DE1426857A1 - Spaltabdichtung fuer Maschinen mit umlaufenden Schaufeln - Google Patents

Description

• "3paltabdichtunß für Maschinen mit umlaufenden Schscifeln"

  Bei Maschinen mit umlaufenden Schaufeln, wie Ges curbinen und V-.@r-

  diehtern, besteht die Notwendigkeit, das Spiel zwischen den rotie-

  renden und den feststehenden Teilen auf ein Kleinstmaß hnrabzu-

  setzen, ohn- daß hierbei die Maschine beim Anstreifen der rotierenden

  @Scaiaufeln an den feststz henden Gehäuseteilen geffnrdet wird.

  Es sind an .sich für TUT'b ncti bereits Elbdichtung sanordnungen bekannt-

  geworden, bei denen Dclitungsatreifnn an den D,:cl-.biznd:rn der

  -sdhaufeln geganilber in dem Maschinengeh-usc: federnd angaordnet-in

  Dichtungskränzen umlaufen, (He beim Atistt:#-:, L f'en der utr.Lattfgri-1"ri

  Dichtung steile, bzw. Dicf-,tr.zriE;ss t@@i t'fn ein e las ü `sch is tia v

  drmögllchen.

  Die Erfindung geht- davon aus, daß derartige Anordnungen wegen der _ Einschaltung der die Dichtungskränze radial.zusammendrückenden Federn konstruktiv-und baulich einen nicht unbeträchtlichen Aufwand erfordern und daß außerdem infolge der radial gerichteten Federkräfte Abnutzungen, insbesondere an den umlaufenden Dichtungsbändern eintreten, was für die Lebensdauer der erwähnten Elemente unter Umständen unerwünscht ist. Vor allem aber können sich die Druckunterschiede in den benachbarten Stufen in radialer Richtung auswirken. Schließlich fehlt eine eindeutige Abdichtung der Dichtungskränze gegeniiber den Gehäuseteilen.
• Gegenstand der Erfindung ist ein vereinfachtes Abdichtungssystem für mit umlaufenden Schaufeln versehenen Maschinen, wie Turbinen, Vordichter und dgl" das sich dadurch auszeichnet, daß die gegenüber den umlaufenden Maschinenteilen, wie Schaufeln bzw. Dichtungsstre tfen angeordneten =inglcrt:nze in i.iberla ppend angeordnete und innerhalb gege-

  bener Grenzdurchmesser frei b:3w.agliche Segmentkörper unterteilt sind,

  die sich selbst gegenüber d-3n umlaufenden Schaufelkränzen bzw. D1 eh-

  . tungsbändern einstellen können, wobei sie unter dem Einfluß der

  Druckdifferenz der Schauf alstufe mittels eines elastischen Kragens

  In axialer Richtung gegen wenigstens eine Labyrinthspitzn des Gehäuses

  bzw. LAitschaufelträgers angenx»e13t werden.Dastufengef.@.Lle bewirkt.

  über die Lm Betriebe auftreh:enden:=lburigskräfte, daß die )egm:-Irit.e

  des Dichtungskranzes :1-war - solange keine rad,.al berichteten Kr,c-'cf@te -

  auf sie aizsg-giibF .werden in ihrer LKlie Verb Leiben, daß

  .@.r#@.r@ rit;e zu t@ex@h.Lr-ren,

  - jedoch s.2hon geringe - .Kruf tdi:@ria7 .:i',@r! sJ die- - !y`@ r rJ -

  .beispielsweise beim Anstreifen der Schaufele ein radiales Ausweichen herbeizuführen. Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann diese WirkutZsweise ausgenutzt werden, durch Anwendung einer Stellvorrichtung die Segmente des Dichtkranzes jeweils in radialer Richtung zusammenzui'ihren bzw. im Zusammenwirken mit den umlaufenden Schaufeln auf kleinste Spiele-eInzustellen.
• Im folgenden soll die Erfindung näher anhand der Zeichnung erläutert werden.
• Figur 1 veranschaulicht in Jeitenansieht schematisch die Ausbildung eines erf;ndungsgem-,*ß vor;,-..sehentari D'ehtkranzes für eine Turbine. Figur 2 zeigt ei nen fei lausüchnit t durch einen Leitschsufelträger Init einem erfindungsgemäß vorgesehenen, aus frei beweglichen Teilen bestehenden Dichtungskranz.
• Die Figuren 3 und 4 zeigen Perspektivisch die Ausbildung der Segmente eines erfindungsgemäß ausgebildeten D_Uhtungskranzes an den ;;toßstellen. Hierbei veranschaul I cht Figur 3 die beiden aneinanderstoßenden Enden von Dichtkrranzsegmenten. Figur 4 zeigt, wie die beiden im wesentlichen in tangentialer Richtung gegeneinander beweglichen Segmentenden zusammengeführt und abgedichtet sind.
• f Figur 5 zeigt noch U@2r. Eintau einer Vorrichtung, -um dis EIngsegmente radial zusrumenfUhren zu körnen.

  En Figur 1 bedeuten 1 und 2 . die beiden Segmente e nes e7ine.:.Scheufel-

  °cihe umgebenden Dichtungskranzes. Dieser Di_chtttnskranz wird

  wie d::r Teilausschnitt der Figur 2 erkennen läßt - eureh

  ttwa T-förniig gestalteten kreisbogenförtnigen Kör pel?.@aU'-e,asis.e1.'m@@ v=,

  31eck gebildet, wobei der den Schaufeln gegenüberliegei@rlg, Rfrigt:ei_-@.

  ius dickerem, der flanschförmig nach .außen abstehende, am 1Gerhäus.e -

  izw. Leitschaufelträ.ger dicht anliegende Teil aus .,dünnerem, nach-

  ;iebig("m Blech besteht. Bei 4 sind nun die be@-den krei$bdgtifqrm@ti.-@@'

  Szl.täf.@hrun ,-@dirh . -

  legmente 1 und 2 in einem Langloch oder einer."

  w

  !incn Bolzen V in dein @eitschauf,31tr#;ger 8 gefügt;-. und .zwar ,derert.

  .aß sich das Ende der kreisbogenförmigen Segmentabschnitte in:@-

  ialer iiichtung verschieben kann. D:_c l:reisbogenfcrmigen. Segment.=:;'=.:-:.'-:@-

  bsclinitte 1,2 können im übrigen um den Bolzen 7 als Gelenkpunkt

  erschwenkt werden. Zur weiteren Führung der Segmentabschnitte sind

  n den Init-agan geneigte Langlöcher.la vorgesehen-, -die bei einer Dreh-

  e:@Te@;un@; de:' "egment@@bschni tte um die Bolzen-? eine zusätzliche

  `ihrtzns; vier S,-gmentab schni t te an weiteren Bolzen ermöglichen.

  n üen itol.:stellen der S:egmeatabschnitte sind diese derart ausgebildet

  a3 ohne ?:@i@-@res eine B-2iregung der Enden der Segmente bei Sicherung

  er Abdichtung müglijh 3:. ;;. D'e Figuren 7z und !l veranschaulichen

  r::aucr die Aus:,ildurg clur itowjt2'Len d;:r S=gmentabschnitte. Wic die

  enanaten Figuren erkennen lassen, ist das eine Ende der D:chtungs-

  ran:@segmente, z.n. 2 in seinem breiten Flanschteil 2a mit dem Aus-

  chaitt 2b verse:3@?n. D.z#r andere Jeg@nentabschnitt 1. ist mit einer ent-

  prQchend dem Ausschnitt 2b ausgebildeten Zunge 1b versehen. Die

  unge 1b greift in die Aussparung 2b des Segi-nentabschnittes 2 ein,

  ie di -gis 'n_Iher Figur 4 vn"ransc:havliclit. Der Stegteil 1c des Segment-

  abschnittes 1 ist mit einem vorspringenden Teil 1 d versehen.
• Die beiden Stegteile 1d und 2c der Segmentabschnitte 1 und 2 sind .- bezogen auf die Breite der beiden Segmentabschnitte - so angeordnet oder versetzt, daß der Flanschteil ld beim Zusammenfügen der beiden s Segmentabschnitte 1,2 özw. Eingreifen der Zungen 1b in die.Aussparungen 2b sich an den Steg 2e des -Segmentabschnittes 2 anlegt. Um nun an der Verbindungsstelle ohne Beeinträchtigung dusch Verschiebungen der@Segmentabschnitte eine ausreichende Abdichtung zu erhalten, ist an dem Segmentabschnitt 1 zu beiden Seiten des Steges 1e eine abdichtende Deckplatte 1f vorgeseh=en, die so groß bemessen ist, daß bei jeder Stellung der Enden der Segmentabschnitte 1,2 eine befriedigende Abdichtung vorhanden ist.
• Wie Figur 2 der Zeichnung näher erkennen läßt, legen sieh nun im Bet-riebe der Maschine die Stegteile 1e, 2c unter dem Einfluß der

  Druckdifferenz der von dem Dichtungskranz eingeschlossenen Schaufel-

  /auf

  stufe die Ringsegmente 1,2 gegen eine Dichtungsschneide lfl des

  Gehäuses bzw. Leitschaufelträgers @. Das Gehäuse byw. der Leitschaufel

  träger $ ist zweckmeßigerweise mit einer Ringnut 12. versehen, in der

  ber breite F,ansch la, 2a der Ringsegmente 1 bzw. 2 liegt. D e Steg-

  teile 1c, 2e ragen in die engere Ringnut 13 hinein. Durch geeignete Maßnahmen muß selbstverst==ndlich sichergestellt werden, daß zwischen den Stegteilen 1e, 2c und der D_chtungs-,schneide 10 Berührung besteht. im Hinblick auf die Versetzung, der i Stegtelle 1d bzw. 2c an der Uberla ppungsstelle kann dies am einfachsten dadurch erreicht werden, daß auf dem Oteg 2c eine der Wand-

  stärke des Vorsprunges 1d entsprechende Verstärkung vorgesehen ist.

  Es ist aber auch möglich, der Überlappung--der ätege durch entspre-

  chende Axialversetzung der Dichtungsschneiden 10 Rechnung .zu

  Man erkennt, daß es die Verschwenkbarkeit und Beweglichkeit der

  Dichtkranzsegmente möglich macht, daß sich die Teile des Dehtkranzes_

  in Bezug auf das Schaufelsystem sowie gegeneinander verschieben. Es

  wird auf diesem Wege möglich gemacht, daß beim =1,nschlagen der um-

  laufenden Schaufeln die K »anzsegmt--rit-ä ausweichen, so daß eine stärkerE

  Abnut°:ung !)eim Otreifen de' .,:äiaul'@1Se,Iya@nte si3wLe bL-'rdurch

  Schiiden vermieden werden.

  D2, der Reibungswiderstand zwa i :hen d#.'ri lind den

  Kranzsegmeriz:jstef,en@i@r@'i:.:i@, ii$ 5 ,j#3we1S die in Ger

  Lage verharren, in di- sie durjh das Anstreifen der Schaufeln bn-

  wegL sind, ergib;; sich unter ;J"asL*1nd3n, 3a3 ina infolge

  der unt;@eicti@ig-@rr':-rür'^:urib dar LLufzrtel.!e und d'.!r niest urilaufen-

  den T-'^_ie könn-3n, als sie -n =3rford.:r-

  lieh und er.:@r'iSL@Y.7 slii1. U;n hi2r Abhilfe zu schaff--r., i;J=r:3;er.:;i:3

  ' der- :,heiteren Ausgestaltung der .Eri indungeine Vorrichtung vorge-

  sehen, die es bei 5t 3u3rung von Band oder durch einen Arbi ts-

  zylinder möglich madht, bei Einschaltung nachLieuiier T@i?e die

  Kranzsegments in Richtun- auf ihre innere Grenzstellung im. Sinno

  einer Verringerung des ipaltes zu verstellen. 3:#ispielsaeise kann .

  zu diesen. Zi1=z-c a in ,en E.31 tschaufeltrc*@ger ein e 1 Iring

  sehen werden, bei dessen. V#3rdrohung L'bar federqdc Z3,.iiSch£n.-.Iledt'r

  die Ringkranzsegmente durch einen kurzzeitigen Kraftimpuls im. '

  Sinne einer Spielverringerung gegenüber der umlaufenden Schaufelreihe

  radial nach innen bewegt werden.

  Eine entsprechende.'Änordnung ist in Figur 5 der Zeichnung wiederge-

  geben,-,Bci; der Änordnung nach dieser Figur, die im Prinzip Figur 2 .

  ,entspricht, j,,4t-- innerhalb der Gehse- bzw. Leitschaufelträgernut 13

  ein verdrehbtter Ring 15 angeordAet. Dieser Ring weist an seinem

  Flansch 15a federnde Zun&2n 15b auf, die mit Kurventeilen bzw.

  ..Nacken 16 der. ä.tteile 1,-, 2c der Ringsegmente 1 und 2 zusamrnen-

  .' :wi.rke...Bei--v`.xd;r.ehüng, des :iinges 15 wird durch die Blattfederan-

  äcYhäge. 15b vori;beil,;#-hend eine Kraft i n radialer :'ichtung auf die

  Stegteile 1c, 2c irn äinn@@ einer Verringerung des Durchmessers des

  aus den Teilen 1 und 2 ge*#"i-deten Ringkranzes herbeigeführt. FUr

  '.dis :Ve.rdr=hung des :iinges 1: ist beispielsweise ein Antrieb 18

  mit Triebstockver-ahnung vorhanden, der von fiand oder mittels eines

  SQrvoantriebns die Verdrehung des Ringes 15 riiöglich macht.

  Einzelheiten der beschriebenen Anordnung, wie die Ausbi ldung der

  4toßstellen der :-;irigsegnet:tc, der F#`Uhrung und Abdichtung derselben an

  wenigstens einer Dichtungsschneide des D,3itsehaufeltr:gers CoW:e

  ferner der Versteilüntriet: fir den zur Bewegung der Ringsegmente

  :dienenden Stellring können selbstverst'indlich i n beliebiger '@icise

  `-@ietländert werden.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e i j/ Spaltabdichtung für Maschinen mit umlaufenden. Schaufeln, wie .' Gasturbinen und Verdichter, mit die umlaufenden Maschinenteile, wie Schaufeln bzw. Dichtangsstreifen umgebenden,. beim Anstreifen der umlaufenden Teile ein radiales Ausweichen möglich machenden Ringkränzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkränze in über-. lappend angeordnete und innerhalb gegebener Grenzdurchmesser frei bewegliche Segment)..örper unterteilt sind, die sich selbst gegenüber den tip=.laufenden Schaufelkr(nzen bzw. Dichtungsbändern einstellen können, wobei sie unter dem Einfluß der Druckdifferenz der Schaufelstufe mittels eines elastischen Kragens in .axialer Richtung gegen wenigstens eine Zabyrinthspitze des Gehäuses bzw. Leitschaufelträlgers angeprcßt werden. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkranzsegmente einen T-för-iibnn 'Querschnitt besitzen und elastisch ausgebildet sind. ,Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicllnet,daß die T-förmigen Ringkranzsegmente an den Teilungsstellen in ihren Flanschteilen ineinander einspringende und eine Führung ermöglichende Ab- . schnitte (Aussparungen bzrr. vorspringende Zungen) aufweisen, da L? ihre radial außen liegenden Stegteile mit überlappenden Teilen versehen sind, und daß zur Überdeckung der in den Flanschen entstehenden Spalte außerhalb der Flansche liegende Deckplatten vorgesehen sind. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das' die Flansche der Ringkranzsegmente in verbreiteten Nuten der Gehäuse- bzw. Leitschaufelträger und die Stegteile der Ringkranzsegmente in engeren ' Ringnuten angeordnet sind. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ring- . kranzsegmente an ihrem einen Ende in Langlöchern oder Schlitzen an Gelenkbolzen der Leitschaufelträger oder Gehäuse angelenkt sind, und zwar in dem Sinne, daß beim Anstreifen eine Vergrößerung des Dichtkranzdurchmessers bewirkt wird. i. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege der Ringkranzsegmente zusätzlich mittsls Schlitzen oder Langlöchern an weiteren Fünrungsbolzen geführt sind. '. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß durch eine willkürliche oder servomotorisch gesteuerte Vorrichtung auf die Ringkranzsegmente unter Einschaltung federnder Übertragungsglieder in radialer Richtung Kraftimpulse ausgeübt werden können. E. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Varstellvorrichtung für die Ringkranzsegmente durch einen innerhalb der die Stege der Ringkranzsegmente aufnehmenden Leitschaufelträger-' nut angeordneten Ring gebildet ist, welcher mit radial einspringenden Blattfederzungen versehen ist, die an Kurvenflächen oder Nocken der Ringkranzstegteile anliegen. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellring durch ein von Hand oder servomotorisch betätigtes Triebwerk, z.H. mit einer Triebstockverzahnung verdreht werden kann.