DE1035426B

DE1035426B - Shaft seal for hydrogen gas-cooled generators

Info

Publication number: DE1035426B
Application number: DEL13833A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Lambrecht; Dipl-Ing Richard Fauteck
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1952-11-08
Filing date: 1952-11-08
Publication date: 1958-07-31

Description

DEUTSCHESGERMAN

Zur Abdichtung der Wellen mit wasserstoffgasgekühlten Generatoren sind öldichtungen bekanntgeworden, bei denen in axialer Richtung ein Dichtring auf den Bund einer Welle drückt und Dichtöl unter Druck zwischen Dichtring und Wellenbund gedruckt wird, so daß ein Teil des Dichtöles nach außen und ein Teil des Dichtöles nach innen in Richtung zum Generator abfließt. Das nach innen abfließende Dichtöl verhindert das Austreten des unter Druck stehenden Wasserstoffes aus dem Gehäuse des Generators. Die bisher bekanntgewordenen öldichtungen, welche durch den Druck des Dichtöles einen Anpreßdruck des Dichtringes an den Wellenbund erzeugen, besitzen grundsätzlich weitere Federelemente, die den Dichtring zusätzlich auf den Wellenbund pressen, damit in jedem Falle die Anlage des Dichtringes am Wellenbund auch bei Ausbleiben des Dichtöldruckes im Stillstand gewährleistet ist. Bei einer derartigen Bauart besteht nicht die Möglichkeit, den Druck des Dichtringes aufOil seals have become known for sealing the shafts with hydrogen gas-cooled generators. in which a sealing ring presses on the collar of a shaft in the axial direction and sealing oil underneath Pressure between the sealing ring and the shaft collar is printed, so that some of the sealing oil to the outside and part of the sealing oil flows inwards towards the generator. The inwardly flowing sealing oil prevents the pressurized hydrogen from escaping from the generator housing. the hitherto known oil seals, which apply pressure to the sealing ring due to the pressure of the sealing oil to produce the shaft collar, basically have additional spring elements that also add the sealing ring Press onto the shaft collar so that the sealing ring also rests on the shaft collar is guaranteed if there is no sealing oil pressure at standstill. In such a design there is not the possibility of the pressure of the sealing ring on

Wellenabdichtung für wasserstoffgasgekühlte GeneratorenShaft sealing for hydrogen gas-cooled generators

Anmelder:Applicant:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b.H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dietrich Lambrecht, Berlin-Spandau,Dietrich Lambrecht, Berlin-Spandau,

und Dipl.-Ing. Richard Fauteck, Berlin-Steglitz,and Dipl.-Ing. Richard Fauteck, Berlin-Steglitz,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

ein Kolben gleitet, der durch das Preßöl mittelbar oder unmittelbar auf das Gehäuse oder den Schleifring den Wellenbund während des Betriebes zu regeln und 20 drückt. In einer hiervon abweichenden Ausbildung der somit die Wirksamkeit der Dichtung den verschiedenen Erfindung können die preßölführenden Teilkammerna piston slides which, through the press oil, directly or indirectly onto the housing or the slip ring to regulate the shaft collar during operation and press 20. In a different training of the thus the effectiveness of the seal of the various invention can press oil-carrying sub-chambers

als konzentrisch zur Welle angeordnete Ringkammern ausgebildet sein und durch axial vorspringende, mit dem Gehäuse oder dem Schleifring verbundene zy-be designed as concentric to the shaft arranged annular chambers and by axially projecting, with the housing or the slip ring connected to the

Drücken des Wasserstoffes im Generator anzupassen.Adjust the pressure of the hydrogen in the generator.

da die Federelemente nicht ohne weiteres zugänglich sind und da die Veränderung des Anpreßdruckes nichtsince the spring elements are not readily accessible and there is no change in the contact pressure

durch Verändern des Dichtöldruckes geschehen kann. 25 lindrische Ringe gebildet werden.can be done by changing the sealing oil pressure. 25 Lindrian rings can be formed.

weil bei erhöhtem Druck zuviel Dichtöl in die Vor- Um Lagerströme und daraus folgende Korrosionenbecause with increased pressure too much sealing oil enters the pre-order bearing currents and the resulting corrosion

kammer zwischen öldichtung und Labyrinthstopfbuchse fließen würde. Durch diese größeren ölmengen, die zur Dichtung allein nicht notwendig sind, gelangt erchamber between oil seal and labyrinth stuffing box would flow. He gets through these larger quantities of oil, which are not required for sealing alone

der Lager und der Schleifringe zu vermeiden, sollen die Schleifringe vom Gehäuse elektrisch isoliert aufgehängt werden. Um den Stromkreis: Welle, Lagerheblich mehr der im Dichtöl gelösten und frei werden- 30 Erregerseite. Grundplatte, Lager-Turbinenseite, zuden Luft in die Vorkammer, in der sie durch Mischung rück zur Welle, zu unterbrechen, genügt es zwar, entmit den aus dem Generator durch die Labyrinthstopf- weder den Schleifring der turbinenseitigen öldichtung buchse durchtretenden Wasserstoff explosive Gas- oder den Schleifring der erregerseitigen öldichtung gemische bilden kann. Andererseits kann eine Diffusion isoliert aufzuhängen; der Sicherheit halber und um in diesem Falle zwischen dem Generatorinnern und 35 einen Kurzschluß in jedem Falle zu vermeiden, sollen der Vorkammer so stark werden, daß selbst im Innern jedoch vorzugsweise beide Schleifringe isoliert sein, des Generators betriebsgefährliche Gasgemische ent- Bei einer Ausführung der öldichtungen, bei der derTo avoid the bearings and the slip rings, the slip rings should be hung electrically isolated from the housing will. Around the circuit: shaft, bearing, significantly more of the exciter side dissolved and released in the sealing oil. Base plate, bearing turbine side, to be connected To interrupt air in the antechamber, in which it is mixed back to the shaft, it is sufficient to remove it from the generator through the labyrinth plug neither the slip ring of the turbine-side oil seal The hydrogen through the socket is explosive gas or the slip ring of the exciter-side oil seal can form mixtures. On the other hand, a diffusion can hang up in isolation; for safety's sake and around In this case, to avoid a short circuit between the inside of the generator and 35 in any case the antechamber become so strong that even inside, however, both slip rings are preferably isolated, of the generator hazardous gas mixtures

stehen. axiale Druck des Schleifringes auf den Wellenbundstand. axial pressure of the slip ring on the shaft collar

Die Erfindung bezweckt, den Druck des Dichtringes durch in Zylindern gleitende Kolben erzeugt wird, auf den Wellenbund auch während des Betriebes stets 40 müssen die 'Berührungsflächen des Kolbens mit dem so zu regeln, daß die Dichtung einwandfrei arbeitet, Schleifring bzw. mit dem Gehäuse elektrisch nichtjedoch nicht zuviel Dichtöl abgibt. leitend ausgeführt werden, d. h., die Kappe des KoI-The aim of the invention is to generate the pressure of the sealing ring by pistons sliding in cylinders, the 'contact surfaces of the piston with the to regulate in such a way that the seal works properly, but not the slip ring or with the housing electrically does not release too much sealing oil. are made conductive, d. i.e., the cap of the KoI

Die Erfindung besteht darin, daß das in der Dicht- bens bzw. die Berührungsflächen des Kolbens mit dem ölkammer befindliche Dichtöl einen Druck auf die als Schleifring sind aus nichtleitendem Material zu erSchleifring ausgebildete Kammerwand ausübt, so daß 45 stellen.The invention consists in the fact that the seal or the contact surfaces of the piston with the The sealing oil located in the oil chamber exerts pressure on the slip ring, which is made of non-conductive material trained chamber wall exercises, so that 45 places.

die Anpreßkraft für den Schleifring an den Wellen- An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näherthe contact pressure for the slip ring on the shafts The invention is explained in more detail with reference to the drawing

bund durch Preßöl und Dichtöl gegeben ist. erläutert. Gegen den Bund 2 einer Welle 1 eines was-bund is given by pressing oil and sealing oil. explained. Against the collar 2 of a wave 1 of a water

Der Vorteil der Erfindung ist, daß durch die Ver- serstoffgasgekühlten Generators wird ein Schleifring4 änderung des Preßöldruckes während des Betriebes durch Dichtöl und durch Preßöl in den Teilkammern der Druck des Schleifringes auf den Wellenbund regel- 5° 7a und 7 b gedrückt. Der Schleifring ist gegenüberThe advantage of the invention is that the generator, which is cooled with hydrogen gas, causes a change in the slip ring pressure during operation by sealing oil and by pressing oil in the sub-chambers to regulate the pressure of the slip ring on the shaft collar 7a and 7b . The slip ring is opposite

bar ist.is cash.

Als Teil der Erfindung gilt die Ausbildung der preßölführenden Teilkammern als mit dem Schleifring oder dem Gehäuse verbundene Zylinder, in denenAs part of the invention, the formation of the press oil-carrying sub-chambers is considered to be with the slip ring or cylinders connected to the housing in which

einem mit erstem die öldichtung bildenden Gehäuseteil 5 über eingestülpte, in sich abrollende Bälge aus ölresistentem elastischem Material verbunden, so daß der Schleifring den axialen Bewegungen und Winkel-a housing part that forms the oil seal with the first 5 connected via turned-in, unrolling bellows made of oil-resistant elastic material, so that the slip ring to the axial movements and angular

809 579/273809 579/273

bewegungen des Bundes 2 der Welle 1 folgen und die Abnutzung des Bundes bzw. des Schleifringes ausgleichen kann. Nach der Ausführung nach Fig. 1 befindet sich in der Teilkammer Ta unter konstantem Druck stehendes Dichtöl, welches durch Bohrungen 8 zwischen den Bund 2 der Welle 1 und den Schleifring tritt. Die preßölführenden Teilkammern 7 & sind durch einen mit dem Gehäuseteil 5 fest verbundenen Zylinder 15 gebildet, in welchen ein Kolben 10 mit einer Kappe 11 aus nichtleitendem Material gleitet und welche durch Bohrungen 9 mit dem Preßöl regelbaren Druckes durch das Gehäuse 3 und den Gehäuseteil 5 versorgt werden.movements of the collar 2 follow the shaft 1 and can compensate for the wear of the collar or the slip ring. According to the embodiment according to FIG. 1, sealing oil which is under constant pressure and which passes through bores 8 between the collar 2 of the shaft 1 and the slip ring is located in the partial chamber Ta. The press-oil-carrying sub-chambers 7 & are formed by a cylinder 15 firmly connected to the housing part 5, in which a piston 10 slides with a cap 11 made of non-conductive material and which supplies the pressure oil through the housing 3 and the housing part 5 with controllable pressure through bores 9 will.

Der Ausführung nach Fig. 2 ist die Ringkammer in zwei ebenfalls als Ringkammern ausgebildete konzenirische Teilkammern la und Tb durch einen axial vorspringenden und mit dem Gehäuseteil 5 fest verbundenen zylindrischen Ring 14 unterteilt. Die Abdichtung der Teilkammern Ta und Tb gegeneinander bzw. die Abdichtung des zylindrischen Ringes 17 gegen den Schleifring 4 erfolgt vorzugsweise ebenso wie die bereits erläuterte Abdichtung zwischen Schleifring 4 und Gehäuseteil 5 bzw. Gehäuse 3. Durch Wahl der wirksamen Flächenverhältnisse zwischen den Teilkammern Ta und Tb kann der durch die das Dichtöl führenden Teilkammer Ta erzeugte Druck dem Rückdruck des Dichtöles auf den Bund 2 der Welle 1 angeglichen werden, so daß Druckschwankungen des Dichtölsystems keine oder nur geringe Einflüsse auf den Anpreßdruck des Schleifringes 4 besitzen und derselbe im wesentlichen nur durch die preßölführende Teilkammer 7 & entsprechend dem Wasserstoff druck im Generator geregelt wird.In the embodiment according to FIG. 2, the annular chamber is divided into two concentric sub-chambers la and Tb , which are also designed as annular chambers, by an axially protruding cylindrical ring 14 that is firmly connected to the housing part 5. The sealing of the sub-chambers Ta and Tb against each other or the sealing of the cylindrical ring 17 against the slip ring 4 is preferably carried out in the same way as the already explained seal between slip ring 4 and housing part 5 or housing 3. By choosing the effective area ratios between the sub-chambers Ta and Tb the pressure generated by the partial chamber Ta carrying the sealing oil can be adjusted to the back pressure of the sealing oil on the collar 2 of the shaft 1, so that pressure fluctuations in the sealing oil system have little or no influence on the contact pressure of the slip ring 4 and the same is essentially only due to the pressure oil carrying Partial chamber 7 & is regulated according to the hydrogen pressure in the generator.

Statt der gezeigten Abdichtungen durch die Bälge 12 und 13 können naturgemäß andere Dichtungen verwendet werden, welche die gleiche Aufgabe erfüllen. Der Kolben 10 kann ebenso zur besseren Abdichtung mit besonderen Manschettendichtungen, Dichtringen usw. versehen sein.Instead of the seals shown by the bellows 12 and 13, other seals can of course be used who do the same job. The piston 10 can also be used for better sealing be provided with special sleeve seals, sealing rings, etc.

Claims

Patent claims:

1. Shaft seal for hydrogen gas-cooled generators, which are made concentrically around the

40 sealing shaft arranged chambers for sealing oil for sealing and for pressing oil for pressing a slip ring against a shaft collar, characterized in that the sealing oil located in the sealing oil chamber (Ta) exerts pressure on the chamber wall (4) designed as a slip ring, so that the Contact pressure for the slip ring on the shaft collar (2) is given by pressing oil and sealing oil.

2. Shaft seal according to claim 1, characterized in that the pressure of the press oil during of operation can be regulated and the pressure of the sealing oil is set at a constant differential pressure the hydrogen pressure is maintained in the housing.

3. Shaft seal according to claim 1 or 2, characterized in that the press oil-carrying chambers (Tb) are designed as cylinders (15) connected to the housing part (5), in which a piston (10) slides through the press oil directly or indirectly presses on the slip ring (4).

4. Shaft seal according to claim 1 or 2, characterized in that the preßölführenden sub-chambers (Tb) are designed as concentric to the shaft (1) arranged annular chambers which are connected by axially projecting, with the housing part (5) or the slip ring (4) connected cylindrical Rings (14) are formed.

5. Shaft seal according to claims 1 to 4, characterized in that the slip ring (4) is suspended from the housing (3) and housing part (5) in an electrically insulated manner.

6. Shaft seal according to claim 5, characterized in that the piston (10) with a Cap (11) made of non-conductive material or the slip ring (4) or the housing part (5) to the Contact surfaces are provided with non-conductive material.

Considered publications:
German Patent No. 929,648;
French patent specification No. 1 010 324.

1 sheet of drawings