Устройство для герматизации гребного вала Советский патент 1981 года по МПК B63H23/36 F16J15/54 

I

Изобретение относится к области судостроения, а именно к устройствам для герметизации гребных валов.

Известно устройство для герметизации гребного вала, содержащее ряд кольцевых манжет, прижимаемых к гребному валу с помощью пустотелых эластичных колец, заполненных магнитным веществом, а на гребной вал насажена втулка из магнитожесткого материала установленная через промежуточную прокладку из немагнитного материала l

Недостатком этого устройства является отсутствие регулирующего элемента, автоматизирующего прижатия кольцевых манжет к -гребному валу, что уменьшает долговечность устройства и увеличивает затраты на его ремонт.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для герметизации гребного вала, содержащее ряд кольцевых уплотняющих манжет, каждая из

которых выполнена охватываемой регулирующим элементом и кольцевой пружиной С 23

Недостатком известного устройства является отсутствие автоматической регулировки прижатия кольцевой манжеты к гребному валу.

Цель изобретения - обеспечение автоматизации регулировки прижатия

10 кольцевых манжет к гребному валу.

Цель достигается тем, что каждый регулирующий элемент размещен между соответствуювоши кольцевой манжетой и кольцевой пружиной и выполнен в

15 виде термобиметаллической пластины.

Каждая термобиметаллическая пластина может быть выполнена в виде разрезного кольца, обращенного активным слоем к кольцевой манжете.

20

Кроме того, каждая термобиметаллическая пластина может быть также выполнена я виде кольца, составленного из нескольких секторов, причем к кольцевой манжете обращен пассивный слой плаЬтины.

На фиг, 1. изображено устройство для герметизации гребного вала, продольный разрезу на фиг, 2 - то же, поперечный разрез (плоскость разреза проходит через , одну из кольцевых манжет); на фиг. 3 - то же, поперечный разрез при втором варианте вьтолнения пластины (плоскость разреза проходит через одну из кольцевых манжет, например ближающую к ступице гребного винта).

Устройство для герметизации rpeS-j иого вала содержит кольцевые манжеты 1 (фиг. 1)-, каждая из которых прижата к гребному валу 2 с помощью охват вающих кольцевые манжеты 1 регулирующих элементов 3 и кольцевых пружин 4. Регулирующий элемент 3 вьтолнен из термобиметаллической пластины, состоящей из двух прочно соединенных между собой слоев металлов с различными коэффициентами линейного расширения. Приiэтом активный слой 5 обращен к кольцевой манжете I , а пассивный слой 6 обращён к кольцевой пружине 4. Регулировочные элементы 3 подбираются о материалом термобиметаллических пластин, определяемых из условия

.7/а- ,

где а. - характеристика способности

термобиметаллической пласти ны деформироваться под действием температуры для термобиметаллической пластины, установленной на кольи евой манжете 1, ближайшей к ступице 7 гребного винта 8j а- - характеристика способности термобиметаллической пластины деформироваться под действием температуры для терМОбиметаллической пластины, установленной на кольцевой манжете 1, наиболее удаленной от ступицы 7 гребного винта 8.

Кольцевые манжеты 1 закреплены в корпусе 9 устройства с помощью ботов JO.

В модификации изобретения (фиг. 2 регулирующий элемент вьшолнен в виде кольца 11, имеющего разрез 12. Кольцо 1 1 выполнено из термобиметаллической пластины, в которой слой 5

является активным, а слой 6 пассивным,

В модификации изобретения (фиг. 3 регулирующий элемент 3 выполнен в виде кольца, составленного из несколких секторов 3. Каждый :ектор 13 имеет свой активный сл)й 5 и пассивный слой 6.

Устройство для герметизации гребного вала работает следующим образом.

При вращающемся гребном вале 2 кольцевые манжеты 1 прижимаются к нему с помощью регулирующих элементов 3 и кольцевых пружин 4. При этом если величина давления кольЦевой пружины 4 на регулирующий элемент 3 остается все время постоянной то величина давления регулирующего элемента 3 на кольцевую манжету I, складьшающаяся из давления, оказываемого самим регулирующим элементом 3 и давления кольцевой пружины, будет изменяться в зависимости от изменения температуры регулирующего элемента 3.

При вращении гребного вала 2 в результате трения о него кольцевых манжет 1 в зоне их контакта буде вьщеляться тепло, которое будет нагревать трущиеся поверхности. Часть тепла передается через гребной вал 2 забортной воде, а другая часть нагревает кольцевую манжету 1, а через нее регулирующий элемент 3 и кольцевую пружину 4, Нагревание регулирующего элемента 3 иэ-за свойств термобиметалла изгибаться под действием температуры приводит к тому, что активный слой 5 будет, нагреваясь, расширяться значительно больше, чем пассивный слой 6. Следовательно, при нагревании устройства кольцевая пружина 4 создает сжимающее радиальное давление на манжету 1, в то время. Как регулирующий элемент 3 будет стараться разжать кольцевую пружину 4, уменьшая указанное давление. Уменьшение общего сжимающего радиального давления на кольцевую манжету 1 приводит к снижению прижатия lee к гребному валу 2, а следовательно, к уменьщению трения в зоне их контакта. Уменьшение трения снизит температуру кольцевой манжеты J и регулирующего кольца 3, которое снижает разжимающее усилие на кольцевую пружину 4 и увеличивает общее сжимающее радиальное давление на кольцевую манжету 1. Из вышеуказанного следует, что при работе устройства для герметизации гребного вала 2 из-за установки регулирующего элемента 3 меяаду кольцевой манжетой 1 и кольцевой пружиной 4 будет автоматически регулироваться степень прижатия кольцевой манжеты 1 к гребному валу 2. При подборе регулирующих элементов 3 из различных термобиметаллов, например инварковар, инварлатунь, где активявляются ковар и латунь, а

ными n пассивным инвар, получаемым постепенно ступенчатое регулирование прижатия кольцевых манжет 1 к гребному валу 2о Для кольцевых манжет 1, расположенных ближе к ступице 7 гребного винта 8, чувствительность к изменению температуры регулирующего элемента 3 ниже, а следовательно, регулировка грубее, а для кольцевых манжет 1, удаленных от ступицы 7 греного винта 8 вьше и регулировка точнее.

В модификации изобретения (фиг. 2 регулирующий элемент 3 выполнен в виде кольца 11 с разрезом 12. Разрез 12 позволяет деформироваться кольцу 11 в радиальном направлении в соответствии с изменением его температуры. Работа устройства для герметизации гребного вала будет отличаться ОТ описанной вьше тем,что роль активного слоя вьшолняетКОЛЬЦО 5, выполненное из материала, обладаю:цего большим коэффициентом линейного расширения, а пассивного слоя - коль цо 6 вьшолненное из материала, обладающего низким коэффициентом линейного расширения. В модификации изобретения (фиг. 3 регулирующий элемент 3 вьтолнен в виде кольца, состоящего из секторов 13. Принцип работы такого устройства для герметизации гребного вала не отличается от уже описанного. Однако наличие секторов 13 позволяет более точнее регулировать прижатие кольцевых манжет 1 по их образующей, учитьшая не только общую температуру регулирующего элемента 3, но и местное повышение температуры кольцевой манжеты 1. При попадании абразивной частицы в зону контакта кольцевой манжеты 1 с гребным валом 2 в месте ее попадания температура кольцевой . манжеты 1 будет вьпие. Эта температур

будет воздействовать на один из секторов 13, находящийся в районе попадания абразивной частицы, который, деформируясь, уменьшит давление кольцевой пружины 4 на кольцевую манжету 1 в этом месте, и абразивная частица вытолкнется- давлением масла из зоны треиия.

Предложенная конструкция устройства для герметизации гребного вала позволяет автоматизировать регулировку прижатия кольцевых манжет к гребному валу в соответствии с их температурным режимом. Кроме того, поддержание величины прижатия кольцевых манжет в соответствии с оптимальными условиями снизит . расход смазочного масла, вытекающего за борт при существующих устройствах, и уменьшить возможность попадания забортной воды в смазочное масло, что приводит к необходимости его замены.

Ступенчатое изменение регулирования прижатия кольцевых маюкет позволяет повысить надежность работы устройств герметизации, с точки зрения протечек. В то же время возможность создания переменного по образующей кольцевой манжеты прижатия ее к гребному валу позволяет увеличить надежность работы таких устройств в условиях мелководья. Формула изобретения . Устройство для герметизации /ребного вала, содержащее ряд кольцевых уплотняющих манжет, каждая из которых вьтолнена охватьшаемой реТулирующим элементом и кольцевой пружиной, отличающееся тем что, с целью обеспечения автоматизации регулировки прижатия кольцевых манжет к гребному валу, каждый регулирующий элемент размещен между соответствующими кольцевой манжетой и кольцевой пружиной и выполнен в виде термобиметаллической пластины. 2,Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждая термобнметаллическая пластина выполнена в виде разрезного кольца, обращенного активным слоем к кольцевой манжете. 3.Устройство поп,1, отличающе.еся тем, что каждая термобиметаллическая пластина выполйена в виде кольца, составленного я$ нескольких секторов, причем к кольцевой манжете обращен пассивный слой пластины.

Источники информации, принятые lio внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР По заявке 9 2496222/П,

кл. В 63 Н 23/36, 1977. 2.Валацкий Л,Т. и др. Эксплуатация и ремонт дейдвудных устройств

морских судов. М., транспорт, 1975, jc, 87 (прототип).

fut. Z

Фиг, 3