DE2007376A1

DE2007376A1 - Laufradmantel für eine hydraulische Maschine

Info

Publication number: DE2007376A1
Application number: DE19702007376
Authority: DE
Inventors: Pierre Onex Genf Piguet (Schweiz)
Original assignee: Ateliers des Charmllles S.A., Genf (Schweiz)
Priority date: 1969-02-19
Filing date: 1970-02-10
Publication date: 1970-09-03
Also published as: DE2007376C3; CH486635A; YU28370A; FR2035242A5; NO129473B; DE2007376B2; GB1300148A; YU32032B; ES376242A1; SE356102B

Description

DI*,··!·. WFTSKMNdER 218/13161 DK 10. tfebruar 1970

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Patentanmeldung

der Firma ™

ATELIERS DES CHARMILLSS S.A.

Genf (Schweiz) 109, rue de Lyon

Laufradmantel für eine hydraulinehe Maschine

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laufradmantel für hydraulische Maschinen wie Turbinen, Pumpen oder Turbopumpen.

Der erfindungsgemässe Laufradmantel ist dadurch gekennzeichnat, dass die Teile dieses Mantels, die mit den entsprechenden Teilendes Laufrades zur Bildung von Dichtungsstellen dienen, verstellbar sind und zwei Stellungen einnehmen können, von

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denen die erste einen minimalen Spielraum inbezug auf da3 Laufrad bei Normalbetrieb der Maschine gewährleistet und die zweite einen maximalen Spielraum mit dem Laufrad ergibt, um sein Antrieb im Leerlauf ohne Erhitzung der Dichtungsstelle zu gestatten.

Der vorstehend erläuterte Laufradmantel hat also den Vorteil, das Einspritzen von Spülwasser zur Abkühlung der Dichtungsstellen von hydraulischen Maschinen bei Trockenleerlauf überflüssig zu machen. Solche Betriebsbedingungen trifft man bei zusammengesetzten hydraulischen Maschinen wie Turbopumpen oder bei Maschinensätze wie Turbinen und Pumpen, die mit der gleichen Welle angetrieben werden, wobei die Pumpe leerläuft wenn der Maschinensatz als Turbine arbeitet, um Energie zu erzeugen und umgekehrt, wenn die Turbine leerläuft und die Pumpe zur Förderung von Wasser zu einem Staubecken dient.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen schematisch und beispielhaft zwei Ausführungsformen des erfindungsgemässen Laufradmantels. Darin zeigen :

Fig. 1 eine Seitenansicht im Axialschnitt einer hydraulischen Turbine der Francis Bauart,

Fig. 2 eine Ansicht in grösserem Masstab von einer der Dichtungsstellen,

Fig. 3 eine Seitenansicht in grösserem Masstab und im Schnitt einer zweiten Ausführungsform einer bei dieser

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Turbine anwendbaren Abdichtung.

Mit Bezug auf die Zeichnung ist die dargestellte hydraulische Maschine eine Francis-Turbine, deren Laufrad 1 am Ende einer Welle £ befestigt ist. Das Pührungslager 2, dieser Welle 2 sitzt auf dem oberen Boden 4_ dieser Turbine. Die Speisung dieser Turbine mit Wasser erfolgt durch einen Verteiler, welcher den Wasserzufluss zu den Kanälen j> reguliert, die vom oberen Boden 4, und vom unteren Boden (> begrenzt werden. Der, das Laufrad 1 umgebende metallische Teil wird also durch den f Laufradmantel 2 gebildet. Eine Dichtungsstelle 8 wird durch den Spielraum gebildet, der zwischen dem, zum oberen Teil des Laufrades 1 gehörigen Hals <? und dem oberen Boden 4_ besteht. Eine weitere Dichtun^sctelle 10 besteht zwischen der Ausgangsöffnung 11 des Laufrades I uri dem unteren Teil des Mantels χ.

Um eine Veränderung des zwischen den beweglichen Teilen des Laufrades und den benachbarten feststehenden Teilen des Man- j tels 7 bzw. 4 bestehenden Spiels zu ermöglichen, sind die Teile des Mantels, die mit den entsprechenden Teilen des Laufrades zur Bildung der Dichtungsatellen dienen, verschiebbar und können zwei Stellungen einnehmen. Zu diesem Zweck ist, wie es aup der Fig. 2 zu ersehen ist, ein ringförmiger Hohlraum IJ zur Aufnahme eines Ringes 14 im Mantel 7_ vorgesehen. Dieser Ring 1£ ist durch Zusammenziehung oder Ausdehnung im

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ringförmigen Hohlraum I^ des Mantels 2 radial verschiebbar. Dichtungsringe 15 sind zwischen dem Mantel 2 Uftd diesem Ring 14 angeordnet. Bin Kanal 16 für das Druckwasser gelangt in den ringförmigen Hohlraum

Die Arbeitsweise der Ausführung mit derartigen Dichtungsstellen ist die folgende :

Wenn im Ruhezustand kein Druck in der Leitung JL6 herrscht, k nimmt der entspannte Ring 14 die in Fig. 2 strichpunktiert angedeutete Stellung ein. In dieser Stellung weist das Radial· spiel D zwischen dem Ring 14, und dem entsprechenden Teil des Laufrades ^. seinen Maximalwert auf. Diese Stellung des Ringes 14 entspricht also dem Trockenleerlauf des Rades 1, ohne Erhitzungngefahr der Dichtungsstelle 10.

Wenn hingegen Druckwasser in den Kanal .16 zugeführt wird, tritt eine Zur-annenZiehung des Ringes 14 auf, der dadurch in die, mit Vollstrich angedeudeteStellung der Fig. 2 ver-" retzt wird. Dan Spiel zwischen dem Ring 14 und dem Teil 12 der: Laufrade.? 1 v.'ird codann auf seinen Minimalwert d herabgesetzt. Eiene ."teilung entcpricht nämlich dem normalen Betriebszustand der Turbine zur Energieerzeugung, wobei keine Erhitzung der Dichtungsstelle 10 auftreten kann, weil das Wasser durch diese fliesst.

Die gleiche, wie für die Dichtung33telle IO durch Fig. 2

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erläuterte Ausführung, ist für die Dichtungsstelle 8 vorgesehen, die zwischen dem oberen Teil des durch den oberen Boden 4 gebildeten Mantels und dem Hals _°/ des Laufrades 1 angeordnet ist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsform, werden die verschiebbaren Teile des Mantels 2 durch eine, inbezug auf den übrigen Mantelteil 7 axial verschiebbare Buchse 18 gebildet. Diese Buchse 18 weist zwei Bohrungen mit unterschiedlichen Innendurchmessern auf, nämlich eine Bohrung Al und eine Bohrung A2. Diese Buchse 18 kann in einem Raum 1°/ f des Mantels 2> unter Wirkung einer in den Raum 19 durch die Kanäle 20 bzw. 21 zugeführten Druckflüssigkeit, verschoben werden. In der, in Fig. 3 mit Vollstrich dargestellten Stellung wird die Druckflüssigkeit dem Raum I^ durch den Kanal

20 zugeführt, während der Kanal 21 zum Auslass führt. Die Buchse 18 befindet sich also in einer derartigen Stellung, dass ihre Bohrung Al dem Teil 17 des Laufrades 1 gegenüber zu l?.-;gen kommt bei welcher das Spiel der Dichtungsstelle den Minimalwert d aufweist. Diese Stellung der Buchse 18 ent- * spricht also der Stellung zum normalen Betriebszustand der Turbine. Wenn der Kanal 20 zum Auslass führt und vom Kanal

21 Druckflüssigkeit zugeführt wird, kommt dann die Bohrung A2 dem Teil 17 des Laufrades 1 gegenüber zu liegen, und das Spiel der Dichtungsstelle 10 weist dabei den Wert D auf

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(siehe die strichpunktierte Stellung der Fig. 3). In die er Stellung kann das Laufrad 1 der Turbine ohne Erhitzungsge fahr und ohne Einspritzung von Spülwasser zur Abkühlung der Dichtungsstelle 10, trocken laufen.

Bei einer Variante der zweiten AusfUhrungsform wäre es möglich den Teil der Buchse 18 mit der Bohrung A2 wegzulassen. In diesem Falle vrürde das Spiel zwischen dem feststehenden Teil des Mantels 7 und dem Teil 17 des Laufrades 1 der Dichtungsstelle 10 einen Maximalwert aufweisen, der praktisch der
Dicke der Buchse 18 entsprechen würde.

Die vorstehend beschriebenen, bei Turbinen angewandten Ausführungsformen können selbstverständlich ebenfalls bei Pumpen bzw. Turbopumpen Anwendung finden.

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Claims

218/13161 UE IU. Februar 197C Patentanmeldung der Firma AT3LIERS DES CHARMILLES S.A. Genf (l^hweiz) 109, rue de Lyon .·. ρ r ti c h e

1. Mantel eines Laufrades für hydraulische Maschinen wie Turbinen, Pumpen oder Turbopumpen, dadurch gekennzeichnet, dasp die Teile dieser. Hanteis, die mit den entsprechenden Teilen (17) des Laufraden (1) zur Bildung von einer Dichtungsstelle (10) dienen, verstellbar sind und zwei Stellungen einnehmen können, von denen die erste einen minimalen Spielraum (d) inbezug auf das Laufrad (1) bei Normalbetrieb der Maschine gewährleistet und die aweite einen maximalen Spielraum (D) mit dem Laufrad (1) ergibt, um sein Antrieb im Leer-

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lauf ohne Erhitzung der Dichtungsstelle (10) zu gestatten.

2. Mantel nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, dass die genannten verschiebbaren Teile aus einem Ring (14) bestehen, der durch Zusammenziehung oder Ausdehung in einem entsprechenden ringförmigen Hohlraum (13) des Mantels (7) radial verschoben werden kann.

3. Hantel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e η η ^ zeichnet, dass der Ring (14) in seinem Hohlraum (13) nach der Art eines Ringkolbens angeordnet ist, wobei die Zusammenziehung dieses Ringes (14) durch Zuführen einer Druckflüssigkeit in diesen ringförmigen Hohlraum (13) bewirkt wird.

4. Mantel nseh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dann die genannten vernchisbbaren Teile aus einer Buchse (18) bestehen, die inbezug auf den Übrigen Mantelteil (17) axial verschiebbar ist, sodas? in einer Axialstellung die Bohrung

* (Al) der Euchre (18) mit dem Laufrad (l) ein minimales Spiel (d) gewährleistet, während in einer anderen Stellung das Spiel (D) einen maximalen Wert aufweist, um die Erhitzung der Dichtung stelle zu vermeiden.

>. Hantel nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (18) zwei Bohrungen (Al, A2) r.it iH-terrohiedlichen Innendurchmessern auf weist, wobei

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Steuermittel (20, 21) die axiale Verschiebung der Buchse (18) ermöglichen, um die eine oder die andere dieser Bohrungen (Al, A2) gegenüber der entsprechenden Teile (1) des Laufrades (1) zu bringen, '

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