用于船舶螺旋浆轴的尾轴管密封装置制造方法及图纸

一个公知的借助所谓热导管冷却加热物体的原理被本发明专利技术应用在旋转轴的密封装置中，特别是应用在船舶螺旋桨轴的密封装置中。按照该原理，一个向外封闭的、用一种液体工作介质填充的、在纵向延伸的腔，一方面伸到要冷却的物体中，另一方面伸到冷介质中，实现了一种连续的热循环，即在腔的热区域工作液体汽化，蒸汽流向腔的冷区域并在那里冷凝，冷凝物借助一个毛细管结构返回到热区域。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,特别是用于船舶螺旋桨轴的尾轴管密封装置的制作方法
本专利技术涉及一种旋转轴密封装置，特别是用于船舶螺旋浆轴的尾轴管密封装置，这种密封装置具有(或者没有)轴套管，轴套管与较冷的液态介质(最好是水)和较热的介质(最好是润滑油)相邻，此外，在轴套管上还有两个或多个由固定支承系统支承的密封环，这些密封环构成了唇形密封和/或滑环密封，轴套管还装有冷却密封环的装置，该冷却装置具有通过轴和/或支承系统的构槽，这些沟槽用于在一个封闭循环中循环的液态冷却介质。这种类型的密封装置已由DE-OS2239570，2409954、3535855和3818890公开，在这些密封装置中，通过一个沟槽系统实现冷却介质循环，该沟槽系统与轴和/或通过密封环支承系统的沟槽接通，并且闭合在密封装置以外的循环中。在该循环中有一输送机构以保持循环，并且通常接通一个冷却源或者一个与这种冷却源共同作用的热交换器，这样自然就需要相当大的设备费用。另一个困难在于，这种循环介质必须同时满足冷却功能和润滑功能的要求，这两种功能不能被充分满足，而只是进行了某种折中。此外，当这种沟槽安置在轴或者轴套管上时，由于沟槽溢流孔的转动产生冷却介质的压力冲击，由此发生振动，这种振动使密封环承受额外的应力，特别是当密封环构成唇形密封时更明显。本专利技术的任务是克服上述的困难和不足，继续发展前述类型的密封装置，即放弃外部系统和冷却源，将冷却介质与润滑介质分开，避免有害的振动。该任务是这样解决的沟槽总是构成热导管，或者构槽容纳独立的热导管，每一个热导管向外是封闭的，该热导管具有吸收外部热的部分(热段)，在该部分冷却介质汽化，该热导管还具有向外放出热量的部分(冷段)，在这一部分蒸汽冷凝，同时在热导管的热段与冷段之间，实现冷却介质循环，为了冷凝物回流，热导管配置了毛细管，该毛细管穿过热导管的内表面，必要时还可经过热导管内腔的一部分而延伸，热导管的尺寸和位置应当如此选择，即其热段位于密封环的区域，其冷段位于冷介质的区域，冷却介质如此选择，即其沸点在热导管内的压力下略低于密封环能承受的温度。通过DE-OS1904105还知道，为了冷却，已使用过热导管(也称热管)，这种热导管向外是封闭的并且设置一个从外面吸热的部分(在这一部分冷却介质汽化，即热段)和一个向外面传热的部分(在这一部分蒸汽冷凝，即冷段)，同时，在热导管的热段与冷段之间实现冷却介质的循环，为了冷凝液的回流设置了一种毛细管形的导流装置，这种毛细管穿过内表面，也许还经过热导内腔的一部分而延伸，然而，这种热导管至今还没有在轴-密封装置中用来冷却密封环，尽管技术界早已熟知，这种热导管在很小的温差下可以输送相当大的热流。通过本专利技术的具体实施例，克服所说的不足，可实现冷却过程的自主控制，因为利用了冷却作用，即当密封环的温度由于摩擦升高到一定程度时，热段进入气化过程，当温度降低时气化过程停止，冷却也停止了。这种控制过程也可以理解为一种安全过程，例如，在快要结冰的水流中，密封环的过度冷却会导致有害的冰形成。本专利技术的特征还在于可使用水、乙醇或其它具有相近沸点的液体作为冷却介质;热导管仅仅配置在密封环的支承装置的区域;在一个具有轴套管的轴上，热导管仅仅配置在轴套管的壁内;轴套管沿纵向分成两个套筒形部分，用于热导管的沟槽设置在这两部分的接合区域;当使用具有多个轴向并列设置的密封环的密封装置时，这些密封环的一部分朝向热介质，另一部分朝向冷介质，导热管的长度和相对密封环的轴向位置应当如此选择，即冷却作用只对这些密封环中的几个有利;热导管的“热段”仅仅延伸至朝向冷介质的密封环区域;热导管的“热段”仅仅延伸至朝向热介质的密封环区域，并且热导管壁在朝向冷介质的密封环区域是绝热的;毛细管通过至少一根沿着热导管内壁的线构成。毛细管通过在热导管内壁设置平行的，最好是螺旋线形走向的构槽构成。如权利要求2所述，作为冷却介质，可利用水、乙醇或其它具有相近沸点的液体，同时它们也应具有优良的热传导性。按照权利要求3和4，用于热导管的沟槽仅仅在轴或轴套管内或者在密封环的支承系统内设置，同时，第一实施例是最佳的，因为该实施例可使热导管尽可能地靠近最大摩擦和热的形成段(密封环与轴的接触段)。权利要求5介绍了在具有轴套管的密封装置中使热导管进入轴套管壁的一种较简单的解决方案。权利要求6-8提出了一些解决方案，这些解决方案在一定先决条件下能满足要求，这里不是冷却整个密封环，而是仅仅冷却密封环的一部分，密封环的其它部分不冷却。按照权利要求9和10，毛细管结构如此改进，即在长时间运行之后可以避免毛细管基体的脱落或变形。7幅附图大致表示了本专利技术的几个实施例。附图说明图1设置了轴套管的船舶螺旋浆轴密封装置的纵向剖视图，该密封装置具有在轴套管内配置的热导管。图2一个有关图1冷段改型的实施例。图3图1所示的轴套管的横截面的一部分。图4和图5一个改型实施例(相对图1至图3)的轴套管的纵向截面及横截面。图6和图7放在海水中的具有缩短的热作用段(相对图2)的密封装置。在全部的附图中，同一零件用同样标号表示。用1表示船舶螺旋浆轴，在该轴上装着一个轴套管2，该轴套管2通过一个法兰2a与螺旋浆(没有表示出)固定连接，轴套管2的一端伸到外部水W中，另一端伸到轴承(没有表示出)的润滑油腔S内。在轴套管2上紧贴着4个构成唇形密封的密封环8a-8d，这些密封环以一定距离并列配置着，两个密环8c，8d面向要密封的外部介质W，两个密封环8a，8b面向润滑油腔S。密封环8a-8d用一个支承系统支承着，该支承系统由5个环形零件3，4，5，6，7构成，这些环形零件在轴向并列配置着，邻近润滑油腔S的环形零件3固定在尾轴螺帽N上，由此支承了整个密封装置。在轴套管2的壁上设置了许多孔9，这些孔9的纵轴平行于轴套管2的纵轴，其直径大约是轴套管壁厚的一半。在这些孔中总是齐平地放置着热导管10(也称热管)。这样的热导管由导热的材料构成，并且两端封闭形成一个腔。在这个腔中配置着毛细管体11，该毛细管体11或接触热导管的整个内壁，或仅仅沿着一条母线接触该内壁。毛细管体11也具有管状的外型，一般由金属丝网制成，金属丝网用一种可以汽化的液体介质(在本实施例情况下是水)充满。如果腔壁的一个端部(在本实施例情况下为密封环8a至8d的区域)的介质被加热至沸点，那么这一区域的介质从毛细管体11中蒸发出去(由双箭头表示)。然后，蒸汽流向没有加热的或者冷却了的腔壁，在本实施例情况下流向外部水直接或间接作用的热导管10的端部区域10”，并且在那里放出汽化热后冷凝。在毛细管体11内，由于毛细力可将冷凝物送回汽化部分10’。在本实施例情况下，热导管10的长度这样选择，即加热部分10’(热段)超过最里面的密封环8a再向里延伸一段，冷却部分10”(冷段)延伸至轴套管2的由外部水W冲刷的区域。图2是图1所示装置的改型，即热导管10的冷段10”从轴管2的壁中伸出，直接由外部水W冲刷，这样，与外部水的热交换就加强了。由仅仅表示了轴套管2的壁的一部分横截面的图3可以看出，用于热导管10的孔9以一定的距离分布在轴套管2的壁内，此距离根据要带走的热量和外部水W的估计温度预先确定。为了对比给出图5，图5中该距离减小了。按照图4和图5，轴套管2被加工成两个套筒形的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转轴密封装置，特别是用于船舶螺旋浆轴的尾轴管密封装置，这类密封装置具有（或者没有）轴套管，该轴套管与较冷的液态介质（最好是水）和与较热的介质（最好是润滑油）相邻，此外，在轴套管上还有两个或多个由固定支承系统支承的密封环，这些密封环构成了唇形密封和／或滑环密封，轴套管还装有冷却密封环的装置，该冷却装置具有通过轴和／或支承系统的沟槽，这些沟槽用于在一个封闭循环中循环的液态冷却介质，其特征在于，沟槽（９）总是构成热导管（１０），或者该沟槽容纳独立的热导管（１０），每一个热导管向外部是封闭的，该热导管具有吸收外部热的部分（１０′）（热段），在这部分冷却介质汽化，该热导管还具有向外面放出热量的部分（１０″）（冷段），在这部分蒸汽冷凝，同时，在热导管（１０）的热段与冷段之间实现冷却介质的循环，为了冷凝物的回流，热导管装置配置了毛细管（１１），毛细管（１１）穿过热导管（１０）的内表面，必要时还可经过热导管（１０）内腔的一部分而延伸，热导管的尺寸和位置应当如此选择，即其热段（１０′）位于密封环（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）区域，其冷段（１０″）位于冷介质区域，同时冷却介质如此选择，即其沸点在热导管的压力下比密封环（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）能承受的温度略低一点。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EP冯堡根，G皮奇，
申请(专利权)人：布隆福斯造船公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]