DE1836070U

DE1836070U - Labyrinth-spaltdichtung.

Info

Publication number: DE1836070U
Application number: DEM34588U
Authority: DE
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1960-03-25
Filing date: 1960-03-25
Publication date: 1961-08-03

Description

Labyrinth-Spaltdichtung. Die Neuerung betrifft eine Labyrinth-Spaltdichtung, bei welcher die Spaltweite im Betrieb durch axiale Verschiebung eines der beiden die Dichtung bildenden Teile verstellbar ist. Sie besteht darin, daß das die Spaltwand bildende Teil aus einem Material geringer Verschleißfestigkeit (z. B. Kohle) besteht und im Axialschnitt abgestuft ist, und daß die Labyrinthspitzen bis auf eine geringe Spaltweite an die Radialflächen der abgestuften Spaltwand herangerückt sind.
Die bekannten Kohlenringdichtungen, auch solche mit konischer Innenkontur, zeichnen sich bekanntlich dadurch aus, daß bei zeitweiligem Anstreifen durch unbeabsichtigte Wellenverlagerung die Spitzen nicht oder nur sehr gering verschleißen, sondern sich in den Kohlering einschleifen. Diese Dichtung wird allerdings dann unbrauchbar, wenn die Welle außer Bewegungen in radialer Richtung noch solche in axialer Richtung ausführt.
Der Spalt erhält dann solche Ausmaße, daß eine wirksame Drosselung des Lässigkeitsstromes nicht mehr eintritt. Axialbewegungen der Welle treten aber bei den meisten Turbomaschinen auf.
Bekannt ist ferner eine Labyrinth-Spaltdichtung mit mehreren scheibenförmigen Kohleringen, die in größeren Abständen voneinander in der Gehäusebohrung angeordnet sind. In den Zwischenräumen befinden sich von einer Büchse gehaltene radiale Stege, an deren beiden Seitenwänden-axial hervorstehend-die Labyrinthspitzen angebracht sind. Bei einer Axialverschiebung der Welle können sich zwar die Labyrinthspitzen in die Kohleringe einschleifen, tritt jedoch gleichzeitig eine Radialverlagerung der Welle auf, dann wird auch hier die Spaltweite größer, und es besteht keine Möglichkeit, sie auf das ursprüngliche Maß zu reduzieren. Gegenüber diesen bekannten Dichtungen kann die vorliegende Neuerung folgende Vorteile geltend machen : Durch das Heranführen der Labyrinthspitzen bis auf Spaltweite an die radialen Flächenteile der abgestuften Spaltwand ergibt sich zwangsläufig ein abgewinkelter Spalt mit einem Radialteil und einem Axialteil. Die Widerstandsziffer des abgewinkelten Spaltes ist erheblich größer als die eines geraden.
Die axial verschiebliche Spaltwand aus einem Material geringer Verschleißfestigkeit bietet die Gewähr, daß an allen Labyrinthspitzen die Spaltweite gleich ist. Tritt bei einer Axialverschiebung der Welle eine Spaltvergrößerung ein, dann kann diese sofort wieder rückgängig gemacht werden. Hierzu ist noch auf folgendes hinzuweisen. In der Regel wird man die Spaltwand treppenförmig abstufen, also mit abnehmenden Durchmessern der kurzen zylindrischen Wandteile in einer Richtung. In Betriebszuständen, in denen Anstreifgefahr besteht, also beim An-und Abstellen der Strömungsmaschine oder bei Lastwechseln, kann man nun den Kohlering in Richtung der zunehmenden Durchmesser axial so weit verschieben, daß Spitzenberührung nicht mehr möglich ist. Dadurch wird der Verschleiß des Kohleringes weitgehend vermieden und nur noch auf unvorhersehbare Wellenbewegungen beschränkt.
Labyrinth-Spaltdichtungen mit einer den Labyrinthspitzen zugeordneten abgestuften Wand sind an sich bekannt. Im Unterschied zur vorliegenden Neuerung sind bei diesen aber die Spitzen nicht bis an die radialen Flächenteile der Spaltwand herangeführt und letztere besteht nicht aus einem Material geringer Verschleißfestigkeit. Im folgenden wir die Neuerung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig. 1 eine Labyrinth-Spaltdichtung im Axialschnitt, Fig. 2 einen Radialschnitt längs Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 die Dichtung nach Fig. 1 und 2 im größeren Maßstab.
In den Fig. 1-3 bezeichnet 1 die Welle einer Strömungsmaschine mit den Labyrinthspitzen 2, denen die abgestufte Innenwand 3'des Kohleringes 3 zugeordnet ist. Dieser ist wärmebeweglich in der Büchse 4 gelagert, die an einem Ende mit dem

Gewinde 4'in die Bohrung 51 der Zwischenwand 5 eingeschraubt

und am anderen Ende mit einem Flansch 6 und Hebel 7 (Fig. 2) versehen ist. Durch Schwenken des Hebels 7 wird die Büchse 4 mit dem Kohlering 3 gedreht und entsprechend der Steigung des Gewindes 4'axial verschoben. In Fig. 3 erkennt man den im wesentlichen zylindrischen Flächenteil 3a und den radialen Flächenteil 3b an den die Labyrinthspitzen bis auf den Dichtungsspalt"s"herangerückt sind. Dieser Spalt wird zweckmäßig durch Einschleifen der Labyrinthspitzen in einen Kohlering mit konischer Bohrung hergestellt. Für diesen Schleifvorgang sind die Spitzen durch unsymmetrische Profilierung ausreichend widerstandsfähig gemacht, und ihre Umfangsfläche ist als Kegelfläche mit einem geringen Spitzenwinkel ausgebildet. Um möglichst große Umlenkgrade im Spalt"s"zu erzielen, wird die der Radialfläche 3b zugekehrte Seitenfläche der Labyrinthspitze zweckmäßig radialstehend ausgebildet oder gar hinterschnitten.
Für die Verstellung des Kohleringes 2 ist in dem Ausführungbeispiel nach Fig. 1-3 eine Handstellmutter 8 vorgesehen, die in bekannter Weise (z. B. mittels Sprengring 9) im Gehäuse 10 gelagert ist und bei Verdrehung die in das Langloch 11 eingreifende Stellstange 12 bewegt. Anstatt mit der Handstellmutter kann die beschriebene Einrichtung aber auch mit einem automatischen Geber, z. B. einem Temperaturfühler, einer Druckmeßdose, einem Pitotrohr oder einem sonstigen einen bestimmten Betriebszustand kennzeichnenden Geber, in Wirkverbindung gebracht werden. Anstelle einer einzelnen Dichtung gemäß Fig. 1 können schließlich auch deren mehrere hintereinandergeschaltet werden, wobei dann die Stellbüchsen zweckmäßig miteinander gekoppelt und mittels bekannter Getriebe, z. B. Schneckentrieb, verstellt werden.

Claims

Schutzansprüche : 1. Labyrinth-Spaltdichtung mit im Betrieb durch Axialverschiebung verstellbarer Spaltweite, dadurch gekennzeichnet, daß das die in an sich bekannter Weise abgestufte Spaltwand (3') bildende Teil (3) aus einem Material geringer Verschleißfestigkeit (z. B. Kohle) besteht, und daß die Labyrinthspitzen (2) bis auf Spaltweite (s) an die Radialflächen (3b) der abgestuften Spaltwand herangerückt sind. 2. Labyrinth-Spaltdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthspitzen (2) ein unsymmetrisches Profil aufweisen. 3. Labyrinth-Spaltdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Radialfläche (3b) zugekehrte Seite der Labyrinthspitze (2) etwa radial steht oder hinterschnitten ist. 4. Labyrinth-Spaltdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsflächen der Labyrinthspitzen (2) Kegelflächen sind.

5. Labyrinth-Spaltdichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Spaltwand bildende Teil (3) oder das die Labyrinthspitzen (2) tragende Teil axial verschiebbar angeordnet ist. 6. Labyrinth-Spaltdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- net, daß das die Wand bildende Teil (3) in einer Büchse (4) wärmebeweglich angeordnet ist, die mittels Gewinde (4') in der Bohrung (5') einer Zwischenwand (5) axial verschiebbar ist.

7. Labyrinth-Spaltdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur axialen Verschiebung eines die Dichtung bildenden Teiles (2-oder 3) mit einem automatischen Geber (z. B. Temperaturfühler, Druckmeßdose, Pitotrohr oder dergl.) in Wirkverbindung steht.

8. Labyrinth-Spaltdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dichtungen relativ kurzer axialer Erstreckung axial hintereinandergeschaltet sind, wobei die einzelnen Büchsen miteinander gekoppelt und durch einen Schneckentrieb axial verstellbar sind.