NL8801403A

NL8801403A - Beveiligingsinrichting aan een afdichtsamenstel voor een roterende as, in het bijzonder voor een schroefaskoker van een scheepsaandrijving.

Info

Publication number: NL8801403A
Application number: NL8801403A
Authority: NL
Original assignee: Blohm Voss Ag
Priority date: 1987-06-02
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1989-01-02
Also published as: NL193466C; GB2205365B; DE3718411C2; NL193466B; DE3718411A1; SE8802046L; GB2205365A; JP2525225B2; SE8802046D0; SE501938C2; JPS641693A; GB8812899D0

Description

* ψ * VO 1149

Beveiligingsinrichting aan een afdichtsamenstel voor een roterende as, in het bijzonder voor een schroefaskoker van een scheepsaandrijving.

De uitvinding heeft betrekking op een beveiligingsinrichting aan een afdichtsamenstel voor een roterende as, in het bijzonder voor een schroefaskoker van een scheepsaandrijving, met twee groepen van elk ten minste twee in 5 axiale richting naast elkaar aangebrachte, telkens tussen twee vast met een behuizing verbonden steunringen ingespannen lipmanchetten uit elastomeer materiaal, waarbij de aan het af te dichten medium grenzende manchetgroep daarnaar toe is gekeerd en de andere groep naar een met onder gelijke 10 of iets hogere druk als die van het af te dichten medium staand vloeibaar smeermiddel, bij voorkeur olie, gevulde ruimte is toegekeerd en waarbij een naar de ruimte met smeermiddel toegekeerde manchet een reservemanchet vormt, welke bij normaal bedrijf zowel aan zijn voor- alsook aan 15 zijn achterzijde onder gelijke druk van het smeermiddel staat en daarmee buiten werking is, welke reservemanchet echter bij het uitvallen van één van de naar de smeerrniddel-ruimte toegekeerde manchetten door blokkeren van de smeermiddel toevoer naar de reservemanchet, middels een blokkeer-20 orgaan, wordt geactiveerd.

Bij de beveiligingsinrichtingen van deze soort (Japanse octrooipublikatie 8221/1981) is als reservemanchet de buitenste van de naar de smeermiddelruimte toegekeerde manchetten aangewend. Bij normaal bedrijf wordt de gelijke 25 druk op de voor- en achterzijde van deze manchet verkregen, doordat aan de achterzijde daarvan het smeermiddel door een kanaal wordt toegevoerd, welk kanaal is aangesloten op een opvanghouder, waarin het smeermiddel uit een verzameltank wordt gepompt en waarin een druk wordt gehandhaafd, welke 30 overeenkomt met de aan de voorzijde van de reservemanchet daarop werkende druk.

.8801403 * * -2-

Bij eventueel uitvallen van de naast de reserve-manchet gelegen manchet, wordt het genoemde kanaal afgesloten en wordt daarmee de reservemanchet geactiveerd. Door deze volledige smeermiddelblokkering treedt het neveneffect 5 op, dat de smeermiddeltoevoer naar de naast de uitgevallen manchet gelegen, aan het af te dichten medium, bij schroef-askokerafdichtingen het zeewater, toegekeerde manchet volledig is onderbroken.

Hierdoor ontstaat het gevaar van warmlopen van deze 10 manchet wegens gebrek aan smering en daarmee het voortijdige uitvallen van ook deze manchet. Hierbij komt nog, dat aangezien zich in de loop van de tijd aan beide zijden van de uitgevallen manchet eenzelfde druk vormt, een aan de achterzijde van de naar het af te dichten medium toegekeerde 15 laatste manchet eventueel ontstaand vacuüm - de ervaring leert dat dit bij schroefaskokerafdichtingen circa 0,6 bar bedraagt - van de achterzijde op de nu actieve reservemanchet werkt, zodat daarop een drukverschil van circa 1,9 bar werkt, wanneer de druk’in de smeermiddelruimte op 20 1,3 bar is gesteld, hetgeen met de praktijk overeenkomt.

Een dergelijke hoge drukbelasting versterkt uiteraard het hiervoor genoemde negatieve effect wat betreft de levensduur van de reservemanchet.

De uitvinding heeft als doel, deze nadelen te onder-25 vangen en dienovereenkomstig de bekende beveiligingsinrich-ting zo aan te passen, dat ondanks onderbreking van de smeermiddelstroom een gereduceerde smeermiddelverzorging wordt gehandhaafd, welke drooglopen van de overige manchetten, alsmede de vorming van een vacuüm in de ruimte aan de 30 achterzijde van de geactiveerde reservemanchet verhindert. Voor het bereiken van dit doel wordt er in voorzien, dat als reservemanchet de naast de buitenste van de naar de smeermiddelruimte toegekeerde manchetten gelegen manchet functioneert, en deze bij normaal bedrijf aan voor- en 35. achterzijde onder een geringere druk dan die van het af te dichten medium staat en bij uitval van de buitenste manchet . 8 8 0 U C 3 ¥ -3- het blokkeren van het smeermiddel zodanig plaatsheeft, dat slechts de smeermiddeltoevoer aan de voorzijde wordt onderbroken, terwijl deze aan de achterzijde (met de lagere druk) gehandhaafd blijft.

5 Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvin ding worden de beide verschillende drukken van het smeermiddel door de statische druk van de smeermiddelzuilen uit twee op verschillende hoogte boven het afdichtsamenstel aangebrachte verzamelhouders teweeggebracht, waarbij de hoger 10 aangebrachte verzamelhouder via een leiding met de smeer-middelruimte en de lager aangebrachte verzamelhouder via telkens één leiding met de ruimte aan de achter- en aan de voorzijde van de reservemanchet is verbonden, en waarbij het blokkeerorgaan is geschakeld in de naar de aan de voor-15 zijde gelegen ruimte voerende leiding.

Hierdoor is het met eenvoudige middelen mogelijk, door hoogteverstelling van de verzamelhouders de drukken van het smeermiddel aan te passen aan de druk van het af te dichten medium en ook de gereduceerde druk bij noodzake-20 lijk worden van het activeren van de reservemanchet overeenkomstig de situatie in te stellen.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm is er in voorzien, dat het blokkeerorgaan middels een op drukstijging in de ruimte aan de voorzijde van de reservemanchet reagerende 25 detector bedienbaar is.

Hierdoor kan de werkzaamheid van de beveiligings-inrichting worden vergroot, omdat door het automatische systeem reeds geringe drukveranderingen kunnen worden waargenomen.

30 Een verdere vergroting van het beveiligingseifeet kan volgens de uitvinding worden bereikt, door de reservemanchet en/of de as in het gebied van de reservemanchet zo uit te voeren, dat de reservemanchet bij rotatie van de as aan voortdurende beheerste trillingen is onderworpen, zo-35 danig, dat de liprand pompbewegingen uitvoert.

.8801/03 •4 % -4-

Door het voortdurende "pompen" van de afdichtlip van de reservemanchet wordt voortdurend smeermiddel onmiddellijk daaraan toegevoerd, zodat deze voldoende gekoeld en daarmee voor zijn aanwending als hoofdmanchet wordt ont-5 zien. Bovendien wordt door het pompeffect een voortdurende smeeroliecirculatie van de ruimte aan de voorzijde van de reservemanchet via het geopende blokkeerorgaan, de verzamel-houder en terug naar de ruimte aan de achterzijde van de reservemanchet in stand gehouden, waardoor de eventueel 10 langs de naar het af te dichten medium toegekeerde manchet binnengedrongen af te dichten medium voortdurend naar de verzamelhouder wordt getransporteerd. Vandaar kan men het medium na ontmenging gemakkelijk weg laten lopen.

Als bijzondere werkwijze voor het verkrijgen van de 15 pompbewegingen wordt volgens een verdere uitvoeringsvorm voorgesteld, het asoppervlak in het gebied van de reservemanchet als een excenter uit te voeren, waarbij de excentriciteit maximaal 4 mm dient te bedragen.

Navolgend wordt de uitvinding aan de hand van de 20 tekening nader geïllustreerd en toegelicht. Daarbij toont: fig. 1 een beveiligingsinrichting aan een als meervoudige manchetafdichting uitgevoerde schroefaskokerafdich- ' ting in langsdoorsnede, en fig. 2 de smeermiddelaanbrenging voor de schroefas-25 kokerafdichting volgens fig. 1.

In fig. 1 is met 1 een meervoudige manchetafdichting aangeduid, waarvan manchetten Ml en M2 met dichtlippen daarvan naar het af te dichten medium, in het onderhavige geval het zeewater W, zijn toegekeerd, terwijl de manchetten M3 en M4 30 met hun dichtlippen naar de binnenzijde van de schroefaskoker, in het navolgende aangeduid als smeermiddelruimte S, zijn toegekeerd. De genoemde manchetten werken met dichtlippen daarvan met een bus 2 samen, welke op de schroefas 3 is getrokken en aan één uiteinde via een flens 4 met de schroef-35 naaf is verbonden en aan het andere uiteinde in de schroefaskoker 5 uitsteekt. De manchetten zijn telkens tussen twee . 8 8 0 1 ·; i) 3 -5- vast opgestelde steunringen ingespannen, zodat telkens tussen twee manchetten een ringkamer wordt gevormd. Tussen de manchetten Ml en M2 bevindt zich de kamer KI, tussen de manchetten M2 en M3 bevindt zich de kamer K2 en tussen de 5 manchetten M3 en M4 bevindt zich de kamer K3.

De manchet M3 neemt een bijzondere positie in, in die zin, dat deze als inactieve reservemanchet wordt aangewend, aldus bij normaal bedrijf geen afdichtfunctie vervult, echter bij uitvallen van de manchet M4 als afdichtmanchet 10 wordt geactiveerd. De inactivering van de manchet geschiedt, doordat de kamers K2 en K3 onder een gelijke smeermiddel-druk worden gezet. Het toe- resp. afvoeren van de smeerolie geschiedt door de middels pijlen aangeduide kanalen 6 en 7. Valt de manchet M4 uit, dan verliest deze zijn af-15 dichtvermogen en de reservemanchet M3 wordt aan de voorzijde daarvan onder de druk van de smeerolie uit de smeer-middelruimte S gezet. In deze bedrijfssituatie wordt, zoals navolgend nader wordt toegelicht, de leiding 7 afgesloten en daarmee de olieafvoer uit de kamer K3 verhinderd. De 20 smeeroliedruk in de leiding 6 blijft op peil, en wel op een niveau, dat onder de druk van het zeerwater W ligt.

Op de aldus geactiveerde reservemanchet M3 werkt aldus aan de voorzijde daarvan de druk in de smeermiddel-ruimte S, dat wil zeggen in het onderhavige geval ongeveer 25 1,3 bar, en aan de achterzijde daarvan de relatief lage smeeroliedruk in de leiding 6, dat wil zeggen ongeveer 0,8 bar. Deze druk waarborgt, dat vacuümvorming in de kamer K2 betrouwbaar wordt vermeden.

In het gebied van de afdichtlip van de reservemanchet 30 M3 is de bus 2 als een excenter uitgevoerd, zodanig dat de afdichtlip van de manchet M3 bij rotatie van de bus 2 een voortdurende radiale heen en weer gaande beweging uitvoert, welke - zoals bij dergelijke manchetten bekend is - een pompwerking teweegbrengt, zodanig, dat de smeerolie in de 35 leidingen 6 en 7 de met de pijlen aangeduide stroming ondervindt. De excentriciteit E dient uiteraard een bepaalde grootte niet te overschrijden en bedraagt ten hoogste 4 mm.

.8801403 'I ' ' .-6-

In fig. 2 is de hfdichtopstelling volgens fig. 1 verkleind weergegeven en blijkt de smeermiddelaanbrenging. De op de kamers K2 resp. K3 aangesloten leidingen 6 resp. 7 zijn naar een verzamelhouder 8 voor de smeerolie gevoerd, 5 welke verzamelhouder lager is aangebracht dan het oppervlak WL van het zeewater W, zodat de statische druk in de kamers K2 en K3 geringer is dan de statische druk van het zeewater W.

In de leiding naar de kamer 3 is een blokkeerorgaan 10 11 aangebracht, dat bij normaal bedrijf is geopend en bij uitval van de manchet M4, aldus voor het activeren van de reservemanchet M3, met de hand of middels een sensor wordt gesloten. Een tweede verzamelhouder 9 is hoger aangebracht dan het oppervlak WL van het zeewater W en is via een lei-15 ding 10 verbonden met de smeermiddelruimte S.

Deze verzamelhouder 9 zorgt aldus voor het handhaven van de druk in de smeermiddelruimte S, welke hoger is dan de statische druk van het zeewater W, in het onderhavige geval ongeveer 1,3 bar.

. 8 8 0 1 s t· o

Claims

1. Beveiligingsinrichting aan een afdichtsamenstel voor een roterende as, in het bijzonder voor een schroefaskoker van een scheepsaandrijving, met twee groepen van elk ten minste twee in axiale richting naast elkaar aangebrachte, 5 telkens tussen twee vast met een behuizing verbonden steun-ringen ingespannen lipmanchetten uit elastomeer materiaal, waarbij de aan het af te dichten medium grenzende manchet-groep daarnaar toe is gekeerd en de andere groep naar een met onder gelijke of iets hogere druk als die van het af 10 te dichten medium staand vloeibaar smeermiddel, bij voorkeur olie, gevulde ruimte is toegekeerd en waarbij een naar de ruimte met smeermiddel toegekeerde manchet een reserve-manchet vormt, welke bij normaal bedrijf zowel aan zijn voor- alsook aan zijn achterzijde onder gelijke druk van 15 het smeermiddel staat en daarmee buiten werking is, welke reservemanchet echter bij het uitvallen van ëën van de naar de smeermiddelruimte toegekeerde manchetten door blokkeren van de smeermiddeltoevoer naar de reservemanchet, middels een blokkeerorgaan, wordt geactiveerd, 20 met het kenmerk, dat als reservemanchet de naast de buitenste van de naar de smeermiddelruimte toegekeerde manchetten gelegen manchet functioneert, en deze bij normaal bedrijf aan voor- en achterzijde onder een geringere druk dan die van het af te dichten medium staat, en bij uitval van de 25 buitenste manchet, het blokkeren van het smeermiddel zodanig plaatsheeft, dat slechts de smeermiddeltoevoer aan de voorzijde wordt onderbroken, terwijl deze aan de achterzijde (met de lagere druk) gehandhaafd blijft.

2. Beveiligingsinrichting volgens conclusie 1, met 30 het kenmerk, dat de beide verschillende drukken van het smeermiddel door de statische druk van de smeermiddelzuilen uit twee op verschillende hoogte boven het afdichtsamenstel aangebrachte verzamelhouders teweeg wordt gebracht, waarbij de hoger aangebrachte verzamelhouder via een leiding is . 8 8 0 1 u 3 γ -8- verbonden met de smeermiddelruimte en de lager aangebrachte verzamelhouder via telkens één leiding is verbonden met de ruimte aan de achter- en aan de voorzijde van de reservemanchet, en waarbij het blokkeerorgaan in de naar de ruimte 5 aan de voorzijde van de reservemanchet voerende leiding is aangebracht.

3. Beveiligingsinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het blokkeerorgaan door een op druk-stijging in de ruimte aan de voorzijde van de reserve- 10 manchet reagerende detector bedienbaar is.

4. Beveiligingsinrichting volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de reservemanchet en/of de as in het gebied van de reservemanchet zodanig is uitgevoerd, dat de reservemanchet bij rotatie van de as aan voortdurende 15 beheerste trillingen is onderworpen, zodanig, dat de lip-rand pompbewegingen uitvoert.

5. Beveiligingsinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de pomptrillingen berusten op een excentrische uitvoering van het asoppervlak in het gebied van de 20 reservemanchet.

6. Beveiligingsinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de excentriciteit maximaal 4 mm bedraagt. O * V' *