CH414282A - Non-contact shaft seal for turbo machinery - Google Patents

Non-contact shaft seal for turbo machinery

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Publication number
CH414282A
CH414282A CH566363A CH566363A CH414282A CH 414282 A CH414282 A CH 414282A CH 566363 A CH566363 A CH 566363A CH 566363 A CH566363 A CH 566363A CH 414282 A CH414282 A CH 414282A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
segments
spring
shaft seal
contact shaft
seal according
Prior art date
Application number
CH566363A
Other languages
German (de)
Inventor
Zoerner Walter
Koch Dietmar
Gottwald Werner
Original Assignee
Licentia Gmbh
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Publication date
Priority claimed from DEL42052A external-priority patent/DE1187874B/en
Priority claimed from DE1962L0043426 external-priority patent/DE1231983B/en
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Publication of CH414282A publication Critical patent/CH414282A/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/44Free-space packings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F01D11/025Seal clearance control; Floating assembly; Adaptation means to differential thermal dilatations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Description

  

  Berührungsfreie     Wellendichtung    für     Turbomaschinen       Die Erfindung bezieht sich auf eine berührungs  freie Wellendichtung für Turbomaschinen, deren Au  ssenring in Segmente unterteilt ist, welche im Gehäuse  radial beweglich geführt sind und an denen zu deren  radialen     Ausweichbarkeit    und/oder zur selbsttätigen  Einstellung des Dichtspaltes in Abhängigkeit von  dem an den Segmenten in radialer Richtung nach in  nen wirkenden Druckunterschied jeweils die Kraft  einer Feder angreift.  



  Bei schon vorgeschlagenen und bekanntgeworde  nen Ausführungen solcher Wellendichtungen wird die  Federkraft von Federn - Blattfedern oder Schrauben  federn - aufgebracht, welche jeweils zwischen den  einzelnen Segmenten des Aussenringes und dem sie  umgebenden Gehäuse angeordnet und in radialer  Richtung vorgespannt sind. Jene Anordnung erfor  dert einen radialen Zwischenraum     zwischen    dem  Aussenring und dem Gehäuse zur Unterbringung der  Federn und damit eine Vergrösserung der radialen  Abmessungen des Gehäuses.  



  Ein solcher Zwischenraum und damit eine Ver  grösserung der radialen Gehäuseabmessungen wird  gemäss     vorliegender    Erfindung dadurch vermieden,  dass die Federkraft von Federn aufgebracht wird,  welche jeweils zwischen den Stossflächen zweier be  nachbarter Segmente in     tangentialer    Richtung vorge  spannt sind.  



  Bei Wellendichtungen mit radialer     Ausweichbar-          keit    der Segmente können solche Federn Zugfedern  sein, welche die Segmente zusammenziehen, und bei  Wellendichtungen mit selbsttätiger     Dichtspalteinstel-          lung    können sie Zug- oder     Druckfedern    sein und  je nachdem, ob die an den Segmenten angreifende  resultierende Druckkraft radial nach aussen oder nach  innen gerichtet ist.    Werden Schraubenfedern verwendet, so können  diese jeweils in einer     tangentialen    Bohrung unterge  bracht werden, welche jeweils in einem der beiden  benachbarten .Segmente von dessen Stossfläche ausge  hend     eingearbeitet    ist.

   Sind die     Schraubenfedern     Druckfedern, kann die     übertragung    der Federkraft  über einen Federteller erfolgen, welcher mit einem  in der Bohrung geführten Federstössel verbunden ist,  der entgegen der Federkraft so weit verschoben und  in der     ausgelenkten    Stellung festgehalten werden  kann, dass die     Auflage    des Federtellers an der Stossflä  che des benachbarten Segmentes und damit die Über  tragung der Federkraft unterbrochen ist. Eine solche  Anordnung zur Unterbrechung der Kraftübertragung  ist dazu vorgesehen, um den Ein- und Ausbau der in  dem Gehäuse geführten Segmente zu vereinfachen.

    Zum     Verschrieben    und Festhalten des Federstössels  eignet sich ein     gabelförmiger    Keil, welcher an dem  Federstössel in radialer Richtung aufgebracht wird  und der dabei einerseits mit einer zu seiner Längsrich  tung normalen Fläche am Segment und anderseits mit  zwei zueinander parallelen     Anflachungen    am     Umfang     des Federstössels in     Angriff    steht.     Das    Lösen des Keils       kann.    in bekannter Weise mittels einer an ihm in  senkrecht zur Richtung des Federstössels angebrach  ten Schraube erfolgen.  



  Bei Wellendichtungen mit selbsttätiger     Dichtspalt-          einstellung    gilt es, die bei     Auslenkung    der Segmente  auftretende Reibung in der Führung im Gehäuse  möglichst niedrig zu     halten    oder ganz zu vermeiden,  um eine definierte Zuordnung zwischen resultierender       Druckkraft    und     Auslenkung    zu sichern. Dies kann  dadurch erreicht werden,     dass    zur Fixierung der  Segmente in     Umfangsrichtung        tangential    angeordnete  Blattfedern vorgesehen werden, welche einerseits an      deren Aussenseite und anderseits an der Innenfläche  des Gehäuses lösbar befestigt sind.  



  Bei     Wellendichtungen    als innere Dichtung in Tur  bomaschinen, deren Segmente die     Leitschaufeln    einer  Stufe tragen, dienen diese Blattfedern zugleich     zur     Übertragung des auf die     Leitbeschaufelung    wirken  den Reaktionsmomentes     zum    Gehäuse.  



  Da bei Wellendichtungen mit selbsttätiger Dicht  spalteinstellung die Forderung nach Vermeiden eines       Anstreifens    der Welle am 'Aussenring im allgemeinen  vor der Forderung nach geringen     Undichtheitsverlu-          sten,    insbesondere bei niedrigen Teillasten der Turbo  maschine, steht, ist es     zweckmässig,    die Blattfedern  mit einer radial nach aussen     gerichteten        Vorspannung     einzubauen. Eine solche     Vorspannung    dient zur Un  terstützung der Verschiebung der Segmente von en  gem auf weiten Dichtspalt.  



  Die beim Zusammenbau der     einzelnen    Segmente  zu dem Aussenring der Wellendichtung auftretenden  Schwierigkeiten können dadurch     umgangen    werden,  dass in die     tangential    gerichtete Bohrung ein Gewinde  ring eingeschraubt wird, welcher als Endanschlag     für     den Federteller in Richtung der Federkraft dient.  Dabei kann der Federstössel in der zentrischen Boh  rung dieses Gewinderinges geführt werden.  



  Eine einfache Möglichkeit zur     Einstellung    der  zwischen zwei benachbarten Segmenten wirkenden  Federkraft kann dadurch geschaffen werden, dass als  Auflageteil     für    den Federstössel ein Gewindestift vor  gesehen wird, welcher an der Stossfläche des benach  barten Segmentes in einem     tangential    verlaufenden  Gewindeloch eingeschraubt wird. Durch Verstellen  dieses Gewindestiftes in dem Gewindeloch kann die  Stellung des mit dem Federstössel verbundenen Feder  tellers und damit die     Vorspannung    der Feder auf den  gewünschten Betrag eingestellt werden.  



  Besteht zwischen den beiden Seiten der berüh  rungsfreien     Wellendichtung    ein hohes Druckgefälle,       iso    kann es unter Umständen nicht mehr möglich sein,  die in einem solchen     Falle    zur radialen Ausweichb,ar  keit der Segmente und/oder zur selbsttätigen Einstel  lung des Dichtspaltes notwendige hohe Federkraft  durch nur eine Feder     an    den Stössen zwischen den  Segmenten     aufzubringen.    Für solche Fälle wird vorge  schlagen, an beiden zueinander gerichteten Stossflä  chen der benachbarten Segmente     tangentiale    Boh  rungen einzuarbeiten und in jeder dieser Bohrungen  eine Druckfeder einzusetzen.

   Eine hohe resultierende  Federkraft     wird    in diesem Falle jedoch nur dann er  reicht, wenn diese beiden Federn     parallel    geschaltet  werden. Dies kann dadurch     verwirklicht    werden, dass  deren Federkraft über den Federstössel     jeweils    auf den  in der     tangentialen    Bohrung des benachbarten Seg  mentes eingeschraubten Gewindering übertragen  wird.  



  Bei Anordnung einer berührungsfreien Wellen  dichtung in einem in Achsebene     geteilten    Gehäuse  ist es im     Hinblick    auf die     Montierbarkeit    zweckmä  ssig, die im Gehäuse radial beweglich geführten Seg  mente so     anzuordnen,    dass an beiden     Seiten    der     Spalt       zwischen den Stossflächen zweier benachbarter Seg  mente in der Ebene der Teilfuge des Gehäuses liegt.

    Werden weiterhin die in einer Gehäusehälfte unterge  brachten Segmente nach Aufbringen der zwischen  ihnen wirkenden     Federvorspannung    jeweils für sich  in beiden Umlaufrichtungen so fixiert, dass der Kräf  teverlauf in dem von den Segmenten gebildeten Au  ssenring der Wellendichtung in der Ebene der     Gehäu-          seteilfuge    unterbrochen ist, so können die Gehäuse  hälften mitsamt den jeweils in ihnen untergebrachten  Segmenten unmittelbar zusammengefügt bzw. ge  trennt werden.

   Eine derartige Fixierung der jeweils  in einer Gehäusehälfte untergebrachten Segmente  kann durch     Fixierschrauben        erfogen,    welche in einem  Gewindeloch an der Gehäuseinnenseite eingeschraubt  sind, durch     tangentiale    Durchgangsbohrungen in  den jeweils äusseren Segmenten der     Gehäuse-          hälften    verlaufen und deren Schraubenkopf je  weils in einem Einschnitt an der 'äusseren Stoss  fläche dieser äusseren Segmente untergebracht ist.

    Bei dieser Ausbildung kann die zwischen den Seg  menten der     Gehäushälften        wirkende        Federvorspan-          nung    durch Verstellen der Fixierschrauben auf den  vorgesehenen Wert eingestellt werden. Wegen der  Anordnung der Schraubenköpfe in Einschnitten an  den äusseren Stossflächen der äusseren Segmente der  Gehäusehälften braucht der Spalt zwischen den äu  sseren Stossflächen dieser Segmente nicht grösser be  messen zu werden. Zugleich ist eine leichte Zugäng  lichkeit zu den Fixierschrauben von der     Teilfuge    her  gewährleistet.

      Werden in den     tangentialen    Durchgangsbohrun  gen durch diese äusseren Segmente neben den Fixier  schrauben Druckfedern eingesetzt, so können diese  zwischen einem in der Durchgangsbohrung eingear  beiteten Ringansatz und dem Schraubenkopf dieser  Fixierschrauben vorgespannt werden.  



  Schliesslich wird auf die Möglichkeit hingewiesen,  die Federkraft durch in die     tangentialen    Bohrungen  eingesetzte Tellerfedern zu erzeugen.  



  In der Zeichnung sind     Ausführungsbeispiele    der  Erfindung schematisch dargestellt.    In dem in     Fig.    1 dargestellten achsnormalen  Schnitt durch die Wellendichtung umschliesst der aus  den Segmenten 21 zusammengesetzte Aussenring 2  die Welle 1. Diese Segmente 21 sind in dem in Achs  ebene geteilten Gehäuse 3 radial beweglich angeord  net. Die zur radialen     Ausweichbarkeit    der Segmente  bzw. zur     selbsttätigen        Einstellung    des     Dichtspaltes     25 vorgesehenen Federn wirken erfindungsgemäss je  weils zwischen den Stossflächen 22 zweier benachbar  ter Segmente in     tangentialer    Richtung.

   In dem darge  stellten Ausführungsbeispiel sind schraubenförmige  Druckfedern 4 in an den Stossflächen 22 der Seg  mente eingearbeiteten     tangentialen    Bohrungen 23 un  tergebracht, deren Federkraft jeweils über     Federtel-          ler    51 auf die Stossfläche der benachbarten Segmente  übertragen wird.

             Fig.    2 zeigt in vergrösserter Darstellung die An  ordnung zur Unterbrechung der     Federkraftübertra-          gung    mittels eines an dem Federteller 51 befestigten,  in der Bohrung 23     geführten    Federstössels 52, welcher  durch Eingriff des gabelförmigen Keils 6 einerseits  an der zu seiner Längsrichtung normalen Fläche 24  am Segment und anderseits an den     Anflachungen    53  an seinem Umfang entgegen der Federkraft     ausge-          lenkt    und festgehalten werden kann. Zum Lösen des  gabelförmigen Keils 6 dient die an ihm angebrachte  Schraube 7.  



  Die Fixierung des     Aussenringes    2 bzw. die über  tragung von am     Aussenring    wirkenden Momenten  auf das Gehäuse 3 erfolgt über die in     Fig.    1 einge  zeichneten     tangential    angeordneten Blattfedern 8,  welche bei Wellendichtungen mit     Dichtspalteinstel-          lung        zwecks    sicheren     Abhebens    der Segmente mit  einer radial nach aussen wirkenden     Vorspannung    an  der Seite des Aussenringes 2 und an der Innenfläche  des Gehäuses 3 lösbar befestigt sind. Die Sicherheits  anschläge 9 sind lediglich dazu vorgesehen, um die  Fixierung bzw.

   Momentübertragung auch im Falle  einer     überbeanspruchung        bzw.    eines Versagens der  Blattfedern 8 zusichern.  



  In der     Fig.    3 der Zeichnung ist in einem achs  normalen Schnitt eine besonders vorteilhafte Anord  nung dargestellt, bei welcher die Federkraft nur einer  Druckfeder zwischen den benachbarten Segmenten  wirkt.  



  In die an der Stossfläche 22 des Segmentes 21  angebrachten     tangentialen    Bohrung 23 ist der Ge  windering 54 eingeschraubt. Er dient als Endanschlag  für den Federteller 51 der Feder 4. Der Federstö  ssel 52 wird in der zentrischen Bohrung 55 des Ge  winderinges 54     geführt.    Als Auflage für den Feder  stössel 52 ist der an der Stossfläche 22 des benachbar  ten Segmentes 21 in dem Gewindeloch 57 einge  schraubte Gewindestift 56 vorgesehen. Durch dessen  Verstellung kann die zwischen den Segmenten wir  kende Federkraft .auf den gewünschten Betrag einge  stellt werden.  



  Bei dem in der     Fig.    4 der Zeichnung wiedergege  benen achsnormalen Schnitt sind an den beiden zu  einander gerichteten Stossflächen 22 der benachbar  ten Segmente 21     tangentiale    Bohrungen 23 angeord  net. Die in diesen Bohrungen untergebrachten schrau  benförmigen Druckfedern 4     isind    dadurch parallel ge  schaltet, dass deren Federkraft jeweils über den Feder  stössel 52 auf den in der Bohrung des benachbarten  Segmentes eingeschraubten Gewindering 54 übertra  gen wird.

   Hierbei ist einer der beiden Federstössel 52  durch den als Anschlag für einen Federteller 51 vor  gesehenen Gewindering 54 durch die Bohrung 55  zentrisch durchgeführt, während der andere Feder  stössel an seinem Ende in drei gleichmässig über einen  Kreisumfang verteilte Einzelzapfen 58 übergeht  - siehe hierzu den in der     Fig.    5 wiedergegebenen  Schnitt längs der Linie<I>A - B</I> der     Fig.    4. Diese Ein  zelzapfen 58 ragen durch Bohrungen 55 an dem zu    ihrer Seite gelegenen Gewindering und liegen an dem  gegenüberliegenden Gewindering auf, ohne auf den  durch letzteren zentrisch verlaufenden Federstössel  einzuwirken.  



  Die Übertragung der Federkraft über die mit den       exzentrisch    angeordneten     Einzelzapfen    58 versehenen  Federstössel 52 kann dadurch aufgehoben werden,  dass der     Schraubbolzen    65 durch die Gewindebohrung  59 geschraubt wird. Hierbei werden nach Auflage  dieses     Schraubbolzens    65 an dem zu seiner Seite gele  genen Gewindering 54 und bei dessen Weiterschrau  ben die     Einzelzapfen    58 von dem in dem gegenüber  liegenden Segment eingeschraubten Gewindering ab  gehoben.  



  Der in diesem gegenüberliegenden Segment ange  ordnete Federstössel 52 wird durch Eintreiben des  Keils 66 in den Längsschlitz 68 entgegen der Feder  kraft verschoben. Die Mutter 67 dient zum Lösen  dieses Keils 66.  



  In     Fig.    6 ist eine Anordnung zur Fixierung der  jeweils in den     Gehäusehälften    31 und 32 des in Achs  ebene entlang der     Teilfuge    35 geteilten Gehäuse 3  ersichtlich. An beiden Seiten des durch die Segmente  21 gebildeten Aussenringes 2 liegt der Spalt     zwischen     den Stossflächen 22     zweier    benachbarter     Segmente    in  der Ebene der     Teilfuge    35.

   Die Fixierung der jeweils  innerhalb der Gehäusehälften 31 und 32 unterge  brachten Segmente 21 erfolgt mittels der Fixier  schrauben 36, die in dem Gewindeloch 34 an der  Innenseite 33 des Gehäuses eingeschraubt sind und  die durch die Durchgangsbohrungen 26 in den inner  halb der Gehäusehälften aussenliegenden Segmenten  in     tangentialer    Richtung verlaufen. Der Schrauben  kopf 37 dieser     Fixierschrauben    36 ist in dem in die  äusseren Stossflächen 22 dieser Segmente eingearbei  teten Einschnitt 27 untergebracht.  



  Die in den Durchgangsbohrungen 26 eingesetzten  Druckfedern 4 sind zwischen dem Ringansatz 28 und  dem Schraubenkopf 37 vorgespannt.



  Non-contact shaft seal for turbo machines The invention relates to a non-contact shaft seal for turbo machines, the outer ring of which is divided into segments, which are guided in the housing in a radially movable manner and on which their radial evasiveness and / or the automatic adjustment of the sealing gap depending on the the force of a spring acts on the segments in the radial direction according to the pressure difference acting in NEN.



  In already proposed and known versions of such shaft seals, the spring force of springs - leaf springs or coil springs - applied, which are each arranged between the individual segments of the outer ring and the surrounding housing and are biased in the radial direction. That arrangement requires a radial space between the outer ring and the housing to accommodate the springs and thus an increase in the radial dimensions of the housing.



  Such a gap and thus an increase in the radial housing dimensions is avoided according to the present invention in that the spring force is applied by springs which are prestressed between the abutment surfaces of two adjacent segments in the tangential direction.



  In the case of shaft seals with radial deflection of the segments, such springs can be tension springs which pull the segments together, and in the case of shaft seals with automatic sealing gap adjustment they can be tension or compression springs and, depending on whether the resulting compressive force acting on the segments is radially outward or directed inwards. If helical springs are used, they can each be accommodated in a tangential bore, which is machined into one of the two adjacent segments starting from its abutment surface.

   If the coil springs are compression springs, the spring force can be transmitted via a spring plate, which is connected to a spring plunger guided in the bore, which can be moved against the spring force and held in the deflected position so that the support of the spring plate on the abutment surface surface of the adjacent segment and thus the transmission of the spring force is interrupted. Such an arrangement for interrupting the power transmission is provided in order to simplify the installation and removal of the segments guided in the housing.

    A fork-shaped wedge is suitable for prescribing and holding the spring plunger, which is applied to the spring plunger in the radial direction and which engages on the one hand with a surface on the segment normal to its longitudinal direction and on the other hand with two parallel flats on the circumference of the spring plunger. Loosening the wedge can. done in a known manner by means of an attached to him in perpendicular to the direction of the spring plunger th screw.



  In the case of shaft seals with automatic sealing gap adjustment, the friction that occurs in the guide in the housing when the segments are deflected must be kept as low as possible or avoided entirely in order to ensure a defined relationship between the resulting pressure force and deflection. This can be achieved in that to fix the segments in the circumferential direction tangentially arranged leaf springs are provided, which are releasably attached on the one hand to the outside and on the other hand to the inner surface of the housing.



  In the case of shaft seals as the inner seal in turbo machines, the segments of which carry the guide vanes of a stage, these leaf springs also serve to transmit the reaction torque acting on the guide vanes to the housing.



  Since, in the case of shaft seals with automatic sealing gap adjustment, the requirement to avoid the shaft rubbing against the outer ring generally precedes the requirement for low leakage losses, especially at low partial loads of the turbo machine, it is advisable to use the leaf springs radially outwards directional preload. Such a bias is used to support the displacement of the segments from close to wide sealing gap.



  The difficulties encountered when assembling the individual segments to the outer ring of the shaft seal can be circumvented in that a threaded ring is screwed into the tangentially directed bore, which serves as an end stop for the spring plate in the direction of the spring force. The spring plunger can be guided in the central drilling of this threaded ring.



  A simple way to adjust the spring force acting between two adjacent segments can be created in that a threaded pin is seen as the support part for the spring plunger, which is screwed into a tangentially extending threaded hole on the joint surface of the neighboring segment. By adjusting this threaded pin in the threaded hole, the position of the spring plate connected to the spring plunger and thus the bias of the spring can be adjusted to the desired amount.



  If there is a high pressure gradient between the two sides of the non-contact shaft seal, it may no longer be possible to apply the high spring force necessary in such a case for the radial evasion of the segments and / or for the automatic adjustment of the sealing gap by only to apply a spring to the joints between the segments. For such cases it is proposed to incorporate tangential bores on both mutually facing Stossflä surfaces of the adjacent segments and to use a compression spring in each of these bores.

   In this case, however, a high resulting spring force is only sufficient if these two springs are connected in parallel. This can be achieved in that their spring force is transmitted via the spring plunger to the threaded ring screwed into the tangential bore of the adjacent segment.



  When arranging a non-contact shaft seal in a housing divided in the axial plane, it is advisable to arrange the radially movably guided segments in the housing so that the gap between the abutting surfaces of two adjacent segments is in the plane of the Parting line of the housing lies.

    If the segments accommodated in one housing half are furthermore fixed individually in both directions of rotation after the spring preload between them has been applied, so that the force distribution in the outer ring of the shaft seal formed by the segments is interrupted in the plane of the housing part joint, so the housing halves together with the segments housed in them can be joined together or separated directly.

   Such a fixation of the segments housed in one housing half can be achieved by fixing screws which are screwed into a threaded hole on the inside of the housing, run through tangential through-holes in the respective outer segments of the housing halves and their screw heads are each in an incision on the outer one The abutment surface of these outer segments is housed.

    With this design, the spring preload acting between the segments of the housing halves can be set to the intended value by adjusting the fixing screws. Due to the arrangement of the screw heads in incisions on the outer abutment surfaces of the outer segments of the housing halves, the gap between the outer abutment surfaces of these segments does not need to be measured larger. At the same time, easy accessibility to the fixing screws from the parting line is guaranteed.

      If compression springs are used in the tangential Durchgangsbohrun conditions through these outer segments in addition to the fixing screws, these can be preloaded between an annular shoulder machined in the through hole and the screw head of these fixing screws.



  Finally, reference is made to the possibility of generating the spring force by using disc springs inserted into the tangential bores.



  In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown schematically. In the axially normal section through the shaft seal shown in FIG. 1, the outer ring 2 composed of the segments 21 encloses the shaft 1. These segments 21 are arranged radially movably in the housing 3 divided in the axis plane. The springs provided for the radial evasiveness of the segments or for the automatic adjustment of the sealing gap 25 act according to the invention in a tangential direction between the abutment surfaces 22 of two adjacent segments.

   In the illustrated embodiment, helical compression springs 4 are accommodated in tangential bores 23 machined in the abutment surfaces 22 of the segments, the spring force of which is transmitted via spring plates 51 to the abutment surface of the adjacent segments.

             Fig. 2 shows in an enlarged representation the arrangement for interrupting the spring force transmission by means of a spring plunger 52 attached to the spring plate 51 and guided in the bore 23, which by engagement of the fork-shaped wedge 6 on the one hand on the surface 24 on the segment normal to its longitudinal direction and on the other hand it can be deflected and held at the flattened areas 53 on its circumference against the spring force. The screw 7 attached to it is used to loosen the fork-shaped wedge 6.



  The fixing of the outer ring 2 or the transmission of moments acting on the outer ring to the housing 3 takes place via the tangentially arranged leaf springs 8 drawn in FIG. 1, which in shaft seals with sealing gap adjustment for the purpose of secure lifting of the segments with a radially outward movement acting bias on the side of the outer ring 2 and on the inner surface of the housing 3 are releasably attached. The safety stops 9 are only provided to the fixation or

   Ensure torque transmission even in the event of overstressing or failure of the leaf springs 8.



  In Fig. 3 of the drawing a particularly advantageous Anord voltage is shown in a normal axis section, in which the spring force acts only one compression spring between the adjacent segments.



  In the attached to the abutting surface 22 of the segment 21 tangential bore 23 of the Ge threaded ring 54 is screwed. It serves as an end stop for the spring plate 51 of the spring 4. The spring plunger 52 is guided in the central bore 55 of the threaded ring 54. As a support for the spring plunger 52, the threaded pin 56 screwed into the threaded hole 57 on the abutment surface 22 of the neighboring segment 21 is provided. By adjusting it, the spring force acting between the segments can be adjusted to the desired amount.



  In the in Fig. 4 of the drawing reproduced enclosed axially normal section 21 tangential bores 23 are net angeord on the two mutually facing abutment surfaces 22 of the neighbors th segments. The screw-shaped compression springs 4 accommodated in these bores are connected in parallel in that their spring force is transmitted via the spring plunger 52 to the threaded ring 54 screwed into the bore of the adjacent segment.

   Here, one of the two spring plungers 52 is carried out centrally through the threaded ring 54, which is provided as a stop for a spring plate 51, through the bore 55, while the other spring plunger merges at its end into three individual pins 58 evenly distributed over a circumference - see the one in FIG Fig. 5 reproduced section along the line <I> A - B </I> of FIG. 4. These single tenons 58 protrude through bores 55 on the threaded ring on their side and rest on the opposite threaded ring without on the through act on the latter centrally extending spring plunger.



  The transmission of the spring force via the spring plungers 52, which are provided with the eccentrically arranged individual pins 58, can be canceled by screwing the screw bolt 65 through the threaded hole 59. Here, after this screw bolt 65 is placed on the threaded ring 54 on its side and when it is further screwed, the individual pins 58 are lifted from the threaded ring screwed into the opposite segment.



  The spring plunger 52 arranged in this opposite segment is displaced by driving the wedge 66 into the longitudinal slot 68 against the spring force. The nut 67 is used to loosen this wedge 66.



  In Fig. 6 an arrangement for fixing the housing 3 in the housing halves 31 and 32 of the plane along the parting line 35 divided in the axis can be seen. On both sides of the outer ring 2 formed by the segments 21, the gap between the abutment surfaces 22 of two adjacent segments lies in the plane of the parting line 35.

   The fixation of the segments 21 housed within the housing halves 31 and 32 is carried out by means of the fixing screws 36 which are screwed into the threaded hole 34 on the inside 33 of the housing and which are tangential through the through bores 26 in the outer segments inside the housing halves Run direction. The screw head 37 of these fixing screws 36 is housed in the incision 27 incorporated into the outer abutment surfaces 22 of these segments.



  The compression springs 4 inserted in the through bores 26 are pretensioned between the annular shoulder 28 and the screw head 37.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Berührungsfreie Wellendichtung für Turboma schinen, deren Aussenring in Segmente unterteilt ist, welche im Gehäuse radial beweglich geführt sind und an denen zu deren radialen Ausweichbarkeit und /oder zur selbsttätigen Einstellung des Dichtspaltes in Abhängigkeit von dem an den Segmenten in radi aler Richtung nach innen wirkenden Druckunter schied jeweils die Kraft einer Feder angreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft von Federn auf gebracht wird, welche jeweils zwischen den Stoss flächen (22) zweier benachbarter Segmente (21) im tangentialer Richtung vorgespannt sind. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIM Non-contact shaft seal for Turboma machines, the outer ring of which is divided into segments, which are guided radially movably in the housing and on which for their radial evasiveness and / or for the automatic adjustment of the sealing gap depending on the inward acting on the segments in radial direction Differences in pressure in each case the force of a spring acts, characterized in that the spring force is applied by springs which are each biased between the abutment surfaces (22) of two adjacent segments (21) in the tangential direction. SUBCLAIMS 1. Berührungsfreie Wellendichtung nach Patent anspruch, bei Verwendung von Schraubenfedern, da durch gekennzeichnet, dass die Schraubenfedern je weils innerhalb einer an der Stossfläche (22) des einen Segmentes (21) eingearbeiteten tangentialen Bohrung (23) angeordnet sind. Non-contact shaft seal according to patent claim when using helical springs, characterized in that the helical springs are each arranged within a tangential bore (23) machined into the abutment surface (22) of one segment (21). z. Berührungsfreie Wellendichtung nach Unter anspruch 1, bei Verwendung schraubenförmiger Druckfedern, gekennzeichnet durch die Übertragung der Federkraft der Druckfedern (4) über einen Feder teller (51), welcher mit einem in der Bohrung (23) verschiebbar geführten Federstössel (52) verbunden ist, der entgegen der Federkraft so weit verschoben und in der ausgelenkten Stellung festgehalten werden kann, dass die Auflage des Federtellers an der Stoss fläche (22) des benachbarten Segmentes (21) unter brochen ist. z. Non-contact shaft seal according to sub-claim 1, when using helical compression springs, characterized by the transmission of the spring force of the compression springs (4) via a spring plate (51) which is connected to a spring plunger (52) which is slidably guided in the bore (23) against the spring force can be moved so far and held in the deflected position that the support of the spring plate on the abutment surface (22) of the adjacent segment (21) is interrupted. 3. Berührungsfreie Wellendichtung nach Unter anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ver schiebung des Federstössels (52) entgegen der Feder kraft ein gabelförmiger Keil (6) vorgesehen ist, wel cher einerseits mit einer zur Längsrichtung des Feder stössels normalen Fläche (24) am Segment (21) und anderseits mit zwei zueinander parallelen Anflachun- gen (53) ,am Umfang des Federstössels in Angriff steht. 3. Non-contact shaft seal according to sub-claim 2, characterized in that for the United displacement of the spring plunger (52) against the spring force a fork-shaped wedge (6) is provided, wel cher on the one hand with a normal to the longitudinal direction of the spring plunger surface (24) on Segment (21) and on the other hand with two parallel flat areas (53), engages on the circumference of the spring plunger. 4. Berührungsfreie Wellendichtung nach Patent anspruch, gekennzeichnet durch die Fixierung der Segmente (21) in Umfangsrichtung mittels tangential angeordneter Blattfedern (8), welche jeweils einer seits an der Aussenfläche der Segmente und anderseits an der Innenfläche des Gehäuses (3) befestigt sind. 5. Berührungsfreie Wellendichtung nach Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Blatt federn (8) mit einer radial nach aussen gerichteten Vorspannung befestigt sind. 4. Non-contact shaft seal according to patent claim, characterized by the fixation of the segments (21) in the circumferential direction by means of tangentially arranged leaf springs (8) which are each attached on the one hand to the outer surface of the segments and on the other hand to the inner surface of the housing (3). 5. Non-contact shaft seal according to sub-claim 4, characterized in that the leaf springs (8) are attached with a radially outwardly directed bias. 6. Berührungsfreie Wellendichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die tangentiale Bohrung (23) eingeschraubter Gewindering (54) als Endan schlag für den Federteller (51) in Richtung der Federkraft dient und dass in dessen zentrischer Boh rung (55) der Federstössel (52) geführt ist. 6. Non-contact shaft seal according to claim and dependent claims 1 and 2, characterized in that a threaded ring (54) screwed into the tangential bore (23) serves as an end stop for the spring plate (51) in the direction of the spring force and that in its central boh tion (55) of the spring plunger (52) is guided. 7. Berührungsfreie Wellendichtung nach Unter- anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Auflage teil für den Federstössel (52) ein Gewindestift (56) vorgesehen ist, welcher in einem an der Stossfläche (22) des benachbarten Segmentes (21) tangential ein gearbeiteten Gewindeloch (57) verstellbar einge schraubt ist. B. 7. Non-contact shaft seal according to sub-claim 6, characterized in that a threaded pin (56) is provided as a support part for the spring plunger (52), which threaded hole tangentially machined in one of the abutment surface (22) of the adjacent segment (21) (57) is screwed in adjustable. B. Berührungsfreie Wellendichtung nach Unter anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in an bei den zueinander gerichteten Stossflächen (22) zweier benachbarter Segmente (21) eingearbeiteten tangen- tialen Bohrungen (23) eine schraubenförmige Druck feder (4) untergebracht ist und dass die Federkraft der Druckfedern über den Federstössel (52) jeweils auf den in der tangentialen Bohrung des benachbarten Segmentes eingeschraubten Gewindering (54) über tragen wird. 9. Non-contact shaft seal according to dependent claim 6, characterized in that a helical compression spring (4) is accommodated in the tangential bores (23) machined into the mutually facing abutment surfaces (22) of two adjacent segments (21) and that the spring force of the compression springs via the spring plunger (52) in each case to the threaded ring (54) screwed into the tangential bore of the adjacent segment. 9. Berührungsfreie Wellendichtung nach Unter anspruch 6, in einem in Achsebene geteilten Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (21) so angeordnet sind, dass an beiden Seiten des Aussenrin ges (2) der zwischen den Stossflächen (22) zweier be nachbarter Segmente befindliche Spalt in der Ebene der Teilfuge (35) des Gehäuses (3) liegt und dass die jeweils in einer Gehäusehälfte (31, 32) angeordneten Segmente in Umfangsrichtung durch Fixierschrauben (36) fixiert sind, welche in einem Gewindeloch (34) an der Innenseite (33) des Gehäuses eingeschraubt sind, durch tangentiale Durchgangsbohrungen (26) Non-contact shaft seal according to sub-claim 6, in a housing divided in the axial plane, characterized in that the segments (21) are arranged so that on both sides of the outer ring (2) the gap between the abutment surfaces (22) of two adjacent segments lies in the plane of the parting line (35) of the housing (3) and that the segments each arranged in a housing half (31, 32) are fixed in the circumferential direction by fixing screws (36) which are inserted in a threaded hole (34) on the inside (33 ) of the housing are screwed in through tangential through-holes (26) durch die jeweils äusseren Segmente der Gehäuse hälften verlaufen und deren Schraubenkopf (37) je weils in einem Einschnitt (27) an der äusseren Stoss fläche dieser äusseren Segmente untergebracht ist. 10. Berührungsfreie Wellendichtung nach den Unteransprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Durchgangsbohrung (26) angeordnete Schraubenfeder (4) zwischen einem in dieser Durch gangsbohrung eingearbeiteten Ringansatz (28) und dem Schraubenkopf (27) der Fixierschraube (36) vorgespannt ist. 11. Berührungsfreie Wellendichtung nach Unter anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder kraft durch in die tangentialen Bohrungen (23) einge setzte Tellerfedern aufgebracht wird. run through the respective outer segments of the housing halves and their screw head (37) is housed in an incision (27) on the outer joint surface of these outer segments. 10. Non-contact shaft seal according to the dependent claims 3 and 6, characterized in that a coil spring (4) arranged in the through bore (26) is biased between an annular shoulder (28) incorporated in this through bore and the screw head (27) of the fixing screw (36) is. 11. Non-contact shaft seal according to sub-claim 6, characterized in that the spring force is applied by disc springs inserted into the tangential bores (23).
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