专利名称：排除碎屑进入穿过海运船舶的船体的轴的外部密封的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及排除碎屑进入穿过海运船舶的船体的轴的密封系统的外部密封，而且当需要时使密封保暖的方法和装置。
伸至海运船舶外部的轴、通常是螺旋桨轴的穿过点通常使用密封组件如包在轴承箱内的水润滑的密封件进行密封，其中，围绕轴引入的加压的水产生从轴的轴承向外指向的水流。但是，新式的密封装置使用油润滑的轴承，其应没有通过密封件的漏油现象。这里，外部密封传统上采用机械式滑环密封或弹性唇边密封。
螺旋桨轴密封件的磨损主要是由于在浅水中与轴的密封系统的外部密封件接触的颗粒物如砂子的进入。因此，这种碎屑可能磨损轴，并使密封件磨损/脆化，从而使密封系统的密封件及其它部件必须更换并使轴必须被维修。
在专利文本US 5,219,434的技术中公开了一种用于螺旋桨轴的外部密封件的防护液冲洗装置，在实际密封件外部围绕密封件具有局部多孔过滤介质的环。在多孔材料内有一个朝向螺旋桨的环形空间开口，从而使环形开口受到一个适于随轴转动的唇边密封件的保护。在轴转动时，从唇边密封件下面的一个径流得以维持，在环形空间内形成部分真空。部分真空引起水穿过多孔介质的过滤。因此，形成经过轴密封件的过滤水流。但是，在这种装置中多孔介质很可能被阻塞。
本发明涉及一种按照权利要求1所述的方法，其用于排除碎屑进入穿过海运船舶的船体的轴的密封系统的外部密封件。本发明也涉及一种按照权利要求2所述的用于实施上述方法的装置。
本发明的目的是提供一种能够保护螺旋浆轴密封件的排除碎屑的水流，从而以显著的方式延长螺旋桨轴密封件的寿命，以及延长螺旋桨轴密封件的保养间隔。按照本发明，使用可安装在围绕轴的部件上的保护装置可实现上述目标，该保护装置能够从船舶的一个内部源有效输送围绕轴的密封件的清洁的水。这种布置在密封件处形成一个高于周围不清洁外部水的压力的内部压力，从而形成从轴的密封件向外的清洁水流，这种水流可防止不清洁的外部水中的颗粒物到达密封件。有利的是，这种保护装置被制成一种环形结构。为了保护围绕密封环的整个圆周的均匀保护流，喷嘴环的内部流动歧管最好是流线型的，并设有适当的收缩部。为了相同的目的，保护流的出口可制成不一样大。
在本说明书中，船舶的内部水源是指能够向保护环的喷嘴孔供应水的布置，水通过安装在船舶上的持久运转的输送/净化系统。本专业技术人员知道，这种布置包括一个冲洗水输送系统，该系统使用来自作为主水源的船舶水槽或其它容器。必要时，外部的水也可用作主水源。该系统也包括必须的泵、阀门和与水过滤系统互补的压力测量装置。可选择的是，水输送系统可包括用于控制供水温度的装置。有利的是，一个电子控制部件适于控制整个供水系统。
下面对照表示按照本发明的喷嘴环实施例的附图详述本发明。
图1是海运船舶后部的侧剖图；图2是沿图1中A-A线的剖面图，表示向喷嘴环供水的管路的横剖面；图3是喷嘴环的前视图；图4是沿图3中B-B线的喷嘴环的剖面图；图5是沿图3中C-C线的喷嘴环的剖面图；现在参阅表示海运船舶后部的剖面的图1，图中示意地表示采用了螺旋桨16的驱动轴18，穿过船体的刚性套筒构件，从海运船舶船体穿出。轴安装在轴承中，穿过点按照本专业人员公知的方式被密封，轴承一般注满了油；但是，这些情形在图中并未画出，这是由于轴承和密封装置的细部结构对本发明的功能无关紧要之缘故。例如，使注油腔与外部空间隔离的密封件17可以是一个唇边或滑环密封件。
密封件17围绕轴18安装，使轴的轴承密封于外部杂质，保护周围水路免受润滑轴的油的泄漏的影响。
按照本发明采用一个喷嘴环1，其设置在海运船舶后部19和螺旋桨16之间的空间中。在这种布置中，通过沿海运船舶船体的外侧铺设的配水管2向喷嘴环供水。配水管设置在护套3下面，护套3则固定在船舶的船体上。
特别当在浅水中航行时，螺旋桨16和船舶后部19之间的空间易于会聚很多外部的碎屑如砂子。因此，碎屑会磨损密封件17，从而逐渐引起更换密封件的需要。按照本发明，水是例如从船舶水槽通过一个过滤器和一个控制部件(未画出)送至安装在船舶后部上的喷嘴环1的。显然，为此目的，也可以使用其它种类的清洗的水，如果这种水能以充足的量供应喷嘴环的话。供水管设有适当的阀门如回流止回阀4和截流阀5。当需要时也可加热供水。
在这里所述的实施例中，在螺旋桨16和船舶后部19之间的空间中，喷嘴环1包围轴18及其保护密封件17。在喷嘴环处，通过管2接受的清洁水以超过周围外部水的压力的水头进入包围密封件的空间，周围外部水的反压力是由螺旋桨尺寸及转速以及船舶的吃水确定的。因此，形成通过环形开口逸入螺旋桨轴毂和船体之间的空间的水流，以便防止外部水携带的碎屑到达螺旋桨轴密封件。另外，本发明使轴的密封件的周期性冲洗成为可能，在这种情形中，围绕密封件施加的水头无需保持连续，密封件可以根据需要进行冲洗。在图1中也表示出一个衬套式护轴套筒20，它包围螺旋桨毂和船体后部之间的空间，以便改善从喷嘴环射出的加压水的冲洗效果。
图2表示沿图1中A-A线的配水管路的横剖图。配水管2放置在护套3下面，而护套则固定在船舶的船体15上。在图示实施例中，护套是通过连续焊缝14固定的。
图3表示从螺旋桨的方向看去的喷嘴环。有利的是，喷嘴环包括一个本体部分24，该本体部分具有一个内部配水管道25及在其上加工的所需接头，还包括一个盖部。在图示实施例中，在环形本体和其盖之间形成一个间隙22，通过该间隙排出冲洗水。可选择的是，在环形本体部分的周边上也可制有分开的排水开口。
图4表示沿图3中B-B线的喷嘴环的横剖图。该图详细表示图3所示喷嘴环的盖子23、图3所示喷嘴环的环形本体部分24和其间的间隙22。盖子23借助拧在孔25中的螺栓固定在环形本体部分24上。
图5表示沿图3中C-C线的喷嘴环的横剖面。冲洗水通过开口21送入喷嘴环，水从开口分配在整个喷嘴环上，并以所需的水头从喷嘴环通过间隙22送入螺旋桨毂和船舶船体后部之间的空间。
也可以设想不同于上述结构的变型而并不超出本发明的范围。例如，喷嘴环可被设计成使从喷嘴环喷出的水的喷射压力可控地分布。为此目的，喷嘴环可以由例如分支歧管或穿孔喷射环替代。虽然上面将本发明描述为应用于海运船舶的螺旋桨轴，但是，本发明也可适用于伸至船体外侧的任何其它轴如转向螺旋桨轴。
除了防止杂质进入轴的密封件以外，从按照本发明的喷嘴环流出的向外指向的水流还可提供下述优点如果检测出贯穿的油润滑螺旋桨轴向环境的泄漏，能够向最外的轴密封件施加正冲洗水头。因此，由于增加的反作用冲洗水头，油的泄漏可被停止或至少被减少。
权利要求
1.一种排除碎屑进入穿过海运船舶船体至其外侧的轴的密封系统的外部密封件(17)的方法，在该方法中冲洗水从船舶的内部水源引至紧靠所述外部密封件处，其特征在于这样形成的冲洗水流基本径向地指向所述轴，并围绕轴的圆周均匀分布。
2.一种排除碎屑进入穿过海运船舶船体至其外侧的轴的密封系统的外部密封件(17)的装置，其特征在于所述装置具有一个构件(1)，该构件包括一条内部配流管道(25)和至少一个从该配流管道朝向所述轴的圆周的开口(22)；以及用于将冲洗水从船舶的内部水源送入所述内部配流管道的装置(2，4，5)。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述装置具有不同尺寸的多个所述流出开口(22)。
4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于所述内部配流管道(25)包括至少一个收缩部，以便形成均匀分布的冲洗水流。
全文摘要
本发明涉及排除碎屑进入穿过海运船舶船体至其外侧的轴的密封系统的外部密封件的方法和装置。螺旋桨轴的外部密封件传统上是采用滑环密封件或弹性唇边密封件。当在浅水中航行时，在水中浮动的固体颗粒物引起螺旋桨轴的外部密封件的磨损，因而在这种条件下密封件的磨损速率极快。按照本发明，经过过滤水的冲洗流从船舶的内部水源送至紧靠外部密封件处。有利的是，这是通过围绕轴的喷嘴环进行的。当必要时，冲洗水也可被加热，这种围绕密封件从外部施加的正水头还可用来对付可能从轴的轴承向环境的油泄漏。
文档编号F16J15/40GK1777771SQ03824805
公开日2006年5月24日 申请日期2003年9月24日 优先权日2002年9月25日
发明者劳里·埃斯科拉 申请人:劳里·埃斯科拉