SE458390B

SE458390B - SEAL FOR PROPELLER COVER

Info

Publication number: SE458390B
Application number: SE8601293A
Authority: SE
Inventors: G Pietsch
Original assignee: Blohm Voss Ag
Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1989-03-20
Also published as: SE8601293D0; GB2174156A; DE3510320A1; NL192844B; NL192844C; DE3510320C2; SE8601293L; GB8606648D0; NL8600733A; GB2174156B

Description

458 390 element förflyttas genom en kam på axeln. Pumpanordningen in- nefattar utöver undanträngningselementen en sugventil och en tryckventil. För avsugning av exempelvis läckvätska ur ett läckagerum anordnas sugventilen lämpligtvis omedelbart vid det djupasteställeti.läckagerummet.Tryckventilenkanlikaledesin- hysas inuti tätningsanordningen, varvid dock alltefter utrymmes- förhållandena i tätningsanordningen och i propellerhylsan eventuellt. även ett något mer avlägset anbringande är möj- ligt. 458 390 elements are moved through a cam on the shaft. In addition to the displacement elements, the pump device includes a suction valve and a pressure valve. For suction of, for example, leakage liquid from a leakage chamber, the suction valve is suitably arranged immediately at the deepest point in the leakage chamber. The pressure valve can likewise be housed inside the sealing device, however, depending on the space conditions in the sealing device and in the propeller sleeve. even a slightly more distant application is possible.

Diametern för en propelleraxel uppgår vid större skepp till ca 300 - l 000 mm. För avlägsning avläckvätskorurettläckage- rum räcker det med en kolvpump med en slaglängd av omkring 2 - 5 mm och med en kolvdiameter av 5 - 12 mm. En för denna slaglängd tillräcklig kam eller en motsvarande excentricitet hos axeln resp. en på axeln sittande ringformad del inverkar praktiskt taget icke på axeln och dess svängningsbeteende.Med den lilla pumpen kan ett matningstryck uppnås som svarar mot en uppfordringshöjd av 60 m.The diameter of a propeller shaft for larger ships is about 300 - 1,000 mm. For the removal of the leakage liquid corrugated leakage chamber, a piston pump with a stroke of about 2 - 5 mm and with a piston diameter of 5 - 12 mm is sufficient. A cam sufficient for this stroke or a corresponding eccentricity of the shaft resp. an annular part sitting on the shaft practically does not affect the shaft and its oscillating behavior. With the small pump a supply pressure can be achieved which corresponds to a lifting height of 60 m.

Då axeln roterar drives pumpen hela tiden.As the shaft rotates, the pump is driven at all times.

Den måste följaktligen i avseende på sina lager vara så utförd att den även kan arbeta i torrt tillstånd. Pum- pens delar måste dessutom bestå av mot havsvatten och olja motståndskraftigt material. Undanträngningspumpen kan även vara utförd såsom membranpump. Ventilerna är lämpligen utför- da såsom själverkande backventiler. Pumpanordningen bör dimen- sioneras beroende av de driftsförhållanden som man måste räk- na med vid en tätning, varvid avvikelse även kan ske från ovan angivna dimensioner eller flera kammar kan anordnas på axeln.Consequently, in terms of its bearings, it must be so designed that it can work even in the dry state. The parts of the pump must also consist of seawater and oil-resistant material. The displacement pump can also be designed as a diaphragm pump. The valves are suitably designed as self-acting non-return valves. The pump device should be dimensioned depending on the operating conditions that must be taken into account in a seal, whereby deviations can also occur from the above-mentioned dimensions or several cams can be arranged on the shaft.

Pumpanordningen enligt uppfinningen är icke endast i stånd att mata läckvätska ur ett läckagerum in i en eventuellt på högre nivå belägen uppsamlingstank, utan även att framtvinga en strömning genom ett med olja fyllt ringrum eller att alstra ett högre tryck i en med vatten fylld kammare för att pressa en sköljande vattenström genom den yttre tätningen mot detom- givande havsvattnets tryck. 458 590 Andra detaljer av uppfinningen och exempel för dess användning framgår av kraven och av de med ledning av ritningen beskrivna utföringsformerna.The pump device according to the invention is not only capable of supplying leakage liquid from a leakage space into a possibly higher level collection tank, but also forcing a flow through an oil-filled annulus or generating a higher pressure in a chamber filled with water to press a rinsing water stream through the outer seal against the pressure of the surrounding seawater. 458 590 Other details of the invention and examples of its use appear from the claims and from the embodiments described with reference to the drawing.

I ritningen visas olika utföringsexempel i förenklad form och delvis schematisk framställning.The drawing shows various embodiments in simplified form and partly schematic representation.

Pig. 1 är en längdsektion genom en tätningsanordning med en pump i ett läckagerum, fig. 2 är en tvärsektion genom en del av tätningsanordningen innehållande pumpen och tillhörande ventiler, fig. 3 är en längdsektion genom nedre halvan av en tätning med axialt fastpressade glidringar med en pump vid läckagerummet mellan glidringarna, fig. 4 är en längdsektion genom övre halvan av en tätning, där filtrerat sjövatten pressas in i ett ringrum med hjälp av PUJUPEU f fig. 5 är en bakre tätningsanordning med membranpumpar, varvid en pump avlägsnar läckvätska ur ett läckagerum och ytterligare en pump matar smörjmedel ur ett under tryck stående ringrum till en högre upp belägen oljekylare.Pig. Fig. 1 is a longitudinal section through a sealing device with a pump in a leakage space, Fig. 2 is a cross section through a part of the sealing device containing the pump and associated valves, Fig. 3 is a longitudinal section through the lower half of a seal with axially fixed sliding rings with a pump at the leakage space between the sliding rings, Fig. 4 is a longitudinal section through the upper half of a seal, where filtered seawater is forced into an annulus by means of PUJUPEU. Fig. 5 is a rear sealing device with diaphragm pumps, a pump removing leakage liquid from a leakage space and another pump feeds lubricant from a pressurized annulus to a higher oil cooler.

Vid den i fig. 1 visade propellerhylstätningen befinner sig på axeln 1 en löpbussning 2. Axeln 1 är lagrad i en lager- bussning 3 i stävkärnan 4där tätningshuset 5 är fastsatt, vilket består av flera husringar 51, 52, 53, 54. Huset 5 innehåller åtminstone en bakre läpptätning 11, som skyddar ett läckagerum 14 mot det omgivande havsvattnets inträngande. Mel- lan ytterligare tvâ läcktätningar 12, 13 ligger ett ringrwnlš som innehåller olja. Framför tätningen 13 ligger det ävenle- des med olja fyllda rummet 16 i lagret. Genom tätningarna ll och 12 eventuellt i läckagerummet 14 inträngande läckvätska avledes genom en ledning 20. Enligt uppfinningen är i led- 458 390 ningen 20 anordnad en sugventil 21, en undanträngningspump 22 och en tryckventil 23, varvid enligt fig. 1 och 2 sugventilen 21 ligger vid det för tömning avsedda rummet 14 och undan- trängningselementet hos pumpen 22 står i direkt kontakt med en kam 6 eller en motsvarande excentrisk utbildning av en tillsammans med axeln 1 roterande del, exempelvis löpbuss- ningen 2. Då axeln 1 roterar avsuger pumpen 22 hela tiden ur läckagerummet 14 och matar ut över ledningen 20, varvid led- ningen 20 och en anslutníngsledning 24 bakom tryckventilen 23 även kan ha ett stigande förlopp. För att förhindra att i rummet 14 uppstår något för intilliggande tätningar ogynnsamt undertryck, kan en lufttillförselledning 25 vara ansluten till rummet 14.In the propeller sleeve seal shown in Fig. 1, a running bushing 2 is located on the shaft 1. The shaft 1 is mounted in a bearing bushing 3 in the stem core 4 where the sealing housing 5 is attached, which consists of several housing rings 51, 52, 53, 54. The housing 5 contains at least one rear lip seal 11, which protects a leakage space 14 against the intrusion of the surrounding seawater. Between two further leak seals 12, 13 is a ring tube containing oil. In front of the seal 13 there is also the oil-filled space 16 in the bearing. According to the invention, a suction valve 21, a displacement pump 22 and a pressure valve 23 are arranged through the seals 11 and 12, possibly leaking liquid into the leakage space 14. According to the invention, a suction valve 21, a displacement pump 22 and a pressure valve 23 are arranged, the suction valve 21 being located according to Figs. at the emptying space 14 and the displacement element of the pump 22 are in direct contact with a cam 6 or a corresponding eccentric formation of a part rotating together with the shaft 1, for example the bushing 2. When the shaft 1 rotates, the pump 22 sucks the whole time out of the leakage space 14 and discharges over the line 20, whereby the line 20 and a connecting line 24 behind the pressure valve 23 can also have a rising course. To prevent something unfavorable from occurring in the space 14 for adjacent seals, an air supply line 25 can be connected to the space 14.

Medan i fig. 1 sugventilen 21 och pumpen 22 visas bredvid va- rande i axiell led, visar fig. 2 en anordning av dessa delar intill varandra i omkretsriktningen, vilket är föredraget med tanke på en minskning av tätningsanordningens dimensioner.While in Fig. 1 the suction valve 21 and the pump 22 are shown next to each other in the axial direction, Fig. 2 shows an arrangement of these parts next to each other in the circumferential direction, which is preferred in view of a reduction of the dimensions of the sealing device.

Tilloppet till sugventilen ligger vid ringrummets djupaste ställe. En något högre anordning av sugventilen är emellertid möjlig, när en viss mängd av läckvätskan skall vara kvar i läckagekammaren för smörjning av läpptätningarna. Fig. 2 visar dessutom såsom föredragen utföringsform en anordning av tryck- ventilen i tätningshuset nära pumpen.The inlet to the suction valve is located at the deepest point of the annulus. However, a slightly higher arrangement of the suction valve is possible when a certain amount of the leakage liquid is to remain in the leakage chamber for lubrication of the lip seals. Fig. 2 also shows, as a preferred embodiment, an arrangement of the pressure valve in the sealing housing near the pump.

Fig. 2 visar ytterligare detaljer av ett exempel för en pump- anordning med en kolvpump. I en borrning 30 i en inbyggnads- del 39 som exempelvis är inbyggd i den husring S3 som inne- håller läckagerummet 14, är ett av en kolv 31 och stötstången 32 bestående undanträngningselementradíellt(i förhållande till axelns 1 mitt) förskjutbart och pressas fast genom en fjäder 33 till omkretsen av löpbussningen 2 som innefattar { kammen 6. Åtminstone stötstången 32 är lagrad i en ring 34 av lämplig plast, som även medger torrfriktion under en längre tidsperiod. En fastsättningsring 35 fasthåller pumpen i borr- ningen 30. I ytterligare en borrning 36 är sugventilen 21 anordnad. Genom en kanal 20a flyter det insugna mediet in i 458 390 arbetsrummet 30a för kolven 31 och tillföres KOIVGH genom en ledning 20b vid tryckventilen 23, som är anordnad i en borrning 37 till vilken över en gängad del 38 ansluter sig en icke visad tryckledning, som i detta exempel skulle sträcka sig utanför tätningshuset.Backventilerna 21, 23 är visade som fjäderbelastade kulventiler, men andraventilersom medger ge- nomströmning endast i en riktning kan användas. - vid den dubbelverkande glidringstätningen enligt fig. 3 pres- sas två glidringar 41, 42, exempelvis av syntetiskt kol, mot en på axeln 1 fastsatt motring 40, varvid ett läckagerum 44 omger motringen 40. Glidringarna 41, 42 är fastsatta i hålla- re 45, 46, som pressas ihop genom fjädrar 47, 48 ocrmär axiellt förskjutbara i en borrning 43 i en husring 55. Vidläckagerum- met 44 är sugventilen 21 och pumpen 22 anordnade, varvid pum- pen drives genom en kam 49 på motringens 40 omkrets. Havs- vatten som exempelvis tränger in över glidringstätningen 41 och över glidringstätningen 42 inträngande olja bortledes ge- nom pumpen 22, ledningen 20 och tryckventilen 23. Denna anord- ning med glidringstätningar och en i läckagerummet sugande undanträngningspump är lämpad även för större vattendjup, så- dana som exempelvis förekommer vid en drivanordning vid en flytande plattforms ben, eftersom den möjliggör en transport av läckvätskorna till en betydligt högre upp vid benet belä- gen uppsamlingstank.Fig. 2 shows further details of an example of a pump device with a piston pump. In a bore 30 in a built-in part 39 which is for instance built into the housing ring S3 which contains the leakage space 14, a displacement element consisting of a piston 31 and the push rod 32 is displaceable radially (relative to the center of the shaft 1) and is pressed through a spring 33 to the circumference of the running bushing 2 which comprises the cam 6. At least the push rod 32 is mounted in a ring 34 of suitable plastic, which also allows dry friction for a longer period of time. A fastening ring 35 holds the pump in the bore 30. In a further bore 36 the suction valve 21 is arranged. Through a channel 20a the sucked-in medium flows into the working space 30a of the piston 31 and is supplied to KOIVGH through a line 20b at the pressure valve 23, which is arranged in a bore 37 to which a pressure line (not shown) connects via a threaded part 38, which in this example would extend outside the sealing housing. The non-return valves 21, 23 are shown as spring-loaded ball valves, but other valves which allow flow in only one direction can be used. in the double-acting sliding ring seal according to Fig. 3, two sliding rings 41, 42, for example of synthetic carbon, are pressed against a counter ring 40 attached to the shaft 1, a leakage space 44 surrounding the counter ring 40. The sliding rings 41, 42 are fixed in holders 45, 46, which are compressed by springs 47, 48 and are axially displaceable in a bore 43 in a housing ring 55. In the leakage chamber 44 the suction valve 21 and the pump 22 are arranged, the pump being driven through a cam 49 on the circumference of the counter ring 40. Seawater which, for example, penetrates over the sliding seal 41 and oil penetrating over the sliding seal 42 is discharged through the pump 22, the line 20 and the pressure valve 23. This device with sliding seals and a displacement pump sucking in the leakage chamber is also suitable for greater water depths, so which occurs, for example, in a drive device at the legs of a floating platform, since it enables a transport of the leaking liquids to a collecting tank located much higher up at the leg.

Tätningsanordningen enligt fig. 4 innefattar bakom den yttre tätningen 11 ett rum 60, i vilket renat havsvatten införesmed ringa övertryck för att skölja tätningen ll genom det utpres- sade, rena vattnet och hindra inträngande av smuts i rummet 60. Framåt avslutas rummet 60 i detta exempel genom en glid- ringstätning till vilken ansluter sig läckagerummet 64 på _ vilken bakom en tätning 67 följer ett med olja fyllt rumi.ett lager. På axeln lsitter en fasthâllningsring 61 som uppbär en glidring 62 av syntetiskt kol. En motring 63 är axiellt för- F skjutbar vid en husring 56 och pressas genom fjädrar 65 mot glidringen 62. En tätning 66 tätar mellan motringen 63 och 458 390 huset. vid fasthållningsringen 61 är en kam 69 utbildad, som manöv- rerar undanträngningspumpen 22. över en sugventil 21 och ett filterelement 71 suges havsvatteniizgenom en ledning 70 och pressas med hjälp av pumpen 22 över tryckventilen 23 in i rum- met, varvid trycket i rummet höjes över trycket i det omgivan- de havsvattnet, så att den utåt riktade läpptätningen 11 mot havsvattnets tryck avlyftes från axeln 1 och en sköljningsker.The sealing device according to Fig. 4 comprises behind the outer seal 11 a chamber 60, in which purified seawater is introduced with low overpressure to rinse the seal 11 through the squeezed, clean water and prevent the penetration of dirt into the chamber 60. Forwards the chamber 60 in this for example by a sliding seal to which the leakage space 64 adjoins - which behind a seal 67 follows an oil-filled space. On the shaft is a retaining ring 61 which carries a sliding ring 62 of synthetic carbon. A counter ring 63 is axially displaceable at a housing ring 56 and is pressed through springs 65 against the sliding ring 62. A seal 66 seals between the counter ring 63 and the housing. at the retaining ring 61 a cam 69 is formed which operates the displacement pump 22. over a suction valve 21 and a filter element 71 sucks seawater through a line 70 and is pressed by means of the pump 22 over the pressure valve 23 into the chamber, whereby the pressure in the chamber is raised over the pressure in the surrounding seawater, so that the outwardly directed lip seal 11 against the pressure of the seawater is lifted off the shaft 1 and a rinsing vessel.

Härigenom undviker man att eventuellt med havsvattnet genom tätningen 11 inträngande skavande ämnen orsakar en snabb ned- slitning av glidringstätningen.This avoids that any abrasive substances penetrating with the seawater through the seal 11 cause a rapid wear of the slip seal.

Propellerhylstätningen enligt fig. 5 svarar i huvudsak mot den i fig. 1 visade och samma hänvisningsbeteckningar använ- des för överensstämmande delar. Såväl i läckagerummet 14 som i det med olja fyllda ringrummet 15 förekommer emellertid en pump 22a, 22b med en.sugventi121 och med en efterkoppladtzyck- ventil 23a, 23b. Dessutom visas pumparna 22a, 22b såsom memb- ranpumpar som manövreras genom kammarna 6a, 6b. De böjliga membranen 80 kan på visat sätt genom fjädrar 81 eller genom en däri själv verksam fjäderspänning pressas mot ax mar. 7 elns kam- Pumpen 22a avlägsnar inträngande läckvätskor ur läckagerummet 14 och pressar dem över ledningarna 20, 24 till ett högre upp beläget utlopp varifrån de kan rinna av in i en icke visad uppsamlingstank.The propeller sleeve seal according to Fig. 5 substantially corresponds to that shown in Fig. 1 and the same reference numerals were used for corresponding parts. However, both in the leakage space 14 and in the annulus 15 filled with oil, there is a pump 22a, 22b with a suction valve 121 and with a post-connected pressure valve 23a, 23b. In addition, the pumps 22a, 22b are shown as diaphragm pumps operated by the cams 6a, 6b. The flexible membranes 80 can be pressed against the shafts in a manner shown by springs 81 or by a spring tension acting therein itself. The pump 22a removes penetrating leakage liquids from the leakage space 14 and presses them over the pipes 20, 24 to a higher outlet from which they can drain into a collecting tank (not shown).

Pumpen 22b drar olja ur ringrummet 15 och pressar den över ledningarna 74, 75 in i en oljekylare 76 eller en motsvarandeï tank i vilken olja nedkyles och där eventuellt smutspartiklar avsätter sig. Ur tanken 76 flyter oljan åter in i ringrummet 15 över tilloppsledningen 77. Uttagning av olja genom pumpen 22b åstadkommer en hela tiden pågående oljeströmning genom ringrummet 15. I enlighet med den statiska höjden hos olje- kylaren 76 ovanför tätningen kan i ringrummet 15 ett tryck 458 390 upprätthållas som är högre än trycket i rummet 16 i lagret och eventuellt även högre än havsvattentrycket. vid sidan om de visade utföringsexemplen på propelleraxeltät- ningar, som ytterligare kan konstruktivt modifieras i många avseenden och anpassastilltätningsbetingelserna, kan uppfin- ningen även användas vid liknande tätningsanordningar och även vid tätningar för vertikala axlar. I samtliga dessa fall kan det vara fördelaktigt att anordna pumpen direkt eller omedelbart bredvid kammaren ur vilken ett flytande medium skall avlägsnas genom ledningar som har ett betydande ström- ningsmotstånd eller en motsvarande stigning.The pump 22b draws oil from the annulus 15 and presses it over the lines 74, 75 into an oil cooler 76 or a corresponding tank in which oil is cooled and where any dirt particles deposit. From the tank 76 the oil flows back into the annulus 15 over the supply line 77. Withdrawal of oil through the pump 22b causes an ongoing oil flow through the annulus 15. In accordance with the static height of the oil cooler 76 above the seal, a pressure 458 can be in the annulus 15 390 is maintained which is higher than the pressure in the space 16 in the storage and possibly also higher than the seawater pressure. in addition to the shown exemplary embodiments of propeller shaft seals, which can be further constructively modified in many respects and the adaptive sealing conditions, the invention can also be used with similar sealing devices and also with seals for vertical shafts. In all these cases, it may be advantageous to arrange the pump directly or immediately next to the chamber from which a liquid medium is to be removed through lines having a significant flow resistance or a corresponding pitch.

Claims

458 390 PATENT CLAIMS

Seal for propeller sleeve with at least one shaft surrounding, chamber divided by sealing elements, which is provided with a conduit for supply or discharge of a liquid medium and is arranged in a sealing housing, characterized in that in the sealing housing (5) is provided with a displacement pump (22, 22a), the working space (30a) of which is located in a line (20, 70, 44) connected to the chamber (14, 15, 44, 60) and its displacement element (31, 80) is driven against the force of a spring (33) by a cam (6, 49, 69) located on the shaft (1) or a part (2, 40, 61) rotating with the shaft and one of the displacement pump valves (21, 23) is arranged at the chamber (14, 15, 44, 60).

Seal according to Claim 1, characterized in that the suction valve (21) is arranged at the chamber (14, 15, 44) and the pressure valve (23) in a line (20, 74) leading away from the chamber.

Seal according to Claim 2, characterized in that the chamber containing the displacement pump (22) is a leakage chamber (14, 44) for catching liquids seeping through the sealing elements (11, 12, 41, 42) and that it pressurizes - the valve (23) connecting the line (24) leads to a collection tank.

Seal according to claim 3, characterized in that an air supply line (25) leads into the leakage space (14).

Seal according to Claim 2, characterized in that the chamber containing the displacement pump (22) is a filling ring space (15) with lubricant for the sealing elements (12, 13) and that the line (23b) connecting to the pressure valve (23b) 75) leads to a higher oil cooler (76) from which an inlet line (77) eats extends to the chamber (15). 458 390

Seal according to claim 1, characterized in that the chamber containing the displacement pump (22) is an annulus (60) filled with water and that the pressure valve (23) connected to the pump (22) is located in a line (70). ) which supplies water under pressure to the annulus (60), the pressure of the water supplied through the line (70) being higher than the pressure of the seawater surrounding the sealing device.

Seal according to Claim 6, characterized in that the suction valve (21) communicates with the surrounding seawater via a filter (71).

Seal according to one of the preceding claims, characterized in that the displacement pump is designed as a piston pump (22).

Seal according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the displacement pump is designed as a diaphragm pump (22a, 22b).