SE501938C2

SE501938C2 - Safety device for a rotary shaft sealing device, especially for ship propeller sleeves

Info

Publication number: SE501938C2
Application number: SE8802046A
Authority: SE
Inventors: Guenter Pietsch
Original assignee: Blohm Voss Ag
Priority date: 1987-06-02
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1995-06-26
Also published as: DE3718411C2; JP2525225B2; NL193466C; NL8801403A; JPS641693A; SE8802046L; GB2205365A; GB8812899D0; GB2205365B; SE8802046D0; DE3718411A1; NL193466B

Abstract

A safety device at a seal arrangement for rotating shafts, in particular for the stern tubes of ship's propulsion systems is characterised in that the cuff adjacent the outermost of the cuffs facing the lubricant chamber acts as the reserve cuff and is acted on during normal operation at the front side and rearside by the lubricant with a lower pressure than that of the medium to be sealed, and wherein on failure of the outermost cuff the blocking off of the lubricant takes place in such a way that only the supply of lubricant to the front side is interrupted, the supply of lubricant to the rear side (with the lower pressure) is however maintained. <IMAGE>

Description

501 938 2 Uppfinningen har till uppgift att undanröja dessa olägenheter och att i enlighet därmed modifiera den kända säkerhetsanord- ningen så att en reducerad smörjmedelsförsörjning upprätt- hälles trots avbrottet i smörjmedelsströmmen, vilken reduce- rade smörjmedelsförsörjning förhindrar att de övriga manschet- terna går torrt och vidare förhindrar att ett vakuum utveck- las i utrymmet bakom den aktiverade reservmanschetten. För lösning av denna uppgift föreslås enligt den kännetecknande delen av kravet l att, såsom reservmanschett verkar den manschett som är anordnad intill den yttersta av de manschet- ter som är vända mot smörjmedelsutrymmet, och att denna manschett vid normaldrift påverkas vid fram- och baksidan av smörjmedlet och med ett tryck som är lägre än det för mediet som skall tätas samt att vid bortfall av den yttersta man- schetten sker avspärrningen av smörjmedlet så att endast smörjmedelstillförseln till framsidan avbrytes men att smörj- medelstillförseln till baksidan (med det låga trycket) förblir upprätthållen. The object of the invention is to eliminate these inconveniences and to accordingly modify the known safety device so that a reduced lubricant supply is maintained despite the interruption in the lubricant flow, which reduced lubricant supply prevents the other cuffs and further prevents a vacuum from developing in the space behind the activated spare sleeve. To solve this problem, it is proposed according to the characterizing part of claim 1 that, as a spare cuff, the cuff arranged adjacent to the outermost of the cuffs facing the lubricant space acts, and that this cuff in normal operation is actuated at the front and rear of the lubricant and with a pressure lower than that of the medium to be sealed and that in the event of a loss of the outer sleeve, the lubricant is shut off so that only the lubricant supply to the front is interrupted but that the lubricant supply to the rear (with the low pressure) remains maintained.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningsföremålet alstras de bägge olika trycken för smörjmedlet medelst det statiska trycket för smörjmedelspelarna från två på olika höjd ovanför tätningsanordningen anordnade samlingsbehållare, var- vid den högre anordnade samlingsbehållaren via en ledning är förbunden med smörjmedelsutrymmet och den lägre anordnade samlingsbehållaren via en ledning är förbunden med utrymmena vid baksidan och vid framsidan av reservmanschetten, och var- vid avspärrningsorganet är inkopplat i ledningen som gär till utrymmet vid framsidan.According to a preferred embodiment of the object of the invention, the two different pressures for the lubricant are generated by means of the static pressure for the lubricant columns from two collecting containers arranged at different heights above the sealing device, the higher arranged collecting container being connected via a line to the lubricant container cable is connected to the spaces at the back and at the front of the spare sleeve, and whereby the shut-off member is connected in the cable which goes to the space at the front.

Härigenom är det med hjälp av enkla medel möjligt att genom höjdinställning av samlingsbehållarna anpassa smörjmedlets tryck efter trycket för mediet som skall tätas och även att reglera det reducerade trycket motsvarande omständigheterna när det blir erforderligt att aktivera reservmanschetten.Hereby it is possible by means of simple means to adjust the pressure of the lubricant to the pressure of the medium to be sealed by adjusting the height of the collecting containers and also to regulate the reduced pressure corresponding to the circumstances when it becomes necessary to activate the spare sleeve.

Enligt en annan variant föreslås att avstängningsorganet är manövrerbart med hjälp av en detektor som reagerar på tryck- 3 501 938 stegring i utrymmet vid framsidan av reservmanschetten.According to another variant, it is proposed that the shut-off means is operable by means of a detector which responds to a rise in pressure in the space at the front of the spare sleeve.

Härigenom kan säkerhetsanordningens effektivitet höjas efter- som redan obetydliga tryckändringar kan detekteras med hjälp av automatiken.In this way, the efficiency of the safety device can be increased as already insignificant pressure changes can be detected by means of the automation.

En ytterligare ökning av säkerhetseffekten kan enligt uppfin- ningen uppnås genom att reservmanschetten och/eller axeln i området för reservmanschetten är så utformade att reservman- schetten vid axelns rotation utsätts för ständiga, kontrol- lerande svängningar eller vibrationer så att läppens kant utför pumprörelser, Genom den ständiga “pumpningen" med hjälp av reservmanschet- tens tätningsläpp kommer därvid smörjmedel varaktigt eller kontinuerligt att föras fram direkt till denna, varigenom den kyls tillräckligt och därmed får en skonsam drift såsom huvudmanschett. Dessutom upprätthålles genom pumpeffekten ett ständigt smörjoljecirkulationsflöde från utrymmet vid fram- sidan av reservmanschetten, via det öppnade avstängnings- organet, samlingsbehållaren och tillbaka till utrymmet vid baksidan av reservmanschetten.I händelse av att mediet som skall tätas skulle tränga in förbi manschetten som är vänd mot detta medium som skall tätas kan detta eventuellt inträngande medium fortlöpande transporteras in till samlingsbehållaren genom detta cirkulationsflöde. Därifrån kan mediet med lätthet avtappas efter avskiljning.According to the invention, a further increase in the safety effect can be achieved in that the spare cuff and / or the shaft in the area of the spare cuff are designed so that the spare cuff is subjected to constant, controlling oscillations or vibrations so that the lip edge performs pump movements. the constant "pumping" by means of the sealing sleeve of the spare sleeve, lubricant will be permanently or continuously conveyed directly to it, whereby it is cooled sufficiently and thus has a gentle operation as the main sleeve. In addition, the pumping effect maintains a constant lubricating oil flow from the space. side of the spare sleeve, via the opened closure means, the collection container and back to the space at the back of the spare sleeve. In the event that the medium to be sealed should penetrate past the sleeve facing this medium to be sealed, this possibly penetrating medium may be continuously transported to the collection container through this circulation flow. From there, the medium can be easily drained after separation.

Såsom en speciell metod för alstring av pumprörelserna före- slås enligt en ytterligare variant att axelns yta i området för reservmanschetten utformas i form av en excenter, varvid excentricíteten maximalt skall uppgå till 4 mm.As a special method for generating the pump movements, it is proposed according to a further variant that the surface of the shaft in the area of the spare sleeve is designed in the form of an eccentric, the eccentricity being a maximum of 4 mm.

På ritningarna illustreras uppfinningsföremålet schematiskt och i exemplifierande syfte. På ritningarna visar: Fig. l i längdsnitt en säkerhetsanordning vid en såsom multi- pelmanschettätning utformad propellerhylstätning, och 501 938 4 fig. 2 smörjmedelsarrangemanget för propellerhylstätningen enligt fig. 1.In the drawings, the object of the invention is illustrated schematically and by way of example. In the drawings: Fig. 1 shows in longitudinal section a safety device at a propeller sleeve seal designed as a multiple sleeve sleeve, and Fig. 2 shows the lubricant arrangement for the propeller sleeve seal according to Fig. 1.

I fig. 1 betecknas en multipelmanschettätning med hänvisnings- siffran 1, och dess manschetter M1 och M2 är med sina tät- ningsläppar vända mot mediet som skall tätas, i föreliggande fall havsvattnet W, medan manschetterna M3 och M4 med sina tätningsläppar är vända mot propellerhylsans inre, i det följande betecknat såsom smörjmedelsutrymmet S. De nämnda manschetterna samverkar med sina tätningsläppar med en buss- ning 2 som är uppdragen på propelleraxeln 3 och som vid den ena änden, via en fläns 4, är förbunden med propellernavet, och vid den andra änden skjuter in i propellerhylsan 5.In Fig. 1, a multiple sleeve seal is denoted by the reference numeral 1, and its sleeves M1 and M2 are with their sealing lips facing the medium to be sealed, in the present case the seawater W, while the sleeves M3 and M4 with their sealing lips are facing the propeller sleeve. The cuffs cooperate with their sealing lips with a bushing 2 which is mounted on the propeller shaft 3 and which at one end, via a flange 4, is connected to the propeller hub, and at the other the end projects into the propeller sleeve 5.

Manschetterna är vardera inspända mellan två stationära stöd- ringar så att det mellan varje två manschetter bildas en ring- kammare, och närmare bestämt kammaren Kl mellan manschetterna Ml och M2, kammaren K2 mellan manschetterna M2 och M3 och kammaren K3 mellan manschetterna M3 och M4.The cuffs are each clamped between two stationary supports so that a ring chamber is formed between each two cuffs, and more specifically the chamber K1 between the cuffs M1 and M2, the chamber K2 between the cuffs M2 and M3 and the chamber K3 between the cuffs M3 and M4.

Manschetten M3 intar en särställning såtillvida att den är insatt såsom inaktiv reservmanschett, dvs vid normaldrift ut- övar den ingen tätningsfunktion, men i händelse av bortfall av manschetten M4 aktiveras den såsom tätningsmanschett. Man- schetten görs overksam eller inaktiv genom att kamrarna K2 och K3 påverkas med smörjmedel med samma tryck. Tillförseln respektive bortledningen av smörjoljan sker genom de med hjälp av pilar antydda kanalerna 6 och 7. Bortfaller manschetten M4 så förlorar den sin tätningsförmåga och påverkas reservman- schetten M3 på dess framsida med trycket av smörjoljan från smörjmedelsutrymmet S. I denna situation kommer ledningen 7 att stängas, såsom beskrives närmare nedan, och därmed för- hindras bortledningen av olja från kammaren K3. Smörjolje- trycket i ledningen 6 bibehålles, och närmare bestämt på en nivå som ligger under sjövattnets W tryck.The cuff M3 occupies a special position insofar as it is inserted as an inactive spare cuff, ie during normal operation it does not perform a sealing function, but in the event of failure of the cuff M4, it is activated as a sealing cuff. The cuff is rendered inactive or inactive by the chambers K2 and K3 being affected with lubricant with the same pressure. The supply or discharge of the lubricating oil takes place through the channels 6 and 7 indicated by arrows. If the sleeve M4 is lost, it loses its sealing ability and the spare sleeve M3 on its front is affected by the pressure of the lubricating oil from the lubricant space S. In this situation the line 7 will is closed, as described in more detail below, and thus the discharge of oil from the chamber K3 is prevented. The lubricating oil pressure in line 6 is maintained, and more specifically at a level below the W water pressure.

Mot den på detta sätt aktiverade reservmanschetten M3 verkar således på framsidan trycket isnnörjmedelsutrymmet S, dvs i föreliggande fall cirka 1,3 bar, och på baksidan det relativt s 501 938 sett lägre smörjoljetrycket i ledningen 6, dvs cirka 0,8 bar.Thus, against the reserve sleeve M3 activated in this way, the pressure on the ice lubricant space S, i.e. in the present case about 1.3 bar, acts on the front, and on the back the relatively lower lubricating oil pressure in the line 6, ie about 0.8 bar.

Detta tryck garanterar att bildandet av ett vakuum i kammaren K2 med säkerhet undvikes.This pressure guarantees that the formation of a vacuum in the chamber K2 is certainly avoided.

I området för reservmanschettens M3 tätningsläpp är bussningen 2 utformad i form av en excenter, och närmare bestämt så att manschettens M3 tätningsläpp vid bussningens 2 rotation utför en ständig radiell rörelse fram och åter, vilken - såsom är känt vid dylika manschetter - leder till en pumpverkan så att smörjoljan i ledningarna 6 och 7 erhåller den strömning som antyds med pilarna. Excentriciteten E får naturligtvis inte överskrida en viss storlek och uppgår maximalt till 4 mm.In the area of the sealing lip of the spare sleeve M3, the bushing 2 is designed in the form of an eccentric, and more specifically so that the sealing lip of the sleeve M3 during the rotation of the bushing 2 performs a constant radial movement back and forth, which - as is known in such cuffs - leads to a pumping action. so that the lubricating oil in lines 6 and 7 obtains the flow indicated by the arrows. The eccentricity E must of course not exceed a certain size and amounts to a maximum of 4 mm.

I fig. 2 illustreras i förminskad skala tätningsanordningen enligt fig. l och därav framgår smörjmedelsarrangemanget. De till kamrarna K2 respektive K3 anslutna ledningarna 6 respek- tive 7 går till en samlingsbehållare 8 för smörjolja, vilken är anordnad lägre än sjövattnets W yta WL, så att det statiska trycket i kamrarna K2 och K3 är lägre än sjövattnets W statiska tryck.Fig. 2 illustrates on a reduced scale the sealing device according to Fig. 1 and the lubricant arrangement can be seen therefrom. The lines 6 and 7, respectively, connected to the chambers K2 and K3, respectively, go to a collecting container 8 for lubricating oil, which is arranged lower than the surface WL of the seawater WL, so that the static pressure in the chambers K2 and K3 is lower than the static pressure of the seawater W.

I ledningen till kammaren K3 är ett avstängningsorgan ll in- kopplat, vilket vid normaldrift är öppet och vilket vid bort- fall av manschetten M4, dvs för aktivering av reservmanschet- ten M3, stängs för hand eller med hjälp av en sensor. En andra samlingsbehållare 9 är anordnad högre än sjövattnets W yta WL och är via en ledning lO förbunden med smörjmedelsutrymmet S.In the line to the chamber K3 a shut-off member 11 is connected, which in normal operation is open and which in the event of failure of the cuff M4, ie for activating the spare cuff M3, is closed by hand or by means of a sensor. A second collecting container 9 is arranged higher than the surface WL of the seawater W and is connected via a line 10 to the lubricant space S.

Denna samlingsbehållare 9 sörjer således för upprätthållande av trycket i smörjmedelsutrymmet S, vilket tryck är högre än sjövattnets W statiska tryck, i föreliggande fall cirka 1,3 bar.This collecting container 9 thus ensures that the pressure in the lubricant space S is maintained, which pressure is higher than the static pressure of the seawater W, in the present case about 1.3 bar.

Claims

501 938 6 PATENT CLAIMS

1. A safety device in a sealing device (1) for rotating shafts (2, 3), in particular for propeller sleeves (5) for ship propulsion machinery, with two groups (M1, M2 and M3, M4), respectively, of at least two in axially directed next to each other, each between two stationary support rings clamped lip sleeves of elastomeric material, the sleeve group (M1, M2) adjacent to the medium (W) to be sealed facing this and the other group (M3 , M4) faces the space (S) filled with a liquid lubricant, preferably oil, which is under the same or slightly higher pressure than the medium to be sealed and one of the cuffs facing the lubricant space acts as a spare sleeve ( M3), which in normal operation is affected with the same lubricant pressure both on its front and also on its back and is thus deactivated or 'brought to an inactive state, but which in the absence of one of the lubricant space (S) facing m the sleeves (M4) are activated by shutting off the supply of lubricant to the spare sleeve by means of a shut-off means (II), characterized in that the sleeve adjacent to the outermost (M4) of the cuffs facing the lubricant space and acting as a spare sleeve (M3) that this during normal operation on the front and rear is affected by the lubricant with a lower pressure than that of the medium (W) to be sealed and that the shut-off of the lubricant in the event of failure of the outermost cuff (M4), so that only the supply of lubricant (7) to the front is interrupted and that it is maintained to the back (6) with the lower pressure.

Safety device according to claim 1, characterized in that the two different pressures of the lubricant are generated by the static pressure of the lubricant columns from two collecting containers (8, 9) arranged at different heights above the sealing device (1), the higher arranged collecting container (9 ) is connected via a line (10) to the lubricant space (S) and the lower collecting container (8) is connected via each line (6 501 938 7 in respectively 7) to the space (K2) at the rear and the space (K3). ) at the front of the spare sleeve (M3) and wherein the shut-off means (II) is connected in the line (7) which goes to the space (K3) at the front.

Safety device according to Claim 1 or 2, characterized in that the shut-off means (II) can be operated by means of a detector which reacts to a pressure increase in the space (K3) on the front of the spare sleeve (M3).

Safety device according to one or more of Claims 1 to 3, characterized in that the spare sleeve (M3) and / or the shaft (2, 3) in the area of the spare sleeve are designed in such a way that the spare sleeve is subjected to constant, controlled oscillations during rotation of the shaft. or vibrations so that the edge of the lip performs pump movements.

Safety device according to claim 4, characterized in that the pump oscillations are due to an eccentric design of the surface of the shaft (2, 3) in the area of the spare sleeve (M3).

Safety device according to Claim 5, characterized in that the eccentricity amounts to a maximum of 4 mm.