[发明专利]用于船舶螺旋浆轴的尾轴管密封装置

说明书

本发明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-O82239570，2409954、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。

本发明的任务是：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。

通过本发明的具体实施例，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磨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割的冰形成。

本发明的特征还在于：

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磨擦和热的形成段(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。