DE1270905B

DE1270905B - Wellendichtung

Info

Publication number: DE1270905B
Application number: DEP1270A
Authority: DE
Inventors: Pierre Destival
Original assignee: Compagnie Electro Mecanique SA
Current assignee: Compagnie Electro Mecanique SA
Priority date: 1960-03-01
Filing date: 1961-02-24
Publication date: 1968-06-20
Also published as: NL261745A; FR1258330A; GB959461A; BE600563A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16 j

Deutsche KL: 47f-25'

Nummer: 1270 905

Aktenzeichen: P 12 70 905.6-12

Anmeldetag: 24. Februar 1961

Auslegetag: 20. Juni 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtung für von einem Druckgas durchströmte Maschinen, insbesondere für Gebläse, bestehend aus einer ersten Flüssigkeitsdichtung und einer zwischen dem abzudichtenden Maschinengehäuse und der Flüssigkeitsdichtung angeordneten zweiten, mit einem Dichtungsmedium arbeitenden Dichtung.

Es ist eine Einrichtung zur Abdichtung der Wellenlager gasgekühlter, geschlossener elektrischer Maschinen bekannt, bei welcher zwei hintereinanderliegende öldichtungen verwendet werden. Bei einer solchen Dichtung besteht die Gefahr, daß Öl oder öldampf in das Maschinengehäuse eindringt und sich mit dem Gas innerhalb des Maschinengehäuses mischt, was in verschiedenen Fällen nicht zulässig ist.

Es ist auch eine Wellendichtung für eine Flüssigkeitspumpe bekannt, bei welcher unter hohem Druck stehendes Sperrgas verwendet wird. Der Sperrgasdruck ist hier so hoch, daß die in einem Sperraum befindliche Flüssigkeit so weit verdrängt wird, bis seine Oberfläche eine in der Wandung des Sperrraumes befindliche öffnung erreicht, durch die das Sperrgas entweichen kann. Dabei ist in dem Sperrraum eine auf der Pumpenwelle angeordnete Spritzscheibe vorgesehen, welche die Flüssigkeit gegen die Wandung des Sperraumes schleudern soll, um zu verhindern, daß die Flüssigkeit etwa im Bereich der Welle weiter in den Sperraum eindringen kann. Eine solche Dichtung gewährleistet nicht mit Sicherheit eine vollständige Abdichtung des Maschinengehäuses gegen Flüssigkeitsteilchen oder Flüssigkeitsdämpfe. Im übrigen erfordert eine solche Dichtung einen erheblichen Leistungsaufwand für den Sperrgasstrom. Sie ist deshalb für größere Maschinen, bei denen der Wirkungsgrad eine wesentliche Rolle spielt, nicht anwendbar.

Es ist auch eine Wellendichtung bekannt, bei welcher an der Welle eine Scheibe befestigt ist, die in eine eine Sperrflüssigkeit enthaltende Kammer hineinragt. Auch hier steht der Innenraum der Maschine in unmittelbarer Verbindung mit der Sperrflüssigkeit, so daß Flüssigkeitsteilchen oder -dämpfe ins Maschineninnere gelangen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellendichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine sichere Dichtung gewährleistet ist, ohne daß ein Übertritt von Sperrflüssigkeit in das Maschinengehäuse zu befürchten ist. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die zweite Dichtung als Gassperre ausgebildet ist und aus einer die Maschinenwelle umgebenden, nach innen offenen Ringkammer und einer auf der Maschinenwelle an-Wellendichtung

Anmelder:

Compagnie Electro-M6canique,

Societe Anonyme, Paris

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

8000 München 22, Widenmayerstr. 5

Als Erfinder benannt:
Pierre Destival, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 1. März 1960 (820 002)

geordneten, wenigstens mit ihrem Umfangsbereich in die Ringkammer hineinragenden Scheibe besteht, und daß der Ringkammer ein Gas höherer Dichte als diejenige des das Maschinengehäuse durchströmenden Gases als Sperrgas zugeführt wird.

Die Maßnahme, eine Dichtung aus einer die Maschinenwelle umgebenden, nach innen offenen Ringkammer und einer auf der Maschinenwelle angeordneten, wenigstens mit ihrem Umfangsbereich in die Ringkammer hineinragenden Scheibe aufzubauen, ist bei Flüssigkeitsdichtungen an sich bekannt. Bei derartigen Dichtungen besteht jedoch stets die Gefahr, daß Flüssigkeitsteilchen oder Dämpfe in das abzudichtende Gehäuse eindringen, was in gewissen Fällen unzulässig ist.

Zweckmäßigerweise wird zwischen der vorzugsweise als Ölsperre ausgebildeten Flüssigkeitssperre und der Gassperre eine Flüssigkeitsauffangkammer angeordnet, in welcher ein Druck aufrechterhalten wird, der annähernd dem Gasdruck in der Maschine gleich ist. Als Sperrgas kann das die Maschine durchströmende Gas verwendet werden, wenn die in die Gassperre mündende Gaszuführung eine Kühlvorrichtung aufweist.

In die Gassperre können zwei Zapfleitungen münden, und zwar die eine in der Nähe des Innendurchmessers der Scheibe und die andere in Umfangsnähe der Scheibe. Dabei kann eine an die Zapfleitungen angeschlossene Steuervorrichtung vorgesehen sein, die bei Ölaustritt durch die in radialer Richtung in der Gassperre auftretende radiale Druckdifferenz betätigt wird und eine den Öldruck beeinflussende Vorrichtung steuert.

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Claims

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Bei einer solchen Wellendichtung wird eine absolut Sie münden am anderen Ende in einen Regler 22, der

sichere Abdichtung erreicht, wobei das Sperrgas nur ein Überdruckventil 23 in der Rückleitung 24 der Öl-

mit verhältnismäßig sehr geringem Druck zugeführt sperre 6 betätigt. Der Einfachheit halber ist die Öl-

werden braucht. Dabei ist es möglich, als Sperrgas zuleitung nicht dargestellt. Das aus der ölsperre ausdas die Maschine durchströmende Gas zu verwenden. 5 tretende öl sammelt sich in einer die Welle 2 um-

Das gasförmige Mittel, das in die dichtschließende gebenden Kammer 27, die durch die ölsperre und

Gaskammer eingeblasen wird, kann ein anderes sein den Teil 10 gebildet wird. Das zurückfließende öl

als das durch das Gebläse strömende Gas. Zu diesem gelangt in einen Behälter 25, der durch ein selbsttätig

Zweck kann auch das gleiche, jedoch vorher gekühlte arbeitendes Überlaufventil 26 unter Druck gehalten Gas dienen. io wird.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungs- Eine gestrichelt in Fig. 1 angedeutete Rohrleitung

beispiels näher erläutert. Es zeigt 20 α verbindet die Kammer 27 mit einem Regler 28,

Fig. 1 ein an sich liegendes Gebläse, jedoch der seinerseits ebenfalls mit der vorgenannten Rohrstehend dargestellt; der Schnitt durch die Dichtungs- leitung 20 verbunden ist. Dieser Regler 28 dient in vorrichtung verläuft gemäß der Linie I-I in Fig. 2, 15 diesem Fall zur Betätigung eines Warnungssignals 29.

Fig. 2und3 in größerem Maßstab die Gassperre7 Die Arbeitsweise ist folgende: Bei normalem Benach Fig. 1, wobei Fig. 2 eine Stirnansicht mit trieb wird der Ölstrom durch die Ölsperre 6 mit Hilfe Halbschnitt gemäß der LinieΠ-Π der Fig. 3 dar- des Ventils 26 so gesteuert, daß in der Kammer 27 stellt. ein Druck aufrechterhalten wird, der nahezu gleich

Die Bezugsziffer 1 bezeichnet ein einstufiges Axial- 20 dem Druck im Inneren des Gebläses ist.

gebläse, dessen Kreiselrad 1 α frei tragend gelagert ist. Der Gassperre 7 wird ein kaltes Gas zugeführt, so

Die Welle 2 des Gebläses läuft in zwei Lagern, deren daß sie ganz mit dem Sperrgas gefüllt ist. In dem

Lagerbüchsen mit 3 und 4 bzeichnet sind. Ein Druck- Sperrgas wird durch die umlaufende Scheibe 9, durch

lager 5 nimmt den vom Gebläse erzeugten Axialdruck die das Sperrgas in Umlauf gesetzt wird, in radialer

auf. Die Lagerbuchsen 3,4 und 5 sind in ein gemein- 35 Richtung ein Druckgefälle erzeugt. Dadurch wird ver-

sames Maschinengestell eingebaut, das der Einfach- hindert, daß die etwa aus der ölsperre 6 entweichen-

heit halber nicht dargestellt ist. Eine Ölsperre üblicher den Dämpfe mit dem das Gebläse durchströmenden

Art 6 befindet sich zwischen der Lagerbüchse 3 und Gas in Berührung kommen.

dem Gebläse. Zwischen dieser ölsperre 6 und dem Da eine Diffusion des Sperrgases in das das Ge-Gebläse ist eine Gassperre 7 eingeschaltet, die unmit- 30 blase durchströmende Gas erfolgt, wird der Gastelbar einer Dichtungsvorrichtung 8 folgt, welche sperre 7 ständig neues Sperrgas zugeführt. Die zunach Art einer Labyrinthdichtung arbeitet. geführte Gasmenge wird so bemessen, daß das Sperr-

Die Gassperre 7 besteht aus einer drehfest auf der gas infolge der Reibung zwischen Gas und Scheibe 9

Welle sitzenden Scheibe 9, die in einer durch zwei nicht unzulässig erwärmt wird. Das zugeführte Sperr-

Teile 10,11 gebildeten Kammer umläuft. 35 gas strömt in Richtung des Gebläses aus.

Der Teil 10 trägt die Lagerbuchse 3 und die öl- Wenn infolge einer Störung, beispielsweise durch sperre 6. Zum Ausbauen muß sie zunächst mit der eine Fehlsteuerung oder durch ein Versagen der Lagerbüchse 3 längs der Welle verschoben werden. Regelvorrichtung, der Druck im Inneren des Gebläses Der Teil 11, der mit der Stirnfläche des Teils 10 die stark abnimmt oder wenn infolge einer fehlerhaften Gassperre 7 bildet, ist also notwendigerweise ein ge- 4° Arbeitsweise des Ventils 26 die ölmenge in der Kamtrennter Teil. Er besteht aus zwei Einzelteilen, die mer27 zunimmt, besteht die Gefahr, daß Öl oder durch Gewindebolzen 13 miteinander verbunden Öldampf aus der Kammer 27 in das Gebläse einsind. Die Gassperre 7 ist in größerem Maßstab in den gesaugt wird. Das öl, das sich in der Gassperre 7 Fig. 2 und 3 dargestellt. Eine querliegende Dich- sammelt, bewirkt eine starke Erhöhung des radialen tungsscheibe 12 sitzt zwischen den beiden Teilen 10 45 Druckgefälles in der Gassperre 7. In diesem Fall tritt und 11. Nach dem Aufsetzen des Teils 11 wird dieser der Regler 22 in Tätigkeit und öffnet das Überdruckdurch Zugschrauben 14 fest mit dem Teil 10 ver- ventil 23, wodurch in der Kammer 27 ein verringerbunden. ter Druck herrscht und das in dem Ringraum 7 be-

Erfindungsgemäß wird die Gassperre 7 mit einem findliche öl durch den im Gebläse herrschenden

vorher in einem Wärmeaustauscher IS gekühlten Gas 50 Druck durch die Labyrinthdichtung 8 hindurch in die

beschickt, der von einem durch die Stutzen 15 α und Kammer 27 gedruckt wird.

15 b ein- und austretenden Kühlmittel durchströmt Wenn umgekehrt bei weit geöffnetem Ventil 26 der wird. Das gekühlte Gas wird der Gassperre 7 durch Druck in der Kammer 27 absinkt, so strömt Gas aus eine Rohrleitung 16, einen Stutzen 17, einen Raum 18 dem Gebläse in Richtung der Kammer 27, wodurch und einen Kanal 19 zugeführt. Diese Zuleitungen 55 sich in der Labyrinthdichtung 8 ein Druckgefälle erkönnen gegebenenfalls gegen Wärmeausstrahlung ge- gibt, das ein Ansprechen des Reglers 28 bewirkt, der schützt sein. Es können ebenfalls Doppelwände vor- eine Warnvorrichtung 29 oder eine Vorrichtung begesehen werden, zwischen denen ein Kühlmittel tätigt, welche das Ventil 26 wieder richtig einstellt, durchströmt, wenn die Temperatur des Maschinen- im beschriebenen Fall weiter schließt, gesteiles derart hoch ist, daß das zugeführte Gas der 60
Gefahr ausgesetzt ist, übermäßig erwärmt zu werden.

Die Gassperre kann selbst durch das Kühlmittel ab- Patentansprüche: gekühlt werden, und zwar kann dies mittels einer

Anordnung etwa gemäß der französischen Patent- 1. Wellendichtung für von einem Druckgas schrift 1147 053 erfolgen. 65 durchströmte Maschinen, insbesondere für GeRohrleitungen 20 und 21, die in F i g. 1 gestrichelt blase, bestehend aus einer ersten Flüssigkeitsangedeutet sind, münden in die Gassperre 7 jeweils dichtung und einer zwischen dem abzudichtenden am inneren und am äußeren Umfang der Scheibe 9. Maschinengehäuse und der Flüssigkeitsdichtung

angeordneten zweiten, mit einem Dichtungsmedium arbeitenden Dichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtung als Gassperre ausgebildet ist und aus einer die Maschinenwelle (2) umgebenden, nach innen offenen Ringkammer (7) und einer auf der Maschinenwelle (2) angeordneten, wenigstens mit ihrem Umfangsbereich in die Ringkammer (7) hineinragenden Scheibe (9) besteht und daß der Ringkammer (7) ein Gas höherer Dichte als diejenige des das Maschinengehäuse durchströmenden Gases als Sperrgas zugeführt wird.
2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der vorzugsweise als ölsperre (6) ausgebildeten Flüssigkeitssperre und der Gassperre (7) eine Flüssigkeitsauffangkammer (27) angeordnet ist, in welcher ein Druck aufrechterhalten wird, der annähernd dem Gasdruck in der Maschine gleich ist.
3. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch ao gekennzeichnet, daß als Sperrgas das die Maschine durchströmende Gas verwendet wird, und daß die in die Gassperre mündende Gaszuführung (17, 18,19) eine Kühlvorrichtung (15) aufweist.
4. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gassperre zwei Zapfleitungen (20,21) münden, und zwar die eine (20) in der Nähe des Innendurchmessers der Scheibe (9) und die andere (21) in Umfangsnähe der Scheibe.
5. Wellendichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine an die Zapfleitungen (20,21) angeschlossene Steuervorrichtung (22) vorgesehen ist, die bei ölaustritt durch die in radialer Richtung in der Gassperre auftretende radiale Druckdifferenz betätigt wird und eine den Öldruck beeinflussende Vorrichtung (23) steuert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 502 060, 923 764;
USA.-Patentschrift Nr. 876 613;
französische Patentschrift Nr. 1147 053.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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