[发明专利]旋转轴的密封装置，特别适用于船舶螺旋桨轴的尾轴管密封

说明书

本发明涉及一种旋转轴的密封装置，特别适用于船舶螺旋桨轴的尾轴管密封，其一侧与液态外部介质，主要是海水，另一侧与一种用于轴承润滑的液态润滑剂，主要是润滑油邻接，至少有两个密封圈，主要是唇形密封圈，各自压紧在两个环形件之间，并且在每两个密封圈间留有一个环形腔，使有一定压力的润滑剂，主要为润滑油或水的环路通入到上述环形腔内。要是被密封件所隔离的液态介质在轴长时间停车双重新运转时不是处于极低的温度，这类密封装置（见德国公开说明书DE-OS3122406）就可以满意地工作，因为在停车时润滑油的粘度没有大增而致在轴重新运转时损害通常由橡胶弹性材料制成的密封卷并因而降低其密封性能。这种情况也适用于以水作为润滑剂来使用，因为这里不会在密封圈上结冰。但是存在液态介质过冷的情况，例如在成冰的水域中就是这种情况，这时这种密封装置不能令人满意地工作。因为如果使用的是润滑油，则该润滑油在容积较小的环形腔内变得粘度很高，如果使用的是水，则它会在环形腔内结冰。这两种情况都存在损害密封圈特别是其密封棱缘的危险，并因而影响其密封性或者甚至完全被损坏。

本发明的目的是，克服这些公知密封装置的缺陷并加以改进，以使用极小的花费避免在极低温度时其轴在某种流态介质中长时间停车后重新启动时对密封圈损害的危险。

为了完成上述目的，本发明提供一种旋转轴的密封装置，在至少少一个环形腔中配置有一个环形软管状膨胀体，通过它，经由环路可以循环一种可流动、由一个热源加热、主要为空气的传热介质，它同时作为压力介质，在轴停车时处于极冷的液态介质中，主要是成冰的海水中，膨胀体由传热介质-压力介质胀起，使其充满环形腔的大部分，而且同时加热环形腔其余部分中的润滑剂，使其粘度大致相当于轴转动时的润滑剂粘度，当轴转动时，膨胀体在传热介质-压力介质中断输送后收缩以让出环形腔和通道。

在这里环形软管状膨胀体发生本发明的移位并使热交换面直接进到密封圈区域内。在密封装置中，润滑剂的循环不是通过外部驱动的泵装置完成的，而只是通过密封圈连同轴的共同作用产生流体动力抽吸完成，因此在轴停车时润滑剂的循环也就停止。但密封圈区域的润滑剂的加热则在进行。可以将一种压力介质导入到软管状膨胀体内，虽然这种密封装置已被使用，例如从德国公开说明书DE-OS    2301532或DE-OS    3143866可知，但在那里膨胀体不是作为润滑剂的传热介质，而是作为压力波动的阻尼装置或者作为与轴共同作用的转动环的压紧装置。

依照本发明主题的一个有利结构形式，是将膨胀体嵌入环形腔一个侧面的环槽中，它在收缩时缩回到环槽中，在膨胀时则伸入环形腔中。由此在加热阶段使热交换面处于一个有利的位置上，而当停车阶段膨胀体则完全让出环形腔的空间。

本发明其他有利的结构形式示于下面。

一个有利的方案是，在传热介质-压力介质的环路内串联有显示机构，一个带有调节单元的蓄压器，一个限流锁闭机构，一个传送机构和一个可以开关的热交换器。在热交换器关闭时，传热介质-压力介质的压力借助于控制单元可以改变，使膨胀体在环形腔中处于封闭位置与收缩位置之间的中间位置上，此时这样进行控制，使润滑剂在一个环形腔内的压力可以与其他各相邻环形腔中的压力相适应。上述技术方案以简便的方式除保证轴在停车时密封件不因过冷受损的安全性之外还能够改善轴在正常运转时的运行可靠性，由于避免了介质从一个环形腔渗出并进入其他相邻的环形腔，因而阻止了船舶因润滑剂可能外渗进入外部水域而危害环境。

一种特别利于环境保护的方案是，存在三个环形腔时，只在两个外侧环形腔中装有膨胀体，而中间环形腔则与一个输入压缩气体，主要为压缩空气的环路相连，它具有一个可以锁闭的通往船体内部的排油路。环路中的压力与各相邻环形腔内的介质压力相接近。外部介质侧的环形腔以水作为润滑剂，而轴承侧的环形腔则以润滑油作为润滑剂。由于此时在外部近水侧根本不使用润滑剂，因而在出现密封不严时只会渗漏出无害于环境的介质，如水进入外部水域。

本发明另一种有利的结构形式是，在轴承侧的密封圈前还设有另一个环形腔，其内还配置有一个单独供给热量-压力介质的膨胀体。在需要时还能够对轴承的润滑剂进行加热以保证在成冰水域的极端情况下对轴承的润滑。

在附图中对发明主题及其改型方案借助于实施例做进一步说明。其中：

图1表示一个船舶螺旋桨轴的尾轴管密封装置其膨胀体呈收缩的纵视图，

图2表示按图1所示的密封装置其膨胀体是呈胀起的，