Устройство для герматизации гребного вала

 

(72) Авторы изобретения

А.В.Смыков, В.С.Гаврилов, А.С.Кельзон и А Кельэон ю

Ленинградское высшее инженерное морское им. адмирала С.О.Макарова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ГРЕБНОГО ВАПА

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 магнит" ным веществом, а на гребной вал насажена втулка из магнитожесткого

10 материала, установленная через промежуточную прокладку из немагнитного материала L 11.

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

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

2 которых выполнена охватываемой регулирующим элементом и кольцевой пружиной (21 °

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

Цель изобретения - обеспечение автоматизации регулировки прижатия кольцевых манжет к гребному валу.

Цель достигается тем, что каждый регулирующий элемент размещен между соответствуюврми кольцевой манжетой и кольцевой пружиной и выполнен в виде термобниеталлической пластины.

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

Кроме того, каждая термобиметаллическая пластина может быть также выполнена в виде кольца, составленного из нескольких секторов, при

ЗО а,1 2(а,27/ 7j з где а — характеристика способности

1 термобиметаллической пласти- 55 ны деформироваться под действием температуры для термобиметаллической пластины, установленной на кольцевой манжете 1, ближайшей к сту- 4р пице 7 гребного винта 8; а - характеристика способности

1 термобиметаллической пластины деформироваться под действием температуры для тер- 45 мобиметаллической пластины, установленной на кольцевой манжете 1, наиболее удаленной от ступицы 7 гребного винта 8.

Кольцевые манжеты 1 -закреплены н,корпусе 9 устройства с помощью бол.тов 10.

В модификации изобретения (фиг. 2) регулирующий элемент выполнен в виде 55 кольца ll, имеющего разрез 12. Кольцо 11 выполнено из термобиметаллической пластины, в которой .слой S

3 85689 чем к кольцевой манжете обращен

"пассивный" слой пластины.

На фиг„ 1. изображено устройст" во для герметизации гребного вала, продольный разрез 1 на фиг. 2 - то

5 же, поперечный разрез (плоскость разреза проходит через, одну из кольцевых манжет); на фиг. 3 — то же, поперечный разрез при втором варианте выполнения пластины (плос- 1п кость разреза проходит через одну иэ кольцевых манжет, например ближающую к ступице гребного винта).

Устройство для герметизации греб- ного вала содержит кольцевые манжеты (фиг. 1)» каждая из которых прижата к гребному валу 2 с помощью охватывающих кольцевые манжеты 1 регулирующих элементов 3 и кольцевых пружин

4. Регулирующий элемент 3 выполнен из термобиметаллической пластины, состоящей из двух прочно соединенных между собой слоев металлов с различными коэффициентами линейного расширения. При этом "активный"

25 слой 5 обращен к кольцевой манжете I а "пассивный" слой б обращен к кольцевой пружине 4. Регулировочные элементы 3 подбираются а материалом термобиметаллических пластин, определяемых из условия

5 ф является "активным", а слой 6 "пассивным", В модификации изобретения (фиг. 33 регулирующий элемент 3 выполнен в виде кольца, составленного из нескольких секторов 13. Каждый ектор 13 имеет свой "активный" сл N 5 и "пассивный" слой б.

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 коль1 евой пружины 4 на регулирующий элемент 3 остается все время постоянной, то величина давления регулирующего элемента 3 на кольцевую манжету 1, складывающаяся 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 будет выделяться тепло, которое будет нагревать трущиеся поверхности. Часть тепла передается через гребной вал

2 забортной воде, а другая часть нагревает кольцевую манжету i a через нее регулирующий элемент 3 и кольцевую пружину 4. Нагревание регулирующего элемента 3 из-за свойств термобиметалла изгибаться под действием температуры приводит к тому, что "активный" слой 5 будет, нагреваясь, расширяться значительно больше, чем "пассивный" слой б. 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 ее к гребному валу 2, а следовательно, к уменьшению трения в зоне их контакта. Уменьшение трения снизит температуру кольцевой манжеты l и регулирующего кольца 3, которое снижает разжимающее усилие на кольцевую пружину 4 и уве-. будет воздействовать на один иэ 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 иэ зоны трения.

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 эа борт при существующих устройствах, и уменьшить возможность попадания забортной воды в смазочное масло, что приводит к необходимости его замены.

Ступенчатое изменение регулирования рижатия кольцевых манжет позво" ляет 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

1. Устройство для герметизации гребного вала, содержащее ряд кольце. вых уплотняющих манжет, каждая из которых выполнена охватываемой ре гулирующим элементом и кольцевой пружиной, о т л и ч а ю щ е е с я 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 и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждая термобиметаллическая пластина выполнена в виде разрезного кольца, обращенного "активным" слоем к кольцевой манжете.

3. Устройство по п, 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что каждая термобиметаллическая пластина выпол5 856895 6 личивает 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 между кольцевой манжетой 1 и кольцевой пружиной 4 будет автоматически регулироваться степень прижатия кольцевой манжеты l к гребному валу 2, При подборе регулирующих элементов 3 из различных термобиметаллов, нагример инварковар, инварлатунь, где "активными" являются ковар и латунь, а

"пассивным" инвар, получаемым постепенно ступенчатое регулирование прижатия кольцевых маркет 1 к гребному валу 2. Для кольцевых манжет l, расположенных ближе к ступице 7 греб" ного винта 8, чувствительность к изменению температуры регулирующего элемента 3 ниже, а следовательно, регулировка грубее, а для кольцевых манжет 1, удаленных от ступицы 7 гребного винта 8 выше и регулировка точнее.

В модификации изобретения (фиг. 2) регулирующий элемент 3 выполнен в виде кольца ll 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 выше тем,что роль "активного" слоя выполняет кольцо 5, выполненное из материала, обладаю:цего большим коэффициентом линейного расширения, а "пассивного" слоя — кольцо 6 выполненное иэ материала, обладающего низким коэффициентом линейного расширения.

В модификации изобретения (фиг. 3) регулирующий элемент 3 выполнен в виде кольца, состоящего из секторов 45

l3. Принцип работы такого устройства для герметизации гребного вала не отличается от уже описанного. Однако наличие секторов 13 позволяет более точнее регулировать прижатие gp кольцевых манжет l по их образующей, учитывая 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 вьпае. Эта температура

7 иена s виде кольца, составленного

f иэ несКольких секторов, причем к кольцевой манжете обращен "пассивный" слой пластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

356895 8 !. Авторское свидетельство СССР но заявке В 2496222/!1, кл, В 63 Н 23/36, (977.

2. Валацкий Л.Т. и др. Эксплуатация и ремонт дейдвудных устройств морских судов. M., "Транспорт", !975, с. 87 (прототип) °

856895

Составитель Ю.Таубер

Редактор В.Иванова Техред М.Голинка, Корректор N,лароши

Заказ 7098 25 Тираж 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

° ll3O35, Москва, Ж-35, Рауяская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Преектная, 4