Stopfbüchse für umlaufende Wellen. Die Erfindung betrifft eine Stopfbüchse für umlaufende Wellen, bei der ein mit der Welle sich drehender und die achsialen Ver- seliiebungen mitmachender Dichtungskörper, sowie ein zweiter sich nicht drehender, aber ebenfalls die a.chsialen Verschiebungen der Welle mitmachender Dichtungskörper vor handen sind. Bei Stopfbüchsen dieser Art er folgt die Festlegung der gegenseitigen Lage der beiden Dichtungskörper in Richtung der Breite des zwischen ihren Dichtungsflächen vorhandenen Spaltes durch die Welle.
Indem beide Dichtungskörper die achsialen Ver schiebungen der Welle mitmachen, werden relative Verschiebungen zwischen den zwei 1)iclitungskörpern in achsia.ler Richtung ver hindert, so da.ss die achsiale Spaltbreite zwi- .#:clien ihren Dichtungsflächen bei vollkom- rnener Betriebssicherheit äusserst klein, ja prak tisch sogar gleich lull gewählt werden kann.
Zweck der Erfindung ist, eine Stopf büchse der erwähnten Art zu schaffen, bei der ein aehsialer Schub, herrührend vom Drucke des abzudielitenden Mittels auf den sich nicht drehenden Dichtungskörper; prak tisch vermeidbar ist. Zu diesem Behufe sitzt erfindungsgemäss der sich nicht drehende Dichtungskörper mit einem büchsenförmigen Teil in einer Bohrung des Stopfbüchsenge- häuses, die so angeordnet ist, dass deren Durchmesser kleiner ist als der äusserste Durchmesser und grösser als der innerste Durchmesser der zusammenwirkenden Dich tungsflächen beider Dichtungskörper, welche mindestens einen im wesentlichen senkrecht zur Welle stehenden Drosselspalt bilden.
Wenn mindestens der sich nicht drehende Dichtungskörper ringförmige Labyrinth- kämme aufweist, so kann mit Hilfe der An zahl und Ausgestaltung dieser Labyrinth kämme die Grösse des im Spalt auf jenen Dichtungskörper wirkenden Druckes des ab zudichtenden Mittels abgestimmt werden.
Auf der Zeichnung sind zwei Ausführun gen der Erfindung beispielsweise veranschau licht, und zwar zeigt: Fig. 1 eine an einer Dampfturbine ange ordnete Stopfbüchse, bei der beide Dich tungskörper je eine senkrecht zur Wellen achse angeordnete, mit Labyrinthkämmen ver sehene Dichtungsfläche aufweisen, so dass der zwischen diesen Flächen liegende Drossel- spalt im wesentlichen senkrecht zur Welle steht; Fig. 2 zeigt eine Stopfbüchse einer Dampfturbine mit zwei vom Dampf im we sentlichen radial nach auswärts durchström ten, als Vielfachlabyrinthe ausgebildeten Drosselspalten, die mit Bezug auf den abzu dichtenden Dampffluss in Reihe geschaltet sind.
Gemäss Fig. 1 bezeichnet 1 eine abzudich tende Dampfturbinenwelle und 2 das Gehäuse der Turbine, von der noch ein Teil eines Laufrades 3 gezeigt ist. Zur Abdichtung der Welle 1 dient eine Labyrinthstopfbüchse, welche zwei Dichtungskörper 4, 6 aufweist. Der Körper 4, der mit der Welle 1 fest ver bunden ist, ist an einer Dichtungsfläche, die in einer zur Wellenachse senkrecht stehenden Ebene liegt, mit ringförmigen Labyrinth kämmen 5 versehen. Der Körper 6 ist seiner seits an einer zur Wellenachse senkrecht ste henden Dichtungsfläche 12 mit ringförmigen Labyrinthkämmen 1 versehen.
Die Laby- rinthkämme 5 und 7 bilden zusammen mit den erwähnten, senkrecht zur Wellenachse liegenden Dichtungsflächen der Körper 4, 6 einen Drosselspalt, der im wesentlichen senk recht zur Welle 1 steht und vom Dampf in bezug auf die Wellenrichtung im wesent-. lichen in radialer Richtung durchströmt wird. Der Dichtungskörper 6 ist nicht drehbar und weist einen büchsenförmigen Teil 8 auf, der an seinem linken Ende in eine ringförmige Ausnehmung 9 der Welle 1 eingreift.
Der Teil 8 ist zwischen den radialen Flächen der ringförmigen Wellenausnehmung 9 achsial genau geführt, während in radialer Richtung zwischen Welle 1 und dem Teil 8 ein gewis ses Spiel vorhanden ist. Der Dichtungskörper 6 muss daher alle achsialen Verschiebungen der Welle mitmachen. Auf diese Weise sind die Kämme 7 und die Dichtungsfläche 12 des Körpers 6 in ihrer Lage mit Bezug auf die Kämme 5 und die mit letzteren versehene Dichtungsfläche des Körpers 4 durch die 'V#@Telle 1 in Richtung des Labyrinthspiels, das heisst in vorliegendem Falle in der Achsrich tung der Welle, genau fixiert.
Der büchsen- förmige Teil 8 des Dichtungskörpers 6 sitzt gut abgedichtet in einer Bohrung 10 des Ge häuses 2. Der Durchmesser dieser Bohrung 10 ist kleiner als der äusserste Durchmesser und grösser als der innerste Durchmesser des Drosselspaltes, der von den zusammenwirken den Dichtungsflachen beider Dichtungskörper 4, 6 gebildet wird.
Bei einem solchen Durch messer der Bohrung 10 ist es möglich, zu erreichen, da.ss der auf die Dichtungsfläche 12 und ihre Labyrinthkämme 7 einwirkende, gedrosselte Dampfdruck mit Bezug auf den auf die Fläche 13 des Körpers 6 wirkenden, ungedrosselten Dampfdruck und den auf den Körper 6 einwirkenden Atmosphärendruck sieh so verhält, dass die auf die genannten Flächen in entgegengesetztem Sinne einwir kenden achsialen Drücke praktisch keinen Achsialschub erzeugen.
Die Erreichung die ses Ziels wird mit Hilfe der Labyrinthkämme 7 erleichtert, da der auf die Dichtungsfläche 12 und deren Labyrinthkämme 7 wirkende Dampfdruck von der Anzahl und Ausgestal tung jener Kämme abhängt. Zwischen dem büchsenförmigen Teil 8 des sieh nicht drehen den Körpers 6 und dem Gehäuse 2 ist noch eine Stopfbüchse 11 mit Packung, zum Bei spiel einer Weichpackung, vorgesehen.
Bei der beschriebenen Stopfbüchse erfolgt die Festlegung der Lage des Körpers 6 in Richtung des Labyrinthspiels mit Bezug auf den Körper 4 einzig durch die Welle 1. Da, nun einmal die Entfernung der Stelle, wo der Körper 6 in die Welle 1 eingreift, vom Drosselspalt verhältnismässig klein ist und weil ferner sowohl der Körper 6, als auch die in Betracht kommende Strecke der Welle 1 praktisch denselben Temperaturen ausgesetzt sind, so erfährt die Abmessung 14 während des Betriebes praktisch keine Veränderungen,
das heisst im Drosselspalt der Liderung wird in der Richtung des Labyrinthspiels prak tisch keine Lagenveränderung des Körpers 6 mit Bezug auf den Körper 4 eintreten. In folgedessen bleibt bei der beschriebenen Stopfbüchse der Drosselspalt unverändert, und es kann daher dessen Breite praktisch auf Null herabgemindert werden. In radialer Richtung kann dagegen das Spiel zwischen den Kämmen 5, 7 beliebig gross sein, so da.ss durch ein Ausschlagen der Welle die Laby- rinthliderung nicht im geringsten gefährdet wird.
Da die Stelle, wo der büchsenförmige Teil 8 in die Wellenausnehmung 9 eingreift, ausserhalb des Turbinengehäuses 2 gelegen ist, kann jene Stelle gut geschmiert werden.
Die Kämme 5 können auch unmittelbar an einer Dichtungsfläche des Laufrades 3 vorgesehen sein, die in einer senkrecht zur Wellenachse stehenden Ebene liegt, in wel- chem Falle das Laufrad 3 den einen der bei den Dichtungskörper bildet, die den Drossel spalt begrenzen.
Es kann Fälle geben, wo es genügt, nur am Körper 6 Kämme vorzusehen, so dass dann der Drosselspalt auf der einen Seite aus schliesslich von einer senkrecht zur Wellen achse stehenden, ebenen Dichtungsfläche be grenzt werden kann. In vielen Fällen wird es sogar möglich sein, eine genügend starke Drosselung selbst dann zu erreichen, wenn der Drosselspalt ausschliesslich von zwei in senkrecht zur Wellenachse stehenden Ebenen liegenden Dichtungsflächen der Dichtungs körper 4, 6 begrenzt wird.
Auch in einem solchen Falle kann das aehsiale Spiel zwi schen den zwei Dichtungsflächen praktisch <B>g</B> ()' <B>e</B> <B>l</B> ieh Null gemacht werden, das heisst die zwei in senkrecht zur Wellenachse stehenden Ebenen liegenden Dichtungsflächen können zum Berühren gebracht werden.
Fig. ? zeigt die Verwirklichung der Er findung an einer Stopfbüchse, welche zwei als Vielfachlabyrinthe 1.5, 16 ausgebildete, senkrecht zur Welle stehende Drosselspalte aufweist, die mit Bezug auf den abzudich tenden Dampffluss in Reihe geschaltet sind. Hier setzt sich der sich nicht drehende und die a.chsiale Bewegung der Welle 1 mitma chende Dichtungskörper aus drei Teilen 6', <B>6',</B> 6 und der mit der Welle sich drehende Dichtungskörper aus zwei Teilen V, 42 zu sammen.
Jeder der Teile V, 4\, 61, 62 weist eine Dichtungsfläche auf, die in einer senk recht zur Wellenachse stehenden Ebene liegt, und jede dieser Flächen ist mit ringförmigen Laby rinthkämmen 17 versehen, welche zur Schaffung der genannten Vielfachlabyrinthe 15, 16 dienen. Es sind somit zwei Drossel spalte vorhanden, von denen jeder zwischen zwei senkrecht zur Wellenachse stehenden, nahe gegenüberliegenden Ebenen liegt. Die Labyrinthe werden hier vom Dampf, im Ge gensatz zur ersten Ausführung, im wesent lichen radial nach auswärts, das heisst in Richtung der Fliehkraftwirkung, durch strömt.
Gewünschtenfalls können auch mehr als zwei Vielfachlabyrinthe in Reihe geschaltet werden und dabei so ausgestaltet sein, dass sie vom Dampf im wesentlichen entweder ra dial nach auswärts oder nach einwärts durch- strömt werden: Ferner kann der die achsiale Bewegung der Welle mitmachende, sich nicht drehende Dichtungskörper 6 auch anders als durch Eingreifen mittelst eines Ansatzes in eine Wellenausnehmung mit letzterer so verbun den sein, dass er die achsiale Bewegung der Welle mitmacht.
Der Dichtungskörper 6 kann im weiteren so ausgeführt und angeord net sein, dass er sich mit Bezug auf den mit der Welle sich drehenden Dichtungskörper in Richtung der Wellenachse einstellen lässt. In einem solchen Falle ist die achsiale Breite des Drosselspaltes während des Betriebes auf ein gewünschtes Mass einstellbar; nach erfolg ter Einstellung wird jedoch auch in diesem Falle die Breite des Drosselspaltes bei allen Betriebsverhältnissen sich praktisch gleich bleiben.