DE1525844B1

DE1525844B1 - Hilfsdichtung fuer Wasserturbinen,insbesondere fuer Rohrturbinen

Info

Publication number: DE1525844B1
Application number: DE19661525844
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Societe des Forges et Ateliers du Creusot
Current assignee: Societe des Forges et Ateliers du Creusot
Priority date: 1965-09-22
Filing date: 1966-09-21
Publication date: 1970-04-02
Also published as: BR6682970D0; SE329981B; FR1457650A; ES331407A1; GB1149909A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Hilfsdichtung für eine Richtungen zwangsweise bewegende Kraftkolben vorWasserturbine, insbesondere für eine Rohrleitungs- gesehen; dank ihnen kann durch Wahl beliebig Wasserturbine, die einer dem Normalbetrieb dienen- hohen Kraftmitteldruckes auch dann, wenn die den Hauptdichtung derart vorgeschaltet ist, daß bei Kolbenabmessungen wegen Raummangels in dem geschlossener Hilfsdichtung die Hauptdichtung aus- 5 sich stromlinienförmig verengenden Ende des Turbaubar ist, und die als eine an den Turbinenläufer binengehäuses nur klein sind, beliebig hohe Stellanlegbare und von ihm abhebbare Schleifringdich- kräfte in beiden Richtungen erzeugt werden, welche tung ausgebildet ist, deren Schleifring am Maschinen- die Dichtung, auch wenn sie verschlammt ist, mit gehäuse axial verschiebbar und dicht gehalten ist. Sicherheit in der gewollten Weise betätigen.

Bei einer bekannten Stopfbüchse solcher Art für io Weitere Mittel sind ein Vierwegeventil zur wahl-Kreiselpumpen muß die Hilfsdichtung von Hand, weisen Beaufschlagung der Kraftkolbenseiten und ein und zwar durch Schrauben, und entgegen dem Dreiwegeventil, durch welches der zwischen der Wasserdruck geschlossen werden. Dieses zeitraubende Haupt- und der Hilfsdichtung befindliche, im Normal- und mühsame Verfahren ist bei den meisten Wasser- betrieb wassergefüllte Raum wahlweise mit Druckturbinen, da sie unterhalb des Wasserspiegels ange- 15 wasser aus der Umgebung gefüllt oder zum Innern ordnet zu sein pflegen, also auf jeden Fall bei Rohr- des Turbinengehäuses hin entleert werden kann, turbinen, unbrauchbar, da dort, wenn die Dichtung Durch die dank diesem Dreiwegeventil mögliche defekt ist, Überflutung des elektrischen Strom- wahlweise Verbindung mit dem Wasserdruck des erzeugers zu befürchten und deshalb schnelles, zuver- Rohrkanals bzw. dem im Turbineninneren herrschenlässiges Schließen der Hilfsdichtung, und zwar aus 20 den Atmosphärendruck wird an der Hilfsdichtung der Ferne, dringend erforderlich ist. Die Erfindung beim Schließen eine das Schließen unterstützende soll daher schnelles, sicheres, fernbetätigtes Schließen und bechleunigende Druckdifferenz erzeugt und beim der Hilfsdichtung ermöglichen. Öffnen die vorhandene Druckdifferenz beseitigt, also

Die Erfindung erreicht dies durch die Kombination das öffnen erleichtert.

mehrerer Mittel. Diese sind größtenteils an sich be- 25 Schließlich sind, damit die Bewegung der Kraftkannt oder bekannten Mitteln ähnlich; der Erfin- kolben und das Belasten bzw. Entlasten der Hilfsdungsschutz erstreckt sich nur auf ihre Kombination. dichtung stets synchron erfolgen, die Steuerungen des Das erste Mittel besteht darin, daß der Schleifring Vierwegeventils und des Dreiwegeventils derart ge-(—) so angeordnet ist, daß er von der Außenwasser- koppelt, daß bei Beaufschlagung der Kraftkolben im seite her gegen den Läufer (—) anlegbar ist und bei 30 schließenden Sinne der zwischen der Haupt- und der Druckdifferenz vom Wasserdruck angepreßt wird. Hilfsdichtung befindliche Raum vom Wasser entleert Eine ähnlich wirkende Schleifringdichtung ist bekannt wird und bei Beaufschlagen im öffnenden Sinne mit (aus USA-Patentschrift 3 034 796) von einem elek- Wasser aus dem Rohrkanal gefüllt wird,
irisch angetriebenen Gebläse, das in einem von Kühl- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer

mittel unter Überdruck erfüllten Kessel eines elek- 35 Rohrleitungs-Wasserturbine gemäß der Erfindung irischen Transformators angeordnet und zum Um- dargestellt. Es zeigt

wälzen des Kühlmittels bestimmt und dessen Motor F i g. 1 den Turbinenläufer und das ihm benach-

in einem vom übrigen Kesselinhalt abgetrennten barte Wellenlager nebst der Wellendichtung im Schnitt Raum angeordnet ist, der zwecks Reparatur durch in Achsebene,

Lösen eines Deckels von außen zugänglich gemacht 40 Fig. 2 die Wellendichtung mit ihren Einzelheiten werden kann und der im Normalbetrieb durch einen in derselben Schnittebene.

Ringspalt der Gebläsewellen-Durchführung mit dem Darin bezeichnen 1 die Läuferwelle, 2 den Tur-

Kesselraum Verbindung hat, aber zur Motorreparatur binenläuf er und 3 bis 6 die Hauptdichtung, und zwar selbsttätig durch eine Stillstands-Wellendichtung vom 3 einen nicht umlaufenden, axial federnd am Läufer Kesselraum abgesperrt wird. Diese Dichtung besteht 45 anliegenden Schleifring, 4 einen am Läufer starr beaus einer am Motorgehäuse gasdicht und axial ela- festigten, mit ihm umlaufenden Ring, an dem der stisch-beweglich gehaltenen Wand, die sich bei Druck- Schleifring 3 federnd anliegt, und 5 die den Schleifabfall im Motorgehäuse gegen einen Schleifring der ring haltende und elastisch an den Läufer anpressende Motorwelle anlegt und, wenn der Druck im Motor- Einrichtung. Die Hauptdichtung ist hier als axial angehäuse demjenigen des Kessels gleich ist, vom 50 liegend gezeichnet, aber sie könnte auch radial an-Schleifring abhebt. Diese bekannte Dichtung also liegend ausgebildet sein; ihre Bauart ist für die Erweist nur eine Hilfdichtung, keine Hauptdichtung findung nicht wesentlich. Die Hauptdichtung ist an auf; da sie das Strömungsmittel in den Maschinen- der hinteren Querwand 6 des Turbinengehäuses 7 raum im Normalbetrieb eintreten läßt, eignet sie sich befestigt. Mit 8 ist ein vom Turbinenläufer 1, der für Wasserturbinen nicht ohne weiteres. 55 Querwand 6 und — dem hinteren Ende der Mantel-

Das zweite der in der Kombination verwendeten wand des Gehäuses 7 umgebener Raum bezeichnet, Mittel besteht darin, daß doppelt wirkende hydrau- und mit 9 ist der die Turbine umgebende Rohrlische oder pneumatische Kraftkolben zur Betätigung leitungskanal bezeichnet. Die Hilfsdichtung besteht des Schleifringes vorgesehen sind. Kraftkolben- im wesentlichen aas einem axial beweglichen, nicht betätigte Schleifringdichtungen sind vielfach bekannt 60 umlaufenden Gleitring 10, der eine Gleitlippe 11 auf-(z. B. aus USA-Patent 2 254862); doch pflegen weist und von einer Membran 12 drehfest und axialderen Kraftkolben einfachwirkend, und zwar nur zum beweglich gehalten wird, die ihrerseits an einem Abheben des Schleifringes im Lauf bestimmt zu sein Haltering 13 des Gehäuses 7 und an den Schleifring und im Stillstand das Anpressen des Schleifringes 10 angeschraubt ist. Der Schleifring 10 der HilfsFedern zu überlassen. Erfindungsgemäß werden, da 65 dichtung legt, wenn die Hilfsdichtung geschlossen ist, bei Wasserturbinen die Dichtung durch den im seine Lippe 11 an einen Laufring 14, der an der Wasser mitgeführten Schlamm blockiert zu werden Nabe 15 des Turbinenläufers befestigt ist, an; er wird droht, doppeltwirkende, also die Dichtung in beiden durch eine zylindrische Fläche 16 des Halteringes 13

zentriert und legt sich, wenn die Hilfsdichtung offen ist, an eine Stirnfläche 17 des Halteringes 13 an.

Geöffnet und geschlossen wird die Hilfsdichtung mittels Stangen 18 von hydraulischen oder pneumatischen Kraftkolben 19, die im Druckzylinder 20 gleiten und durch Federn 21 im Öffnungssinn vorbelastet sind. In ihrer geschlossenen Stellung kann die Hilfsdichtung durch irgendwelche Vorrichtung — hier Schraubengewinde 22 der Stangen 18 nebst Muttern 23 und Unterlegplatten 24 — verriegelt und angepreßt werden.

Die hydraulische oder pneumatische Betätigung der Kraftkolben wird durch ein Vierwegeventil 25 gesteuert, das über Kanäle 26/27 des Druckzylinders und über seine eigenen Kanäle 28/29 und Leitungen 30/31 wahlweise die eine Seite der Kolben mit Druck-Öl oder Druckluft beaufschlagt und die andere Seite entlastet.

Der Zwischen der Hauptdichtung und der Hilfsdichtung befindliche, vom Ende des Turbinengehäusemantels umgebene Raum 8 kann mittels eines Dreiwegeventils 32 nach Wahl über eine Leitung 33 mit dem Innern des Turbinengehäuses oder über Leitungen 34/35 mit dem die Turbine umgebenden Rohrleitungskanal 9 verbunden, also nach Wahl entweder entleert und drucklos gemacht oder mit dem Wasser der Rohrleitung und mit dessen Druck gefüllt werden.

Das Vierwegeventil 25 und das Dreiwegeventil 32 sind miteinander gekuppelt, so daß, wenn die Hilfsdichtung geschlossen und der Raum 8 wasserleer und drucklos war und die Hilfsdichtung geöffnet werden soll, der Raum 8 mit Wasser und mit dem Druck des Außenwassers gefüllt, also die Hilfsdichtung von dem auf ihr lastenden Wasserdruck entlastet wird und, wenn die Hilfsdichtung geschlossen werden soll, der Raum 8 entleert und drucklos gemacht, also an der Hilfsdichtung eine ihr Schließen unterstützende Druckdifferenz erzeugt wird.

Dieser Druckausgleich erlaubt, die Kraftkolben für nur relativ kleine Kraft zu bemessen. Dank diesem Ausgleich und der hydraulischen oder pneumatischen Verstelleinrichtung schließt die Hilfseinrichtung schnell und sicher. Dies ist für Rohrleitungsturbinen wichtig, da ihr Stromerzeuger tiefer als der Unterwasserspiegel liegt und daher bei Defekt der Wellendichtung überflutet zu werden droht; und es ist ganz besonders wichtig für solche Rohrturbinen, in denen im Getriebe ein höherer Druck als derjenige der Außenluft gehalten wird und deshalb bei Havarie, ehe das Personal einsteigen kann, dieser Druck erst abgelassen werden muß.

Claims

Patentansprüche:

1. Hilfsdichtung für eine Wasserturbine, insbesondere für eine Rohrleitungs-Wasserturbine, die einer dem Normalbetrieb dienenden Hauptdichtung derart vorgeschaltet ist, daß bei geschlossener Hilfsdichtung die Hauptdichtung ausbaubar ist, und die als eine an den Turbinenläufer anlegbare und von ihm abhebbare Schleifringdichtung ausgebildet ist, deren Schleifring am Maschinengehäuse axial verschiebbar und dicht gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Schleifring (10) so angeordnet ist, daß er von der Außenwasserseite her gegen den Läufer (2) anlegbar ist und bei Druckdifferenz vom Wasserdruck angepreßt wird,

b) doppelt wirkende hydraulische oder pneumatische Kraftkolben (19) zur Betätigung des Schleifringes (10) vorgesehen sind,

c) ein Vierwegeventil (25) zur Beaufschlagung der Kraftkolben (19) nach Wahl vorgesehen ist,

d) ein Dreiwegeventil (32) vorgesehen ist, durch weiches der zwischen der Haupt- und der Hilfsdichtung befindliche, im Normalbetrieb wassergefüllte Raum (8) wahlweise mit Druckwasser aus der Umgebung (9) gefüllt oder zum Innern des Turbinengehäuses (33) hin entleert werden kann,

e) die Steuerungen des Vierwegeventils (25) und des Dreiwegeventils (32) miteinander derart gekoppelt sind, daß das bei Beaufschlagung der Kraftkolben (19) im schließenden Sinn der Raum (8) druckwasserentleert wird und umgekehrt.

2. Hilfsdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise Federn (21) vorgesehen sind, die im Öffnungssinn wirken.

3. Hilfsdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kolbenstangen der Kraftkolben (19) Schraubenmuttern (23) zum Festlegen der Hilfsdichtung in Schließstellung vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen