一种综合型艉管密封滑油系统的制作方法

本发明涉及船舶建设和船舶设计领域，具体涉及一种船舶艉管气密封滑油系统的设计。

背景技术：

在船舶制造业中，随着科技进步与发展，为了更好的保护环境，更多的船东对艉管密封选择了气密封。但是传统的艉管气密封滑油系统存在一个弊端，就是当气密封的供气系统发生故障，艉密封的密封圈可能无法抵挡海水压力，尤其是在船舶满载运行或者恶劣海况的情况下，可能发生海水倒灌的重大事故。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种综合型的艉管密封滑油系统，旨在达到保护艉管气密封的密封圈，阻止发生海水倒灌重大事故的目的，其所采用的技术方案是：

一种综合型艉管密封滑油系统，系统有艉管，所述艉管两端分别设置有艉密封和艏密封，所述艉管通过软管分别与滑油循环柜、泄放收集单元相连接；所述滑油循环柜通过管路与强制循环泵组连接，所述强制循环泵组通过管路与所述艉管连接，形成第一循环网，所述第一循环网的去路设置有第四常开截止阀，所述第一循环网回路设置有第三常开截止阀。

所述艉管通过管路还连接有便携式滑油柜及艏密封油柜，所述艉管与所述便携式滑油柜连接形成第二循环网，所述第二循环网的去路设置有第六常闭截止阀，所述第二循环网的回路设置有第五常闭截止阀。

当(h1+h2)/2≤h≤h2时，便携式滑油柜保持放置在第一位置；当h1≤h＜(h1+h2)/2时，便携式滑油柜放置在第二位置；当h＜h1时，便携式滑油柜放置在第三位置。

式中，h：船舶航行尾部吃水对艉轴中心线的高度，h1：船舶压载吃水高度距离艉轴中线的高度，h2：船舶满载吃水高度距离艉轴中线的高度。所述艉管、第一循环网、泄放收集单元、供气单元、艏密封油柜形成艉管气密封滑油系统，艉管、第二循环网、艏密封油柜形成传统的艉管油密封滑油系统。h＝船舶吃水监测器监测出的船舶尾部吃水高度-艉轴中心线距离船体基线高度。

上述一种综合型艉管密封滑油系统，更进一步地，根据不同船型，设计便携式滑油柜放置位置不同，针对h2-h1≥8m的船型，便携式滑油柜设计有三个放置位置，所述便携式滑油柜放置在第一位置或第二位置或第三位置，针对h2-h1＜8m的船型，便携式滑油柜设计有两个放置位置，所述便携式滑油柜放置在第一位置或第三位置。

上述一种综合型艉管密封滑油系统，更进一步地，所述第一位置是距离艉管轴中心线1.15*h2+3m，所述第二位置是距离艉管轴中心线1.15*(h1+h2)/2+3m，所述第三位置是距离艉管轴中心线1.15*h1+3m。

上述一种综合型艉管密封滑油系统，进一步限定，系统还带有一组供气单元，所述供气单元通过管路分别与艉管、滑油循环柜相连接。

上述一种综合型艉管密封滑油系统，进一步限定，所述供气单元与艉管之间设有第一常开截止阀，所述第一常开截止阀设置在艉管前铸件上端。

上述一种综合型艉管密封滑油系统，进一步限定，所述泄放收集单元与艉管之间设有第二常开截止阀，所述第二常开截止阀设置在艉管前铸件下端。第一和第二常开截止阀位置无特殊要求，优选分别布置在艉管前铸件上端和下端，设置在气密封供气进口和出口位置。

上述一种综合型艉管密封滑油系统，进一步限定，在所述滑油循环柜与所述艉管之间设置有第四常开截止阀。

上述一种综合型艉管密封滑油系统，进一步限定，所述第一位置、所述第二位置、所述第三位置处设置有便携式滑油柜机座。

上述一种综合型艉管密封滑油系统，进一步限定，所述艉密封为气密封，带有三道密封圈，分别是#1、#2、#3。

上述一种综合型艉管密封滑油系统，进一步限定，所述艏密封带有两道密封圈，分别是#4、#5。

本发明正常情况下，运行第一循环网、供气单元、泄放收集单元、艏密封油柜，关闭第二循环网，当有故障发生时，关闭第一循环网、供气单元、泄放收集单元，启动第二循环网。此系统是以艉管气密封滑油系统为主，传统艉管油密封滑油系统为备用的综合性滑油系统。

当艉管气密封滑油系统发生故障或艉密封#1密封圈损坏时，立即关闭第一常开截止阀和第二常开截止阀，关闭第一常开截止阀目的是阻止海水进入供气系统，起到保护原供气系统的作用。关闭第二常开截止阀的目的是阻止海水进入泄放收集柜，保护泄放系统。然后关闭第三常开截止阀和第四常开截止阀，其目的是将强制循环泵组，滑油循环柜和供气单元与传统艉管油密封滑油系统隔离。打开第五常闭截止阀和第六常闭截止阀，其目的是启用传统艉管油密封滑油系统，将便携式滑油柜的滑油通过重力压入到艉密封#2和#3之间的油腔和艉管内，使密封圈正常舒适的工作，防止海水倒灌。为了操作方便，优选地，第三常开截止阀和第五常闭截止阀布置在强制循环泵组出口附近，第四常开截止阀和第六常闭截止阀布置在滑油循环柜附近。

同时监测当前船舶吃水高度，调整便携式滑油柜到合适的位置，来保证艉密封圈两侧的平衡压力，防止海水倒灌的重大事故。便携式滑油柜的初始位置是放置在第一位置，当有故障发生，按照当前船舶航行的尾部吃水高度，确认便携式滑油柜放置的位置：

当(h1+h2)/2≤h≤h2时，便携式滑油柜保持放置在第一位置；当h1≤h＜(h1+h2)/2时，便携式滑油柜放置在第二位置；当h＜h1时，便携式滑油柜放置在第三位置。

本发明按照密封圈的材料特殊性，及其密封圈的最好的工作平衡压力是p油≈p海水+0.15～0.03mpa，由于不同类型的船型，有不一样的满载吃水和压载吃水高度，经研究分析通过平衡压力，得出合适的便携式滑油柜的高度。对于船舶满载距离艉轴中线的高度船舶压载水距离艉轴中线的高度＜8米的船型，对便携式滑油柜设置两个的位置即可，分别为第一位置和第三位置。对于船舶满载距离艉轴中线的高度-船舶压载水距离艉轴中线的高度≥8米的船型，设置三个便携式滑油柜的位置。为保证船舶滑油系统安全运行，便携式滑油柜的初始位置建议放在第一位置。

当供气系统故障维修恢复正常状态后，首先关闭第五和第六常闭截止阀，其目的是终止传统艉管油密封滑油系统的服务。打开第一和第二常开截止阀，其目的是将供气单元气压压入艉密封#1与#2之间的气腔，使#1密封圈处于工作状态。打开第三和第四常开截止阀，启功强制循环泵组，其目的就是将滑油循环柜的滑油驳运到艉管和艉密封#2和#3之间的油腔，使艉管气密封滑油系统正式启动。注意观察供气单元工作压力是否正常及泄放收集单元是否有大量的海水进入，如工作压力正常，并且泄放收集单元没有大量海水的出现，说明艉管气密封滑油系统工作正常。如果有大量海水，说明艉密封#1密封圈可能损坏，需再次变更为传统艉管油密封滑油系统，等船舶安全到港进行艉密封的维修。

艉管气密封滑油系统：供气单元的一路空气从艉管前铸件上部进气口进入艉密封密封圈#1和密封圈#2之间的气腔，并从艉管前铸件下部出气口引回至泄放单元，供气压力一般为p气≈p海水(船舶吃水高度-艉轴中心线高度压力)+0.01～0.02mpa(主要依据厂家密封材料的特性)。强制循环泵组会将滑油循环柜的油驳运到艉密封密封圈#2与密封圈#3之间的的油腔和艉管内，油压力一般为p油≈p气+0.015～0.03mpa，各个腔室内的压力通过海水压力自动调节。艏密封油柜的滑油通过重力注入艏密封密封圈#4和密封圈#5之间的油腔，油压为0.009～0.018mpa即可。这样艉密封密封圈#1、密封圈#2、密封圈#3、艏密封密封圈#4和密封圈#5通过气压和油压的调节在轴系上舒适的运行，艉密封起到了尾部防止海水进入艉管，艏密封起到了防止滑油流出的原理。所述滑油循环柜的工作液位为距艉轴中心线2～2.5m.艏密封油柜的工作液位为距艉轴中心线1～2m，其中艉管及艉密封的滑油回路要低于艉管滑油循环柜的低液位高度。供气单元和强制循环泵组的位置依照厂家要求布置(与设备选型有关)。泄放收集单元的位置要求低于艉轴中心线，目的是检测密封圈的工作状态，反馈供气系统的气压，调整艉密封各个腔室压力。

当供气系统出现故障，艉密封密封圈#1和密封圈#2形成的气腔压力为0，此时艉密封密封圈#2与密封圈#3之间的油腔的压力只是滑油循环柜位置高度的压力0.018～0.03mpa，按照密封圈的材料特殊性，及其密封圈#1的最好的工作平衡压力应为p气≈p海水+0.01～0.02mpa，所以密封圈#1面临着高负荷工作，在船舶重载和海况恶劣情况运行，密封圈#1极易损坏。密封圈#1损坏后，会出现密封圈#2左侧压力(p海水)大于右侧密封圈#2与密封圈#3的油腔压力(p滑油循环柜)，便会出现海水倒灌的重大事故发生。为防止事故发生，当艉管气密封滑油系统发生故障或密封圈#1损坏，立即隔离艉管气密封滑油系统启动传统艉管油密封滑油系统。

传统艉管油密封滑油系统：按照船舶吃水调整便携式滑油柜高度，使密封圈#2，密封圈#3之间的油腔及艉管内油压为p油≈p海水+0.015～0.03mpa，使艉密封密封圈#2和密封圈#3处于舒适的工作状态，防止海水进入艉管滑油系统。

所述在综合型艉管密封滑油系统，其供气单元与艉密封密封圈#1与密封圈#2气腔的进口连接之间设置有第一常开截止阀，在艉密封密封圈#1与密封圈#2气腔的出口与泄放收集单元连接之间设置有第二常开截止阀。强制循环泵组与艉管及艉密封密封圈#2与密封圈#3油腔的进油口连接之间设置有第三常开截止阀；滑油循环柜与艉管和艉密封密封圈#2与密封圈#3油腔的出油口连接之间设置有第四常开截止阀。所述便携式滑油柜与艉管及艉密封密封圈#2与密封圈#3油腔的进油口连接之间设置有第五常闭截止阀，与艉管及艉密封密封圈#2与密封圈#3油腔的出油口连接之间设置有第六常闭截止阀。当艉管气密封滑油系统发生故障或艉密封#1密封圈损坏时，立即关闭第一和第二常开截止阀，目的是阻止海水进入供气系统和泄放系统。然后关闭第三常开截止阀和第四常开截止阀，其目的是隔离强制循环泵组，滑油循环柜和供气单元与传统艉管油密封滑油系统。打开第五常闭截止阀和第六常闭截止阀，其目的是启用传统艉管油密封滑油系统。

当供气系统维修完毕，可按上述倒序操作，关闭传统艉管油密封滑油系统，启动艉管气密封滑油系统，并且观察供气单元工作压力及泄放收集单元是否有大量的海水进入，如工作压力正常，并且泄放收集单元没有大量海水和滑油的出现，说明艉管气密封滑油系统工作正常。如果有大量海水，说明艉密封#1密封圈可能损坏，需再次变更为传统艉管油密封滑油系统，等船舶安全到港对艉密封进行维修。

本发明以艉管气密封滑油系统为主，传统艉管油密封滑油系统为备用的综合性滑油系统，当有故障发生时，可用传统艉管油密封滑油系统替换艉管气密封滑油系统，本发明完美的避免了在供气系统出现故障时，传统的艉管气密封滑油系统会发生海水倒灌的可能性，保证了船舶在海上的顺利运行。

附图说明

图1是艉管、供气单元、滑油循环柜、强制循环泵、便携式滑油柜相连接整体系统结构图；

其中：便携式滑油柜1、软管2、滑油循环柜3、第四常开截止阀4、第六常闭截止阀5、强制循环泵组6、第三常开截止阀7、第五常闭截止阀8、第二常开截止阀9、泄放收集单元10、艏密封11、艏密封油柜12、第一常开截止阀13、艉管前铸件14、艉管15、艉密封16、供气单元17、第一位置a、第二位置b、第三位置c；

h：船舶航行尾部吃水对艉轴中心线的高度；

h1：船舶压载水距离艉轴中线的高度；

h2：船舶满载距离艉轴中线的高度；

h3：艉轴中心线距离船体基线高度。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种30.8万吨原油船，艉轴中心线距离船体基线高度是h3＝5.5米，满载距离艉轴中线的高度是h2＝16.95米，船舶压载水距离艉轴中线的高度h1＝5.2米，h2-h1≥8m。艉管15通过软管2连接有供气单元17、滑油循环柜3、强制循环泵组6、艉密封油柜12、泄放收集单元10，形成一个完整的艉管气密封滑油系统。艉管、滑油循环柜和强制循环泵组形成第一循环网，第一循环网的去路设置有第四常开截止阀4，第一循环网回路设置有第三常开截止阀7。所述艉管带有艉管前铸件14，所述艉管前铸件处设置有两唇密封圈型艏密封11，远离所述艉管前铸件处设置有三唇密封圈型艉密封16。供气单元17与艉管之间设置有第一常开截止阀13，泄放收集单元10与艉管之间设置有第二常开截止阀9。艏密封油柜与艉管上的艏密封相连接。

艉管通过软管连接有一个便携式滑油柜1，艉管与便携式滑油柜形成第二循环网，第二循环网的去路设置有第六常闭截止阀5，第二循环网的回路设置有第五常闭截止阀8。所述便携式滑油柜设计有三个放置位置，分别是第一位置a、第二位置b、第三位置c，所述第一位置a是距离艉轴中心线22.5米，所述第二位置b是距离艉轴中心线12.8米，所述第三位置c是距离艉轴中心线9米，第一位置a、第二位置b、第三位置c均设置有滑油柜机座。

便携式滑油柜初始位置是第一位置，当有故障发生，立即关闭第一常开截止阀、第二常开截止阀、第三常开截止阀、第四常开截止阀，打开第五常闭截止阀、第六常闭截止阀，通过船舶吃水监测器监测出船舶尾部吃水高度h，并得出船舶航行尾部吃水对艉轴中心线的高度h＝h-h3，当11.075m≤h≤16.95m,便携式滑油柜放置的第一位置a；当5.2m≤h＜11.075m,便携式滑油柜放置的第二位置b；当h＜5.2m,便携式滑油柜放置的第三位置c，按照当前船舶航行的尾部吃水高度，确认便携式滑油柜放置的位置。

实施例2

如图1所示，一种30.8万吨原油船，艉轴中心线距离船体基线高度是h3＝4.5米，满载距离艉轴中线的高度是h2＝12.8米，船舶压载水距离艉轴中线的高度h1＝5.2米，h2-h1＜8m。艉管15通过软管2连接有供气单元17、滑油循环柜3、强制循环泵组6、艉密封油柜12、泄放收集单元10，形成一个完整的艉管气密封滑油系统。艉管、滑油循环柜和强制循环泵组形成第一循环网，第一循环网的去路设置有第四常开截止阀4，第一循环网回路设置有第三常开截止阀7。所述艉管带有艉管前铸件14，所述艉管前铸件处设置有两唇密封圈型艏密封11，远离所述艉管前铸件处设置有三唇密封圈型艉密封16。供气单元17与艉管之间设置有第一常开截止阀13，泄放收集单元10与艉管之间设置有第二常开截止阀9。艏密封油柜与艉管上的艏密封相连接。

艉管通过软管连接有一个便携式滑油柜1，艉管与便携式滑油柜形成第二循环网，第二循环网的去路设置有第六常闭截止阀5，第二循环网的回路设置有第五常闭截止阀8。所述便携式滑油柜设计有三个放置位置，分别是第一位置a、第二位置b、第三位置c，所述第一位置a是距离艉轴中心线17.72米，所述第二位置b是距离艉轴中心线13.44米，所述第三位置c是距离艉轴中心线8.98米，第一位置a、第二位置b、第三位置c均设置有滑油柜机座。

便携式滑油柜初始位置是第一位置，当有故障发生，立即关闭第一常开截止阀、第二常开截止阀、第三常开截止阀、第四常开截止阀，打开第五常闭截止阀、第六常闭截止阀，通过船舶吃水监测器监测出船舶尾部吃水高度h，并得出船舶航行尾部吃水对艉轴中心线的高度h＝h-h3，当9m≤h≤12.8m,便携式滑油柜放置的第一位置a，当h＜5.2m,便携式滑油柜放置的第三位置c，按照当前船舶航行的尾部吃水高度，确认便携式滑油柜放置的位置。

本发明完美的避免了在供气系统出现故障时，传统的艉管气密封滑油系统会发生海水倒灌的可能性，保证了船舶在海上的顺利运行。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。