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Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung zur Abdichtung eines Spaltes einer Durchführung einer Welle durch ein Gehäuse, wobei sich im Inneren des Gehäuses ein Prozessfluid unter einem Abdichtdruck und außerhalb des Gehäuses ein Umgebungsfluid unter einem Umgebungsdruck befindet, wobei die Wellendichtung mindestens zwei Dichtungsmodule, mindestens eine Fluidzuführung und mindestens eine Fluidableitung umfassen, wobei die Dichtungsmodule mindestens eine erste Hauptdichtung und eine innere Nebendichtung umfassen, wobei die erste Hauptdichtung als eine radiale Gasdichtung, mit einer rotierenden Dichtfläche und einer stehenden Dichtfläche ausgebildet ist, wobei diese Dichtflächen sich in einer Dichtebene gegenüber stehen, wobei die Dichtebene eine im Wesentlichen zur Welle radiale Erstreckung aufweist‚ wobei die stehende Dichtfläche und rotierende Dichtfläche an einem Träger, nämlich einem stehenden Träger und einem rotierenden Träger, befestigt sind, und die Dichtflächen, elastisch gegeneinander verspannt sind, indem entweder mindestens der stehende Träger oder der rotierende Träger mittels eines elastischen Elements vorgespannt ist.
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Daneben betrifft die Erfindung auch eine Anordnung mit einer Wellendichtung der vorgenannten Art und ein Verfahren zum Betrieb einer Fluidenergiemaschine, insbesondere eines Turboverdichters mit einer Wellendichtung der eingangs definierten Art.
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Wellendichtung der vorgenannten Art finden häufigen Einsatz insbesondere an Turbomaschinen, die eine aus dem Gehäuse herausgeführte Welle aufweisen, welche den Anschluss eines An- oder Abtriebes ermöglicht. Es liegt in der Natur der Wellendichtung, dass aufgrund der Relativbewegung der Wellenoberfläche zu dem angrenzenden Gehäuse keine hundertprozentige Dichtheit erzielt werden kann. Insbesondere bei toxischen oder explosiven Prozessfluiden, die mittels der Wellendichtung von der Umgebung ferngehalten werden sollen, müssen die Leckagen sorgfältig abgeleitet werden. Auch beispielsweise bei Dampf- oder Gasturbinen wird das Prozessfluid mittels einer derartigen Wellendichtung gehindert, in die Umgebung auszutreten und die Leckage der Wellendichtung bzw. das Quantum der Absaugung hat einen direkten Einfluss auf den sich ergebenden thermischen Wirkungsgrad. Die Minimierung der Leckagen einer Wellendichtung ist eine der wichtigsten Aufgaben im Rahmen der Gestaltung derartiger Maschinen.
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Bei Turboverdichtern übernehmen häufig Gasdichtungen, insbesondere sogenannte Tandem-Gasdichtungen, die Aufgabe den Druckraum innerhalb des Gehäuses zur Atmosphäre hin abzudichten. Die Tandem-Gasdichtungen sind berührungslose Dichtungen und gehören zu den Trockengasdichtungen. Diese werden mit trockenem gefiltertem Sperrfluid bzw. Sperrgas geschmiert um Verschmutzungen und Befeuchtungen, die die Funktion beeinträchtigen zu vermeiden. Die Erfindung bezieht sich bei Gasdichtungen stets auf Trockengasdichtungen.
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Eine herkömmliche Anordnung mit einer Wellendichtung der oben genannten Art ist bereits aus der
DE 10 2008 048 942 B4 bekannt.
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Aus der
DE 20 2008 003 418 U1 ist bereits eine radiale Doppeldichtungsanordnung der eingangs genannten Art bekannt.
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Eine Tandemanordnung einer Trockengasdichtung ist aus der
JP 2006 08 38 89 A und der
US 3,880,434 bekannt.
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Eine einfache Anordnung einer radialen Doppeldichtung ist aus der
US 6,325,382 B1 bekannt.
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Aus der
EP 1 914 387 A1 ist bereits die Tandemanordnung einer radialen Doppeldichtung unter Zwischenanordnung einer Labyrinthdichtung bekannt.
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Im Normalbetrieb wird das Sperrgas von der Druckseite oder einer Druckstufe der Fluidenergiemaschine bzw. des Verdichters entnommen, getrocknet, gefiltert und der Trockengasdichtung zugeführt. Hierzu ist ein Druckgefälle von der Entnahmestelle des Sperrgases bis zum Druck am Eintritt der Trockengasdichtung erforderlich. Wenn der Verdichter abgeschaltet und danach entspannt wird, bildet sich zuerst ein sogenannter Stillstandsdruck im Inneren des Gehäuses, der dann durch Ablassen des Mediums abgesenkt wird. Während dieser Zeit existiert kein Druckgefälle im Verdichter (alle Räume/Stufen weisen den gleichen Druck auf) und es kann ohne zusätzliche Beförderung kein Sperrgas der Trockengasdichtung zugeführt werden. Die Trockengasdichtung ist deswegen während dieser Zeit des Stillstands und des Absenkens des Drucks gefährdet, denn sie kann durch Feuchtigkeit und Schmutz beschädigt werden.
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Bisher ist es aus der Praxis bekannt, dass während des Stillstands und Absenkens des Drucks aus einer externen Quelle mit entsprechend hohem Druck Sperrgas getrocknet und gefiltert der Trockengasdichtung zugeführt wurde. Eine weitere aus der Praxis bekannte Möglichkeit ist der Einsatz eines Sperrgasboosters. Dies ist ein Kompressor der Gas aus dem Verdichter absaugt im Druck erhöht und somit das erforderliche Druckgefälle zur Sperrgasversorgung sicherstellt.
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Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, die Anordnung mit der Wellendichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass der Bedarf an zusätzlichen Dichtungsfluiden abnimmt ohne dass es zu Einbußen hinsichtlich der Dichtigkeit und der Sicherheit des Betriebs kommt und ohne dass ein zusätzlicher Verdichter notwendig ist.
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Wenn in der Folge die Begriffe inwärtig oder auswärtig, innen oder außen benutzt werden, bezieht sich diese Richtungsangabe auf eine zunehmende oder abnehmende Nähe zu dem Inneren des Gehäuses bzw. dem Äußeren des Gehäuses.
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Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird eine Anordnung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Daneben wird eine Anordnung mit einer solchen Wellendichtung vorgeschlagen. Außerdem schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Wellendichtung vor nach dem unabhängigen Verfahrensanspruch. Die jeweils zurück bezogenen Patentansprüche beschäftigen sich mit vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung.
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Durch eine erfindungsgemäße Drucksenke zwischen der Einspeisestelle des Sperrgases an der ersten Hauptdichtung und dem im Verdichter herrschenden aktuellen Druck kann eine ausreichende Sperrgasversorgung während des Stillstands und Entspannens realisiert werden.
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Die Drucksenke an der ersten Labyrinthdichtung kann durch eine zusätzliche zweite Labyrinthdichtung zur Drucksenkung weiter verbessert werden, so dass noch weniger Sperrgas erforderlich ist. An der ersten Labyrinthdichtung oder zwischen den beiden Labyrinthdichtungen kann bevorzugt über eine Rohrleitung und ein Stellventil Gas (Gas aus dem Verdichter und Sperrgas) in ein Entsorgungssystem mit niedrigem Druck abgeleitet werden.
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Das Stellventil wird bevorzugt über eine Regelung, die einen Differenzdruck zwischen dem Druck im Verdichter und dem Druck in der Drucksenke regelt, angesteuert.
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Eine weitere einfachere Möglichkeit, den gewünschten Effekt der Drucksenke zu erzielen, ergibt sich, wenn das Gas (Gas aus dem Verdichter und Sperrgas) anstatt über ein angesteuertes Stellventil über eine Blende oder ein anderes Drosselorgan und einem automatisch betätigtem Auf-Zu-Ventil in ein Entsorgungssystem mit niedrigem Druck abgeleitet wird. Diese einfachere Möglichkeit regelt den Differenzdruck nicht so präzise wie die Lösung mit dem Stellventil ist aber kostengünstiger. Bautoleranzen in den Labyrinthspalten können den Druck in der Drucksenke beeinflussen, so dass das Regelungssystem gemäß den Anforderungen des Gesamtverdichtungsprozesses und seiner Randbedingungen entsprechend festzulegen ist.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt das abströmende Gas durch die entstehenden Druckverluste bei der ersten Labyrinthdichtung eine Drucksenke. Aufgrund dieser Drucksenke wird der Differenzdruck zwischen Druck im Verdichter und Druck in der Drucksenke, der zur Trocknung und Filterung des Sperrgases in einem Sperrgassystem erforderlich ist, hergestellt. Während der Druckentlastung des Verdichters durch Ablassen des Gases innerhalb des Verdichters ist somit sichergestellt, dass aufgrund der Drucksenke eine ausreichende Sperrgasversorgung der Trockengasdichtung erfolgt. Der Verdichter kann je nach Prozessanforderungen und vorhandenen externen Sperrgasbedingungen bis zu einem Druck entspannt werden, ab dem wieder eine andere externe Sperrgasversorgung möglich ist oder bis auf Atmosphärendruck entspannt werden ohne weiteres externes Sperrgas zuzuführen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erfindungsgemäße Wellendichtung die erste Hauptdichtung oder die erste Hauptdichtung und zweite Hauptdichtung als eine radiale Doppeldichtung ausgebildet ist/sind, welche bestimmt ist, durch zwei Gasdichtungen, mit jeweils einer rotierenden Dichtfläche und einer stehenden Dichtfläche, welches Dichtflächenpaar sich jeweils in einer Dichtebene gegenüber steht, wobei die beiden Dichtebenen eine im Wesentlichen zur Welle radiale Erstreckung aufweisen, wobei sich ein erstes Dichtflächenpaar der beiden Dichtflächenpaare auf einem größeren Radius befindet als das zweite Dichtflächenpaar und wobei die stehenden Dichtflächen und rotierenden Dichtflächen der beiden Dichtflächenpaare jeweils an einem gemeinsamen Träger, nämlich einem stehenden Träger und einem rotierenden Träger, befestigt sind, und die Dichtflächen der Dichtflächenpaare elastisch gegeneinander verspannt sind, indem entweder mindestens der stehende Träger oder der rotierende Träger mittels eines elastischen Elements vorgespannt ist, wobei zwischen den beiden Dichtflächenpaaren eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Sperrfluidkammer vorgesehen ist, welche mittels einer Sperrfluidzuleitung mit Sperrfluid beaufschlagbar ist.
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Weiterhin ist es möglich das Druckniveau in der ersten Ableitung so zu wählen, dass eine Rückführung des Fluids aus der ersten Ableitung zurück in den Verdichterprozess realisiert werden kann.
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Die Dichtflächenpaare sind bevorzugt koaxial angeordnet, so dass sich ein einfacher und platzsparender Aufbau ergibt.
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Bevorzugt ist der stehende Träger der Gasdichtung mittels eines elastischen Elements in Richtung des rotierenden Trägers vorgespannt. Auf diese Weise ist die der Fliehkraft ausgesetzte Konstruktion des Rotors weniger kompliziert ausgebildet.
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Ein bevorzugter Betrieb der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung sieht vor, dass die erste Hauptdichtung mit Prozessfluid als Sperrfluid beaufschlagt ist.
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Die zweite Hauptdichtung kann ebenso, wie die erste Hauptdichtung als eine einfache Trockengasdichtung ausgebildet sein.
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Bei Drücken unter 15 bar im Nennbetrieb ist es möglich, auch für die zweite Hauptdichtung eine radiale Doppeldichtung einzusetzen, die mit einem Zwischensperrfluid als Sperrfluid beaufschlagt wird. Das Zwischensperrfluid kann hierbei je nach Art des zu verdichtenden Mediums identisch mit dem Sperrfluid der ersten Hauptdichtung oder ein anderes Fluid sein, beispielsweise Stickstoff. Entscheidend ist die Gewährleistung, dass die zweite Hauptdichtung in jedem Betriebspunkt zu beiden Seiten eine positive Druckdifferenz aufweist und sich damit ein stabiler Fluidfilm zwischen den gegenüberliegenden Dichtflächen der Dichtflächenpaare ergibt. Somit entfällt das Erfordernis, einen entsprechenden Druck in der ersten Ableitung aufzustauen, so dass zu der zweiten Hauptdichtung eine Mindestdruckdifferenz vorliegt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, insbesondere wenn die Hauptdichtungen als einfache Trockengasdichtung ausgeführt ist, sieht vor, dass zwischen den beiden Hauptdichtungen eine zusätzliche erste Zusatzwellendichtung bevorzugt eine Labyrinthwellendichtung angeordnet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass keine Leckagen der ersten Hauptdichtung MS1 über die zweite Hauptdichtung in die zweite Ableitung gelangen. Bei der Ausbildung mit dieser ersten Zusatzwellendichtung ist es zweckmäßig, wenn die erste Sperrfluidableitung auf der inwärtigen Seite dieser Zusatzwellendichtung zwischen den beiden Hauptdichtungen angeordnet ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwischen der zweiten Hauptdichtung und dieser vorgenannten Zusatzwellendichtung eine Zuführung von einem Zwischensperrfluid vorgesehen ist.
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Zur Abschottung des empfindlichen Wellendichtungssystems kann es außerdem zweckmäßig sein, wenn auswärtig der zweiten Hauptdichtung zusätzlich zwei Wellendichtungen, bevorzugt Labyrinthwellendichtungen hintereinander angeordnet sind, eine innere vierte Zusatzwellendichtung und eine äußere fünfte Zusatzwellendichtung. Die Abschottung wird besonders effektiv, wenn zwischen diesen beiden Zusatzwellendichtungen eine Zuleitung eines Separationsfluids vorgesehen ist. Bei diesen Separationsfluid kann es sich um gefiltertes Umgebungsmedium handeln. Eine derartige Anordnung ist besonders interessant, wenn auswärtig der gesamten Dichtungsanordnung beispielsweise ein Öllager vorgesehen ist, aus dem austretende Ölnebel in die Dichtungsanordnungen gelangen können und zu ggf. gefährlichen Fluidmischungen führen würden.
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Das zugeleitete Separationsfluid kann zweckmäßig zwischen der zweiten Hauptdichtung und den beiden hintereinander angeordneten vierten und fünften Zusatzwellendichtungen mittels einer zweiten Ableitung abgeleitet werden.
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Die Ableitungen können ggf. in einer gemeinsamen Fackel einer Verbrennung zugeführt werden.
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Durch die erfindungsgemäßen Merkmale und die aufgeführten Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich besondere Vorteile. Die extern erforderliche Sperrfluidmenge wird stark vermindert, da gegenüber herkömmlichen Anordnung das notwendige Druckniveau des Sperrfluids abgesenkt ist. Hinzu kommt, dass auf eine Druckanhebung des Sperrfluids verzichtet werden kann, da die erfindungsgemäße Drucksenke bzw. die Sperrfluidabsaugung das Druckniveau in der ersten Hauptdichtung bzw. in den Hauptdichtungen absenkt. Aufgrund des Entfallens der Druckanhebung werden die internen kreisenden Mengen an zu verdichtendem Fluid verringert und der volumetrische Wirkungsgrad beispielsweise eines Verdichters verbessert. Im Folgenden ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher beschrieben. Neben den in den Ausführungsbeispielen aufgeführten Ausbildungen der Erfindung ergeben sich auch für den Fachmann aus der Beschreibung zusätzlicher Ausführungsmöglichkeiten. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung der Wellendichtung und Anordnung nach der Erfindung zum Betrieb nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
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2 eine beispielhafte Darstellung einer radialen Doppeldichtung,
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausbildung einer Anordnung aus einer Welle S bzw. einem Rotor R, einem Gehäuse C und einer Wellendichtung SSS eines Turboverdichters TCO, umfassend mehrere Dichtungsmodule SM. Daneben zeigt die 1 auch schematisch ein Flussdiagramm mit verschiedenen Fluidströmen und Signalleitungen einer Regelung CU.
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Die Pfeile unter den Dichtungsmodulen SM zeigen jeweils die sich bei Verdichterstillstand und dementsprechend absenkenden Druck im Inneren einstellende Strömungsrichtung an.
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Der Turboverdichter läßt sich mittels zweier Ventile, einem Eintrittsventil SVI und einem Austrittsventil SVE einblocken, das heißt, die Einströmungsleitung und Abströmungsleitung kann abgesperrt werden.
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Die Dichtungsmodule sind im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einem Inneren des Turboverdichters TCO angeordnet und wegen der Identität zu der anderen Seite teilweise nicht alle einzeln bezeichnet.
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Zu den Dichtungsmodulen SM gehören – beginnend von dem Inneren des Gehäuses C
- – eine erste Labyrinthdichtung LTS1 ausgebildet als Labyrinthwellendichtung,
- – eine zweite Labyrinthdichtung LTS2 ausgebildet als Labyrinthwellendichtung,
- – eine erste Hauptdichtung MS1, ausgebildet als eine radiale einfache Gasdichtung oder als radiale Doppeldichtung gemäß 2,
- – eine dritte Zusatzlabyrinthdichtung LS3,
- – eine zweite Hauptdichtung MS2, ausgebildet als eine radiale einfache Gasdichtung oder als radiale Doppeldichtung gemäß 2 und
- – eine Anordnung von zwei Zusatzwellendichtungen LS4, LS5, die als Labyrinthwellendichtungen hintereinander angeordnet sind.
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Im Inneren des Gehäuses C herrscht Abdichtdruck PPF eines Prozessfluids PF. Zwischen der ersten Labyrinthdichtung LTS1 und der zweiten Labyrinthdichtung LTS2 befindet sich eine Sperrfluidabsaugung SLF.
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Die erste Hauptdichtung MS1 wird mit inwärtig der ersten Hauptdichtung MS1 zugeführten Sperrfluid SF geschmiert.
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Die zweite Hauptdichtung MS2 wird mit inwärtig der zweiten Hauptdichtung MS1 zugeführten Zwischensperrfluid ISF, beispielsweise Stickstoff, geschmiert.
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Ist die erste Hauptdichtung MS1 als radiale Doppeldichtung ausgeführt, wird Sperrfluid SF in Form von gereinigtem Prozessfluid PF mit einem Überdruck zugeführt, so dass sich eine Abströmung durch die beiden Dichtflächenpaare SSP der radialen Doppeldichtung sowohl inwärtig als auch auswärtig ergibt. Vergleichbar kann auch die zweite Hauptdichtung als radiale Doppeldichtung betrieben werden.
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Zwischen der ersten Hauptdichtung MS1 und der zweiten Hauptdichtung MS2 befindet sich eine erste Ableitung EX1, die das aus der ersten Hauptdichtung MS1 nach außen strömende Prozessfluid PF und eine Teilmenge des ggf. vorhandenen Zwischensperrfluids ISF ableitet. Gegenüber dem Zwischenraum zwischen der zweiten Hauptdichtung MS2 und den auswärtig folgenden Dichtungen weist der Zwischenraum zwischen der ersten Hauptdichtung MS1 und der zweiten Hauptdichtung MS2 einen Überdruck auf, der sich durch die zweite Hauptdichtung MS2, die bevorzugt als einfache Gasdichtung ausgebildet ist, weiter abgebaut wird. Zwischen der zweiten Hauptdichtung MS2 und den auswärtig folgenden Dichtungen befindet sich eine zweite Ableitung EX2, welche ein Gemisch aus Zwischensperrfluid ISF und Fluid, das aus der auswärtig folgenden Dichtungskombination entstammt, abführt. Außerhalb des Gehäuses befindet sich die Umgebung AF unter einem Umgebungsdruck PAM. Zwischen den beiden Zusatzwellendichtungen LS4 und LS5 am äußeren Ende der Anordnung wird ein Separationsfluid SPPF zugeleitet, das in beiden Richtungen entweicht und etwaige Verschmutzungen von außen an dem Eintritt in die Anordnung hindern soll. Bei dem Separationsfluid SPPF handelt es sich entweder um das gereinigte Medium der Umgebung oder ein inertes Fluid, beispielsweise um Stickstoff.
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Eine dritte Zusatzlabyrinthdichtung LS3, die als Labyrinthdichtung ausgebildet ist, befindet sich zwischen den beiden Hauptdichtungen MS1, MS2. Die erste Ableitung EX1 befindet sich inwärtig dieser zusätzlichen dritte Zusatzlabyrinthdichtung LS3.
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Zwischen der zusätzlichen dritte Zusatzlabyrinthdichtung LS3 und der zweiten Hauptdichtung MS2 wird das Zwischensperrfluid ISF, beispielsweise Stickstoff eingeleitet. Hierdurch wird erreicht, dass kein Sperrfluid SF der ersten Hauptdichtung MS1 an die zweite Hauptdichtung MS2 gelangen kann und als Leckage in der Ableitung EX2 ausgeschleust werden kann.
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Die in der 1 gezeigten Wellendichtungen des Turboverdichters TCO werden mit Sperrfluid SF aus einem Sperrfluidsystem SFSY versorgt. Im Regelbetrieb erhält das Sperrfluidsystem SFSY mittels einer Anzapfleitung PFSF aus dem Auslass des Turboverdichters TCO Prozessfluid unter einen entsprechend hohen Enddruck, das gefiltert und gegebenenfalls gereinigt und getrocknet wird, damit es der Wellendichtung als Sperrfluid SF zur Verfügung steht. Zur Sicherstellung der Sperrfluidversorgung kann dem Sperrfluidsystem SFSY mittels einer Leitung externes Sperrfluid EXT zugeführt werden. Diese Versorgung dient der Abdichtung der Maschine auch bei Betriebszuständen, in denen kein Sperrfluid SF ohne das externe Sperrfluid EXT zur Verfügung gestellt werden kann, beispielsweise in Folge von zu geringem Druck im sonstigen Sperrfluidsystem SFSY oder sonstiger Widrigkeiten.
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Mittels einer Sperrfluiddruckmessung PPSF erfasst eine zentrale Regelung CU die Druckdifferenz im Sperrfluidsystem SFSY zu dem Auslass des Verdichters TCO. Daneben wird die Druckdifferenz zwischen dem Auslass des Verdichters TCO und der Sperrfluidabsaugung SLF mittels einer Druckmessstelle PPSLF ermittelt. In Abhängigkeit von diesen Druckmessungen veranlasst die zentrale Regelung CU ein Öffnen oder Schließen eines Sperrfluidabsaugungregelventils CVSLF, mittels dessen das Druckniveau auswärtig der inneren Nebendichtungen SS2 eingestellt wird. Im eingeblockten Zuständ des Verdichters TCO wird in der Regel das Sperrfluidabsaugungsregelvertil CVSLF derart geöffnet, dass sich im Bereich der Zuspeisung des Sperrfluids SF inwärtig der ersten Hauptdichtung MS1 ein niedrigeres Druckniveau einstellt als in dem Sperrfluidsystem SFSY, so dass die Einströmung des Sperrfluids SF in den Spalt G zur Separierung und gegebenenfalls Schmierung der ersten Hauptdichtung MS1 sichergestellt ist. Die Sperrfluidabsaugung SLF führt in eine Drucksenke FL, dessen Druckniveau stets hinreichend niedrig ist, so dass es keine Konflikte mit dem Sperrfluidsystem SFSY hinsichtlich einer nicht ausreichenden Druckdifferenz zur Zuführung des Sperrfluids SF gibt. Für die linke Wellendichtung ist ein Druckverlauf mit den Drücken an verschiedenen Axialpositionen in der Darstellung wiedergegeben. Ein erster Druckverlauf PLB1 zeigt das Druckniveau im eingeblockten Verdichter TCO direkt nach einer Abschaltung und ein zweiter Druckverlauf PLB2 zeigt das Druckniveau im eingeblockten Verdichter nach der Entspannung. Das Druckniveau des zweiten Druckverlaufs PLB2 ergibt sich im Wesentlichen durch das zugeführte Sperrgas SF.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Fluidenergiemaschine, insbesondere des Turboverdichters TCO mit einer Wellendichtung nach der Erfindung umfasst die folgenden Schritte:
- a) Betrieb unter Drehzahl n des Rotors R mit Abdichtdruck PPF in Inneren des Gehäuses C,
- b) Absenken der Drehzahl n und des Abdichtdrucks PPF,
- c) Bei einem Unterschreiten eines ersten Abdichtdrucks PPF oder einem Unterschreiten einer ersten Drehzahl n: Regeln eines Sperrfluidabsaugungsdrucks PSLF in der Sperrfluidabsaugung SLF in Abhängigkeit von dem Abdichtdrucks PPF, derart, dass durch die erste Labyrinthdichtung LTS1 aus dem Strömungskanal austretendes Prozessfluid PF nicht in eine Hauptdichtung MS1, MS2 gelangt.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer radialen Doppeldichtung RDS, die einen Spalt G zwischen einer Welle S bzw. einem Rotor R und einem Gehäuse C abdichtet. Im Bereich einer Durchführung PT der Welle S durch das Gehäuse C ist die Welle S mit einem umlaufenden Absatz SC versehen, der einen rotierenden Teil der radialen Doppeldichtung RDS trägt. Die radiale Doppeldichtung besteht im Wesentlichen aus zwei radial hintereinander angeordneten Gasdichtungen DGS1, DGS2, die jeweils eine rotierende Dichtfläche RSS und eine stehende Dichtfläche SSS aufweisen, die entsprechend zwei Dichtflächenpaare SSP ergeben. Zwischen den beiden Dichtflächenpaaren SSP wird ein Sperrfluid in eine dort befindliche, sich in Umfangsrichtung erstreckende Kammer SFC zugeführt, welches aufgrund des Überdrucks zwischen der rotierenden Dichtfläche RSS und der stehenden Dichtfläche SSS jeweils der beiden Dichtflächenpaare SSP entweicht. Die rotierenden Dichtflächen RSS und die stehenden Dichtflächen SSS der beiden Dichtflächenpaare SSP sind fest miteinander mittels eines gemeinsamen Trägers RSUP, SSUP verbunden. Der stehende Träger SSUP ist mittels eines elastischen Elementes EEL gegen den rotierenden Träger RSUP vorgespannt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008048942 B4 [0005]
- DE 202008003418 U1 [0006]
- JP 2006083889 A [0007]
- US 3880434 [0007]
- US 6325382 B1 [0008]
- EP 1914387 A1 [0009]
