KR20140015335A - 밀봉링 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 선박의 프로펠러 축, 임펠러 축 및 방향타 축의 밀봉축을 위한 밀봉링에 관한 것이고, 상기 밀봉링은 조립공간으로서 관련 하우징에 장착된 지지링(4,5)내에 위치한 삽입요소(3)를 포함하고, 상기 삽입요소는 박막으로서 연결상태의 중간 부분(6)을 가지며, 상기 축(7)상에 배열되기 위한 밀봉립(2)을 형성하고 상기 축(7)을 향하며 각을 이루는 영역을 포함한다. 상기 축(7)상에서 상기 밀봉립(2)의 접촉영역은 원형의 밀봉 영역에 의해 형성되고, 무부하 상태에서 상기 밀봉영역은 반경(R1)을 가지며, 밀봉되어야 하는 매체를 향하는 영역에 형성된 상기 반경은 상기 밀봉립(2)의 후방영역에 위치한 반경(R2)보다 작다.

Description

밀봉링{SEALING RING}

본 발명은, 선박의 프로펠러 축, 임펠러 축 및 방향타 축을 위해 축 특히 물에 대한 물 또는 공기에 대한 물의 밀봉을 위한 밀봉링으로서, 조립공간으로서 관련 하우징에 장착된 지지링내에 위치하고 박막으로서 연결상태의 중간 부분을 가진 삽입요소를 포함하고, 상기 축상에 배열되기 위한 밀봉립을 형성하고 상기 축을 향하며 각을 이루는 요소를 포함하며, 상기 각을 이루는 요소내에서 스프링을 가진 수용 채널이 상기 밀봉립상에 배열되는 밀봉링에 관한 것이다.

상기 형태의 밀봉을 위한 축 밀봉체가 다양한 형태로 공개되어 있다. 문헌 제 DE 37 42 080 C 호에 의하면, 가스형태의 매체에 대해 외부의 물을 밀봉하기 위한 선박용 프로펠러축의 축 밀봉체가 탄성재료로 제조된 링형상의 밀봉립(sealing lip)을 가지고, 더욱 양호한 윤활작용을 위해 밀봉 스트립(sealing strip)과 축사이의 틈새를 통해 물이 누출되도록 상기 밀봉영역은 각을 가지며 형성된다. 또한, 문헌 제 DE 41 41 999 호에 공개된 상기 형태의 립밀봉체(lip sealing)에 의하면, 밀봉립의 지지하중(supporting force)은 밀봉되는 매체의 압력과 비례하지 않고 상기 압력과 체감적으로 증가한다.

본 발명의 목적은, 가압력 부하가 증가할 때 선형하중의 증가를 감소시키기 위해 밀봉립의 언롤링(unrolling)을 가능하게 만들고 상기 밀봉영역을 위한 간단한 구조를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의하면, 상기 축상에서 상기 밀봉립의 접촉영역은, 전체 제어영역에 걸쳐서 일정한 반경을 가진 원형의 밀봉 영역을 포함한다.

다양한 제어작용이 이루어질 때 동일하게 유지되고 물과 같은 저점성 유체에 대해 유리하며 전방측부 및 하측부 영역에서 상대적으로 작은 접촉각이 형성될 수 있다.

밀봉립이 구름운동하면, 가압하중이 작용할 때 종래기술의 밀봉 변부와 비교하여 반경 방향의 유압 작용 평면이 감소된다.

선택적으로, 상기 축상에서 상기 밀봉립의 접촉영역은 원형의 밀봉 영역에 의해 형성되고, 부하를 받지 않는 상태일 때 밀봉되어야하는 매체를 향하는 영역에서 상기 밀봉영역은 상기 밀봉립의 후방영역에서 반경보다 작은 반경을 포함한다.

상기 구성에 의하면, 가압하중이 작용할 때 밀봉립의 비틀림에 의해 접촉각들은 상대적으로 작아지고 운동궤적은 넓어진다. 상기 측정값들은 더욱 안정한 윤활필름을 조성하므로, 상대적으로 높은 압력부하가 작용할 때 특히 중요하다. 상기 접촉각과 운동궤적 폭은 지배적인 압력에 적응된다. 또한, 전방측부의 접촉각은 기본적으로 하측부의 접촉각보다 커서 비대칭적인 압력분포가 밀봉영역에 형성된다. 상기 구성은, 정해진 저점성 유체와 관련하여 윤활필름의 마찰공학적 실시예에서 유리할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 밀봉립의 큰 반경에 대한 작은 반경의 비율은 2 내지 3의 인자를 가진다.

또한, 부하를 받지 않는 상태에서 밀봉립의 접촉영역에 대한 상기 축의 수직이등분선에 상기 반경들이 전이를 형성한다.

또한, 상기 밀봉립이 가지는 서로 다른 상기 반경들의 전이는 단계없이 형성된다.

도면에서 본 발명의 실시예들이 개략적으로 도시된다.
도 1은, 밀봉립의 접촉영역에서 일정한 반경을 가지고 부하가 없는 밀봉링을 도시한 도면.
도 2는 도 1을 따르고 가압하중을 받는 밀봉링을 도시한 도면.
도 3은, 밀봉립의 후방영역에 위치한 반경에 비하여 밀봉되는 매체를 향하는 영역에 위치한 반경이 더 작고 무부하 상태인 밀봉링의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시되고 가압력을 받는 밀봉링을 도시한 도면.

도시된 밀봉링(1)은 상부의 삽입요소(3)를 가지고, 상기 삽입요소는 하우징에 고정된 금속재질의 지지링(4,5)들내에서 종래기술에 따라 유체밀봉상태로 삽입된다. 상기 밀봉체(1)의 삽입부분(3)에 중간부분(6)이 박막으로서 밀폐되고, 상기 중간부분은 축(7)에 대해 수평에 대하여 각을 형성한다.

상기 중간부분(6)은, 밀봉되는 축(7)을 향해 각을 이루는 상기 밀봉체의 영역(8)과 연결되고 단부영역과 밀봉립(2)을 형성하며, 상기 밀봉립은 축(7)상에서 전방측부의 접촉각(α) 및 하측부의 접촉각(β)을 형성한다.

도 1 및 도 2에 의하면, 상기 밀봉립(2)은 상기 밀봉체(1)의 각을 이루는 영역(8)에 원형으로 형성된 밀봉체 영역(11)을 통해 형성된다. 상기 영역은 상기 밀봉립(2)의 전체 조정영역에 걸쳐서 일정한 반경(R)을 가져서, 접촉각(α,β)들은 동일하다. 상기 반경(R)은, 부하가 작용하지 않는 상태에서 상기 밀봉립(2)의 접촉영역을 통해 상기 축(7)의 수직이등분선(perpendicular bisector)(10)에서 시작점을 가진다.

상기 반경은, 작은 밀봉링의 경우 보통 약 3mm이고 큰 밀봉링의 경우 약 15mm이다.

상기 축(7)상에 밀봉립(2)의 가압력을 형성하기 위하여, 상기 밀봉체(1)의 각을 이루는 영역(8)의 탄성 리셋요소(reset element) 옆에 스프링(9)이 배열된다. 따라서, 상기 스프링(9)은 스프링포켓으로서 형성된 수용채널내에 수용된다.

상기 동일한 접촉각(α,β)들은, 상기 밀봉립(2)과 축(7)사이의 접촉영역에서 접선에 의해 형성되고 따라서 상대적으로 작다. 이것은, 물과 같은 저점성의 유체에 의한 밀봉에서 유리하다. 밀봉립(2)을 통해 밀봉영역을 원형으로 형성하고 박막(6)을 변형시키면 상기 밀봉립(2)은 상기 축(7)상에서 구름운동할 수 있다. 상기 축이 반경 방향으로 오프셋되거나 가압력이 작용하여 상기 박막(6)은 변형될 수 있다. 상기 접촉각(α,β)들은 변화없이 유지된다. 상기 밀봉립(2)의 구름운동(롤링)에 의해 가압력이 작용할 때 반경 방향의 유압작용 평면(A)은 감소된다(A2>A1). 이것은, 보통의 밀봉 변부를 가진 밀봉링과 비교하여 가압력이 증가할 때 선형하중이 증가하는 것을 감소시킨다.

도 3 및 도 4에 도시된 또 다른 실시예에 의하면, 밀봉영역은 밀봉립(2)으로부터 벗어나 서로 다른 두 개의 반경(R1,R2)들을 통해 형성된다. 밀봉되는 매체의 영역에서 상기 반경(R2)에 비해 상대적으로 작은 반경(R1)이 밀봉립(2)의 후방 영역에 배열된다. 부하를 받지 않는 상태에서 밀봉립(2)의 접촉영역에 대한 상기 축(7)의 수직이등분선(10)에 반경(R1,R2)들의 중간점이 위치하고 단계없는(stepless) 전이가 형성된다.

상기 반경(R1,R2)들은 2 내지 3의 인수만큼 서로 다르다.

밀봉립의 비틀림에 의해 가압하중이 작용할 때 접촉각(α,β)들은 서로 다른 반경(R1,R2)들에 의해 상대적으로 작아지고 동시에 운동궤적(b)은 넓어진다(b2< b1). 양자는 더욱 안정한 윤활필름을 조성하므로, 상대적으로 높은 압력부하가 작용할 때 특히 중요하다. 상기 접촉각과 운동궤적 폭은 또한 지배적인 압력에 적응된다.

이외에, 상기 실시예에 의해, 각도(α)는 기본적으로 각도(β) 보다 커서 비대칭적인 압력분포가 밀봉영역에 형성된다. 상기 구성은, 정해진 저점성 유체와 관련하여 윤활필름의 마찰공학적 실시예에서 유리할 수 있다.

1....밀봉링,
3....삽입요소,
4,5....지지링,
6....중간부분,
7....축.

Claims (5)

1. 선박의 프로펠러 축, 임펠러 축 및 방향타 축을 위해 축 특히 물에 대한 물 또는 공기에 대한 물의 밀봉을 위한 밀봉링으로서, 조립공간으로서 관련 하우징에 장착된 지지링내에 위치하고 박막으로서 연결상태의 중간 부분을 가진 삽입요소를 포함하고, 상기 축상에 배열되기 위한 밀봉립을 형성하고 상기 축을 향하며 각을 이루는 요소를 포함하며, 상기 각을 이루는 요소내에서 스프링을 가진 수용 채널이 상기 밀봉립상에 배열되는 밀봉링에 있어서,
   상기 축(7)상에서 상기 밀봉립(2)의 접촉영역은, 전체 제어영역에 걸쳐서 일정한 반경(r)을 가진 원형의 밀봉 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉링.
2. 선박의 프로펠러 축, 임펠러 축 및 방향타 축을 위해 축 특히 물에 대한 물 또는 공기에 대한 물의 밀봉을 위한 밀봉링으로서, 조립공간으로서 관련 하우징에 장착된 지지링내에 위치하고 박막으로서 연결상태의 중간 부분을 가진 삽입요소를 포함하고, 상기 축상에 배열되기 위한 밀봉립을 형성하고 상기 축을 향하며 각을 이루는 요소를 포함하며, 상기 각을 이루는 요소내에서 스프링을 가진 수용 채널이 상기 밀봉립상에 배열되는 밀봉링에 있어서,
   상기 축(7)상에서 상기 밀봉립(2)의 접촉영역은 원형의 밀봉 영역에 의해 형성되고, 부하를 받지 않는 상태일 때 밀봉되어야하는 매체를 향하는 영역에서 상기 밀봉영역은 상기 밀봉립(2)의 후방영역에서 반경(R2)보다 작은 반경(R1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉링.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 밀봉립(2)의 큰 반경(R2)에 대한 작은 반경(R1)의 비율은 2 내지 3의 인자를 가지는 것을 특징으로 하는 밀봉링.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 부하를 받지 않는 상태에서 밀봉립(2)의 접촉영역에 대한 상기 축(7)의 수직이등분선(10)에 상기 반경(R1,R2)들이 전이를 형성하는 것을 특징으로 하는 밀봉링.
5. 제 4 항에 있어서, 서로 다른 상기 반경(R1,R2)들의 전이는 단계없이 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉링.
   

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