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Schwerkraftentlastungseinrichtung an Dichtungsringen für wagerechte Wellen.
Die Erfindung betrifft eine Schwerkraftentlastung von Dichtungsringen für wagerechte Wellen. Darnach ist in der zylindrischen Innenbegrenzungpfläche des Ringes Wenigstens an einer der beiden in oder nahe der lotrechten Mittelebene diametral gegenüber gelegenen Stellen eine Aussparung angebracht und diese gegen den Hochdruckraum offen und gegen den Niederdruckraum abgeschlossen, wenn sie oben liegt, hingegen gegen den Niederdruckraum offen und gegen den Hochdruckraum abgeschlossen, wenn sie unten liegt. Die Entlastung kann so ausgebildet sein, dass in der zylindrischen Innenbegrenzungsnäche des Ringes sowohl oben eine nach dem Hochdruckraum offene und nach dem Niederdruckraum abgeschlossene als auch unten eine nach dem Niederdruckraum offene und nach dem Hochdruckraum abgeschlossene Aussparung angebracht ist.
Von Dichtungsringen für wagerechte Wellen, wie sie beispielsweise für Dampfturbinen und Kreiselgebläse verwendet werden, wird in der Regel verlangt, dass sie sich der Wellenlage möglichst leicht und gut anpassen, dass sie also frei schweben", wie man zu sagen pflegt. Solche Ringe haben aber infolge der Schwerkraftwirkung das Bestreben, sich an die Welle anzuhängen, dadurch mit der Welle in dauernde Berührung zu kommen, wobei ihre Bohrung wegen der auftretenden Reibung mit der Zeit vergrössert wird. Die Folge davon ist eine stetig zunehmende Undichtheit. Man hat diesem Übelstand dadurch abzuhelfen gesucht, dass man den Ring durch entsprechend angeordnete Tragfedern aus Stahl entlastete.
Wenn solche Federn jedoch dauernd einer hohen Temperatur ausgesetzt sind, wie dies beispielsweise im Hochdruckteil von Dampfturbinen der Fall ist, so verlieren sie in verhältnismässig kurzer Zeit ihre Spannkraft und damit ihre Wirkungsfähigkeit als Entlastungsvorrichtung. Überdies brechen sie bald wegen Rostes.
Die den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Schwerkraftentlastung bietet den Vorteil, dass sie während unbeschränkter Betriebszeit ihre Entlastungsfähigkeit beibehält.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel einen für eine Dampfturbine bestimmten Dichtungsring, in welchem in der zylindrischen Innenbegrenzungsfläche sowohl oben als auch unten eine Aussparung vorgesehen ist. Fig. i stellt einen vertikalen Längsschnitt, Fig 2 einen Teil eines vertikalen Querschnittes durch eine solche Entlastungseinrichtung dar. Fig. 3 zeigt im Grundriss die gegenseitige Lage der oberen und unteren Aussparung.
1 bezeichnet einen Ausschnitt aus der Zwischenwand einer Dampfturbine, durch welche eine Hochdruckstufe von der benachbarten Stufe niedrigeren Druckes getrennt wird. Links herrscht der Druck Pi, rechts der kleinere Druck s. Der aus Kohle hergestellte Dichtungsring 2 ist in der Horizontalebene geteilt. Die beiden Hälften werden durch eine Spiralfeder 3 zusammengehalten. Der Kohlering 2 wird zufolge des von links nach rechts gerichteten Überdruckes p"p, an die innere, ebene Begrenzungsfläche der Zwischenwand 1 dichtend angepresst. Um nun den Ring 2 samt der Feder 3 von der Wirkung der Schwerkraft zu entlasten, sind symmetrisch zur vertikalen Mittelebene x, x der Fig. 2 in der inneren Begrenzungsfläche des Ringes zwei Aussparungen angebracht.
Die obere Aussparung 4 ist nach links, das ist nach der Hochdruckseite, offen und gegen die Niederdruckseite durch die Drosselstrecke A, B abgeschlossen. Die untere Aussparung J ist nach rechts, das ist nach
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Hochdruck PI'in der unteren Aussparung. 5 nahezu der volle Niederdruck P2 ein.
Weil gemäss Fig. g im Grundriss gesehen die obese Aussparung die strichpunktiert eingezeichnete Form E, A, F, die untere Aussparung die Foim G, D, H hat und sich diese beiden Flächen in vertikaler Richtung gesehen um das in Fig. 3 gekreuzt schraffierte Flächenstück A, K, D, J, A überdecken, so erfährt der Ring 2 eine Auftriebskraft, welche ungefähr
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(Fläche A, K, D, J, A) X (Pl-P2)'
Weil der geschlossenen Strecke C, D am unteren Teil der Begrenzungsfläche diametral eine offene, also unter vollem Hochdruck stehende Strecke. am oberen Teil des Ringes gegen- überliegt und weil der geschlossenen Strecke A, B am oberen Teil der Begrenzungsfläche diametral eine offene ;
unter vollem Niederdruck stehende Strecke am unteren Teil des Ringes gegenüberliegt, tragen die in Fig. 3 sich nicht überdeckenden Flächen E. J, D, K, F, E und G, J, A, K, H, G zur Entlastung pro Flächeneinheit im Mittel etwa in halb so grossem Mass bei wie die überdeckte Fläche A, J, D, K, A.
Durch richtige Bemessung der Aussparungen kann die Auftriebskraft dem Gewicht des Kohleringes 2 und der Spannfeder 3 gleichgemacht und somit die Wirkung der Schwerkraft aufgehoben werden.
Wenn das Gewicht des Dichtungsringes klein und der Unterschied zwischen den
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zuwenden. Nur ist eben darauf zu achten, dass eine oben angebrachte Aussparung gegen den Hochdruckraum offen und gegen den Niederdruckraum abgeschlossen, eine unten angebrachte Aussparung gegen den Niederdruckraum hin offen und gegen den Hochdruckraum hin abgeschlossen ist.
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gegenüberliegende Aussparungen von entsprechend grossen Grundflächen anwenden, wie dies im Ausführungsbeispiel veranschaulicht ist. Die Aussparungen können seitlich, d. h. in Richtung des Umfanges, durch Stege unterteilt sein.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Schwerkraftentlastungseinrichtung an Dichtungsringen für wagerechte Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass in der zylindrischen Innenbegrenzungsfl che des Ringes wenigstens an einer der beiden in oder nahe der lotrechten, durch die Wellenachse gelegten Mittelebene einander diametral gegenüberliegenden Stellen eine Aussparung angebracht ist, die gegen den Hochdruckraum offen und gegen den Niederdruckraum abgeschlossen ist, wenn sie oben liegt, und gegen den Niederdruckraum offen und gegen den Hochdruckraum abgeschlossen, wenn sie unten'liegt.