[发明专利]陀螺仪稳定器

说明书

公开了一种包含真空室组件的陀螺仪稳定器，其包含：封闭在由壳体形成的真空室内的飞轮；固定到该飞轮或与该飞轮集成一体的飞轮轴。真空室组件还包含：上旋转轴承室和围绕飞轮轴的上轴密封件，上旋转轴承室容纳上旋转轴承，并通过上轴密封件与真空室分离；下旋转轴承室和围绕飞轮轴的下轴密封件，下旋转轴承室容纳下旋转轴承，并通过下轴密封件与真空室分离，并且其中该陀螺仪稳定器包含油回路，该油回路具有进入该上旋转轴承室的至少一个出口、从该上旋转轴承室出去的至少一个排出口、进入该下旋转轴承室的至少一个出口，并且从该下旋转轴承室离开的至少一个排出口。

技术领域

本发明涉及陀螺仪稳定器，具体地涉及旋转轴线轴承的润滑。

背景技术

用于稳定例如海洋船舶的主体的陀螺仪稳定器是众所周知的。这种陀螺仪稳定器包含飞轮，其在使用中以通常三千到一万转/分钟的高转速围绕旋转轴线旋转。飞轮旋转轴线被保持在具有垂直于旋转轴线的万向轴或进动轴线的万向架中，其中进动运动被制动和/或驱动。由于飞轮的外缘的高速度，万向架通常是封闭飞轮的腔室，以使飞轮能够在真空中旋转。这减少了阻力，减少发热并提高效率。用于将飞轮围绕旋转轴线定位的旋转轴承受高负载和高转速的影响，这也产生热量和噪音。

旋转轴承和旋转电机通常位于真空室内，以避免与旋转轴承离开真空室的位置的真空室密封相关的问题。在真空室内设置旋转轴承使得旋转轴承的润滑和冷却困难。甚至冷却旋转轴承和飞轮轴的内圈更加困难，因为它们是旋转的，并且不能通过与冷却套接触来容易地冷却。尽管在标称水平旋转轴线陀螺仪稳定器中使用滑动轴承和油浴润滑是已知的，旋转轴承通常是通过脂润滑的滚柱轴承。然而，不使用循环油系统，部分原因是泵送油进出真空是困难的。可以提供冷却翅片和/或冷却套来辅助轴承和真空室的冷却，但即使使用冷却套来冷却轴承也不能有效地冷却整个轴承。

本发明按提供陀螺仪稳定器的旋转轴承的改进的润滑和/或冷却的角度发展。

与旋转轴离开真空室位置的真空室密封有关的问题是由于飞轮轴上的高径向力。这些高径向力需要如此大直径的飞轮轴，使得轴密封件的表面速度高，并且还在轴密封件处产生大的径向移动或运转，这一组合导致密封至少具有一些泄漏。

已经令人满意地发现，本发明可以进一步提供耐油泄漏入真空室的润滑装置。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种包含真空室组件的陀螺仪稳定器，其包含：封闭在由壳体形成的真空室内的飞轮；固定到该飞轮或与该飞轮集成一体的飞轮轴，并且该飞轮轴通过上旋转轴承和下旋转轴承相对于该壳体定位，该上旋转轴承和下旋转轴承允许该飞轮围绕该旋转轴旋转，其中，真空室组件还包含：上旋转轴承室和围绕飞轮轴的上轴密封件，上旋转轴承室容纳上旋转轴承，并通过上轴密封件与真空室分离；下旋转轴承室和围绕飞轮轴的下轴密封件，下旋转轴承室容纳下旋转轴承，并通过下轴密封件与真空室分离，并且其中该陀螺仪稳定器包含油回路，该油回路具有进入该上旋转轴承室的至少一个出口、从该上旋转轴承室出去的至少一个排出口、进入该下旋转轴承室的至少一个出口，并且从该下旋转轴承室离开的至少一个排出口。

优选地，上旋转轴承室至少部分地由壳体形成。优选地，下旋转轴承室至少部分地由壳体形成。上旋转轴承室和/或下旋转轴承室可以设置在相应的轴承托架中。

真空室在使用中可以处于小于-0.8巴表压(barg)，优选小于-0.9巴表压(barg)，更优选小于-0.95巴表压(barg)的压力下。

上旋转轴承室和下旋转轴承室在使用中可以处于-0.2巴表压(barg)和-0.8巴表压(barg)之间的压力下，优选在-0.3巴表压(barg)和-0.7巴表压之间(barg)，更优选在-0.4巴表压(barg)和-0.6巴表压(barg)之间的压力下。

替代地，真空室可以处于小于600托(或600mmHg)的压力下，尽管为了减少由飞轮旋转产生的阻力和热量，真空室中的压力可以优选小于200托，并且更优选地小于50托。