DE1917872U

DE1917872U - Elektrische maschine, deren gehaeuse unter unterdruck steht.

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Publication number: DE1917872U
Application number: DES51509U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1965-02-10
Filing date: 1965-02-10
Publication date: 1965-06-16

Description

RA.068 963*10.2.65

SIEMENS-SCHUCKERTWERKE Erlangen, den 9 __

Aktiengesellschaft - Werner-von-Siemens^s"Er*50

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Elektrische Maschine, deren Gehäuse unter Unterdruck steht.

Die Neuerung bezieht sich auf elektrische Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren mit direkter Kühlung der aktiven Teile,wie Wicklungen und ggf. des Eisenpaketes durch ein flüssiges oder unter hohem Druck stehendes gasförmiges Mittel, bei denen das Innere des Gehäuses, insbesondere der Läuferraum, durch Auspumpen des Maschinengehäuses unter Unterdruck gehalten wird.

Gegenstand der Neuerung ist eine besonders vorteilhafte Ausbildung derartiger Maschinen, die sich dadurch auszeichnet, daß einerseits der unter Unterdruck stehende Maschinengehäuseraum mit dem Saugstutzen einer Vakuumpumpe, vorzugsweise unter Einschaltung eines

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Rückschlagventils oder einer Rückschlagklappe bzw. durch den Pumpenstrom gesteuertes Ventil, verbunden ist, während andererseits die auf einer oder beiden Maschinenseiten zur Abdichtung der umlaufenden Welle vorgesehenen Wellendichtungen (Dichtungskörper) mit Zwischenkammern versehen sind, von denen die auf der Innenseite der Dichtung liegende über ein Regelventil, die auf der Außenseite liegende unter Vermeidung jedes größeren Strömungswiderstandes an ein gemeinsames, außerhalb der Maschine liegendes Luftfilter angeschlossen ist.

Vorzugsweise sind hierbei die Zwischenkammern derart in die Dichtung eingeschaltet und bemessen, daß der Strömungswiderstand des zwischen der äußeren Zwischenkammer und einem Raum atmosphärischen Druckes angeordneten Dichtungsabschnittes größer als der Strömungswiderstand des Filters,der Strömungswiderstand des Dichtungsabschnittes zwischen den beiden Zwischenkammern groß im Verhältnis zu dem des außenliegenden Dichtungsabschnittes sowie noch größer im Verhältnis zu dem Widerstand des auf der Innenseite der Dichtung liegenden Dichtungsabsehnittes ist.

Im folgenden soll die Neuerung näher anhand der Figuren der Zeichnung erläutert werden.

Figur 1 gibt einen vereinfachten Ausschnitt einer elektrischen Maschine wieder.

Figur. 2 zeigt eine Stirnansicht auf die Maschine mit Filteranordnung.

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Figur 3 veranschaulicht im Prinzip noch einmal die grundsätzliche Ausbildung einer Wellenabdichtung mit vorgeschaltetem Filter.

In Figur 1 der Zeichnung bedeutet 1 den Läufer einer elektrischen Maschine, eines Turbogenerators, 2 das Gehäuse mit dem Eisenkörper 3 und der Ständerwicklung 4, An dem Stutzen 5 des Gehäuses ist unter Zwischenschaltung einer Rückschlagklappe oder eines Rückschlagventils 6 bzw. eines durch den Pumpenstrom gesteuerten Ventils, z.B. bei Stromausfall, eine Vakuumpumpe 7 mit" Motorantrieb angeschlossen, die ermöglicht, aus dem Innern des Maschinengehäuses 2 die Luft abzusaugen, um durch Herstellung eines Unterdruckes in der Maschine die Luftreibungsverluste des schnell rotierenden Läufers durch Herabsetzung des den Läufer abgebenden Mediums wesentlich zu verringern. Zur Abdichtung der aus dem Ständergehäuse 2 herausgeführten Welle ist in der Stirnwand 2a ein Dichtungskörper 9 vorgesehen, der den herausgeführten Wellenteil konzentrisch umgibt und durch geeignete Bemessung von Dichtungsspalten, Labyrinthschneiden oder dgl. eine Abdichtung des Maschineninnern gegenüber dem Atmosphärendruck aufweisenden Außenraum ermöglicht. Der Dichtungskörper 9 ist durch die Anordnung der Zwischenkammern 10 und 11 in drei Dichtungsabschnitte 12a, 12b und 12c unterteilt. Die auf der Innenseite der Dichtung liegende Kammer 10 steht über den inneren Kanal 13* den äußeren Kanal 14, das Regelventil 15, den Filteranschlußstutzen 16 mit einem Luftfilter 17 in Verbindung. Die außenliegende Zwischenkammer 11 der Dichtung ist unmittelbar, d.h. unter Vermeidung jedes größeren Strömungswiderstandes über den Kanal 19 des Dichtungskörpers 9 und den

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Außenkanal 20 mit dem Stutzen 16 des Filters 17 verbunden. Vorteilhafterweise können die Kanäle 13 # I^ und 19# 20 um einen geringen Winkel versetzt nebeneinander oberhalb der Welle

angeordnet werden, wie in Figur 2 angedeutet ist. Mit 21 ist in Figur 1 noch das außenliegehde Stehlager der Maschine bezeichnet . Zwischen dem Stehlager und der stirnseitigen, mit einem Flansch versehenen Wand des Lagerkörpers 9 ist ein Spalt ■ 22 vorhanden, der unter Atmosphärendurck steht.

Figur 3 veranschaulicht nochmals in einem vereinfachten Schema die Anordnung der Diöhtungsabschnitte, Zwischenkammern sowie Filteranschlüsse. Die Bemessung der Dichtungsabschnitte 12a, 12b, 12c sowie des Filters ist derart getroffen, daß der Strömungswiderstand W₁ des Filters kleiner als der Strömungswiderstand W„ des- außenliegenden Dichtungsabschnittes 12c ist. Dieser Strömungswiderstand W_? ist wiederum kleiner als der Strömungswiderstand W~ des Dichtungsabschnittes 12b. Außerdem ist der Strömungswiderstand W des Dichtungsabschnittes 12b wesentlich größer als der Strömungswiderstand W₂^ des Dichtungsabschnittes 12a. Das Regulierventil 15 in der Zuleitung 14 zwischen der Filteransehlußleitun™ 16 und der Zwischenkäufer 10 weist einen druckabhängig gesteuerten ";■■--> la nt rieb 15a auf, der abhängig von dem Innendruck des Gehäuse: 2, bzw. des unter Unterdruck zu haltenden Raumes geregelt wer-dsn kann.

Die neuerungsgemäß ausgebildete Einrichtung zeichnet sich besonders durch den Vorteil aus, daß das Eindringen von Verunreinigungen (Sand, Staub und dgl.) enthaltender Luft beim Anschluß des Maschi-

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nengehäuses an eine die Evakuierung bewirkende Pumpe praktisch vollkommen ausgeschlossen ist, da in der außenliegenden Zwischenkammer 11 wegen des kleinen Filterwiderstandes W. praktisch auf der Seite der Zwischenkammer 11 der gleiche Druck herrscht, wie außerhalb des D-chtungsabschnittes 12c. Soweit jedoch über den Dichtungsabschnitt 12b entsprechend dem hohen Strömungswiderstand dieses Abschnittes noch eine kleine Menge Luft bei der Evakuierung des Maschinenraumes angesaugt wird, ergibt sich, daß diese Luftmenge über das Filter IJ strömt und infolgedessen von Verunreinigungen und Staub praktisch frei ist.

Die neuerungsgemäße Anordnung bietet den Vorteil, daß für die Vakuumpumpe günstigste Ansaugebedingungen bestehen und die von dieser Pumpe geförderte Gasmenge denkbar klein gehalten wird. Der Betrieb (Lauf der Pumpe) kann vom Generatordruck gesteuert werden.

Die neuerungsgemäße Anordnung hat ferner noch den Vorteil, daß bei einer etwaigen Störung an der Vakuumpumpenanlage und dem Schließen der Rückschlagklappe 15 ein Ansaugen von ungereinigter Luft durch die Wellendichtungen ausgeschlossen ist.

Die Anordnung gemäß der Neuerung kann gemäß der weiteren Ausgestaltung derselben noch dadurch verbessert werden, daß im Bereiche der Zwischenkammer 11 auf der Welle - wie gestrichelt angedeutet einzelne Zähne la sowie im Bereiche des Dichtungsabschnittes 12b einige schmale Nuten Vorgesehen werden, die ermöglichen, eine sehr

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kleine Luftmenge aus der Kammer 10 anzusaugen und zu verdichten, daß in der Kammer 11 ein geringfügiger Überdruck gegenüber der Atmosphäre vorhanden ist. Auf diesem Wege kann die Sicherheit gegen ein Eindringen von ungereinigter Luft noch erhöht werden.

Die Anwendung der Neuerung ist nicht auf Stehlagermaschinen beschränkt und auch Schildlagermaschinen möglich, wobei das Lagergehäuse in die Stirnwand 2a einbezogen ist.

3 Figuren

5 Schutzansprüche

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Claims

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3 chut ζ a ns ρ r ü ehe

1. Elektrische Maschine, insbesondere Turbogenerator, bei der das Maschinengehäuse oder wenigstens der Läuferraum des Maschinengehäuses durch Auspumpen mittels einer Vakuumpumpe unter Unterdruck gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der unter Unterdruck stehende Maschinengehäuseraum mit dem Saugstutzen einer Vakuumpumpe (?)» insbesondere unter Einschaltung eines Rückschlagventils (6) oder einer Rückschlagklappe, verbunden ist, während andererseits die auf einer oder beiden Maschinenseiten zur Abdichtung der umlaufenden Welle (l) vorgesehenen Wellendichtungen (Dichtungskörper 9) mit Zwischenkammern (10, 11) versehen sind, von denen die auf der Innenseite der Dichtung liegende (10) über ein Regelventil (15)* die auf der Außenseite liegende (11) unter Vermeidung eines größeren Strömungswiderstandes an ein gemeinsames, außerhalb der Maschine liegendes Luftfilter (17) angeschlossen sind.

2, Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand ('λ') des außerhalb der äußeren Zwischenkammer (11) der Dichtung liegenden Dichtungsabschnittes (I2c) größer als der Strömungswiderstand (V/ ) des außerhalb der Maschine angeordneten Filters (17), daß der Strömungswiderstand (W,) des zwischen den beiden Zw isehenkammern liegenden Dichtungsabschnittes (12b) größer als der Strömungswiderstand (W^) des außenliegenden Dichtungsabschnittes (12c) sowie außerdem wesentlich größer als der Strömungswiderstand ('«%) des auf der Innenseite der Dichtung liegenden Dichtungsabschnittes (12a)

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j5. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Zuleitung (14) zwischen der inneren Zwischenkammer (1O)
und dem Filterstutzen (l6) angeordnete Regelventil (15) mit einer abhängig vom Innendruck des Gehäuses (l) oder 'des evakuierten Gehäuseabschnittes arbeitenden Regelantrieb (15a) versehen ist.

4. Maschine na'ch Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der außenliegenden Zwischenkammer (11) des Dichtungskörpers (9) auf der Welle (l) ein als Lüfter wirkender Zahnkranz (Zähne la) oder dgl. vorgesehen ist, der unter Anwendung entsprechender Nuten ein Ansaugen von Luft aus der innenliegenden Zwischenkammer (1O) der Dichtung sowie eine geringfügige Druckerhöhung in der außenliegenden Zwisehenkammer (11) ermöglicht« (Fig.3)

5, Abänderung einer Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (6) durch ein abhängig vom Pumpenstrom,
z.B. bei Ausfall des letzteren, gesteuertes Ventil ersetzt ist.

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