DE2007376B2 - Hydraulische Maschine mit einem in einem Ringraum angeordneten Dichtring - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Maschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Maschine dieser Art ist aus der CH-PS 2 32 983 bekannt Bei der bekannten Maschine findet ein Dichtring Verwendung, zwischen dem und dem Laufrad stets der gleiche Radialspalt vorhanden ist In der Normalbetriebssitellung der Maschine erfolgt die Dichtung des Laufrades an zwei Stellen, und zwar einerseits im Bereich des Ringspaltes zwischen dem Dichtring und der Außenfläche des Laufrades und andererseits zwischen dem Dichtring und der ihm zugewandten Stirnfläche eines Saugkrümmers. Um bei der bekannten Konstruktion zu verhindern, daß der Dichtring beim Normalbetrieb vom Laufrad mitgenommen wird, drückt man ihn fest gegen die ihm zugewandte Stirnfläche eines Flansches des Saugkrümmers. Beim Übergang zum Trockenbetrieb wird der Dichtring in eine Lage überführt, in der er sich vom Saugkrümmerflansch abhebt und in der er mit seiner dem Saugkrümmerflansch angewandten Stirnfläche gegen eine Schulter des Laufrades gedrückt wird. Die Folge ist, daß der Dichtring vom laufrad mitgenommen wird. Die bekannte Konstruktion vermag deshalb nicht voll zu befriedigen, weit der Dichtring einerseits an zwei im rechten Winkel zueinander verlaufenden Flächen abdichten muß und weil er andererseits abwechselnd eine ruhende und eine rotierende Betriebsstellung einnimmt. Beim Übergang zwischen den beiden Betriebsstellungen muß man entweder vergleichsweise große Leckverluste oder die Gefahr eines Festfressens des Dichtringes am Laufrad in Kauf nehmen.

Bekannt ist außerdem aus der US-PS 27 51 187 eine hydraulische Maschine mit einem Dichtring, der in Axialrichtung hin- und herbewegbar ist. Gegen diesen Dichtring können sich die Kopfränder verstellbarer Schaufeln in der Ruhestellung der Maschine abstützen.

Einen axial verschiebbaren Ring, welcher Dichtringe trägt, ist auch aus der US-PS 24 53 055 bekannt Dieser Ring dient indessen einzig und allein dem Zweck, einen Spielausgleich aufgrund von Fertigungsfehlern, Verschleißerscheinungen u. dgl. zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, bei der der Dichtring nicht in Abhängigkeit von der Betriebsart rotiert oder still steht. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches gelöst.

Die erfindungsgemäße Maschine bietet den Vorteil, daß bei ihr nicht wie bei der bekannten Maschine mit einem »Haupt- bzw. Lagerspalt« und einem »Neben- bzw. Überströmspalt« gearbeitet wird, sondern daß die

Breite ein und desselben Radialspaltes je nach der Betriebsart durch Kontraktion oder Nichtkontraktion

verändert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. ί einen Axialschnitt durch eine Francis-Turbine und

Fig.2 die Dichtungsstelle der Maschine gemäß F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.

Das Laufrad 1 der dargestellten Maschine ist am Ende einer Welle 2 angeordnet. Die Welle wird durch ein Lager 3 geführt, das von einer Wandung 4 getragen wird. Die Wasserzufuhr erfolgt über Kanäle 5. Die Wand 6 der Kanäle geht in einen Laufradmantel 7 über.

8 ist eine im Bereich des Halses 9 des Laufrades 1 angeordnete Dichtungsstelle. Eine weitere Dichtungsstelle 10 befindet sich in der Nähe der Austrittsöffnung 11 des Laufrades und des unteren Teiles 12 des Laufmantels 7.

Um eine Veränderung des zwischen den beweglichen Teilen des Laufrades und den benachbarten feststehenden Teilen der Maschinen bestehenden Spiels zu ermöglichen, ist in einem Ringraum 13 ein Dichtring 14 angeordnet Der Durchmesser dieses Dichtringes läßt sich durch Kontraktion oder Ausdehnung verändern. 15 sind zwischen dem Laufmantel 7 und dem Dichtring 14 angeordnete Dichtungen. 16 ist ein Kanal, durch den Druckwasser in den Ringraum 13 überführt werden kann.

Im Ruhezustand herrscht in der Leitung 16 kein Druck. Die Folge ist, daß der Dichtring 14 die in F i g. 2 strichpunktiert angedeutete Lage einnimmt. In dieser Lage weist das Radialspiel D zwischen dem Dichtring und dem ihm zugeordneten Teil 17 des Laufrades 1 seinen Maximalwert auf. Die Maschine kann ohne eine Erhitzungsgefahr im Bereich der Dichtungsstelle in Trockenleerlauf betrieben werden.

Wird in den Kanal 16 dagegen Druckwasser eingeleitet, kommt es zu einer Kontraktion des Dichtringes 14, und dieser wird in die in Fig.2 durch Vollstriche wiedergegebene Stellung überführt. Das Spiel zwischen dem Dichtring 14 und dem Teil 17 des Laufrades nimmt nunmehr seinen Minimalwert d ein. Diese Stellung entspricht dem normalen Betriebszustand der Maschine während der Energieerzeugung. Da hierbei Wasser durch die Maschine fließt, sind auch in diesem Fall keine Überhitzungserscheinungen zu befürchten.

Die Dichtungsstelle 8 ist in gleicher Weise ausgebildet

wie die in F i g. 2 dargestellte Dichtungsstelle 10.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Maschine mit mindestens einem in einem Ringraum angeordneten Dichtring, der zum Abdichten eines Zwischenraumes zwischen einem Laufrad und jeweils einem feststehenden Teil der Maschine dient und aus einer Abdichtstellung, die er beim Normalbetrieb der Maschine einnimmt, in eine Durchlaßstelluing, die er im Trockenbetrieb der Maschine einnimmt und zurück überführbar ist, wobei in der Abdichtstellung zwischen dem Laufrad und dem Dichtring ein radialer Spalt mit einer Breite vorhanden ist, die dem Spiel zwischen der mit Laufsitzpassung ausgeführten Bohrung des Dichtringes und dem Laufrad entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Trockenbetrieb vorhandene einen Reibkontakt zwischen dem Laufrad (1) und dem Dichtring (14,18) verhindernde Breite (D) des radialen Spaltes durch Kontraktion des Dichtringes (14, 18) auf einen Wert (d) verkleinerbar ist, der im Normalbetrieb die Laufsitzpassung bewirkt

2. Hydraulische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontraktion des Dichtringes (14) durch ein in dem Ringraum (13) einführbares Druckmedium bewirkt wird.