用于旋转轴，特别用于船舶推进系统的尾轴管密封结构的安全装置

摘要

用于旋转轴，特别是用于船舶推进系统的尾轴管密封结构的安全装置，其特征在于，作为备用涨圈而应用的是朝向润滑剂室的最远涨圈的相邻涨圈，当正常运转时，该备用涨圈的前侧和背侧施加着比要密封介质较低的润滑剂压力，而当最远的涨圈发生故障时，该润滑剂的中断是如此进行的，即，仅仅输往前侧的润滑剂中断，而输往背侧的润滑剂(较低的压力)仍保持着。

说明书

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本发明涉及一个用于旋转轴，特别用于船舶推进系统的尾轴管密封结构的安全装置，两组唇状涨圈，每组至少包括二个弹性材料的唇形涨圈，分别被夹紧在固定于壳体上呈轴向并排的两支承环之间，邻近被密封的介质的一组涨圈朝向该介质，而另一组朝向加注流体润滑剂最好是润滑油的润滑室，润滑剂的压力和被密封的介质的压力相等或略高一些，其中面向润滑室的一个涨圈，用作备用涨图，在正常运转时，其前后面上作用着相同的润滑剂压力，从而不起作用，但当朝向润滑室的一个涨圈发生故障时，由于借助阻塞件中断了对备用涨圈的润滑剂供给，它就起作用。

在这类已知安全装置中（日本专利公报8221/1981），朝向润滑剂室的最外涨圈作为备用涨圈而使用。在正常运转时，该涨圈的前侧和背侧的等压是这样实现的，即通过一个沟槽将润滑剂输入到备用涨圈的背侧，而该槽连接到一个容纳从收集罐中泵送来的润滑剂的收集器上，在该收集器中保持一定压力，与作用在备用涨圈前侧的压力相一致。

与备用涨圈相邻的涨圈万一发生故障时，上述槽被关闭，由此，该备用涨圈就起作用。润滑剂的完全中断就产生这样的副作用，即，所有往和故障涨圈相邻的并朝向被密封介质（在船尾管密封装置中的海水）的涨圈的润滑剂输送也就中断。

由此，这种涨圈因为缺少润滑而产生过热的危险，并进而会使它产生过早的故障。还会导致，因为此时故障涨圈两侧形成相等的压力，使朝向被密封的介质的最后涨圈的背侧可能产生一定真空，根据经验对于船尾管密封装置大约为-0.6。巴它作用在窄的起作用的备用涨圈背侧上，于是在备用涨圈上就作用有大约1.9巴的压力差，此时，润滑剂室中具有1.3巴的压力，这是符合常规的。这类高压载体当然增加了前面提到的关于备用涨圈使用寿命的不良作用。

本发明提出的任务是，消除这些不利因素并改进已知的安全装置，即使在润滑介质流阻断时，还能维持一个减少的润滑介质供给，从而避免其余涨圈的干运转，并防止了在起作用的备用涨圈的背侧空间的内形成真空。

为解决这一任务，规定与朝向润滑剂室的最远涨圈相邻的涨圈用作备用涨圈，在正常运转时该涨圈的前侧和背侧由具有比被密封介质较低压力的润滑剂所作用，而当最远的涨圈发生故障时，该润滑剂的中断是如此进行的，即，仅仅输入前侧的润滑剂中断，而输往背侧的润滑剂（具有较低的压力）仍然维持着。

按着本发明的一个优选实施例，这种润津剂的两个不同的压力通过在密封装置上方安置在两个不同高度上的收集器的润滑剂柱静压而产生，较高的收集器经过一条导管与润剂室连接，而较低的收集器经过相应的导管分别与备用涨圈的前侧室和后侧室相连接，该阻塞件装在通向前侧室的导管中。

由此，利用这一简单的方法就能够通过收集器的高度调节使润滑剂的压力适于被密封介质的压力，并且如果在备用涨圈必须起作用时按照环境来控制降低的压力。

根据另外一个变型，该阻塞件通过一个在备用涨圈前侧室的压力升高时而应答的检测器而操作的。

依此，安全装置的效能可以提高，因为通过这种自动检测装置，微小的压力变化也能检测到。按照本发明如果备用涨圈和/或该轴在备用涨圈区域如此设置，使轴在旋转而唇边缘进行泵运动时，备用涨圈连续经受有控制的振荡，则安全效果可得到进一步改善。

因为通过该备用涨圈的密封唇的不断“泵作用”，润滑剂就持续地直接输送到备用涨圈，由此，该备用涨圈得以足够的冷却，从而作为主涨圈使用而得到保护。此外，通过这种泵作用，一种连续的润滑油循环流，从备用涨圈的前侧室经过打开的阻塞件、收集器然后回到备用涨圈的背侧室，得以维持。由于这种连续的流动，最终通过朝向被密封介质的涨圈的任何介质被连续地输入到收集容器。从那里，经分离后，该介质可以无困难地流出。

根据另外一个变型，作为一种产生泵运动的特殊方法，建议在备用涨圈区域的轴表面按照一种偏心装置形式设置，该偏心度最大为4mm。

在附图中以简图形式作为实施例对本发明作了描述。它表示：

图1是一个在纵剖面内形成多道唇形油封的船尾管油封安全装置;

图2是用于图1的船尾管油封的润滑剂管路图;

在附图1中标号1表示多道涨圈油封，涨圈M₁和M₂以其密封唇对着要密封的介质，在本案情况下是对着海水W的，而此时涨圈M₃和M₄以它们的密封唇朝向尾管内部，下面用润滑剂室S表示。这种所谓的涨圈以其密封唇和轴套2协同作用，该套筒装配在螺旋浆轴3上，并其一端通过法兰盘4与螺旋桨轮毂连接，而另一端伸入到船尾管5中。这些涨圈分别张紧在两个位置固定的支承环之间，于是，在两个涨圈之间总会构成一个环形室，亦即在涨圈M₁和M₂之间构成室K₁，在涨圈M₂和M₃间构成室K₂和在涨圈M₃和M₄间构成室K₃。

涨圈M₃具有特别的作用，因为它作为一个不起作用的备用涨圈而使用，即在正常运转情况下它不起密封作用，然而当涨圈4发生故障时，该涨圈M₃就作为密封涨圈而起作用。该涨圈不起作用是由于室K₂和K₃作用着相同压力的润滑剂。润滑油的输入和输出是通过由箭头表示的管道6和7实现的。如果涨圈M₄出故障，那么它就失去其密封能力，因而，备用涨圈M₃就处在前侧，它受到从润滑剂室S来的润滑油压力作用。在这种情况下，导管7关闭，如下面还要详细说明的，并由此使室K₃的排油中断。而在导管6中的润滑油压力仍然保持着，并且处于低于海水W压力的某一值。

在该起作用的备用涨圈M₃的前侧作用着润滑剂室S中的压力，在本方案情况下大约为1.3巴，而在背侧作用着导管6中的比较低的润滑油压力，大约为0.8巴。这样的压力可以保证在室K₂内避免形成真空。

在备用涨圈M₃的密封唇区域，轴套2按照一种偏心轮如此设置，即涨圈M₃的宓封唇在轴套2转动时进行连续的径向往返运动，这样，正如这类涨圈公知的那样，就产生一种泵作用效果，于是，在导管6和7中的润滑油就按箭头所示方向的流动。这种偏心度E自然不应超过某一尺寸，其最大约4mm。

在附图2中表示的是按照图1缩小的密封设置，以便看出润滑剂管路。相应与室K₂和K₃连接的导管6和7通向一个润滑剂收集器8，该收集器设置得比海水W的丰面WL低一些，以使室K₂和K₃中的静压比海水W的静压低一些。

在通向室K₃的导管中装有一个阀11，它在正常运转时是开着的，而当涨圈M₄发生故障时，用手或通过一个传感器将其关闭，导致备用涨圈M₃发挥作用。一个第二收集器9配置得比海水W的表面WL要高一些，并通过一个导管10与该润滑剂室S连接。该收集器9确保润滑剂室S的压力比海水W的静压高一些，在本案情况下该压力大约为1.3巴。