<Desc/Clms Page number 1>
Übertragungs-und Entgasungseinrichtung für
Flüssigkeiten in umlaufenden Maschinenteilen
Ein wichtiges Anwendungsgebiet der nachstehend beschriebenen Erfindung sind elektrische Maschi- nen mit Wasserkühlung des Rotors, insbesondere Turbogeneratoren. Darüber hinaus ist die Erfindung ganz allgemein überall dort anwendbar, wo es darauf ankommt, unter Druck stehende Flüssigkeit ohne Leck- verluste auf und von umlaufenden Maschinenteilen zu übertragen.
Die Zu- und Abfuhr von Kühlflüssigkeit auf und von einem umlaufenden Maschinenteil, wie dies beispielsweise bei der Wasserkühlung von Turbogeneratorläufern ausgeführt wird, erfordert mindestens zwei Wellendichtungen, die keine dauernden Leckverluste an Kühlwasser verursachen sollen. Solche
Dichtungen sucht man in zunehmendem Mass in berührungsloser Bauart auszuführen, um Verschleiss von Dichtungswerkstoff, Erwärmung und Leistungsverluste zu vermeiden.
Bei der Kühlung spannungsführender Wicklungen kommt noch hinzu, dass die Kühlflüssigkeit unter keinen Umständen verunreinigt werden darf, da schon geringe Verunreinigungen die Leitfähigkeit z. B. des Wassers unzulässig erhöhen. Die nach dem heutigen Stand der Technik bekannten berührungslosen
Dichtungen weisen mit wenigen Ausnahmen dauernde Leckverluste auf, die vom Druck der geförderten
Flüssigkeit abhängig sind (Trutnovsky :"Berührungsfreie Dichtungen", VDI-Verlag Düsseldorf [1964],
S. 4, 219, 282).
Als vollkommene Wellendichtungen ohne Leckverluste sind beispielsweise die sogenannten flüssig- keitsgesperrtenDichtungen verschiedenerBauart bekannt (s. Trutnovsky S. 219). Alle Dichtungen auf die- ser Basis arbeiten mit einer sogenannten Sperrflüssigkeit, wobei es sich kaum vermeiden lässt, dass diese mit dem zu fördernden Gas oder der Flüssigkeit in Berührung kommt. Dies bringt aber die Gefahr einer
Emulsionsbildung mit sich (Trutnovsky S. 227).
FlüssigkeitsgesperrteDichtungen, z. B. Gewindedichtungen sind aus vorstehenden Gründen besonders für die Abdichtung von druckgasgefüllten Räumen gegen eine Welle geeignet. Ausser den Gewindedich- tungen sind noch flüssigkeitsgesperrte Dichtungen bekannt, bei denen eine rotierende Scheibe die Sperr- flüssigkeit in einem ruhenden Gehäuse in Rotation versetzt, wobei der äussere Rand der Scheibe in den rotierenden Flüssigkeitsspiegel taucht und auf diese Weise eine vollkommene Abdichtung erzielt wird (ähnlich einem Siphon, Trutnovsky S. 220).
Solche Dichtungen können nur funktionieren, wenn die Dichte des abzudichtenden Gases oder der
Flüssigkeit wesentlich geringer ist als jene der Sperrflüssigkeit. Eine Abdichtung von Flüssigkeiten kommt für diese Bauart daher überhaupt nicht inFrage ; abgesehen davon, dass die unvermeidliche Berührung mit
EMI1.1
Unter den Dichtungen, durch die die auftretenden Probleme zumindest teilweise gelöst wurden, ist beispielsweise die Anordnung gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 851091 zu nennen ; die allerdings mit verschiedenen Nachteilen behaftet ist.
Einer dieser Nachteile ist, dass sich bei berührungsfreier Ausführung aller Dichtungen Leckverluste vom Zufluss- zum Abflusskanal einstellen.
Einen weiteren Nachteil stellt die Benutzung einer Wellenbohrung für die Kühlwasserführung dar, wodurch bei grösseren Kühlwassermengen die Welle unzulässig geschwächt würde. Auch ist bei der ge-
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
Die Wahl der Anordnung wird von Fall zu Fall den Entwurfsbedingungen anzupassen sein. Der durch Fliehkraft im schaufellosen Kanal zwischen den Läuferscheiben erzeugte Druck hebt sich bei Ein- und Austritt auf.
EMI3.1
bei laufender Maschinemalen Gehäusewand eine Sekundärstromung einstellen, die an der Gehäusewand in Richtung Drehachse zirkuliert. Da die Rotationsgeschwindigkeit der Flüssigkeit bis zur Gehäusewand auf Null abfällt, besteht die Gefahr, dass zumindest ein dünner Flüssigkeitsfilm bis zum Wellenspalt gelangt und durch diesen austritt. Bei der erfindungsgemässen Anordnung wird dies jedoch während des Laufes durch drei Massnahmen sicher verhindert :
1.
Durch die Anordnung der Randscheiben-6a und 6b-- wird die Dicke der langsamer rotierenden Flüssigkeitsschicht, in der sich eine solche Strömung ausbilden kann, auf ein Minimum reduziert.
2. Flüssigkeitsmengen, die dennoch bis zur Welle gelangen, haben eine beträchtlich kleinere Umfangsgeschwindigkeit als diese. Beim Auftreffen am Gewinde der Welle wird diese Leckmenge wieder in Umfangsrichtung beschleunigt und durch die Gewindesteigung gleichzeitig in Richtung Mittelkanal gefördert. Zu diesem Zweck muss das Gewinde der einen Hälfte rechtsgängig, der andern linksgängig sein. Hat sich in den Gewindegängen eine ausreichend grosse Flüssigkeitsmenge angesammelt, wird diese durch Fliehkraftwirkung wieder nach aussen befördert.
3. Der Raum zwischen Welle und Flüssigkeitsspiegel wird über den Absaugstutzen-Ha undllb- unter Unterdruck gehalten, so dass nicht nur das aufsteigende Gas abgesaugt, sondern auch ein Flüssigkeitsaustritt durch den Wellenspalt verhindert wird.
Die lösbareBerührungsdichtung an den Enden wird im Lauf durch Ablassen des Druckgases abgehoben. Gemäss Fig. 1 kann die Flüssigkeit nicht direkt vom Gehäuseeintritt in den Mittelkanal gelangen, sondern sie wird erfindungsgemässe durch Versetzung der Gehäuseöffnungen zu einem Umweg gezwungen.
EMI3.2
gerissen werden, sondern sie werden von der Strömung abzweigen und zufolge Auftrieb dem starken Druckgefälle zum Zentrum hin folgend aufsteigen. Die Fernhaltung von Gasblasen vom umlaufenden Teil des Kühlkreislaufes ist zur Vermeidung von Unwuchten von grösster Wichtigkeit.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Übertragung von Kühlflüssigkeit auf einen umlaufenden Maschinenteil und zur gleichzeitigen Entgasung, mit einem auf der Maschinenwelle aufgesetzten Kreislpumpenrad, das in einem ruhenden Gehäuse läuft und während des Betriebes radial teilweise aber über den ganzen Umfang in die äussere rotierende Flüssigleit taucht, wobei das Pumpenrad zweigeteilt ist und zwischen den beiden Hälften ein scheibenförmigerkanalfreibleibt, dadurch gekennzeichnet, dass der schei- benförmigeKanal durch die Stirnseite der Pumpenradhälfte selbst gebildet, zum Gehäuse offen und ohne Schaufeln ausgeführt ist und mit einem weiteren Kanal in Verbindung steht, der konzentrisch zur Maschinenwelle angeordnet und durch die Pumpenradnabe abgedeckt ist,
so dass die Kühlflüssigkeit von den Pumpenradhälften in radialer Richtung gegen das Gehäuse geführt, durch den scheibenförmigen Kanal nach innen und den weiteren Kanal in den bewegten Maschinenteil strömt.