SE505761C2 - Tätningsanordning för roterande axlar, i synnerhet propellerhylstätning för fartygspropelleraxlar - Google Patents

Description

505 761 2 sträcker sig över den inre ytan och eventuellt även över en del av värmeledarrörens inre. Dessa värmeledarrör har emellertid hittills inte utnyttjats vid axeltätningsanordningar för kylning av tätningsringarna, även om fackvârlden var förtrogen med det faktum att med hjälp av dylika värmeledarrör kan relativt stora värmeströmmar transporteras vid smä temperaturskillnader.

Genom denna enligt uppfinningen föreslagna, speciella använd- ningsform uppnås förutom övervinnandet av de nämnda bristerna, att ett slags autonom reglering av kylförloppet äger rum, efter- som kyleffekten sätter in när tätningsringarnas temperatur genom friktion är sä hög att föràngningsförloppet börjar vid det heta stället, medan, vid sjunkande temperatur, förängningsförloppet avstannar och därmed kylningen upphör. Denna reglering kan även uppfattas sàsonnett sàkerhetsförlopp när, exempelvis i isbemängda vatten, en för kraftig kylning av tätningsringarna skulle kunna leda till en för dessa skadlig isbildning.

I underkraven är fördelaktiga utföringsformer av föremålet för kravet 1 kännetecknade. Således är det enligt kravet 2 anordnat så att vatten, alkohol eller andra vätskor med liknande koktempe- ratur insâtts såsom kylmedium, varvid dylika med god värmeled- ningsförmåga föredrages.

Enligt kraven 3 resp. 4 är kanalerna för värmeledarrören endast anordnade inuti axeln eller axelbussningen.respektive endast inom bârsystemet för tätningsringarna, varvid det förstnämnda utföran- det ár att föredraga eftersom det möjliggör framdragning av värmeledarrören sä nära ställena med den största friktions- och värmeutvecklingen som möjligt, nämligen tätningsringarnas kontaktställen med axeln.

Kravet 5 anger vid tätningsanordningar med axelbussning en rela- tivt enkel lösning för införande av värmeledarrören i axelbuss- ningens vägg. 505 761 3 I kraven 6-8 har lösningar föreslagits, vilka motsvarar det vid bestämda förutsättningar upptrådandet kravet som består i att inte samtliga tätningsringar, utan endast en.bestämd del av dessa skall kylas och att den andra delen skall lämnas okyld.

Enligt krav 9 och 10 förbättras kapillärstrukturen i så mån att kapillärsubstansens lossnande eller deformation även undvikes efter längre drift.

På ritningarna illustreras schematiskt ett flertal utförings- former av uppfinningen i fyra figurer. På ritningarna visar: Fig. 1 en tätningsanordning vid en med en axelbussning försedd fartygspropelleraxel med.i axelbussningen anordnade värmeledarrör i längdsnitt, fig. 2 en med avseende pà det kalla stället enligt fig. 1 modifierad utföringsform, fig. 3 ett delstycke av ett tvärsnitt genom axelbuss- ningen enligt fig. 1, fig. 4 och 5 ett längdsnitt respektive ett tvärsnitt genom axelbussningen.vid en i förhållande till fig. 1-3 modifierad utföringsform, och fig. 6 och 7 tätningsanordningar med i förhållande till fig. 2 reducerat verkningsområde för det heta stället.

I samtliga figurer har samma komponenter försetts med samma hänvisningssiffror.

Med.l betecknas en fartygspropelleraxel pà vilken en axelbussning 2 är uppdragen, vilken via en fläns 2a är vridfast förbunden med propellern (icke illustrerad) och vilken vid den ena änden skjuter in i det omgivande vattnet W och vid den andra änden skjuter in i axellagrets (icke illustrerat) smörjoljekammare S. 505 761 4 Mot axelbussningen 2 anligger fyra såsom läpptätningar utformade tàtningsringar 8a-8d vilka är så anordnade på avstånd intill varandra att två tätningsringar 8c, 8d är tillordnade och vända mot det yttre mediet W och att två tàtningsringar Ba, 8b är till- ordnade och vända mot smörjoljekammaren S.

Tätningsringarna 8a-8d är uppburna av ett bärsystem, bestående av fem ringdelar 3, 14, 5, 6, 7, vilka är anordnade intill varandra i axiell riktning, varvid den till smörjoljekammaren S angränsande ringdelen 3 är fastsatt vid propellerhylsan N och således uppbär hela tätningsanordningen.

I axelbussningens 2 vägg är ett flertal av borrningar 9 upptagna, vilka med sina längdaxlar förlöper parallella med axelbussningens 2 längdaxel, varvid deras diameter huvudsakligen är hälften så stor som axelbussningens väggtjocklek. I dessa borrningar är vid varje tillfälle ett värmeledarrör 10 - även benämnt "heat pipe" - tätt insatt. Dylika värmeledarrör består av värmeledande mate- rial, är tillslutna vid. bägge ändar och bildar således en kammare. I denna kammare är en kapillärkropp 11 anordnad vilken antingen berör hela rörets innervägg eller endast berör detta utmed en mantellinje. Kapillärkroppen ll har likaledes rörformad utformning och är i allmänhet tillverkad av ett trädnät som är mättat med ett flytande avdunstbart medium, i föreliggande fall vatten. Om nu kammarväggen i området för dess ena ände, i före- liggande fall i området för tätningsringarna 8a-8d, upphettas till koktemperaturen för mediet, så förångas mediet ur kapillär- kroppen ll vid detta ställe, vilket antyds med hjälp av pilparen. Ångan strömmar därvid mot de icke upphettade respektive kylda kammarväggarna, i föreliggande fall till de direkt eller indirekt av det omgivande vattnet påverkade ändomrädena 10" av värmeledar- rören 10 och kondenseras där under avgivande av deras föräng- ningsvärme.

Kondensatets återtransport till förångningsdelen 10' sker inuti kapillärkroppen ll på grund av kapillärkrafterna. Värmeledar- rörets 10 längd är i föreliggande fall vald så att det med sin 505 761 s upphettade del 10' (varma ställe) skjuter fram ett stycke förbi den innersta tätningsringen Sa och med sin kylda del 10" (kalla ställe) när fram in i området för den av det omgivande vattnet W omspolade delen av axelbussningen 2.

I fig. 2 har arrangemanget enligt fig. 1 modifierats i sådan màn att det kalla stället 10" av värmeledarröret 10 är fört ut ur axelbussningens 2 vägg och därmed direkt spolas med det omgivande vattnet W, varigenom värmeväxlingen eller -utbytet med det om- givande vattnet W intensifieras.

Av fig. 3, i vilken endast en del av axelbussningens 2 vägg illustreras i tvärsnitt, framgår att borrningarna 9 för värme- ledarrören 10 kan anordnas fördelade med avstånd över axelbuss- ningens 2 vägg, varvid detta avstånd alltefter de värmemängder som skall bortledas och den förväntade temperaturen för det omgivande vattnet W är förutbestämbart i motsvarande utsträck- ning. För jämförelse härmed hänvisas även till fig. 5 enligt vilken avstànden reducerats ner till en tät anliggning.

Enligt fig. 4 och 5 är axelbussningen 2 inarbetad i två hyls- formiga delar 2' och 2". Tätningen av de hylsformiga delarna 2', 2" mot varandra sker med hjälp av en tätningsring 12', 12" vid den främre och den bakre änden av de hylsformiga delarna 2', 2".

Såsom vridsäkring är härvid anordnade ställskruvar 13 eller liknande. Enligt fig. 6 resp. 7 har arrangemanget enligt fig. 1 och 2 förändrats i sådant avseende att vid varje tillfälle är endast de mot det omgivande vattnet W vända tätningsringarna 8c, 8d respektive de mot smörjoljekamaren S vända tätningsringarna 8a, 8b inbegripna i kylsystemet. Detta sker pá enkelt sätt genom att värmeledarrören 10 dimensioneras så korta att deras heta ställe 10' endast när in till omrâdet för de mot det omgivande vattnet W vända tätningsringarna 8c, Bd (fig. 6) respektive att vid full längd för värmeledarrören 10 är deras yttervägg i omrä- det för de mot det omgivande vattnet W vända tätningsringarna 8c, 8d utförda värmeisolerande eller omgivna med ett värmeisolerande skikt 14.

Claims (10)

505 761 6 PATENTKRAV

1. Tâtningsanordning för roterande axlar, i synnerhet propel- lerhylstätning för fartygspropelleraxlar'med.eller utan.axelbuss- ning, vilken angränsar till ett flytande, relativt kallt medium, företrädesvis sjövatten, och till ett relativt varwnmedium, före- trädesvis smörjolja, vid vilken vidare två eller flera av ett stationärt bärsystem fasthållna tätningsringar är anordnade, vilka är utformade såsom läpptätningar och/eller glidringstät- ningar, och vilken är utrustad med en anordning för kylning av tätningsringarna, vilken uppvisar axeln och/eller bärsystemet genomträngande kanaler för ett i ett slutet kretslopp cirkule- rande flytande kylmedium, k ä n n e t e c k n a d av att kana- lerna (9) vid varje tillfälle är utformade såsom värmeledarrör (10) eller bildar ett säte för ett separat värmeledarrör (10), varvid varje värmeledarrör är tillslutet utåt och är utrustat med ett utifrån värme upptagande avsnitt (10'), i vilket kylmediet föràngas - heta stället - och ett utåt värme avgivande avsnitt (10"), i vilket ångan kondenseras - kalla stället - varvid kyl- mediets cirkulation inuti värmeledarröret (10) äger rum mellan det heta stället (10') och det kalla stället (10") och av att för kondensatets återgång är ledningsorgan i form av kapillärrör (11) anordnade vilka sträcker sig över värmeledarrörets (10) inre yta och eventuellt även över en del av dess inre, och av att dimen- sionerna och läget för värmeledarröret är valda så att dess heta ställe (10') ligger i området för tätningsringarna (8a, 8b, 8c, 8d) och att dess kalla ställe (10") ligger i området för det kalla mediet, och varvid kylmediet är så valt att dess kokpunkt vid det i värmeledarröret rådande trycket med ett litet värde är lägre än den för tätningsringarna (8a, 8b, 8c, 8d) ännu tillåtna upphettningstemperaturen.

2. Tätningsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att för kylmediet är vatten, alkohol eller andra vätskor med liknande koktemperatur insättbara. ”505 761 7

3. Tätningsanordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att vârmeledarrören (10) uteslutande är anord- nade i området för bärsystemet (3, 4, 5, 6, 7) för tätnings- ringarna (8a-8d).

4. Tätningsanordning enligt krav 1 eller 2, k á n n e - t e c k n a d av att vid en axel (1) med axelbussning (2, 2') är vârmeledarrören (10) anordnade uteslutande i axelbussningens (2) väss-

5. Tätningsanordning enligt krav 4, k à n n e t e c k n a d av att axelbussningen (2, 2a) pà längden är delad i två hyls- formiga delar, varvid kanalerna (9) för vârmeledarrören (10) är anordnade i området för fogen mellan de bägge delarna (2', 2").

6. Tätningsanordning enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a d av att vid utnyttjande av tätningar med ett fler- tal axiellt intill varandra anordnade tätningsringar (8a-8d) av vilka en del (8a, 8b) är vända mot det varma mediet (S) och en del (8c, 8d) är vända mot det kalla mediet (W), är längden och läget för vârmeledarrören (10) i axiell riktning i förhållande till tâtningsringarna valda så att kyleffekten endast kommer nägra av dessa tätningsringar till godo.

7. Tätningsanordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att vârmeledarrören (10) med deras “heta ställe" (lO') endast sträcker sig in till i området för de mot det kalla mediet (W) vända tätningsringarna (8c, 8d) (fig. 6).

8. Tätningsanordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att vârmeledarrören (10) med sitt "heta ställe" (10') visser- ligen sträcker sig in i området för tätningsringarna (8a, Bb) som är vända mot det varma mediet (S), men att värmeledarrörens (10) vägg i området för tätningsringarna (8c, 8d) som är vända mot det kalla mediet (W) är utformade värmeisolerande (14) (fig. 7). 505 761 8

9. Tàtningsanordning enligt något av kraven 1-8, k ä n n e - t e c k n a d av att kapillârrören (ll) är bildade av åtminstone en längs vàrmeledarrörens (10) innervägg förlöpande tràdväv eller -duk.

10. Tätningsanordning enligt något av kraven 1-9, k ä n n e - t e c k n a d av att kapillârrören (11) är bildade med hjälp av i värmeledarrörens (10) innervägg införda, parallella, företrä- desvis skruvlinjeformigt förlöpande räfflor.