DE1099552B

DE1099552B - Schaufelspalt-Dichtung mit Schleifkoerpern

Info

Publication number: DE1099552B
Application number: DEL33909A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenther Lange; Franz Veit
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1959-08-07
Filing date: 1959-08-07
Publication date: 1961-02-16
Also published as: CH387070A

Description

Schaufelspalt-Dichtung mit Schleifkörpern Die Erfindung bezieht sich' auf eine Schaufelspalt-Dichtung für deckbandlose Schaufeln von Strömungsmaschinen, bei der in die den Schaufelenden gegenüberliegende Gehäusewand Segmente aus Schleifwerkstoff (im folgenden »Schleifkörper« genannt) eingesetzt sind, die die Schaufelenden bei Berührung abschleifen.
Die Gehäusewand von Strömungsmaschinen hoher Betriebstemperatur besteht meist aus warmfestem Werkstoff, insbesondere warmfestem Stahl. Ein solcher Stoff weist meist großen Wärmedehnungskoeffizienten auf. Der Werkstoff der Schleifkörper dagegen weist nur eine kleine oder sehr kleine Wärmedehnung = einen entsprechend kleinen genannten Koeffizienten auf. Dieser Unterschied führt dazu, daß die Schleifkörper, obwohl sie bei kalter Maschine die Umfangsnut in Umfangsrichtung voll ausfüllen, bei Betriebstemperatur der Maschine, also auch der Wand und der Schleifkörper, an einer Stelle des Umfangs, und zwar meist an der höchsten Stelle desselben, eine große Lücke bilden, die so groß ist, wie die Differenz zwischen dem Wandumfang und dem Umfang aller Schleifkörper. Diese große Lücke stellt eine große Undichtheit dar; diese Undichtheit muß vermindert werden.
Daher wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Schleifkörper in einer Umfangsnut der Wand liegen und jeder Schleifkörper, dessen Werkstoff kleineren Wärmedehnungskoeffizienten als der Werkstoff der Wand hat, zwischen sich und jedem ihm benachbarten Schleifkörper einen Spalt, der dem größtmöglichen Wärmedehnungsunterschied zwischen ihm und der Wand entspricht, bildet und mit einer Beilage versehen ist, deren Werkstoff etwa gleich großen Wärmedehnungskoeffizienten wie der Wandwerkstoff hat und die entweder zwischen dem Schleifkörper und der Wand oder im Schleifkörper liegt, und daß jede Beilage mit ihren Stirnseiten an den Nachbarbeilagen anliegt und ihren eigenen Schleifkörper in Umfangsrichtung festhält.
Im kalten Zustand ist also jede Beilage in Umfangsrichtung praktisch genauso lang wie der zugehörige Schleifkörper. Da der Wandwerkstoff und der Beilagenwerkstoff etwa den gleichen Wärmedehnungskoeffizienten haben, wird der Umfang der Umfangsnut bei Erwärmung etwa genausoviel größer wie der Umfang der aneinanderliegenden Beilagen, so daß also bei Betrieb der Maschine diese Beilagen auch mindestens etwa aneinanderliegen bleiben. Durch die Erfindung ist die genannte große Lücke jetzt in eine der Zahl der Schleifkörper pro Umfang gleiche Anzahl kleiner Lücken umgewandelt. Da aber die Summe der Strömungswiderstände der kleinen Lücken weitaus größer ist als der Strömungswiderstand der großen Lücke, ist der Undichtigkeitsverlust wesentlich geringer.
Eine günstige Ausführung der Dichtung gemäß der Erfindung ist z. B. die, bei der jede Beilage in einer Nut oder einem Hohlraum des zugehörigen Schleifkörpers vorgesehen ist, die (der) sich jeweils in bei allen Schleifkörpern gleicher Richtung schräg zur Umfangsrichtung erstreckt. Es ergeben sich dann Beilagenstirnflächen, von denen jede einen Teil aufweist, der an einem Teil der Stirnfläche der benachbarten Beilage liegt, und einen anderen Teil aufweist, an dem der benachbarte Schleifkörper im kalten Zustand liegt.
Die Dichtung gemäß der Erfindung kann auch so ausgeführt werden, daß mindestens ein Stirnende jeder Beilage radial nach innen oder außen umgebogen ist und dieses umgebogene Ende an einer Schleifkörperstirnseite anliegt. In diesem Falle liegen die umgebogenen Enden der Beilagen aneinander oder liegt das einzige umgebogene Ende der Beilage an der Stirnfläche der benachbarten Beilage, und es liegt der Schleifkörper zwischen den beiden umgebogenen Enden einer Beilage oder zwischen den einzigen umgebogenen Enden zweier benachbarter Beilagen.
In der Zeichnung sind in Fig. 1 bis 3 zwei Ausführungsbeispiele der Dichtung gemäß der Erfindung im kalten Zustand der Teile dargestellt. Es handelt sich um Dichtungen für deckbandlose Schaufeln einer Axialdampf- oder -gasturbine. Die den Schleifkörpern gegenüberliegenden Schaufeln sind nicht dargestellt.
Gemäß der Fig. 1 ist, im Turbinenlängsschnitt II-II (s. die Fig. 2) dargestellt, in einer Umfangsnut 10 der Gehäusewand 21 ein Schleifkörper 11 aus Schleifwerkstoff, z. B. Siliziumkarbidkörnern in einer Bindemasse, vorgesehen. Eine Beilage 12 befindet sich in einer Umfangsnut 13 des Schleifkörpers 11. Wie aus der Fig. 2 (Ansicht aus Richtung 4 gemäß der Fig. 1) zu ersehen ist, erstrecken sich die Nuten 13 und die Beilagen 12 schräg zur Umfangsrichtung 14,. und zwar für alle Körper 11 in gleicher Richtung. Die gegenseitige stirnseitigeAbstützung der Beilagen 12 und die stirnseitige Abstützung der Körper 11 an den Stirnflächen 15 der Beilagen 12 sind aus der Fig. 2 ohne weiteres zu ersehen.
Gemäß der Fig.3 (Turbinenquerschnitt) weisen jeweils zwei Schleifkörper 16 eine Nut 19 auf, in der umgebogene Enden 18 und 19 zweier zu den beiden Schleifkörpern gehöriger Beilagen 20 liegen. Die Beilagen 20 liegen stirnseitig aneinander, und die Schleifkörper 16 liegen mit ihren Stirnseiten 22 und 23 zwischen den Enden 18 und 19 der Beilagen 20, welche Enden 18 und 19 diese Stirnseiten 22 und 23 im kalten Zustand berühren, wobei sich die stirnseitig radial innerhalb der Enden 18 und 19 liegenden Stirnseitenteile der Schleifkörper 16 gegenseitig berühren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaufelspalt-Dichtung für deckbandlose Schaufeln von Strömungsmaschinen, bei der in die den Schaufelenden gegenüberliegende Gehäusewand Segmente aus Schleifwerkstoff (im folgenden »Schleifkörper« genannt) eingesetzt sind, die die Schaufelenden bei Berührung abschleifen, dadurch gekennzeichnet, daß dieSchleifkörper (11,16) in einer Umfangsnut (10) der Wand (21) liegen und jeder Schleifkörper (11, 16), dessen Werkstoff kleineren Wärmedehnungskoeffizienten als der Werkstoff der Wand (21) hat, zwischen sich und jedem ihm benachbarten Schleifkörper (11, 16) einen Spalt, der dem größtmöglichen Wärmedehnungsünterschied zwischen ihm und der Wand (21) entspricht, bildet und mit einer Beilage (12, 20) versehen ist, deren Werkstoff etwa gleich großen Wärmedehnungskoeffizienten wieder Wandwerkstoff hat und die entweder zwischen dem Schleifkörper (11, 16) und der Wand (21) oder im Schleifkörper (11, 16) liegt, und daß jede Beilage (12,20) mit ihren Stirnseiten (15) an den Nachbarbeilagen (12; 20) anliegt und ihren eigenen Schleifkörper (11, 16) in Umfangsrichtung (14) festhält.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenmzeichnet, daß jede Beilage (12) in einer Nut (13) oder einem Hohlraum des zugehörigen Schleifkörpers (11) vorgesehen ist, die (der) sich in bei allen Schleifkörpern gleicher Richtung schräg zur Umfangsrichtung (14) erstreckt.
3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Stirnende (18, 19) jeder Beilage (20) radial nach innen oder außen umgebogen ist und dieses umgebogene Ende (18, 19) an einer Schleifkörperstirnseite (22,23) anliegt.