Uprawniony z patentu: Howaldtswerke — Deutsche Werft Aktiengesell- schaft Hamburg und Kiel, Hamburg (Republika Federalna Niemiec) Uszczelnienie czesci obrotowej Przedmiotem wynalazku jest 'uszczelnienie czesci obrotowej za pomoca pierscieni uszczelniajacych obejmujacych te czesc obrotowa, przeznaczone zwlaszcza do walu okretowego.Znane sa rozwiazania uszczelnien czesci obroto¬ wych, zwlaszcza walów, za pomoca pierscieni uszczelniajacych. W uszczelnieniach tych pierscie¬ nie uszczelniajace maja kolnierze zakonczone pierscieniowym zgrubieniem, które jest mocowane w wykonanych w nieruchomych czesciach obudowy wycieciach, których przekrój jest dopasowany do ksztaltu pierscieniowych zgrubien. Uszczelnienia takie przy zastosowaniu pierscieni uszczelniajacych opisanej konstrukcji przeznaczone sa przykladowo do uszczelniania walów okretowych jako tak zwa¬ ne uszczelnienia pochwy walu, to jest w takich miejscach, w których wal srubowy wychodzi z ka¬ dluba statku.Znane jest ponadto stosowanie uszczelnien zew¬ netrznych i uszczelnien wewnetrznych tego typu, które maja wiele usytuowanych jeden za drugim pierscieni uszczelniajacych o konstrukcji opisanej powyzej.Poniewaz uszczelnienia takie sa przewaznie u- mieszczone w stosunkowo trudno dostepnych miejs¬ cach, przy uszkodzeniu sie uszczelnienia, na przy¬ klad na skutek nadmiernego zuzycia pojedynczego lub wielu pierscieni uszczelniajacych przeprowa¬ dzenie wymiany jest bardzo trudne a ponadto nie¬ zbedny jest na wymiane znaczny okres czasu i du- 10 15 20 25 30 zy naklad pracy gdyz trzeba rozmontowac wiele czesci takiego uszczelnienia alby umozliwic dostep do pierscieni uszczelniajacych. Ponadto wprowadze¬ nie wymienianego pierscienia uszczelniajacego na wal jest równiez skomplikowane.Zadaniem wynalazku jest stworzenie takiego uszczelnienia czesci obrotowej, by przy uszkodzeniu lub zuzyciu jednego lub wielu Obejmujacych obro¬ towa czesc pierscieni uszczelniajacych mozna bylo w prosty sposób uszczelnienie na dlugi czas do¬ prowadzic ponownie do stanu uzywalnosci, Zadanie to zostalo wedlug wynalazku rozwiazane w ten sposób, ze uszczelnienie ma przynajmniej je¬ den dodatkowy, zapasowy pierscien uszczelniajacy który przy uszkodzeniu jednego lub wielu pierscie¬ ni uszczelniajacych przez przesuniecie wzgledne czesci obrotowej w stosunku do obsady pierscieni uszczelniajacych jest wprowadzany w polozenie pracy.Wprowadzanie zapasowego pierscienia uszczel¬ niajacego lub zapasowych pierscieni uszczel¬ niajacych w polozenie pracy przez przesuniecie wzgledne czesci obrotowej w stosunku do olbsady pierscieni uszczelniajacych moze byc rozwiazane róznymi sposobami.Wedlug jednego przykladu wykonania uszczel¬ nienia wedlug wynalazku stworzona jest -mozliwosc by obsade pierscieni uszczelniajacych, zawierajaca jeden lub wiele pierscieni uszczelniajacych, oraz polaczona z ta obsada czesc, zawierajaca zapasowy 761963 pierscien uszczelniajacy, wykonac przesuwnie o okreslony wymiar wzgledem czesci obrotowej, zwlaszcza wzgledem walu srubowego, aby przez to zapasowy pierscien uszczelniajacy wprowadzic w polozenie robocze na wale.Wedlug korzystnego, dalszego przykladu rozwia¬ zania stworzona jest mozliwosc by obsade pierscie¬ ni uszczelniajacych i obsade zapasowego pierscie¬ nia uszczelniajacego wykonac jako przesuwne ra¬ zem w nowe polozenie robocze wzgledem czesci obrotowej. Moze to wedlug wynalazku nastepowac w rózny sposób. Wedlug jednego, praktycznego roz¬ wiazania, w którym zastosowany jest jeden piers¬ cien uszczelniajacy lub wiele usytuowanych jedno za drugim- nieruchomyeh pierscieni uszczelniaja¬ cych, Obejmujacych ^ cieni uszczelniajacych jest przymocowana rozlacz¬ nie do czesci nieruchomej.Obsada pierscieni uszczelniajacych lub polaczona z nia sztywino czesc jest wykonana jako obsada za¬ pasowego pierscienia uszczelniajacego, a w pola¬ czeniu obsady pierscieni uszczelniajacych z czescia nieruchoma umieszczony jest usuwamy element dystansowy, usytuowany w jednym z dwóch róz¬ nych polozen.Wymieniony element dystansowy ustala pozycje obsady pierscieni uszczelniajacych w jej stalym polozeniu roboczym i ponadto pozycje obsady za¬ pasowego pierscienia uszczelniajacego wzgledem czesci obrotowej, w nowym polozeniu roboczym, w którym jeden lub kilka zapasowych pierscieni uszczelniajacych obejmuje czesc obrotowa lub po¬ laczona z nia sztywno czesc, na przyklad tuleje.Inne rozwiazanie wprowadzania zapasowego pierscienia uszczelniajacego w polozenie robocze polega na tym, ze obsada z przynajmniej jednym pierscieniem uszczelniajacym i z zapasowym piers¬ cieniem uszczelniajacym jest nieruchoma a przesu¬ niecie wzgledem pierscieni uszczelniajacych w sto¬ sunku do czesci obrotowej jest zapewnione iprzez przesuniecie czesci obrotowej. Równiez ta zasada konstrukcyjna dopuszcza wiele mozliwych rozwia¬ zan. W przykladowym rozwiazaniu pomiedzy czes¬ cia obrotowa, ha przyklad walem okretowym, a pierscieniem lub pierscieniami uszczelniajacymi umieszczona jest tuleja, na przyklad ze stali chro¬ mowej. Tuleja ta jest nalozona na czesc obrotowa przesuwnie pomiedzy dwoma ustalonymi poloze¬ niami, przy czym w drugim z tych polozen tu1ej a ta jest objeta przez'jeden lub wiecej zapasowych pierscieni uszczelniajacych.Mozliwe jest równiez inne -rozwiazanie, które po¬ lega na tym, ze czesc obrotowa i polaczona z nia sztywno tuleja, sa przesuwne wzgledem nierucho¬ mego uszczelnienia, tak, ze po przesunieciu walu i jego tulei, zapasowe pierscienie uszczelniajace obejmuja tuleje lub wal.Taka zasada konstrukcyjna w praktycznym roz¬ wiazaniu, zwlaszcza przy uszczelnieniu pochwy walu srubowego, jest zrealizowana tak, ze pomie¬ dzy walem srubowym a walem okretowym w miejscu ich polaczenia kolnierzowego zastosowa¬ ny jest czlon posredni, który po rozlaczeniu obu walów moze byc wyjety, po czym kolnierze obu walów sa bezposrednio laczone ze soba, na skutek 4 czego wal srubowy znajduje sie w polozeniu prze¬ sunietym w stosunku do swego poprzedniego polo¬ zenia, przy czym w tym' nowym polozeniu wal srubowy lub znajdujaca sie ma nim tuleja jest 3 obejmowana przez jeden lub wiecej zapasowych - pierscieni uszczelniajacych.Gdy uszczelnienie opisanego rodzaju ma wiele usytuowanych w odstepach od siebie pierscieni uszczelniajacych, chwytajacych czesc obrotowa, na !0 przyklad wal okretowy lub usytuowana na nim tu¬ leje, wedlug dalszego przykladu wykonania wyna¬ lazku pierscienie uszczelniajace i zapasowe piers¬ cienie uszczelniajace sa umieszczone w obsadzie pierscieni uszczelniajacych naprzemienne po jed- !5 nym, a pomiedzy dwoma pierscieniami uszczelnia¬ jacymi usytuowany jest jeden zapasowy pierscien, uszczelniajacy szereg naprzemian umieszczonych pierscieni uszczelniajacych i zapasowych pierscieni uszczelniajacych który moze byc, jesli to jest po- 20 trzebne, dowolnie zmieniany lub wydluzany.Rozwiazanie takie zapewnia to, ze podczas nor¬ malnej pracy uszczelnienia zapasowe pierscieni uszczelniajace nie obejmuja czesci obrotowej, na przyklad walu srubowego lub umieszczonej na nim 25 tulei i w tym celu iw obszarze pierscieni uszczel¬ niajacych na wale lub polaczonej z mim tulei wy¬ konane sa wyciecia, w których zapasowe pierscie¬ nie uszczelniajace usytuowane sa nie stykajac sie z dnem wyciecia. 30 Przy przesunieciu wzglednym czesci obrotowej w stosunku do uszczelnienia, zapasowe pierscienie uszczelniajace przyjmuja takie polozenie, w któ¬ rym poprzednio znajdowaly sie robocze pierscienie uszczelniajace a robocze pierscienie uszczelniajace 35 znajdujac sie w wycieciach nad walem lub jego tuleja.Wynalazek rozwiazuje równiez zadanie, polega¬ jace na tym, ze przy stosowaniu podanej zasady konstrukcyjnej zapasowe pierscienie uszczelniajace 40 po ich przesunieciu wzgledem walu lub wzgledem umieszczonej na wale tulei, obejmuja czesc obro¬ towa w innym miejscu niz poprzednio obejmowaly ja robocze pierscienie uszczelniajace. Daje sie to zgodnie z wynalazkiem i z opisanymi, róznymi 45 mozliwosciami wykonania zrealizowac przez to, ze przy nieprzesuwnym wale lub tulei i przesuwnej obsadzie pierscieni uszczelniajacych element dy¬ stansowy, który okresla nowe polozenie obsady pierscieni uszczelniajacych, ma grubosc rózniaca 50 sie od odleglosci pomiedzy dwoma pierscieniami uszczelniajacymi lub pomiedzy pierscieniem uszczel¬ niajacym a zapasowym pierscieniem uszczelniaja¬ cym.W uszczelnieniu, w którym umieszczona na wale 55 tuleja jest przesuwna wzgledem obsady pierscieni uszczelniajacych, przesuniecie tulei o zadany wy¬ miar jest zrealizowany w ten prosty sposób, ze na czesci obrotowej znajduje sie oznakowanie, okresla¬ jace drugie, przesuniete polozenie tulei, przez co 60 tuleja w polozeniu przesunietym znajduje sie w stosunku do swtgo poprzedniego polozenia w od¬ leglosci, która rózni sie od odleglosci pomiedzy dwoma pierscieniami uszczelniajacym a zapaso¬ wym pierscieniem uszczelniajacym.W W trzecim z opisanych mozliwych rozwiazan, w5 76196 6 którym pomiedzy kolnierzami laczeniowymi dwóch walów, na przyklad walu srubowego i ciagu wa¬ lów, umieszczony jest wyjmowalny element dy¬ stansowy, przy czym grubosc tego elementu dy¬ stansowego jest tak dobrana, ze po jego wyjeciu i po odpowiednim przesunieciu walu lub tulei z walem zapasowym pierscienie uszczelniajace obej¬ muja wal lub tuleje w innych miejscach niz po¬ przednio robocze pierscienie uszczelniajace.Korzystna dziedzina stosowania wynalazku do¬ tyczy uszczelnien walów okretowych, które jak wiadomo sa stosunkowo trudno dostepne i dla któ¬ rych przeprowadzenie naprawy, zwlaszcza podczas rejsu jest niezwykle trudne, jesli nie niemozliwe.Wynalazek nadaje sie do zastosowania zwlaszcza w przypadku zewnetrznych i wewnetrznych uszczel¬ nien pochw walów srubowych.Glówna zaleta wynalazku polega na tym, ze w przypadku uszkodzenia jednego lub wielu pierscie¬ ni uszczelniajacych mozliwe jest za -pomoca pros¬ tych manipulacji odzyskanie uszczelniajacego dzia¬ lania bez wymieniania jakichkolwiek czesci. We¬ dlug wynalazku przewidziano ponadto specjalne wykonanie zamocowania pierscieni uszczelniajacych.Znane sa uszczelnienia walów za pomoca przy¬ najmniej jednego pierscienia uszczelniajacego, prze¬ znaczone zwlaszcza do uszczelnienia w stosunku do cieczy, przy czym pierscienie uszczelniajace maja promieniowo rozciagajace sie kolnierze zakonczone na obwodzie zewnetrznym zgrubieniem o przekroju kolowym a do zamocowania tych zgrubien prze¬ znaczone sa dociskane do siebie bezposrednio, czes¬ ci obejmujace miedzy soba jedynie zgrubienie a nie kolnierz pierscienia.Wedlug wynalazku w uszczelnieniach podanego typu obie, chwytajace zgrubienie czesci maja piers¬ cieniowe wyciecia, dopasowane do ksztaltu zgrubie¬ nia, przez co pierscien uszczelniajacy jest zamoco¬ wany beznapieciowo.W jednym z przykladów wykonania jedna z obej¬ mujacych miedzy soba zgrubienie czesci jest czes¬ cia obudowy maszyny a druga jest pierscieniem posrednim zamocowanym w obudowie.W innym przykladzie wykonania czesciami slu¬ zacymi do zamocowania zgrubienia sa dwa piers¬ cienie mocowane do obudowy maszyny.Przedmiot wynalazku jest przykladowo opi¬ sany na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju uszczelnienie pochwy wa¬ lu srubowego z umieszczona na wale srubowym tu¬ leja i przesuwna wzgledem walu lub tulei obsada pierscieni uszczelniajacych w normalnym polozeniu roboczym, fig. 2 przedstawia uszczelnienie z fig. 1 z obsada pierscieni uszczelniajacych przesunieta wzgledem tulei lub walu, fig. 3 przedstawia inny przyklad wykonania z przesuwna wzgledem nieru¬ chomego uszczelnienia tuleja w normalnym polo¬ zeniu roboczym, fig. 4 przedstawia uszczelnienie z fig. 3 po przesunieciu tulei gdy zapasowy pierscien uszczelniajacy znajduje sie w polozeniu roboczym, fig. 5 przedstawia trzeci przyklad wykonania usz¬ czelnienia wedlug wynalazku z nieruchoma obsada pierscieniem uszczelniajacych i przesuwna wzgle¬ dem niej tuleja z naprzemiennym ukladem zapa¬ sowych pierscieni uszczelniajacych i roboczych pier¬ scieni uszczelniajacych, które sa pokazane w polo¬ zeniu pracy, fig. 6 przedstawia uszczelnienie z fig. 5 po przesunieciu tulei, gdy zapasowe pierscienie uszczelniajace znajduja sie w polozeniu roboczym, fig. 7 przedstawia w przekroju wal okretowy i wal srubowy z elementem dystansowym pomiedzy ich kolnierzami laczacymi, fig. 8 przedstawia uszczel¬ nienie skladane ze specjalnie uksztaltowanych cze¬ sci chwytajacych " zgrubienia obrzezowe pierscieni uszczelniajacych, a fig. 9 przedstawia obudowe usz¬ czelnienia z fig. 8 bez pierscieni uszczelniajacych.W przedstawionym na fig. 1 przykladzie wykona¬ nia obsada 8 pierscieni uszczelniajacych sklada sie z pierscieni kolnierzowych 9, 10 i 11, pomiedzy którymi uchwycone sa pierscien uszczelniajacy 12 i zapasowy pierscien uszczelniajacy 13. Obsada pier¬ scienia uszczelniajacego jest za pomoca srub 14, z których pokazana jest tylko jedna, zamocowana rozlacznie na nieruchomej czesci 15, przy czym po¬ miedzy kazda ze srub a nieruchoma czescia 15 umieszczony jest element dystansowy 16 na przy¬ klad w ksztalcie litery U. Obracajaca sie czesc, w tym (przypadku tuleja 17, jest objeta przez pier¬ scien uszczelniajacy 12.Gdy pierscien uszczelniajacy 12 (lub wiecej pier¬ scieni uszczelniajacych) trzeba zmienic, polaczenie pomiedzy nieruchoma czescia 15 a Obsada 8 pier¬ scieni uszczelniajacych luzuje sie przez zluzowanie srub 15 i jak to przedstawiono na fig. 2 element dystansowy 16 umieszcza sie pomiedzy obsadzeniem 18 pierscienia 9 a nieruchoma czescia 15, na skutek czego obsada pierscieni uszczelniajacych wraz z ty¬ mi pierscieniami zostaje przesunieta o dlugosc rów¬ na szerokosci elementu dystansowego 16. W tym polozeniu tuleja 17 jest objeta przez zapasowy pier¬ scien uszczelniajacy 13. Aby ulatwic przesuwanie sie zapasowego pierscienia uszczelniajacego na tu¬ lei 17 tuleja ta na stronie czolowej ma wykonane stozkowe sciecia 19.Aby uniknac przesuwania unieruchomionej juz obsady z jednym lub wieloma pierscieniami uszczel¬ niajacymi i jednym lub wieloma zapasowymi pier¬ scieniami uszczelniajacymi w przykladzie wykona¬ nia z fig. 3 i 4, obracajaca sie czesc 20, przyklado¬ wo posiadajaca postac tulei, jest wykonana prze¬ suwnie w stosunku do nieruchomej obsady 21, pier¬ scienia uszczelniajacego 22 i zapasowego pierscie¬ nia uszczelniajacego 23.W przedstawionym przykladzie wykonania tule¬ ja 20 jest w tym celu osadzona przesuwnie na wa¬ le, przykladowo na wale sruby okretowej i w tym celu zastosowany jest schematycznie pokazany pier¬ scien ustalajacy 24, opierajacy sie o kolnierz 25 tulei 20. Pierscien ustalajacy w razie potrzeby jest odlaczany od czesci obrotowej, na przyklad od wa¬ lu sruby okretowej. Tuleja 20 jak pokazano na fig. 4, jest wraz z pierscieniem ustalajacym 24 przesu¬ nieta na wale, przy czym pierscien ustalajacy po¬ nownie mocowany jest na wale w polozeniu takim, ze zapasowy pierscien uszczelniajacy 23 znajduje sie juz w polozeniu roboczym. Równiez w tym przy¬ kladzie wykonania, w celu ulatwienia wsuwania tulei w zapasowy pierscien uszczelniajacy 23, tu¬ leja 20 ma stozkowe sciecie 26. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 557«196 8 W przykladzie wykonania z fig. 5 zastosowana jest nieruchoma obsada 27 pierscieni uszczelniaja¬ cych, w której uchwycone sa na przemian pier¬ scienie uszczelniajace 28 i 29 i zapasowe pierscie¬ nie uszczelniajace 30 i 31. Czesc obrotowa w przy¬ kladzie tym jest równiez przedstawiona jako tule¬ ja 32 na wale.Aby uniemozliwic bezposrednie stykanie sie za¬ pasowych pierscieni uszczelniajacych z tuleja 32 gdy pierscienie te maja nie pracowac na tulei 32, wykonane jest wyciecie 33 w którym usytuowany jest zapasowy pierscien uszczelniajacy 30. Wyciecie to w celu ulatwienia przejscia pierscienia uszczel¬ niajacego lub zapasowego pierscienia uszczelniaja¬ cego jest skosne, skierowane na zewnatrz sciecia.Na fig. 5 pokazano urzadzenie uszczelniajace w po¬ lozeniu normalnej pracy a na fig. 6 pokazane jest polozenie pracy z uszczelnieniem za pomoca zapa¬ sowych pierscieni uszczelniajacych, gdy zapasowe pierscienie uszczelniajace obejmuja obwodowo tule¬ je 32 a poprzednio stosowane pierscienie uszczel¬ niajace 28, 29 wchodza w wyciecia 33 jednak znaj¬ duja sie w odstepie od dna tych wyciec 33.Na fig. 7 pokazano mozliwosc przesuwania walu, na przyklad walu 36 sruby okretowej, w stosun¬ ku do wlasciwego walu okretowego 34 przy czym na wale sruby umieszczona jest tuleja. Pomiedzy kolnierzami laczeniowymi 35, 37 tych walów umie¬ szczony jest element dystansowy 38, którego gru¬ bosc jest równa dlugosci przesuniecia walu 36 wraz z jego tuleja w stosunku do nieruchomego uszczelnienia.Samo urzadzenie uszczelniajace nie zostalo tu przedstawione. Przy uzyciu jednego lub kilku pier¬ scieni uszczelniajacych kolnierze 35 i 37 rozlacza sie, wyjmuje sie element dystansowy 38 i wal 36 przesuwa sie w lewo, po czym ponownie laczy sie kolnierze 35 i 37 (górna czesc fig. 7). Na skutek tego zapasowy pierscien uszczelniajacy lub zapa¬ sowe pierscienie uszczelniajace obejmuja w polo¬ zeniu roboczym wal 36 lub przesuwna wraz z nim tuleje. " ¦ r We wszystkich przykladach wykonania istnieje mozliwosc by przez odpowiednie dobranie elementu dystansowego 16 z fig. 1 szerokosc elementu dy¬ stansowego 38 pomiedzy walami lub przez dobór dlugosci przesuniecia tulei na wale zapasowym pier¬ scien uszczelniajacy lub zapasowe pierscienie usz¬ czelniajace w stosunku do pracujacych pierscieni uszczelniajacych ustawic w takim polozeniu, by obejmowaly one wal lub tuleje w innym miejscu niz dotychczasowe miejsce uchwycenia walu przez pierscien uszczelniajacy.Na fig. 8 i 9 pokazano szczególnie korzystny przy¬ klad wykonania uszczelnienia, w którym pierscien lub pierscienie uszczelniajace sa zamocowane w ich obudowie beznaprezeniowo.Na jednym koncu obudowy 40 w otworze umiesz¬ czony jeslt pierscien posredni 41, który jest do¬ cisniety pierscieniem 42, natomiast drugi koniec obudowy 40 jest zamkniety pierscieniem 43.Obudowa 40, pierscien posredni i pierscienie 42, 43 maja przy tym pierscieniowe rowki 44, 45, 46, 47, 48, 49 o przekroju pólkolowym, które sluza do umieszczenia w nich zgrubien 50, 51, 52 na zewne¬ trznym obwodzie pierscieni uszczelniajacych 53, 54, 55. Za pomoca srub 56 pierscienie 42, 43 sa docia¬ gane do obudowy 40, przy czym wielkosc scisniecia zgrubien 50, 51, 52 jest ograniczona przez zetknie- 5 cie sie czesci 40, 41, 42, 43 w punktach 57, 58, 59.Uszczelnienie w stosunku do obrotowego walu któ¬ ry korzystnie jest wyposazony w zamocowana na wale tuleje 60, obracajaca sie wraz z nim, jest zrealizowane w znany sposób za pomoca warg ip uszczelniajacych 61, 62, 63 pierscieni 53, 54, 55, przy czym wargi uszczelniajace sa dociskane do tu¬ lei 60 przez pierscieniowe sprezyny 64, 65, 66.Takie uszczelnienie z ibeznapieciowo zamocowa¬ nymi pierscieniami uszczelniajacymi znajduje za- !5 stosowanie zarówno dla pojedynczych pierscieni uszczelniajacych jak i dla zapasowych pierscieni uszczelniajacych.Uszczelnienie takie ma ponadto te zalety kon¬ strukcyjne ze wyciecia w czesciach obudowy po- 20 trzebne do zamocowania zgrubien maja korzystnie dla wszystkich srednic walów jednakowa wielkosc, dzieki czemu do ich wykonania potrzebne jest tyl¬ ko jedno narzedzie.Ponadto ilosc elementów laczacych potrzebnych 25 do polaczenia, czesci obudowy mozna znacznie zmniejszyc, poniewaz dzieki ksztaltowi zgrubien . i pierscieniowych wyciec w czesciach zwróconych w kierunku zgrubien potrzebna jest jedynie mala sila sciskajaca. 30 PL