CN1011731B - 用于旋转轴，特别用于船舶推进系统的尾轴管密封装置 - Google Patents

Abstract

用于旋转轴，特别是用于船舶推进系统的尾轴管密封装置，其特征在于，作为备用密封圈而应用的是朝向润滑剂室的最远圈的相邻密封圈，当正常运转时，该备用密封圈的前侧和背侧施加着比要密封介质较低的润滑剂压力，通过由于轴表面偏心形状而产生的泵吸效应在备用密封圈区域就发生润滑循环系统的持续流动，而当最远的密封圈发生故障时，该润滑剂中断是如此进行的，即，仅仅输往前侧的润滑剂中断，而输往背侧的润滑剂(较低的压力)仍保持着。

Description

本发明涉及一个用于旋转轴，特别用于船舶推进系统的尾轴管密封装置，两组唇状密封圈，每组至少包括二个弹性材料的唇形密封圈，分别被夹紧在固定于壳体上呈轴向并排的两支承环之间，邻近被密封的介质的一组密封圈朝向该介质，而另一组朝向加注液体润滑剂最好是润滑油室，润滑剂的压力和被密封的介质的压力相等或略高一些，其中面向润滑室的密封圈中的一个，用作备用密封图，在正常运转时，其前后面上作用着相同的润滑剂压力，从而不起作用，但当朝向润滑室的一密封圈一个发生故障时，由于借助阻塞件中断了对备用密封圈的润滑剂供给，它就起作用。

在这类已知安全装置中（日本专利公报8221/1981），朝向润滑剂室的最外密封圈作为备用密封圈而使用。在正常运转时，该密封圈的前侧和背侧的等压是这样实现的，即通过一个沟槽将润滑剂输入到备用密封圈的背侧，而该槽连接到一个容纳从收集罐中泵送来的润滑剂的收集器上，在该收集器中保持一定压力，与作用在备用密封圈前侧的压力相一致。

与备用密封圈相邻的密封圈万一发生故障时，上述槽被关闭，由此，该备用密封圈就起作用。润滑剂的完全中断就产生这样的副作 用，即，所有往和故障密封圈相邻的并朝向被密封介质（在船尾管密封装置中的海水）的密封圈的润滑剂输送也就中断。

由此，这种密封圈因为缺少润滑而产生过热的危险，并进而会使它产生过早的故障。还会导致，因为此时故障密封圈两侧形成相等的压力，使朝向被密封的介质的最后密封圈的背侧可能产生一定真空，根据经验对于船尾管密封装置大约为-0.6巴。它作用在窄的起作用的备用密封圈背侧上，于是在备用密封圈上就作用有大约1.9巴的压力差，此时，润滑剂室中具有1.3巴的压力，这是符合常规的。这类高压载体当然增加了前面提到的关于备用密封圈使用寿命的不良作用。

本发明提出的任务是，消除这些不利因素并改进已知的密封装置，即使在润滑介质流阻断时，还能维持一个减少的润滑介质供给，从而避免其余密封圈的干运转，并防止了在起作用的备用密封圈的背侧空间内形成真空。

为解决这一任务，规定与朝向润滑剂室的最远涨圈相邻的密封圈用作备用密封圈，在正常运转时该密封圈的前侧和背侧由具有比被密封介质较低压力的润滑剂所作用，而当最远的密封圈发生故障时，该润滑剂的中断是如此进行的，即，仅仅输往前侧的润滑剂中断，而输往背侧的润滑剂（具有较低的压力）仍然维持着。

接着本发明的一个优选实施例，这种润滑剂的两个不同的压力通过在密封装置上方安置在两个不同高度上的收集器的润滑剂柱静压而产生，较高的收集器经过一条导管与润剂室连接，而较低的收集器经过相应的导管分别与备用密封圈的前侧室和后侧室相连接，该阻塞件装在通向前侧室的导管中。

由此，利用这一简单的方法就能够通过收集器的高度调节使润滑 剂的压力适于密封介质的压力，并且如果在备用密封圈必须起作用时按照环境来控制降低的压力。

根据另外一个变型，该阻塞件通过一个在备用密封圈前侧室的压力升高时而应答的检测器而操作的。

依此，密封装置的效能可以提高，因为通过这种自动检测装置，微小的压力变化也能检测到。按照本发明如果备用密封圈和/或该轴在备用密封圈区域如此设置，使轴在旋转而唇边缘进行泵运动时，备用密封圈连续经受有控制的振荡，则安全效果可得到进一步改善。

因为通过该备用密封圈的密封唇的不断“泵作用”，润滑剂就持续地直接输送到备用密封圈，由此，该备用密封圈得以足够的冷却，从而作为主密封圈使用而得到保护。此外，通过这种泵作用，一种连续的润滑油循环流，从备用密封圈的前侧室经过打开的阻塞件、收集器然后回到备用密封的背侧室，得以维持。由于这种连续的流动，最终通过朝向被密封介质的密封圈的任何介质被连续地输入到收集器。从那里，经分离后，该介质可以无困难地流出。

一种产生泵运动的特殊方法，在备用密封圈区域的轴表面按照一种偏心装置形式设置，该偏心度最大为4mm。

在附图中以简图形作为实施例对本发明作了描述。它表示：

图1是一个在纵剖面内形成多道唇形油封的船尾管油封密封装置;

图2是用于图1的船尾管油封的润滑剂管路图;

在附图1中标号1表示多道密封圈油封，密封圈M1和M2以其密封唇对着要密封的介质，在本案情况下是对着海水W的，而此时密封圈M3和M4以它们的密封唇朝向尾管内部，下面用润滑剂室S表示。 这所谓的密封圈以其密封唇和轴套2协同作用，该套筒装配在螺旋桨轴3上，并其一端通过法兰盘4与螺旋桨轮毂连接，而另一端伸入到船尾管5中。这些密封圈分别张紧在两个位置固定的支承环之间，于是，在两个密封圈之间总会构成一个环形室，亦即在密封圈M1和M2之间构成室K1，在密封圈M2和M3间构成室K2和在密封圈M3和M4间构成室K3。

密封圈M3具有特别的作用，因为它作为一个不起作用的备用密封圈而使用，即在正常运转情况下它不起密封作用，然则当涨圈4发生故障时，该密封圈M3就作为密封圈而起作用。该密封圈不起作用是由于室K2和K3作用着相同压力的润滑剂。润滑油的输入和输出是通过由箭头表示的管道6和7实现的。如果密封圈M4出故障，那么它就失去其密封能力，因而，备用密封圈M3就处在前侧，它受到从润滑剂室S来的润滑压力作用。在这种情况下，导管7关闭，如下面还要详细说明的，并由此使室K3的排油中断。而在导管6中的润滑油压力仍然保持着，并且处于低于海水W压力的某一值。

在该起作用的备用密封圈M3的前侧作用着润滑室S中的压力，在本方案情况下大约为1.3巴，而在背侧作用着导管6中的比较低的润滑油压力，大约为0.8巴。这样的压力可以保持在室K2内避免形成真空。

在备用密封圈M3的密封唇区域，轴套2按照一种偏心轮如此设置，即涨圈M3的密封唇在轴套2转动时进行连续的径向往返运动，这样，正如这类密封圈公知的那样，就产生一种泵作用效果，于是，在导管6和7中的润滑油就按箭头所示方向的流动。这种偏心度E自然不应超过某一尺寸，其最大约4mm。

在附图2中表示的是按照图1缩小的密封设置，以便看出润滑剂管路。相应与室K2和K3连接的导管6和7通向一个润滑剂收庥器8，该收集器设置得比海水W的表面WL低一些，以使室K2和K3中的静压比海水W的静压低一些。

在通向室K3的导管中装有一个阀11，它在正常运转时是开着的，而当密封圈M4发生故障时，用手或通过一个传感器将其关闭，导致备用密封圈M3发挥作用。一个第二收集器9配置得比海水W的表面WL要高一些，并通过一个导管10与该润滑剂室S连接。该收集器9确保润滑剂室S压力比海水W的静压高一些，在本情况下该压力大约为1.3巴。

Claims (4)

1、用于旋转轴，特别用于船舶推进系统的尾轴管密封装置，具有两组唇状密封圈，每组至少包括二个弹性材料的唇形密封圈，分别被夹紧在固定于壳体上呈轴向并排的两支承环之间，邻近被密封的介质的一组密封圈朝向该介质，而另一组朝向加注液体润滑剂，最好是润滑油的润滑室，润滑剂的压力和被密封的介质的压力相等或略高一些，其中面向润滑室的密封圈中的一个，用作备用密封圈，在正常运转时，其前后面上作用着相同的润滑剂压力，从而不起作用，但当面向润滑室的密封圈中的一个发生故障时，由于借助阻塞件中断了对备用密封圈的润滑剂供给，它就起作用。其特征在于，与朝向润滑剂室的最远密封圈相邻的密封圈用作备用密封圈，在正常运转时该备用密封圈的前侧和背侧作用着比被密封介质压力较低的润滑剂压力，通过由于轴表面偏心装置而产生的泵吸作用在备用密封圈区域从备用密封圈的前侧室通过收集器到备用密封圈背侧室就发生润滑循环系统的持续流动，而当这最远的密封圈发生故障时，该润滑剂的中断是如此进行的，即，仅仅输往前侧的润滑剂中断，而输往背侧的润滑剂(较低的压力)仍保持着。

2、按照权利要求1的密封装置，其特征在于，润滑剂的两种不同压力是通过在密封装置上方两个不同高度设置的收集器的润滑剂液柱静压产生的，较高安置的收集器通过一个导管与润滑剂室连接，而该较低配置的收集器在所有情况一相应导管与备用密封圈的背侧和前侧连接，还有一个阻塞件连接在通向前侧室的导管中。

3、按照权利要求1或2密封装置，其特征在于，该阻塞件通过一个对备用密封圈前侧室中的压力增高应答的检测器进行操作。

4、按权利要求1的密封装置，其特征在于，偏心装置的最大偏心度为4毫米。

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