)受連續(xù)的有控制的振動(dòng)。
5.按權(quán)利要求4的安全裝置，其特征在于，這種泵作用振動(dòng)產(chǎn)生于位于備用漲圈區(qū)域內(nèi)的軸表面偏心結(jié)構(gòu)。
6.按權(quán)利要求5的安全裝置，其特征在于，該最大偏心度為4mm。
全文摘要
用于旋轉(zhuǎn)軸，特別是用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)的尾軸管密封結(jié)構(gòu)的安全裝置，其特征在于，作為備用漲圈而應(yīng)用的是朝向潤(rùn)滑劑室的最遠(yuǎn)漲圈的相鄰漲圈，當(dāng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該備用漲圈的前側(cè)和背側(cè)施加著比要密封介質(zhì)較低的潤(rùn)滑劑壓力，而當(dāng)最遠(yuǎn)的漲圈發(fā)生故障時(shí)，該潤(rùn)滑劑的中斷是如此進(jìn)行的，即，僅僅輸往前側(cè)的潤(rùn)滑劑中斷，而輸往背側(cè)的潤(rùn)滑劑(較低的壓力)仍保持著。
文檔編號(hào)B63H23/36GK1030127SQ88104248
公開(kāi)日1989年1月4日 申請(qǐng)日期1988年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月2日
發(fā)明者岡特·皮得施 申請(qǐng)人:布隆福斯造船公司