DE1531743B2 - MECHANICAL SEAL FOR ADJUSTABLE VANES OF HYDRAULIC PROPELLERS - Google Patents

MECHANICAL SEAL FOR ADJUSTABLE VANES OF HYDRAULIC PROPELLERS

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DE1531743B2 DE19671531743 DE1531743A DE1531743B2 DE 1531743 B2 DE1531743 B2 DE 1531743B2 DE 19671531743 DE19671531743 DE 19671531743 DE 1531743 A DE1531743 A DE 1531743A DE 1531743 B2 DE1531743 B2 DE 1531743B2
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Aktiebolaget Karlstads Mekamska Werkstad, Karlstad (Schweden)
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Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung für Verstellflügel von hydraulischen Propellern von Schiffsantrieben, Wasserturbinen oder Wasserpumpen zur Abdichtung des Zwischenraumes zwischen der Nabe und dem in dieser gelagerten Propellerflügel mit jeweils einem der Nabe bzw. dem Fuß des Propellerflügels dicht und drehfest zugeordneten Gleitring, deren der Nabe zugeordneter axial verschieblich angeordnet ist und federnd gegen die Stirnseite des anderen gedrückt ist.The invention relates to a mechanical seal for adjustable vanes of hydraulic propellers from Ship drives, water turbines or water pumps to seal the space between the hub and the propeller blade stored in this, each with one of the hub or the foot of the Propeller blade tightly and non-rotatably assigned slip ring, whose axially displaceable hub is assigned is arranged and is resiliently pressed against the end face of the other.

Eine Gleitringdichtung der-igenannten Art ist be^- kannt (hollänäische^Patentschriftf 58 258)!/ Tritt bei einer solchen Gleitringdichtung infolge der Abnutzung ein Lecken auf, so ist dieses: nur unter großen Schwierigkeiten zu beheben,. weil in den meisten Fällen die Verstellflügel ausgebaut werden müssen und das Öl aus. dem. Inneren abgelassen werderj,A mechanical seal of the type mentioned is be ^ - know (Dutch patent specification 58 258)! / Join Such a mechanical seal should leak as a result of wear, then this is: only under large ones Troubleshoot difficulties. because in most cases the adjustable wings have to be removed and the oil out. to the. Inside werderj,

Es sind auch Ausführurigsfortnen von Dichtungsvorrichtungen bekannt (schwedische Patentschriften 130 891 und 135 415), deren Teile ausgewechselt werden können, ohne daß die Propellerflügel entfernt -werden müssen, jedoch muß auch in diesen Fällen das Öl aus der Propellernabe abgelassen werden. ,- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher bei Abnutzung der Hauptdichtung mit einfachen Mitteln mit Hilfe einer Hilfsdichtung die Dichtigkeit wiederhergestellt werden kann, ohne daß ein Ausbau der Verstellflügel bzw. ein Ablassen des Öls erforderlich ist. Dies wird er-.findungsgemäß dadurch erreicht, daß radial innerhalb des fußseitigen Gleitringes am Fuß selbst eine radiale Reservedichtfläche vorgesehen ■ ist, der eine am axial beweglichen Gleitring angeordnete weitere Reservedichtfläche gegenüberliegt, und der im Fuß des Propellerflügels angeordnete Gleitring axial derart zurückziehbar ist, daß nach dem Leckwerden der eigentlichen Gleitfläche die Reservedichtfläche des axial verschiebbaren Gleitringes unter dem auf diesen Gleitring wirkenden Anstelldruck mit der Reiservedichtflächei"des .Propellerflügelfußes'im Eingriff steht.There are also known embodiments of sealing devices (Swedish patents 130 891 and 135 415), the parts of which can be exchanged without removing the propeller blades - must be, but in these cases the oil must be drained from the propeller hub. - The invention is based on the object of a mechanical seal of the type mentioned create, in which when the main seal wears out with simple means with the help of an auxiliary seal the tightness can be restored without having to dismantle the adjustable wing or draining the oil is required. This is according to the invention achieved in that radially inside the foot-side slip ring on the foot itself a radial reserve sealing surface is provided, the one arranged on the axially movable sliding ring further Reserve sealing surface opposite, and arranged in the foot of the propeller blade slip ring axially in such a way is retractable that after the leakage of the actual sliding surface, the reserve sealing surface of the axially displaceable sliding ring under the contact pressure acting on this sliding ring with the Reiservedichtflächeei "des .Propeller blade root 'engaged stands.

Als Verstellvorrichtung können im Fuß des Propellerflügels . angeordnete,--aufy den-fußseitigen Gleitring wirkende Stellschrauben vorgesehen sein. In den die Stellschrauben aufnehmenden Gewindebohrungen können zwischen der Stellschraube und dem fußseitigen Gleitring je eine die Endstellungen bestimmende Gewindehülse eingeschraubt sein!.:{'"';" ,■■ !i·"-A y~''-·' As an adjusting device can be in the foot of the propeller blade. arranged, - be provided on the foot-side sliding ring acting adjusting screws. A threaded sleeve that determines the end positions can be screwed into the threaded bores that accommodate the adjusting screws between the adjusting screw and the sliding ring on the foot side ! . : { '"';", ■■ ! I · "- A y ~ '' - · '

In jeweils einer "der eigentliehenbGleitflachen und der Reservedichtflächen kann eine einen O-Dichtungsring ^μίηεηηαεηαβ Ringnut angeordnet sein. _,..In each case one of the actual sliding surfaces and the reserve sealing surfaces can be arranged an O-sealing ring ^ μίηεηηαεηαβ annular groove. _, ..

Die Erfindung ist im folgenden aiL Hand der Zeichnung an einigend Ausführungsbeispielen; näher: erläutert.The invention is hereinafter referred to as aiL Drawing of some exemplary embodiments; closer: explained.

Es zeigtIt shows

F i g. 1 einen Schraubenpropeller mit verstellbaren Flügeln, wobei der Propeller von hinten und teilweise im Schnitt gezeigt ist,F i g. 1 a screw propeller with adjustable blades, the propeller from behind and partially is shown in section,

F i g. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Gleitringdichtung undF i g. 2 shows a sectional view of a mechanical seal according to the invention and

F i g. 3 eine andere Ausführungsform der Gleitringdichtung. F i g. 3 another embodiment of the mechanical seal.

In Fig. 1 ist die Lage einer erfindungsgemäßen Gleitringdichtung 1 gezeigt. Die F i g. 1 zeigt einen Schraubenpropeller mit einer Nabe 3, in welcher drei Schraubenflügel 5 mit Flügelflanschen 7 drehbar sind. Jeder Schraubenflügel 5 ist auf einem Kurbel- -zapfehring; Il durch Schrauben 9'-'i-"befestigt. Der Schraubenflügels und der Kurbelzapfenring 11 sind gegen einen Lagerring13 drehbar, der fest /auf der Nabe 3 sitzt. Der Kurbelzapfenring 11 ist mit einer Steigungsverstellvorrichtung 17 mittels Kurbelzapfen 15 beweglich verbunden. Die Gleitringdichtung 1 ist zwischen der Nabe 3, dem Flügelflansch 7 und dem Lagerring 13 eingesetzt.In Fig. 1 the position of a mechanical seal 1 according to the invention is shown. The F i g. 1 shows a Screw propeller with a hub 3 in which three screw blades 5 with blade flanges 7 are rotatable are. Each screw wing 5 is on a crank-pin ring; Il fastened by screws 9 '-' i- " Screw wing and the crank pin ring 11 are rotatable against a bearing ring 13, which is fixed / on the Hub 3 is seated. The crank pin ring 11 is connected to a pitch adjustment device 17 by means of a crank pin 15 movably connected. The mechanical seal 1 is between the hub 3, the wing flange 7 and the Bearing ring 13 used.

ίο F i g. 2 zeigt mit näheren Einzelheiten eine Schnittansicht der Gleitringdichtung 1, welche einen Gleit-, ,';;ringl9i der'nicht drehbar auf der Nabe 3 sitzt, und einen weiteren Gleitring 21 aufweist, der nicht drehbar auf dem Flügelflansch 7 sitzt. Der Gleitring 19 ist mit einer Dichtung 23 gegen die Nabe 3 versehen und mit Nuten 25 und 27 sowie mit Gleitflächen 29 und 31 ausgebildet. Der Gleitring 21 ist mit einer Dichtung 33 gegen den Flügelflansch 7 versehen und weist eine Gleitfläche 35 sowie eine Zunge 37 auf. Die Unterseite des Flügelflansches 7 weist eine Gleitfläche 39 auf. In der Nut 25 befindet sich ein O-Dichtungsring 41 und in der Nut 27 ein weiterer O-Dichtungsring 43. Der Gleitring 19 öder der Gleitring 21 ist in { seiner axialen Richtung mittels Federn 45 beweglich. Die Stellschrauben 47 sind in den Propellerflügel- ' · flansch 7 eingeschraubt und mittels Sicherungsschrauben 49 gesichert, dieindeii Gleitring 21 eingeschraubt ■ sind;. Die Stellschrauben 47 und die Sicherungsschrauben 49 sind mit Nuten. versehen, so daß sie leicht von der Außenseite des sSchraubenpröpellers verstellt werden können. Zur Begrenzung der Ver-.... Schiebung des. Gleitringes 21- sind in den Flügelflansch? Abstandsmuttern 51 eingeschraubt.ίο F i g. 2 shows in greater detail a sectional view of the mechanical seal 1, which has a sliding ring which does not rotate on the hub 3, and a further sliding ring 21 which is non-rotatable on the wing flange 7. The sliding ring 19 is provided with a seal 23 against the hub 3 and is designed with grooves 25 and 27 and with sliding surfaces 29 and 31. The sliding ring 21 is provided with a seal 33 against the wing flange 7 and has a sliding surface 35 and a tongue 37. The underside of the wing flange 7 has a sliding surface 39. An O-sealing ring 41 is located in the groove 25 and a further O-sealing ring 43 is located in the groove 27. The sliding ring 19 or the sliding ring 21 is movable in its axial direction by means of springs 45. The adjusting screws 47 are screwed into the propeller blade flange 7 and secured by means of locking screws 49 which are screwed into the sliding ring 21. The set screws 47 and the locking screws 49 are grooved. provided so that they can be easily adjusted from the outside of the s Schraubenpröpellers. To limit the displacement of the sliding ring 21 are in the wing flange? Spacer nuts 51 screwed in.

Fig'. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Gleitringe 19 und 21. Bei dieser Ausführungsform befindet sich das Dichtungselement 43 in einer Nut 53 im.Flügelflansch 7.Fig '. 3 shows another embodiment of the sliding rings 19 and 21. In this embodiment the sealing element 43 is located in a groove 53 in the wing flange 7.

- Die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung ist wie folgt: F i g. 2 zeigt die Gleitringdichtung 1, wie-, sie in einem:Raum zwischen der Nabe 3, dem Flügelflansch 7 und dem Lagerring 13 eingebaut werden soll. ;Der Gleitring 19 wird^durch die Federn 45 gegen den Gleitring 21 gepreßt, der durch die Stellschrauben 47 und die Sicherungs- r' ■45· schrauben 49 in seiner Lage gehalten wird. Die Gleit- ^ ringe 19 und 21 liegen an den Gleitflächen 29 und 35 (" an. Die Abdichtung zwischen dem ölgefüllten Inneren der Nabe 3 und dem Medium, in welchem der Schraubenpropeller arbeitet, wird an den Dichtungen p5o: 23'u'nd 33 uriet"am·"Dichtungselement41 erzielt. Die ■"· ^Dichtungen 23 und 33 dichten zwischen den Flächen ab, welche mit Bezug aufeinander unbeweglich sind.- The operation of a sealing device according to the invention is as follows: F i g. 2 shows the mechanical seal 1 as it is to be installed in a space between the hub 3, the wing flange 7 and the bearing ring 13. ; The slide ring 19 ^ is pressed by the springs 45 against the slip ring 21 by the set screws 47 and the backup r '■ 45 · screw is held in position 49th The sliding rings 19 and 21 rest on the sliding surfaces 29 and 35 (". The seal between the oil-filled interior of the hub 3 and the medium in which the screw propeller operates is applied to the seals p 50 : 23 'and 33 is achieved "on the" sealing element 41. The seals 23 and 33 seal between the surfaces which are immovable with respect to one another.

Es findet daher „kein wesentlicher .Verschleiß dieser Dichtungen 23 und 33 statt. Das Dichtungselement ^S.fjrast-e.twasizusam.mengedriickt1 zwischen zwei Flächen der Gleitring? I?;:und j 21., eingesetzt, welche, wenn der Flügel 5. g^retö. wird* ,sich in bezug aufeinander bewegen, ~ so'"daß"" da"s Dichtungselement 41 einem Verschleiß ausgesetzt ist. Der Betrag der Abnutzung wird ferner durch Sand od. dgl. beeinflußt, der bis zum Dichtungselement 41 mit dem Medium eindringen kann, in welchem der Propeller arbeitet, ι In der in F i g. 2 gezeigten Stellung ist das Dichtungselement 43 völlig unbelastet und von Öl um- ; geben. Durch die Fliehkraft während der Drehung t des Propellers wird das Dichtungselement 43 nur gegen die Unterseite des Flügelflansches 7 und die Zunge 37 in seiner Lage gehalten, welche mit BezugThere is therefore “no significant wear and tear on these seals 23 and 33. The sealing element ^ S.fjrast-e.twasizusam.mengedriickt 1 between two surfaces of the sliding ring? I?;: And j 21st, inserted which if the wing 5th g ^ retö. will * move with respect to one another, so that the sealing element 41 is subject to wear. The amount of wear is also influenced by sand or the like, which can penetrate as far as the sealing element 41 with the medium in which the propeller works, in the form shown in FIG. 2, the sealing element 43 is completely unloaded and surrounded by oil; give. Due to the centrifugal force during the rotation t of the propeller, the sealing element 43 is only held in its position against the underside of the wing flange 7 and the tongue 37, which are referenced

aufeinander feststehend sind, und das Dichtungselement 43 liegt dann nicht gegen einen Teil der Nut 27 an, die sich bei der Drehung des Flügels in bezug auf den Flügelflansch 7 und die Zunge 37 bewegt. In dieser Stellung ist daher das Dichtungselement 43 gut gegen Verschleiß geschützt.are fixed to one another, and the sealing element 43 then does not lie against part of the groove 27, which moves with respect to the wing flange 7 and the tongue 37 when the wing is rotated. In In this position, the sealing element 43 is therefore well protected against wear.

Wenn das Dichtungselement 41 bis zum höchstzulässigen Grad abgenutzt ist, oder wenn vorher Öl aus der Nabe durch die Gleitringdichtung 1 herausleckt, kann das Dichtungselement 43 durch das Dichtungselement 41 ersetzt werden. Dies kann vergleichsweise einfach unter Wasser durch einen Froschmann oder einen Taucher in der folgenden Weise geschehen: Die Sicherungsschrauben 49 werden etwas gelockert, so daß ihre Sicherungswirkung auf die Stellschrauben 47 aufhört. Sodann werden die Stellschrauben 47 nach außen geschraubt, was zur Folge hat, daß die Sicherungsschrauben 49 den Gleitring 21 mitziehen. Die Federn 45 verlagern den Gleitring 19 so, daß die Berührung zwischen den Gleitflächen 29 und 35 sowie die Funktion des Dichtungselementes 41 während der ganzen Zeit aufrechterhalten bleiben, bis die neuen Gleitflächen 31 und 39 gegeneinander anliegen und bis das Dichtungselement 43 in der Betriebsstellung unter einer bestimmten Zusammendrückung steht. Das ölgefüllte Innere der Nabe 3 und das den Propeller umgebende Medium sind nun voneinander durch die Dichtung 23 und das Dichtungselement 43 abgedichtet. Der Gleitring 21 kann zweckmäßig verlagert werden, bis er die Abstandsmutter 51 erreicht. Diese Stellung wird dadurch angezeigt, daß die Stellschrauben 47 nicht mehr weiter herausgeschraubt werden können. Die Sicherungsschrauben 49 werden nun wieder angezogen, womit der gesamte Vorgang abgeschlossen ist. Das abgenutzte oder beschädigte Dichtungselement 41 ist nach diesem Vorgang völlig entlastet und verursacht keine Reibung, wenn der-Flügel 5 gedreht wird.When the sealing element 41 is worn to the maximum permissible degree, or when there is no oil beforehand the hub leaks out through the mechanical seal 1, the sealing element 43 can through the sealing element 41 must be replaced. This can be done comparatively easily by a frogman or underwater happen to a diver in the following way: The locking screws 49 are loosened somewhat, so that their securing effect on the adjusting screws 47 ceases. Then the adjusting screws 47 screwed outwards, with the result that the locking screws 49 pull the slide ring 21 with them. The springs 45 move the sliding ring 19 so that the contact between the sliding surfaces 29 and 35 as well the function of the sealing element 41 are maintained throughout the time until the new Sliding surfaces 31 and 39 bear against one another and until the sealing element 43 is in the operating position is under a certain compression. The oil-filled inside of the hub 3 and that of the propeller surrounding medium are now separated from each other by the seal 23 and the sealing element 43 sealed. The sliding ring 21 can expediently be displaced until it reaches the spacer nut 51. This position is indicated by the fact that the adjusting screws 47 are no longer unscrewed can be. The locking screws 49 are now tightened again, bringing the entire process is completed. The worn or damaged sealing element 41 is completely after this process relieves and does not cause friction when the wing 5 is rotated.

Die vorangehend in Verbindung mit F i g. 2 beschriebene Ausführungsform ist nur ein Beispiel für die praktische Anwendung der Erfindung.The above in connection with FIG. The embodiment described in FIG. 2 is only an example of the practical application of the invention.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Gleitringdichtung für Verstellflügel von hydraulischen Propellern von Schiffsantrieben, Wasserturbinen oder Wasserpumpen zur Abdichtung des Zwischenraumes zwischen der Nabe und dem in dieser gelagerten Propellerflügel mit jeweils einem der Nabe bzw. dem Fuß des Propellerflügels dicht und drehfest zugeordneten Gleitring, deren der Nabe zugeordneter axial verschieblich angeordnet ist und federnd gegen die Stirnseite des anderen gedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß radial innerhalb des fußseitigen Gleitringes (21) am Fuß (7) selbst eine radiale Pveservedichtfläche (39) vorgesehen ist, der eine am axial beweglichen Gleitring (19) angeordnete weitere Reservedichtfläche (31) gegenüberliegt, und der im Fuß (7) des Propellerflügels angeordnete Gleitring (21) axial derart zurückziehbar ist. daß nach dem Leckwerden der eigentlichen Gleitflächen (29; 35) die Reservedichtfläche (31) des axial verschiebbaren Gleitrings (19) unter dem auf diesen Gleitring wirkenden Anstelldruck mit der Reservedichtfläche (39) des Propellerflügelfußes (7) im Eingriff steht.1. Mechanical seal for adjustable vanes of hydraulic propellers of ship drives, water turbines or water pumps for sealing the space between the hub and the propeller blade mounted in it, respectively one of the hub or the foot of the propeller blade tightly and non-rotatably assigned slip ring, whose hub is assigned to be axially displaceable and resiliently against the end face of the other is pressed, characterized in that radially inside the foot-side Sliding ring (21) on the foot (7) itself a radial Pveservedichtfläche (39) is provided, the one further reserve sealing surface (31) arranged on the axially movable slide ring (19) is opposite, and the sliding ring (21) arranged in the foot (7) of the propeller blade is axially retractable in this way. that after the leakage of the actual sliding surfaces (29; 35) the reserve sealing surface (31) of the axially displaceable sliding ring (19) under the contact pressure acting on this sliding ring with the Reserve sealing surface (39) of the propeller blade root (7) is in engagement. 2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung in Form von im Fuß des Propellerflügels angeordneten, auf den fußseitigen Gleitring (21) wirkenden Stellschrauben (47).2. Mechanical seal according to claim 1, characterized by an adjusting device in Form of arranged in the foot of the propeller blade, acting on the foot-side sliding ring (21) Set screws (47). 3. Gleitringdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den die Stellschrauben (47) aufnehmenden Gewindebohrungen zwischen der Stellschraube und dem fußseitigen Gleitring (21) eine die Endstellungen bestimmende Gewindehülse (51) eingeschraubt ist.3. Mechanical seal according to claim 2, characterized in that in the the adjusting screws (47) receiving threaded holes between the adjusting screw and the sliding ring on the foot side (21) a threaded sleeve (51) which determines the end positions is screwed in. 4. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeweils einer der eigentlichen Gleitflächen (29 bzw. 35) und der Reservedichtflächen (31 bzw. 39) eine einen O-Dichtungsring (41 bzw. 43) aufnehmende Ringnut (25 bzw. 27; 53) angeordnet, ist.4. Mechanical seal according to claim 1, characterized in that in each case one of the actual Sliding surfaces (29 or 35) and the reserve sealing surfaces (31 or 39) have an O-sealing ring (41 or 43) receiving annular groove (25 or 27; 53) is arranged. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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