DE1876596U

DE1876596U - Wellendichtung fuer gasgefuellte elektrische maschinen.

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Publication number: DE1876596U
Application number: DEA16344U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1961-01-24
Filing date: 1961-02-17
Publication date: 1963-08-01
Also published as: GB935408A; US3199877A; CH385581A; DE1139198B

Description

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Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Wellendichtung für gasgefüllte elektrische Maschinen

Die Neuerung bezieht sich auf eine Wellendichtung für gasgefüllte elektrische Maschinen, insbesondere wasserstoffgekühlte Turbogeneratoren, mit mindestens einem, die Wellen mit kleinem Spiel umgebenden Dichtungsring, der in ein Dichtungsgehäuse eingepasst ist, welches den Dichtungsring umgreift, und bei welcher eine Sperrflüssigkeit bei höherem Druck als dem Gasdruck in der Maschine dem Ringspalt der Welle zugeführt wird.

Wegen des sehr kleinen Spiels zwischen dem Dichtungsring und der Welle wird der Dichtungsring bei radialen Vibrationen der Welle ebenfalls in Schwingungen versetzt. Da aber bei den bisherigen Wellendichtungen der obenerwähnten Art die ringförmige Kammer im Dichtungsgehäuse stets mit Dichtungsflüssigkeit, meistens OeI, vollgefüllt ist, wird infolge der Inkompressibilität des OeIs dasselbe an der Ausschlagsteile weggedrängt und der Dichtungsring dabei zusätzlich beansprucht. Geht beispielsweise der Vibrationsausschlag nach oben, so wird das OeI von oben beidseitig in der Hingkammer nach unten gedrängt. Dieser störende, bei unruhigem lauf der Welle auftretende Einfluss der Inkompressibilität der Dichtungsflüssigkeit kann unter Umständen zu einer Verstärkung der Vibrationen führen, wodurch der Verschleiss sowie

die Reibungs- und Leistungsverluste noch erhöht werden.

Der Zweck der vorliegenden !Teuerung ist, die beschriebenen Auswirkungen der Inkompressibilität der Dichtungsflüssigkeit bei Wellendichtungen der erwähnten Art zu beheben,. Gemäss der Neuerung wird dies nunmehr dadurch erreicht, dass der durch Dichtungsgehäuse und Dichtungsring gebildete Raum mindestens teilweise frei von Sperrflüssigkeit gehalten wird, so dass der Dichtungsring in radialer Richtung der Bewegung der Welle unbehindert durch die Sperrflüssigkeit folgen kann.

An Hand der Zeichnungen sei die Neuerung näher erläutert, und zwar zeigen Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele im Längsschnitt, wobei alle für die !Teuerung nicht wesentlichen Teile weggelassen sind.

In Hg. 1 bedeutet 1 die Welle einer Maschine, beispielsweise eines Turbogenerators, deren Gehäuse mit Wasserstoff gefüllt ist. Fest verbunden mit dem nicht dargestellten Maschinengehäuse ist an jedem Ende, wo die Welle durch das Gehäuse hindurchgeht, ein Dichtungsgehäuse 2 vorgesehen, innerhalb dessen sich ein radial beweglicher Dichtungsring 3 befindet. Dieser Dichtungsring, der ein- oder mehrteilig sein kann, umgibt die Welle 1 mit sehr kleinem Spiel und ist so bemessen, dass zwischen Gehäuse 2 und Ring 3 ein Raum bzw. eine ringförmige Kammer 4 gebildet wird. Diesem Raum 4 wird über radiale Bohrungen 5 Dichtungs- bzw. Sperrflüssigkeit (z.B. OeI) zugeführt, und von dort aus gelangt das OeI über die Kanäle 6 im Dichtungsring iziain Ringspalt T zwischen; Dichtungsring

und Welle. In diesem Ringspalt fliesst ein Teil der Dichtungsflüssigkeit zur Luftseite und der andere Teil zur Gasseite der Dichtung, da die Sperrflüssigkeit einen Druck hat, der höher als der Gasdruck im Maschinengehäuse ist.

Innerhalb der ringförmigen Kammer 4 ist ein elastischer Schlauch 8 um den Dichtungsring 3 angeordnet, der entweder in sich geschlos· sen oder über eine Leitung von aussen her mit Gas auffüllbar ist» Im letzteren Pail kann dieser Schlauch mit der Wasserstoffüllung des Generators verbunden sein. Durch den Einbau des Gummischlauches 8 in der Druckkammer 4 wird die sonst über die inkompressible Dichtungsflüssigkeit (OeI) bestehende und unerwünschte Kopplung zwischen dem Dichtungsring und dem stationären Dichtungsteil, d.h. zwischen Welle 1 und Gehäuse 2, beseitigt.

Die gleiche Wirkung kann auch auf eine etwas andere Weise erzielt werden, die an Hand des Ausführungsbeispiels gemäss Pig. 2 erläutert ist. Hier bedeutet U die Wolle der Maschine, 12 den Dichtungsring, 13 das Dichtungsgehäuse und 14 den durch das Gehäuse und den Ring gebildeten ringförmigen Raum, für die Zufuhr der unter Ueberdruck stehenden Sperrflüssigkeit zum Dichtungsring 12 bzw. Ringspalt 17 dienen hier die im Gehäuse 13 und im Ring 12 vorgesehenen Kanäle 15 bzw. Bohrungen 16, 16^!«

Bei dieser Ausführungsform steht der ringförmige Raum 14 entweder mit der Aussenluft in Verbindung, ist unter Vakuum oder mit Gas gefüllt, so dass die Inkompressibilität der Dichtungsflüssigkeit sich in der Dichtung nicht mehr ungünstig auswirken

kann. Die Dichtungsflüssigkeit, die zwischen den Seitenwänden des Dichtungsgehäuses 13 und dem Dichtungsring 12 nach oben in den Raum 14 entweicht, kann durch eine Auslassöffnung 20 abfliessen. Werden zwischen den Seitenwänden Dichtungen vorgesehen, so kann der Raum 14 auch völlig frei von Dichtungsflüssigkeit gehalten sein.

Im Zusammenhang mit der Abdichtung der Welle bei gasgefüllten Maschinen ist es bekannt, dass die Dichtungsringe infolge unausgeglichener axialer Druckkräfte nicht frei schweben können, d.h. es entstehen Reibungsverluste zwischen dem Dichtungsring und dem Dichtungsgehäuse, und diese sind um so grosser, je höher der Gasdruck in der Maschine ist. Um nunmehr auch diese Reibungsverluste vermeiden zu können, ist beim Ausführungsbeispiel gemäss Hg. noch eine zusätzliche Einrichtung vorgesehen, die auf sehr einfache Weise auch noch einen axialen Druckausgleich ermöglicht, so dass sämtliche Reibungsverluste, die entweder infolge Vibration oder unausgeglichener axialer Druckkräfte entstehen, vermieden werden können.

Wie aus Pig. 2 zu ersehen ist, wird für den axialen Druckausgleich ein Teilstrom der Sperrflüssigkeit benutzt. Dieser Teilstrom fliesst von der Bohrung 16 über eine kleine als Strömungswiderstand wirkende weitere Bohrung 18 im Dichtungsring 12 zu einem radialen Spalt 19, der zwischen der gasseitigen Wandung des Dichtungsgehäuses 13 und dem Dichtungsring 12 ein Ventil bildet. Die Durchgangsöffnung dieses Ventils passt sich selbst-

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Claims

tätig an die auf den Dichtungsring wirkenden axialen Druckkräfte an, und zwar so, dass diese immer so ausgeglichen werden, dass der Ring in axialer Richtung in der Schwebe bleibt. Die Neuerung ist selbstverständlich nicht auf Wellendichtungen mit schwimmenden oder schwebenden Dichtungsringen beschränkt. Sie kann auch ohne weiteres bei Dichtungen mit Wellenkamm (radialer Wellenspalt mit auf den Wellenkamm in axialer Richtung wirkenden Dichtungsringen) zur Anwendung kommen, wobei in diesem Falle die zusätzliche Massnahme zur Erzielung eines axialen Druckausgleiches sich erübrigte Schut zansprüche

1) Wellendichtung für gasgefüllte elektrische Maschinen, insbesondere wasserstoffgekühlte Turbogeneratoren, mit mindestens einem die Welle mit kleinem Spiel umgebenden Dichtungsring, der in ein-Dichtungsgehäuse eingepasst ist, welches den Dichtungsring umgreift, und bei welcher eine Sperrflüssigkeit bei höherem Druck als dem Gasdruck in der Maschine dem Ringspalt der Welle zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Dichtungsgehäuse und Dichtungsring gebildete Raum mindestens teilweise frei von Sperrflüssigkeit gehalten wird, so dass der Dichtungsring in radialer Richtung der Bewegung der Welle unbehindert durch die Sperrflüssigkeit folgen kann.

2) Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Dichtungsgehäuse und Dichtungsring begrenzte Raum ein zusammendrückbares Mittel enthält.

3) Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Dichtungsgehäuse und Dichtungsring begrenzte Raum einen elastischen Hohlkörper enthält, der mindestens teilweise von Sperrflüssigkeit umgeben ist.

4) Wellendichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper mit Gas gefüllt ist.

5) Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Dichtungsgehäuse und Dichtungsring begrenzte Raum mindestens teilweise mit einem Gras gefüllt ist.

6) Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durch Dichtungsgehäuse und Dichtungsring begrenzte Raum unter Vakuum steht,

7) Wellendichtung nach Anspruch 1 mit einem axialen Druckausgleich durch die Sperrflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass ein- Strömungswiderstand und ein durch einen radialen Spalt zwischen Diehtungsgehäuse und Dichtungsring gebildetes Ventil

zugeführt/ vorgesehen sind, denen ein Teil der Sperrflüssigkeit swird, wobei die Durchgangsöffnung des Ventils sich selbsttätig an die auf

den Dichtungsring wirkenden axialen Druckkräfte so anpasst, dass diese mindestens annähernd ausgeglichen sind.

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.