Система смазки уплотнения ротора крыльчатого движителя судна Советский патент 1977 года по МПК B63H1/10 

.1

Изобретение относится к судостроению.

Известно уплотнение ротора крыльчатого движителя (КД) типа фирмы Фойт, состоящее из трех резиБОвых манжет, каждая из которых имеет острую уплотнительную рабочую кромку, охватываемую по периметру спиральной пружиной 1. .При этом нижняя водяная манжета установлена так, чтобы внешнее избыточное давление воды прижимало уплотняющую кромку к бандажу. Для уменьшения износа водяной манжеты и повышения износо- и коррозионной стойкости бандажа принят способ ее защиты с помощью смазки, при котором в межманжетное пространство выше уплотняющей кромки водяной манжеты подводится рабочее масло КД от отдельного подпорного бака, расположенного выще уровня ватерлинии судна. При этом масло в подпорном баке находится под атмосферным давлепнем.

При неработающем КД уплотнительная кромка водяной манлсеты под действием забортного давления воды, собственного натяга резины и давления спиральной пружины прижимается к бандал у с силой, превышающей гидростатическое давление масла, подводимого от подпорного бака, и препятствует как попаданию воды внутрь КД, так и вытеканию за борт масла. При работе КД под влиянием центробежной силы от вращения его ротора

в забортном пространстве под водяной манжетой возникает разрежение (абсолютное давление около 0,6 кгс/см). В результате уплотнительная кромка манжеты уже не прижимается к бандажу с достаточной силой и под действием гидростатического давления масло из подпорного бака начинает вытекать в окружающую среду. Чтобы свести эти утечки до минимума, на масляном трубопроводе,

соединяющем подпорный бак и манжетную полость, ставится дроссельная шайба с малым отверстием диаметром порядка 0,3 мм.

При остановке КД разреженная полость под водяной манжетой быстро заполняется

водой. При этом вследствие ускорений, возникающих в потоке воды, возможно быстрое кратковременное повышение забортного давления до значения, превышающего величину, обусловленную осадкой судна.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сути является система смазки уплотнения ротора крыльчатого движителя судна, содерл ащая корпус уплотнения, водяную и масляную манжеты, подпорный бак, воздушный и масляные трубопроводы {2. Эта система поддерживает постоянное избыточное давление масла в дейдвудной трубе по отношению к давлению забортной воды в месте расположения водяного уплотнения гребного

вала. Система обеспечивает как герметичность водяного уплотнения, так и смазку деидвудных подшипников.

Однако эта система работает нормально только в том случае, когда давление забортной воды в месте расположения водяного уплотнения превосходит атмосферное. Если же в месте расположения водяного уплотнения возникает разрежение (например, при работе КД), на уплотнение гребного вала действует перепад давлений, независящий от осадки судна, а величина его молсет оказаться выше расчетного значения.

Цель изобретения - предотБраш,ение утечек рабочего масла из подпорного бака системы в окрул ;аюш,ую среду и загрязнения последней. Для этого подпорный бак предлагаемой системы изолирован от атмосферы, а его воздушная полость сообшена воздушным и водяным трубопроводами с забортным пространством в месте расположения водяной манжеты.

С целью предотврашения попадания в систему смазки воды из забортного пространства между водяным и воздушным трубопроводами установлен выше ватерлинии судна изолированный от атмосферы расширительный бак, а на водяном трубопроводе установлен запорный кланан.

На чертелсе иоказана предлагаемая система.

Система смазки уплотнения ротора 1 включает в себя корпус 2 уплотнения со сверлением о для прохода масла, водяную манжету 3 и масляную 4, межманжетное кольцо 5, разделяюп1,ее , со сверлением б для прохода масла и бандалс 6.

Сверление а связано масляным трубопроводом 7 с подпорным баком 8, воздушная полость которого в свою очередь через трубопровод 9 сообш ена с расширительным баком : Ш. Расширительный -бак 10 посредством водяных трубопроводов И и 12, разделенных запорным клапаном 13, сообщен со сверлением в корпуса 14 движителя для прохода воды. Корпус 14 движителя установлен на кольцевом судовом фундаменте 15.

Система смазки уплотнения ротора работает следующим образом.

Подпорный бак 8 заполняется маслом от системы движителя до некоторого уровня. Маело смазки поступает по трубопроводу 7 и сверлениям а и б к манжете 3.

При неработающем КД давление воды в забортном пространстве (полость А) определяется осадкой судна. Высота установки бака 8 принимается такой, чтобы гидростатическое давление масла не могло преодолеть усилия прижатия к бандажу уплотнительной кромки манжеты 3 под действием натяга резины манжеты и ее пружины. Чтобы забортная вода через сверление в и соединенные с ним трубопроводы 11 -и 12 не Попала в подпорный бак 8, расширительный бак 10, выполненный герметичным, установлен выше ватерлинии на некоторой гарантированной высоте (достаточно .1,5-2,0 м). Давление воздуха в баках 8 и 10 и трубопроводе 9 соответствует атмосферному. В результате этого водяная манжета 3 находится под действием перепада давлеиий воды и масла, который стремится (дополнительно к силам от натяга резины и давления пружины) уплотнительную кромку манлчёты к бандажу. Во время работы КД вода из забортной полости А центробелшой силой от вращения ротора удаляется к периферии и в полости А возникает разрел :ение. Это разрел ение по сверлению в, трубопроводам 11 и 12, -через открытый клапан 13, расширительный бак 10

и воздушный трубопровод 9 передается в свободную полость бака 8. В результате этого водяная 3 находится только под действием гидростатического давления столба масла, которое, как указывалось выше, не может преодолеть усилия на уплотнительной кро.мке манжеты и попасть в забортное пространство.

При остановке КД полость А быстро заполняется водой. При этом вследствие кратковременного повышения давления вода поднимается ПО трубопроводам 11 и 12 и заполняет расширительный бак 10. Объем бака 10 до уровня участка воздушной трубы 9, находяшейся в баке, подбирается опытным путем такой величины, чтобы поглотить расход воды, вызванный повышением давления.

В дальнейшем скопившаяся в баке 10 вода стекает в трубопроводы 11 и 12 и в них устанавливается уровень воды, соответствуюший

ватерлинии судна. При потере водяной манжетой герметичности (в результате износа, механического повреждения и т. н.), а также в случае возможных разборок уплотнения на плаву, необходимость в уравнивании давления в баке 8 отпадает и клапаном 13 водяной трубопровод 12 запирается.

Таким образом, предложенная система смазки уплотнения ротора крыльчатого движителя судна, сохраняя прогрессивный принЦпп защиты водяной манжеты и бандажа от износа и коррозии с помощью рабочего масла КД, позволяет в то же время устранить потери масла в окружающую среду и ее загрязнение.

Формула изобретения

1. Система смазки уплотнения ротора крыльчатого движителя судна, содержащая

корпус уплотнения, водяную и масляную манлсеты, подпорный бак, воздушный, водяные и масляные трубопроводы, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения утечек рабочего масла из подпорного бака в окрул ающую среду и загрязнения последней, подпорный бак изолирован от атмосферы, а его воздушная полость сообщена воздушным и водяным трубопроводами с забортным пространством в месте распололсения водяной манл еты.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения попадания в систему смазки воды из забортного пространства, между водяным и воздушным трубопроводами установлен выше ватерлинии судна изолированный от атмосферы расширительный бак, а на водяном трубопроводе установлен запорный клапан.

Источники информации, принятые во внимпнке при экспертизе:

1.В. И. Грузинов и др. «Крыльчатые движители. Л., Судостроение, 1973, с. 15-17.

2.Патент США № 3631834, кл. 115-342, 26.01.70, опублик. 04.01.72 (прототип).

Уровень пасла