NL9100798A - Afdichtconstructie voor roterende assen, in het bijzonder schroefstevenkokerafdichting voor scheepsschroefassen. - Google Patents

Description

UITTREKSEL

Afdichtconstructie voor roterende assen, in het bijzonder schroefstevenkokerafdichting voor scheepschroefassen (2) met in ten minste één ringvormige kamer (13i,m, a) een uitzetbaar lichaam (14i,m, a) in de gedaante van een ringvormige slag, waar doorheen via een ringleiding (16i,m,a) een door een warmte bron opgewarmde warmtedrager, bij voorkeur lucht, tevens werkzaam als drukmedium, kan circuleren zodat, bij stilstaande as (2) in een extreem koud, vloeibaar medium, zoals zeewater, het lichaam (14i,m,a) door het warmtedrager-drukmedium zodanig tot uitzetting wordt gebracht, dat dat medium die ringkamer (13i,m,a) grotendeels opvult en tegelijkertijd het smeermiddel in het resterende deel van de ringkamer (13i,m,a) zodanig opwarmt, dat de viscositeit daarvan ongeveer overeenkomt met de viscositeit bij rotatie van de as (2), terwijl bij rotatie van de as (2) het lichaam (14i,m,a) - na onderbreking van de toevoer van het warmtedrager-drukmedium - zodanig is gekrompen, dat het lichaam de ringkamer (13i,m, a) en de doorgang daar doorheen vrij geeft.

Titel: Afdichtconstructie voor roterende assen, in het £ bijzonder schroefstevenkokerafdichting voor scheepschroef-assen.

De uitvinding betreft een afdichtconstructie voor roterende assen, in het bijzonder een schroefstevenkokerafdichting voor scheepsschroefassen met de in aan de aanhef van conclusie 1 aangegeven kenmerken. De afdichtconstructies van deze soort (DE-OS 3 122 406) werken bevredigend wanneer het vloeibare medium waartegen de afdichting werkzaam moet zijn bij het weer op gang komen van de as na een langere stilstandtijd geen extreem lage temperatuur heeft, aangezien in dat geval tijdens de stilstand de viscositeit van de smeerolie in zo sterke mate is vergroot, dat bij het weer in bedrijf nemen van de as de, gewoonlijk uit rubber elastisch materiaal bestaande afdichtringen beschadigd en daardoor de afdichtfunctie ervan gereduceerd worden. Dit geldt ook, wanneer water als smeermiddel wordt toegepast, aangezien in dat geval geen ijsvorming aan de afdichtringen optreedt. Wanneer echter de omstandigheden zodanig zijn, dat het vloeibare medium in sterke mate onderkoeld is, zoals dit bijvoorbeeld in waterwegen met ijs het geval is, werken deze afdichtinrichtingen niet meer bevredigend, aangezien in dat geval - voor zover smeerolie wordt toegepast - de smeerolie in de ringkamers met betrekkelijk klein volume in hoge mate visceus wordt en - voor zover water wordt toegepast - het water in de ringkamer bevriest. In beide gevallen is er dan het risico, dat de afdichtringen in het bijzonder aan hun afdichtend werkzame randen beschadigd raken en daardoor afbreuk wordt gedaan aan hun afdichtende functie of die afdichtringen zelfs vernieuwd worden.

Aan de uitvinding ligt derhalve het probleem ten grondslag, deze tekortkomingen van de bekende afdichtinrichtingen te overwinnen en dienovereenkomstig zodanig verder te ontwikkelen, dat met relatief geringe kosten en voorzieningen het risico van beschadiging van de afdichtingen bij het weer op gang brengen na langere stilstandperioden van de as in een vloeibaar medium met extreem lage temperatuur wordt vermeden. Dit overeenkomstig de uitvinding aan de orde gestelde probleem, wordt volgens de uitvinding opgelost door de in het onderscheidend kenmerkende deel van conclusie 1 aangegeven maatregelen.

Hierbij heeft de volgens de uitvinding toegepaste verplaatsing van het in de vorm van een ringvormige slang uitgevoerde uitzetbare lichaam en daardoor van de warmte-uitwisselvlakken in het rechtstreekse bereik van de afdicht-ringen in die zin een uitwerking, dat bij afdichtconstructies, waarbij de circulatie van het smeermiddel niet door een van buitenaf aangedreven pompinrichting doch alleen door het hydrodynamische pompen van de afdichtringen in samenwerking met de as plaatsvindt en waarbij derhalve bij stilstaande as de circulatie van het smeermiddel eveneens tot stilstand is gebracht, niettemin een opwarming van het smeermiddel in het bereik van de afdichtringen plaatsvindt. Een slangvormig, uitzetbaar lichaam, waarin een drukmiddel kan worden ingeleid, is weliswaar bij afdichtconstructies van de onderwerpelijke soort reeds toegepast, zoals bijvoorbeeld blijkt uit de publikaties DE-OS 2 301 532 en DE-OS 3 143 866, doch in die bekende gevallen is het uitzetbare lichaam niet werkzaam om warmte over te dragen op het smeermiddel, doch als dempings-middel voor drukschommelingen resp. als aandrukmiddel voor een met de as samenwerkende glijring.

Volgens een voordelige, nadere uitwerkingsvorm volgens de uitvinding is, volgens conclusie 2, het uitzetbare lichaam ingebed in een opzij aangebracht ringvormige groef van de ringkamer, e.e.a. zodanig, dat dat lichaam in gekrompen toestand in die ringvormige groef teruggetrokken is, doch in uitgezette toestand tot in de ringkamer reikt. Hierdoor wordt in de opwarmfase een gunstige positie van de warmte-uitwisselvlakken bereikt, terwijl in de rustfase de ringkamer volledig vrij gegeven wordt.

Verdere, voordelige uitvoeringsvormen staan vermeld in de volgconclusies 3 tot 7.

Zo wordt door de in de conclusies 3 en 4 aangedragen oplossing op eenvoudige wijze mogelijk gemaakt, behalve het waarborgen van de veiligheid en betrouwbaarheid tegen beschadiging van de afdichtingen door onderkoeling bij de asstilstand, ook bij normaal bedrijf van de as een verbetering van de bedrijfsveiligheid te bereiken, doordat het uittreden van het medium uit de ene ringkamer naar de telkens naburige ringkamer wordt vermeden en daardoor bij schepen een eventuele milieubelasting door het uittreden van smeermiddel naar buiten toe in het omgevende water wordt verhit.

Een bijzonder milieuvriendelijke variant bestaat in de maatregelen volgens de conclusies 5 tot 7, aangezien volgens die maatregelen aan de zijden waar contact bestaat met het buitenwater in het geheel geen smeermiddel wordt toegepast en dienovereenkomstig bij het optreden van ondichtheden slechts een milieuvriendelijk medium, namelijk water, in het omgevende water terecht kan komen.

Met de uitvoeringsvorm volgens fig. 8 wordt het mogelijk, bij behoefte ook het, voor het aslager bestemde smeermidel te verwarmen en daardoor de smering van dat aslager ook bij extreme omstandigheden in waterwegen met ijs veilig te stellen. In de tekening is het onderwerp van de uitvinding en zijn varianten daarvan verduidelijkt en aan de hand daarvan zal de uitvinding thans nog nader worden toegelicht.

Fig. 1 is een langsdoorsnede van een schroefstevenkoker-afdichting voor een scheepsas met gekrompen uitzetbare lichamen;

Fig. 2 laat de afdichtconstructie volgens fig. 1 zien met uitgezette uitzetbare lichamen;

Fig. 3 toont de afdichtconstructie volgens fig. 2 met een geschematiseerd leidingssysteem en de daarin opgenomen bedrijfsmiddelen;

Fig. 4 laat een afdichtconstructie soortgelijk aan de fig. 1 en 2 zien, doch met een middelste, persluchtbevattende ringkamer; en

Fig. 5 toont de afdichtconstructie volgens fig. 4 met een geschematiseerd leidingssysteem en de daarin opgenomen bedrijfsmiddelen.

In de fig. 1 en 2 is met het verwijzingscijfer 1 een propelloras aangeduid, waarop een loopbus 2 opgespannen is welke via een flens 2a met de (niet weergegeven) propellor rotatief vast verbonden is en aan zijn ene einde tot in het omgevende buitenwater W reikt en aan zijn andere einde tot in de smeerolieruimte S van het (eveneens niet weergegeven) scheepsaslager. Tegen de loopbus 2 liggen vier ringvormige lipafdichtingen 12a,b,c,d aan, welke op afstand uiteen naast elkaar zijn aangebracht enwel zodanig, dat twee lipafdichtingen 12c,d naar de zijden van het omgevende buitenwater W toe en twee lipafdichtingen 12a, b naar de smeerolieruimte S toe afdichtend werkzaam zijn.

Die lipafdichtingen worden gedragen door een viertal ringdelen 3, 4, 5, 6, welke in axiale richting naast elkander zijn aangebracht, waarbij het aan de smeerolieruimte S grenzende ringdeel 3 aan de schroefstevennok N is bevestigd en daardoor de gehele afdichtconstructie draagt. De bevestiging van de lipafdichtingen 12a,b,c,d aan de ringdelen 3, 4, 5, 6 geschiedt door inspanning, waardoor daaraan telkens één bijbehorend inspandeel 10, 9, 8, 7 is toegevoegd.

Tussen telkens twee naburige ringdelen, d.w.z. tussen de ringdelen 3/4; 4/5; 5/6 is een ringvormige kamer 13i, m, a uitgespaard, waarop telkens een ringleiding 15i,m,a voor vloeibare smeerolie aangesloten is.

In de figuren 1 en 2 is telkens slechts één van de aansluitingen afgebeeld. De niet weergegeven aansluiting bevindt zich bij voorkeur in de nabijheid van de weergegeven aansluiting. De ringkamers 13i,m,a zijn elk uitgerust met een opzij aangebrachte ringvormige groef, waarin telkens een uitzetbaar lichaam 14i,m,a is ingezet. Elk uitzetbaar lichaam is aangesloten op een aparte, gesloten ringleiding I6i,m,a waarin verwarmde perslucht in circulatie wordt gehouden en waarin verschillende bedrijfsmiddelen zijn opgenomen, welke verder hieronder, aan de hand van fig. 3 nader gedetailleerd worden beschreven. In fig. 1 zijn de uitzetbare lichamen 14i,m,a in hun gekrompen toestand, d.w.z. in hun tot in de opzij aangebrachte ringgroefvormige groef van de ringkamers 13i,m,a teruggetrokken stand afgebeeld, waarbij de toevoer van verwarmde perslucht onderbroken is. Deze stand komt overeen met de normale toestand, waarbij de propelloras draait.

Volgens fig. 2 zijn de uitzetbare lichamen 14i,m,a in hun uitgezette stand afgebeeld, waarbij de toevoer van de verwarmde perslucht vrijgegeven is en waarbij deze uitzetbare lichamen een essentieel deel van de ringkamers 13i,m,a opvullen en tegelijkertijd de mondingsopeningen voor de smeerolie afsluiten.

Deze bedrijfsstand komt overeen met de toestand, waarbij de propelloras in een ijsbevattend omgevend water stilstaat.

In deze uitgezette stand zijn de uitzetbare lichamen met hun vergroot oppervlak werkzaam als warmte-uitwisselaars voor het dienovereenkomstig verminderde deel van de smeerolie en verwarmen deze smeerolie zodanig, dat bij het weer op gang brengen beschadiging van de afdichtstrippen wordt vermeden.

Fig. 3 laat één van de ringleidingen zien enwel de ringleiding 16i voor het uitzetbare lichaam 14i met de essentiële bedrijfsmiddelen. Deze bestaan - achter elkaar opgesteld - uit de gebruikelijke aanwijsorganen 17, een drukaccumulator 18 en een niet weergegeven regeleenheid, een afsluit- en smoororgaan 19, een pomp 20 en een warmtewisselaar 21. Deze laatste wordt in het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld op zijn beurt gevoed met een (niet weergegeven) warmtedrager.

Bij de variant volgens fig. 4 zijn slechts de beide ringkamers 13i’ en 13a' van een uitzetbaar lichaam 14i' en 14a' voorzien, terwijl de middelste ringkamer 13m' zonder inbouwvoorzieningen is uitgevoerd. Hierbij is de zich aan de zijde van het buitenwater bevindende ringkamer 13a' onder invloed van het water en de zich aan de aslagerzijde bevindende ringkamer 13i' evenals tevoren ook weer onderworpen aan de invloed van de smeerolie.

De middelste ringkamer 13m’ is gevoed met perslucht, waarvan de druk nagenoeg overeenkomt met de druk van de beide andere media. Bovendien is op de ringleiding 15m' van die ringkamer 13m' een lekleiding Ιδιη”, welke in het onderhavige geval uitmondt in het inwendige van het schip.

Deze uitvoeringsvorm is in bijzonder hoge mate milieu- en bedrijfsvriendelijk, aangezien de luchtdruk in de middelste ringkamer 13m* in samenwerking met de belasting van de ringkamer 13a' resp. 13i' door middel van water resp. door middel van smeerolie bij eventuele lekkages slechts onschadelijke aandelen aan de media naar het buitengelegen water resp. de lagersmeerolie laat uittreden. Daarenboven worden bij het eventueel wegvallen van de druk in de middelste ringkamer eventueel daarin binnendringende lekkages via de lekleiding onschadelijk gemaakt.

Fig. 5 toont de variant volgens fig. 4 met de ringleiding 15m' van de middelste ringkamer 13m' te zamen met de essentiële, daarin opgenomen bedrijfsmiddelen, zoals de regeleenheid 18', een compressor 20', magneetventiel 19’ en een lekleiding 15m’'. Volgens deze figuur zijn voorts de ringleidingen 15a' en 15i' voor de ringkamers 13a' en 13i' alsmede de bijbehorende hoogliggende houders aangeduid.

In alle figuren is telkens aan het binnenste ringwiel 3,3' voor de binnenste lipafdichting 12a, 12a’ een aanvullende ringkamer 13s,13s' met een uitzetbaar lichaam 14s,14s’ met bijbehorende ringleiding 16s,16s' weergegeven. Dit uitzetbare lichaam 14s,14s* doet op soortgelijke wijze als de overige uitzetbare lichamen dienst voor de warmteoverdracht bij stilstand van de schroefas in ijsbevattend vaarwater enwel in dit geval overdracht op de smeerolie S van het aslager.

Claims (8)

1. Afdichtconstructie voor roterende assen, in het bijzonder schroefstevenkokerafdichting voor scheepsschroefassen (2), welke enerzijds grenst aan een vloeibaar buitenmedium, bij voorkeur zeewater (W) en anderzijds aan een vloeibaar smeermiddel, bij voorkeur smeerolie (S) voor de smering van het aslager en waarbij ten minste twee afdichtringen, bij voorkeur lipafdichtingen (I2a-d), telkens tussen twee ringdelen (3,4,5,6,7) zijn ingespannen en waarbij telkens tussen twee afdichtringen een ringkamer (13i,m,a) is uitgespaard, waarin een ringleiding (15i,m,a) voor een onder een voorafbepaalde druk staand smeermiddel, bij voorkeur smeerolie of water uitmondt, met het kenmerk, dat in ten minste één van de ringkamers (13i,m,a) een uitzetbaar lichaam (14i,m,a) in de vorm van een ringslang aangebracht is, waardoor via een ringleiding (16i,m,a) een warmtedrager welke in staat is om te stromen, en door een warmtebron is verwarmd, bij voorkeur lucht, welke warmtedrager tegelijkertijd als drukmedium werkzaam is, in circulatie kan worden gebracht, een en ander zodanig, dat bij stilstaande as (2) in een extreem koud, vloeibaar medium, bij voorkeur ijsbevattend zeewater, het uitzetbare lichaam (14i,m,a) door het warmtedrager- drukmedium zodanig tot uitzetting is gebracht, dat het de ringkamer (13i,m,a) voor het overwegende deel opvult en tegelijkertijd het smeermiddel in het resterende deel van de ringkamer (13i,m,a) zodanig opwarmt, dat de viscositeit van dat smeermiddel ongeveer overeenkomt met de viscositeit van het smeermiddel bij rotatie van de as (2), terwijl bij rotatie van de as (2) het uitzetbare lichaam (14i,m,a) - na onderbreking van de toevoer van het warmtedrager-drukmedium - zodanig is gekrompen, dat het lichaam de ringkamer (13i,m,a) en de doorgang daar doorheen vrij geeft.

2. Afdichtconstructie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het uitzetbare lichaam (14i,m,a) in een opzij aangebrachte ringvormige groef van de ringkamer (13i,m,a) is ingebed enwel zodanig, dat dat lichaam in gekrompen toestand in de ringvormige groef is teruggetrokken en in uitgezette toestand tot in de ringkamer reikt.

3. Afdichtconstructie volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat in de ringleiding (16i,m,a) voor het warmtedrager-drukmedium achtereenvolgens aanwijsorganen (17), een drukaccumulator met stuureenheid (18), een smoor- en afsluitorgaan (19), een transportorgaan (20) en een bij de schakelaar uit te schakelen warmtewisselaar (21) zijn opgenomen.

4. Afdichtconstructie volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat bij uitgeschakelde warmtewisselaar (21) de druk van het warmtedrager-drukmedium met behulp van de stuureenheid (18) zodanig kan worden gevarieerd, dat zich het uitzetbare lichaam (14i,m,a) in de ringkamer (13i,m,a) in een tussenstand tussen de sluitstand en de gekrompen stand bevindt, waarbij de besturing zodanig is ingericht, dat de druk van het smeermiddel in de ene ringkamer aan de momentele druk in de naburige kamers kan worden aangepast.

5. Afdichtconstructie volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat bij aanwezigheid van een drietal ringkamers (13i',m',a') slechts de beide buitenste ringkamers (13i1, a') met uitzetbare lichamen (14i,,a') zijn uitgerust, terwijl de middelste ringkamer (13m') op een drukgas, bij voorkeur persluchtbevattende ringleiding (15m') is aangesloten, welke leiding is voorzien van een af te sluiten, tot in het inwendige van het schip lopende lekleiding (Ιδιη11)

6. Afdichtconstructie volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de druk in de ringleiding (15m') bij benadering overeenkomt met de momentele druk van de media in de naburige ringkamers (13i', a').

7. Afdichtconstructie volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de zich aan de zijde van het uitwendige medium bevindende ringkamer (13a') met water als smeermiddel en de zich aan de zijde van het aslager bevindende ringkamer (13i') met smeerolie als smeermiddel in werkzame aanraking is.

8. Afdichtconstructie volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat vóór de zich aan de aslagerzijde bevindende afdichtring (12a,a') een verdere ringkamer (13,5,31) is uitgespaard, waarin een verder door een eigen warmte-drukmedium te bekrachtigen, uitzetbaar lichaam (14,14s') is aangebracht.