RU195317U1

RU195317U1 - Cooling and lubrication device for thrust bearing assembly of a water jet propulsion device

Info

Publication number: RU195317U1
Application number: RU2019134895U
Authority: RU
Inventors: Алексей Вячеславович Благирев; Сергей Евгеньевич Воробьев; Хаджи-Мурат Магзамович Валеев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ДМ Технолоджи"
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-01-23

Abstract

Полезная модель относится к области водного транспорта, в частности к устройству охлаждения и смазки упорного подшипникового узла водометного движителя. Это устройство содержит закрепленный на дейдвудной части 9 водометного движителя (ВД) корпус 12.1-12.3, внутри которого образована полость смазки 18, в которой размещен подшипниковый узел 8, состоящий из радиального подшипника 10 и упорного подшипника 11. Также устройство содержит камеру охлаждения 20, опоясывающую полость смазки 18, и уплотнения 14-16. Для обеспечения охлаждения полости смазки камера охлаждения 20 соединена посредством каналов в виде трубок, снабженных напорным и сливным штуцерами, с забортной водой водозаборника 6, что позволяет упростить и повысить эффективность процесса охлаждения помещенного в полость смазки подшипникового узла 8 ВД. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to the field of water transport, in particular to a cooling and lubrication device for a thrust bearing assembly of a water jet propulsion device. This device comprises a housing 12.1-12.3, mounted on the stern part 9 of the water jet propulsion unit (VD), inside of which a lubricant cavity 18 is formed, in which the bearing assembly 8 is located, consisting of a radial bearing 10 and a thrust bearing 11. The device also contains a cooling chamber 20, encircling lubricant cavity 18, and seals 14-16. To ensure cooling of the lubricant cavity, the cooling chamber 20 is connected via channels in the form of tubes equipped with pressure and drain fittings to the outboard water of the intake 6, which makes it possible to simplify and increase the efficiency of the cooling process of the VD bearing assembly placed in the lubricant cavity. 5 cp f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области водного транспорта, в частности к устройству охлаждения и смазки упорного подшипникового узла водометного движителя.The invention relates to the field of water transport, in particular to a cooling and lubrication device for a thrust bearing assembly of a water jet propulsion device.

Упорные подшипниковые узлы в водометных движителях (ВД) воспринимают большие осевые нагрузки при высоких частотах вращения, при этом выделяется большое количество тепла. Именно поэтому в таких узлах, особенно для ВД большой мощности применяется исключительно жидкостная смазка с обязательным охлаждением смазочного масла.Thrust bearing units in water-jet propulsors (VD) absorb large axial loads at high rotational speeds, and a large amount of heat is released. That is why in such nodes, especially for high-power VDs, exclusively liquid lubrication with mandatory cooling of the lubricating oil is used.

Широко известны устройства охлаждения смазочного масла, которые применяются в различных областях техники, использующей подшипниковые узлы. Для этих целей в ВД упорные подшипники размещают в ступице спрямляющего аппарата (СА), который в процессе работы интенсивно омывается водой, обеспечивая таким образом охлаждение подшипникового узла. У такого конструктивного решения имеются следующие недостатки:Lubricating oil cooling devices are widely known, which are used in various fields of technology using bearing assemblies. For these purposes, thrust bearings are placed in the VD in the hub of the straightening apparatus (SA), which is intensively washed with water during operation, thus providing cooling of the bearing assembly. Such a constructive solution has the following disadvantages:

для подачи жидкой смазки необходима сложная система каналов, которая обеспечивала бы постоянную прокачку смазочного масла через систему смазки, находящуюся внутри корпуса судна и включающую масляный насос, резервуар со смазкой, водоотделители и др.for the supply of liquid lubricant, a complex system of channels is required, which would ensure the constant pumping of lubricating oil through the lubrication system located inside the ship's hull and including an oil pump, a lubricated reservoir, water separators, etc.

поскольку узел упорного подшипника, являющийся самым нагруженным элементом ВД, находится в месте, недоступном для технического обслуживания в процессе эксплуатации судна, его обслуживание требует обязательного подъема судна из воды.since the thrust bearing assembly, which is the most loaded VD element, is located in a place inaccessible for maintenance during the operation of the vessel, its maintenance requires the vessel to be lifted from the water.

По этим причинам во многих конструкциях ВД узел упорных подшипников размещают в дейдвудной части ВД, где проще организовать защиту подшипников от попадания воды, а также техническое обслуживание и текущий мониторинг состояния этого узла.For these reasons, in many VD designs, the thrust bearing assembly is located in the stern part of the VD, where it is easier to organize the protection of bearings against water ingress, as well as maintenance and current monitoring of the condition of this assembly.

Так, например, известен, выбранный в качестве прототипа, движитель водометный, в носовой части которого на насадке гребного вала расположен опорно-упорный подшипник, снабженный устройством его смазки, включающим выполненную зацело с водозаборником масляную полость, маслораспределительное кольцо, снабженное коаксиально расположенными форсунками в верхней части и радиально расположенными отверстиями в нижней его части и маслонапорную крыльчатку. Подшипник разделяет масляную полость на нагнетательную зону и зону охлаждения, соединенные между собой отверстиями, расположенными в нижней части корпуса масляной полости. Принудительная циркуляция масла обеспечена маслонапорной крыльчаткой (RU 2436706, кл. В63Н 1/00, опубликовано 20.12.2011).For example, it is known, selected as a prototype, a water-jet propulsion device, in the bow of which on the nozzle of the propeller shaft there is a support-thrust bearing equipped with a lubricating device, including an oil cavity made integrally with a water intake, an oil distribution ring equipped with coaxially arranged nozzles in the upper parts and radially located holes in its lower part and oil-pressure impeller. The bearing divides the oil cavity into the discharge zone and the cooling zone, interconnected by openings located in the lower part of the housing of the oil cavity. The forced circulation of the oil is ensured by an oil-pressure impeller (RU 2436706, class B63H 1/00, published December 20, 2011).

Недостаток известного решения состоит в сложной конструкции устройства смазки подшипника, а также низкой эффективности охлаждения смазочного масла.A disadvantage of the known solution is the complicated design of the bearing lubrication device, as well as the low cooling efficiency of the lubricating oil.

Техническая проблема состоит в исключении недостатков прототипа.The technical problem is to eliminate the disadvantages of the prototype.

Решение указанной проблемы обеспечено техническим результатом, направленным на упрощение конструкции предложенного устройства, не требующего дополнительного оборудования и механизмов для прокачки смазочной жидкости и ее принудительного внешнего охлаждения.The solution to this problem is provided by a technical result aimed at simplifying the design of the proposed device, which does not require additional equipment and mechanisms for pumping the lubricating fluid and its forced external cooling.

Устройство охлаждения и смазки подшипникового узла водометного движителя также как в прототипе содержит закрепленный на дейдвудной части водометного движителя корпус, внутри которого образована полость смазки, в которой размещен подшипниковый узел. Также устройство содержит средство охлаждения полости смазки, которая снабжена уплотнениями.The cooling and lubrication device of the bearing assembly of the jet propulsion device as in the prototype also comprises a housing fixed on the stern of the jet propulsion unit, inside of which a lubricant cavity is formed in which the bearing assembly is located. The device also contains means for cooling the lubricant cavity, which is equipped with seals.

В отличие от прототипа средство охлаждения выполнено в виде образованной в корпусе камеры, расположенной снаружи полости смазки и соединенной с двумя каналами, один из которых выполнен с возможностью забора воды из водозаборника водометного движителя посредством напорного штуцера, а другой канал выполнен с возможностью слива отработанной воды в водозаборник посредством сливного штуцера.Unlike the prototype, the cooling means is made in the form of a chamber formed in the housing located outside the lubricant cavity and connected to two channels, one of which is made with the possibility of water intake from the water intake of the water-jet propulsion device via a pressure fitting, and the other channel is made with the possibility of draining the waste water into water intake via a drain fitting.

Подшипниковый узел устройства включает два подшипника качения опорный и упорный.The bearing assembly of the device includes two rolling bearings, support and thrust.

Корпус устройства может состоять из трех, соединенных между собой частей, при этом в средней части корпуса расположен опорный подшипник и камера охлаждения.The housing of the device may consist of three interconnected parts, while in the middle of the housing there is a thrust bearing and a cooling chamber.

Полость смазки соединена с расширительным бачком с возможностью поддержания необходимого уровня смазочного масла в этой полости.The lubricant cavity is connected to the expansion tank with the ability to maintain the required level of lubricating oil in this cavity.

Со стороны водозаборника водометного движителя корпус снабжен торцевым уплотнением, а полость смазки - манжетным уплотнением, причем образованная между указанными уплотнениями полость посредством выполненного в корпусе канала соединена с атмосферой.On the intake side of the water-jet propulsion, the housing is equipped with an end seal, and the lubricant cavity is provided with a lip seal, and the cavity formed between these seals is connected to the atmosphere by means of a channel formed in the housing.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 схематично показан общий вид ВД в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.A utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 schematically shows a General view of the VD in section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Как показано на фиг. 1 ВД состоит из рабочего колеса 1, жестко установленного на гребном валу 2, корпуса 3, реактивного сопла 4, СА 5 и водозаборника 6. Гребной вал 2 имеет две шарикоподшипниковые опоры - кормовой опорный подшипниковый узел 7, расположенный в ступице СА и носовой упорный подшипниковый узел 8, расположенный в дейдвудной части 9 ВД, конструктивно являющейся частью водозаборника 6.As shown in FIG. 1 VD consists of an impeller 1, rigidly mounted on the propeller shaft 2, housing 3, a jet nozzle 4, CA 5 and a water intake 6. The propeller shaft 2 has two ball bearings - aft support bearing assembly 7 located in the hub CA and a nose thrust bearing node 8 located in the stern part 9 of the VD, which is structurally part of the intake 6.

Носовой упорный подшипниковый узел 8 представляет собой комплект из двух подшипников качения: радиального (опорного) подшипника 10 и упорного подшипника 11.The nose thrust bearing assembly 8 is a set of two rolling bearings: a radial (thrust) bearing 10 and a thrust bearing 11.

Подшипниковый узел 8 расположен в корпусах: 12.1; 12.2; и 12.3, установленных на дейдвудной части 9 и скрепленных с ней и между собой резьбовыми шпильками 13.Bearing assembly 8 is located in the housing: 12.1; 12.2; and 12.3 mounted on the stern part 9 and fastened with it and with each other by threaded rods 13.

Со стороны воды подшипниковый узел защищен торцевым уплотнением 14 и манжетным уплотнением 15, а со стороны внутреннего помещения судна - манжетным уплотнением 16.On the water side, the bearing assembly is protected by a mechanical seal 14 and a lip seal 15, and on the inside of the vessel - by a lip seal 16.

Полость, образованная между торцевым уплотнением 14 и манжетным уплотнением 15, соединена с атмосферой (внутренним помещением судна) сообщающимися каналами 17.1 и 17.2, первый из которых образован в корпусе 12.1 подшипникового узла, а второй - в корпусе водозаборника 6, таким образом, чтобы вода, которую в незначительных количествах может пропускать торцевое уплотнение 14, не доходила до манжетных уплотнений 15 и 16.The cavity formed between the mechanical seal 14 and the lip seal 15 is connected to the atmosphere (the inside of the vessel) by communicating channels 17.1 and 17.2, the first of which is formed in the housing 12.1 of the bearing assembly, and the second in the housing of the intake 6, so that water which in small quantities can pass the mechanical seal 14, did not reach the lip seals 15 and 16.

В корпусах 12.1-12.3 подшипникового узла образована полость смазки 18 подшипников 10 и 11. Полость смазки соединена с расширительным бачком 19, поддерживающим необходимый уровень смазочного масла.In the housing 12.1-12.3 of the bearing assembly, a lubricant cavity 18 of the bearings 10 and 11 is formed. The lubricant cavity is connected to an expansion tank 19 that maintains the required level of lubricating oil.

В корпусе 12.2 выполнена камера охлаждения 20 подшипникового узла. Указанная камера снаружи частично опоясывает полость смазки 18.In the housing 12.2 made cooling chamber 20 of the bearing assembly. The specified chamber partially surrounds the lubricant cavity 18 from the outside.

Как показано на фиг. 2 камера охлаждения 20 соединена посредством каналов в виде трубок 21 и 22 с забортной водой, проходящей по водозаборнику 6 (фиг. 1). Концы указанных трубок в водозаборнике снабжены напорным и сливным штуцерами 23 и 24 соответственно.As shown in FIG. 2, the cooling chamber 20 is connected through channels in the form of tubes 21 and 22 with sea water passing through the intake 6 (Fig. 1). The ends of these tubes in the intake are equipped with pressure and drain fittings 23 and 24, respectively.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

Полость смазки 18 и расширительный бачок 19 заполняют жидким смазочным маслом до необходимого для работы подшипников уровня. В камеру охлаждения 20 по напорной магистрали через напорный штуцер 23 и трубку 21 поступает вода, которая проходя по всей камере охлаждения через сливную магистраль, по трубке 22 и через сливной штуцер 24 выходит обратно в поток в водозаборнике 6. Напорный штуцер 23 выполнен с возможностью улавливания скоростного напора воды, проходящей по водозаборнику при движении судна и работе ВД, а сливной штуцер 24, использующий эжекционный эффект, позволяет удалять проходящую по охлаждающей магистрали воду без затруднений.The lubricant cavity 18 and the expansion tank 19 are filled with liquid lubricating oil to the level required for operation of the bearings. Water enters the cooling chamber 20 through the pressure line through the pressure connection 23 and the tube 21, which passes through the entire cooling chamber through the drain line, through the pipe 22 and through the drain connection 24, and flows back into the flow in the intake 6. The pressure connection 23 is arranged to catch the pressure head of the water passing through the water intake when the vessel is moving and the VD is working, and the drain fitting 24, using the ejection effect, allows you to remove water passing through the cooling line without difficulty.

Таким образом, устройство охлаждения и смазки упорного подшипникового узла водометного движителя не требует никаких дополнительных механизмов, насосов для прокачки смазочной жидкости и ее принудительного внешнего охлаждения. Кроме того, не требуется устройств для подачи охлаждающей жидкости в теплообменные элементы системы смазки и охлаждения.Thus, the cooling and lubrication device of the thrust bearing assembly of a water-jet propulsion device does not require any additional mechanisms, pumps for pumping the lubricating fluid and its forced external cooling. In addition, devices for supplying coolant to the heat exchange elements of the lubrication and cooling system are not required.

Claims

1. A device for cooling and lubricating a bearing assembly of a water-jet propulsion device, comprising a housing fixed on the stern of the water-jet propulsion device, inside of which a bearing assembly and cooling means of said cavity equipped with seals are located in the lubricant cavity, characterized in that the cooling means is made in the form of a chamber formed in the housing located outside the lubricant cavity and connected to two channels, one of which is made with the possibility of water intake from the water intake of the jet propulsion device, and the other with the possibility of draining waste water into the intake.

2. The device according to p. 1, characterized in that one channel is equipped with a pressure fitting, and the other a drain fitting.

3. The device according to claim 1, characterized in that the bearing assembly consists of two rolling bearings, supporting and thrust.

4. The device according to p. 3, characterized in that the housing consists of three interconnected parts, in the middle of which there is a thrust bearing and a cooling chamber.

5. The device according to claim 1, characterized in that the lubricant cavity is connected to the expansion tank with the ability to maintain the required level of lubricating oil in the specified cavity.

6. The device according to claim 1, characterized in that the housing is provided with an end seal on the intake side of the water jet propeller, and the lubricant cavity is provided with a lip seal, and the cavity formed between these seals is connected to the atmosphere by means of a channel formed in the housing.