DE211479C

DE211479C -

Info

Publication number: DE211479C
Application number: DENDAT211479D
Authority: DE

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Sogenannte Flüssigkeitsstopfbüchsen, welche eine vollkommene Abdichtung rasch laufender Wellen von Dampfturbinen erzielen, sind bekannt. Eine Ausführung besteht z. B. darin, daß auf der zu dichtenden Welle in einem Gehäuse ein vollwandiges Schleuderrad angeordnet wird, welches die im Gehäuse befindliche Dichtungsflüssigkeit in Umdrehung versetzt. Dabei weisen je nach der Größe des Überdruckes,So-called liquid stuffing boxes, which provide a perfect seal for fast running Achieving waves from steam turbines are known. One version consists, for. B. in that a full-walled impeller is arranged on the shaft to be sealed in a housing which sets the sealing liquid in the housing in rotation. Depending on the size of the overpressure,

ίο gegen den die Stopfbüchse abzudichten hat, die zylindrischen Spiegel' der Dichtungsflüssigkeit vor und hinter dem Schleuderrad einen gewissen Niveauunterschied auf.ίο against which the stuffing box has to seal, the cylindrical mirror 'of the sealing liquid in front of and behind the centrifugal wheel a certain amount Difference in level.

fc Die Verwendung einer solchen Flüssigkeitsdichtung zur Abdichtung von zur vollen oderfc The use of such a liquid seal for sealing to full or

..· teilweisen Ausgleichung des Achsialschubes die-' nenden Entlastungskolben und Entlastungsscheiben bei Dampfturbinen ist auch schon angeregt worden. Auch hier entspricht der Niveauunterschied der in Umdrehung versetzten Flüssigkeit vor und hinter der Entlastungsscheibe dem betreffenden Druckunterschied zwi-■ sehen den beiden Räumen diesseits und jenseits der Scheibe. Je nachdem dabei viel oder wenig Dichtungsflüssigkeit verwendet wird, sind aber die beiden Flüssigkeitsspiegel vor und hinter der Entlastungsscheibe unter sonst gleichen Bedingungen (Druckunterschied, Umlaufzahl) näher bei der Drehachse oder weiter davon ent-.. · partial stabilization of Achsialschubes DIE 'nenden relief piston and relief slices in steam turbines is already been stimulated. Here, too, the difference in level corresponds to the one in rotation Liquid in front of and behind the relief disc the relevant pressure difference between ■ see the two rooms on this side and on the other side of the pane. A lot or a little, depending on the situation Sealing liquid is used, but the two liquid levels are in front and behind of the balancing disc under otherwise identical conditions (pressure difference, number of revolutions) closer to the axis of rotation or further away from it.

fernt. _ . ■far away. _. ■

Es ist nun klar, daß es hierbei von großer Wichtigkeit sein muß, die Durchmesser der umlaufenden Flüssigkeitsspiegel genau bestimmen, konstant erhalten oder verändern zu können, weil von der Größe der von der Dichtungsflüssigkeit an der Entlastungsscheibe frei gelassenen Fläche die Größe des nützlichen Entlastungsdruckes abhängt. Dabei sind aber auch noch andere Umstände zu berücksichtigen. Die einmal eingefüllte Flüssigkeit, die Vorzugsweise Wasser sein wird, kann verdunsten oder verdampfen, oder sie kann sich vermehren durch Kondensation von Dampf. Bei Stillstand sollte sie zum größten Teil auslaufen können, damit kein Wasser in die Maschine "kommt, und beim Anlassen der letzteren sollte sie rasch wieder zuströmen können.It is now clear that it must be of great importance here, the diameter of the precisely determine the circulating liquid level, maintain it constantly or change it, because of the size of those left free by the sealing fluid on the relief disc Area depends on the size of the useful relief pressure. But there are also there are other circumstances to consider. The once filled liquid, which is preferably Water can evaporate or evaporate, or it can multiply through condensation of steam. At a standstill it should be able to run out for the most part so that no water gets into the machine, and when the latter is started, it should be able to flow again quickly.

Alle diese Umstände lassen bei Entlastungsvorrichtungen mit Flüssigkeitsdichtung, bei welchen eine zugleich als Schleuderrad wirkende Entlastungsscheibe durch die von ihr mit umgedrehte Dichtungsflüssigkeit beidseitig gegen das umgebende Gehäuse abgedichtet wird, eine Einrichtung als wünschenswert erscheinen, vermöge deren 'die Flüssigkeitsspiegel im Dichtungsgehäuse auf eine bestimmte radiale Entfernung von der Drehachse eingestellt werden, indem sie nach Erfordernis den Zufluß oder Abfluß.' von Dichtungsflüssigkeit zuläßt, bis die richtige Menge im Dichtungsgehäuse vorhanden ist. Eine in dieser Weise eingerichtete Vorrichtung bildet nun den Gegenstand der Erfindung, und sie kennzeichnet sich dadurch, daß das die Entlastungsscheibe,umgebende Gehäuse auf der Seite des niedrigeren Druckes durch eine untere Öffnung mit dem Unterteil eines tiefer liegenden Flüssigkeitsbehälters, der unter dem auf der anderen Seite der Entlastungs-All of these circumstances allow for fluid seal relief devices which a relief disc, which also acts as a centrifugal wheel, is replaced by the one that is turned over by it Sealing liquid is sealed on both sides against the surrounding housing, a Device appear to be desirable, by virtue of which 'the liquid level in the seal housing be set to a certain radial distance from the axis of rotation, by making the inflow or outflow as required. ' of sealing fluid allows up to the correct amount is present in the seal housing. One set up in this way Device now forms the subject of the invention, and it is characterized by that the housing surrounding the relief disk is on the lower pressure side through a lower opening with the lower part of a lower-lying liquid container, the under the on the other side of the relief

6565

scheibe herrschenden höheren Drucke steht, in freier Verbindung ist, so daß nach Erfordernis von selbst Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter dem Dichtungsgehäuse zufließt oder von diesem nach dem Flüssigkeitsbehälter abfließt, bis entsprechend dem Druckunterschied zu beiden Seiten der Entlastungsscheibe Gleichgewicht in der umlaufenden Dichtungsflüssigkeit vorhanden ist. Durch diese Einrichtung disk prevailing higher pressures is in free connection, so that as required liquid flows from the liquid container to the seal housing by itself or from this flows off to the liquid container until according to the pressure difference there is equilibrium in the circumferential sealing fluid on both sides of the relief disc. Through this facility

ίο wird erreicht, daß beim Anlassen der Maschine die nötige Dichtungsflüssigkeit unter dem Überdruck rasch ins Dichtungsgehäuse strömt, daß ferner beim normalen Betriebe auf der Seite höheren Druckes der Entlastungsscheibe ein konstanter . Durchmesser des umlaufenden Flüssigkeitsspiegels und damit eine konstante freie Fläche an der Entlastungsscheibe für . Entlastung erhalten wird, unabhängig von dem auf die Scheibe wirkenden Drucke, und daß schließlich beim Abstellen der Maschine die im unteren Teile des Dichtungsgehäuses .nicht Platz findende Dichtungsflüssigkeit wieder nach dem Flüssigkeitsbehälter zurückfließt.ίο is achieved when starting the machine the necessary sealing liquid flows rapidly into the seal housing under the overpressure, that also in normal operation on the side of higher pressure of the relief disc more constant. Diameter of the surrounding liquid level and thus a constant one free area on the relief disc for. Discharge is obtained regardless of that pressure acting on the disc, and that finally when the machine is switched off, the im lower parts of the seal housing .not room for sealing liquid again after the Liquid container flows back.

Für den Fall ferner, daß der Achsialschub der Turbine oder Maschine wächst, kann es bei dieser Einrichtung zweckmäßig sein, die Flüssigkeitsspiegel sich weiter von der Drehachse entfernen zu lassen, um eine größere freie Fläche an der Entlastungsscheibe zu erhalten, so daß man auch einen größeren Entlastungsdruck erhält. Eine besondere Ausbildung der neuen Vorrichtung gestattet auch diese Regelung der Verhältnisse.In the event that the axial thrust of the turbine or machine increases, it can be at this device may be useful, the liquid level further away from the axis of rotation to leave in order to obtain a larger free area on the relief disc, so that one also gets a greater relief pressure. A special training of the new The device also allows this regulation of the ratios.

Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsformen an einer Dampfturbine.The drawing illustrates the subject matter of the invention in two embodiments on a steam turbine.

Fig. ι bis .3 stellen die erste und Fig. 4 bis 6 die zweite Ausführungsform dar.
α ist eine zugleich als Schleuderrad. ausgebildete Entlastungsscheibe, welche mit der Schaufeltrommel ζ der Turbine starr verbunden ist, und b ist das umgebende Dichtungsgehäuse. Die Dichtungsflüssigkeit c im Gehäuse b steht mit der Flüssigkeit d in einem tiefer liegenden Behälter e (Fig. 1 bis 3) durch eine auf der Seite des niedrigeren Druckes i unten in der Gehäusewand / angebrachte Öffnung g in freier Verbindung (s. Fig. 3). Von der Öffnung g führt ein Kanal h nach dem Boden des Flüssigkeitsbehälters e. Letzterer steht oben vermittels einer Öffnung / mit dem Raum k auf der Seite höheren Druckes der Entlastungsscheibe a in offener Verbindung, so daß im Behälter e derselbe Druck herrscht wie im Raum k. Durch eine geeignete (nicht gezeichnete) Speise- und Abführvorrichtung wird dafür gesorgt, daß im Behälter e stets die nötige Flüssigkeitsmenge vorhanden ist.Figs. 1 to 3 show the first and Figs. 4 to 6 show the second embodiment.
α is at the same time as a centrifugal wheel. formed relief disk, which is rigidly connected to the blade drum ζ of the turbine, and b is the surrounding seal housing. The sealing liquid c in the housing b is in free connection with the liquid d in a lower-lying container e (FIGS. 1 to 3) through an opening g made on the side of the lower pressure i at the bottom of the housing wall / (see FIG. 3 ). A channel h leads from the opening g to the bottom of the liquid container e. The latter is at the top by means of an opening / with the space k on the higher pressure side of the relief disk a in open connection, so that the same pressure prevails in the container e as in the space k. A suitable feed and discharge device (not shown) ensures that the required amount of liquid is always present in the container e.

Wenn nun die Turbine angelassen wird, so wird der Druck vor der Entlastungsscheibe a im Raum k höher sein als der Druck hinter der Entlastungsscheibe im Raum i. Infolgedessen wird die Flüssigkeit d aus dem Behälter e durch den Kanal h rasch in die Höhe getrieben und durch die öffnung g dem Gehäuse b zugeführt, von der Entlastungsscheibe α mitgerissen und in Umdrehung versetzt und durch die Fliehkraft beidseitig gegen die Scheibe α und gegen die Wände des Gehäuses b gepreßt, wodurch in bekannter Weise die Abdichtung erreicht wird. Es wird dabei so lange Flüssigkeit zufließen, bis Gleichgewicht in der Dichtungsflüssigkeit vorhanden ist, d. h. bis auf beiden Seiten der Entlastungsscheibe α die Summen von Gasdruck und Fliehkraft der umlaufenden Dichtungsflüssigkeit gleich groß sind, bis aber auch gleichzeitig in der vor der Öffnung g vorbeilaufenden Flüssigkeitsschicht derselbe Druck wie in der Öffnung g herrscht. Dadurch erhält man aber einen ganz bestimmten und konstanten Spiegel der Dichtungsflüssigkeit und damit eine konstante freie Fläche an der Entlastungsscheibe auf der Seite des höheren Druckes, unabhängig vom Druck des Treibmittels auf diese Fläche. Der Flüssigkeitsspiegel auf der hinteren Seite der Entlastungsscheibe α wird sich je nach dem Druckunterschied vor und hinter der Scheibe hierzu etwas verschieden einstellen.If the turbine is started, the pressure in front of the relief disk a in space k will be higher than the pressure behind the relief disk in space i. As a result, the liquid d from the container e through the channel h rapidly in the height driven and through the opening G of the housing b supplied, α entrained by the relief disc and set in rotation and α on both sides against the disk by the centrifugal force and against the walls of the housing b pressed, whereby the seal is achieved in a known manner. Liquid will flow in until there is equilibrium in the sealing liquid, i.e. until the sums of gas pressure and centrifugal force of the circulating sealing liquid are the same on both sides of the relief disk α , but at the same time the same in the liquid layer passing in front of the opening g Pressure as there is in opening g. This gives a very specific and constant level of the sealing liquid and thus a constant free area on the relief disc on the side of the higher pressure, regardless of the pressure of the propellant on this area. The liquid level on the rear side of the relief disk α will adjust somewhat differently depending on the pressure difference in front of and behind the disk.

Wenn die Turbine abgestellt wird, so wird alsbald vor und hinter der Entlastungsscheibe a derselbe Druck herrschen, und die Dichtungsflüssigkeit wird zufolge der Fliehkraft und zufolge der Schwerkraft bis auf einen kleinen Rest im unteren Teile des Gehäuses nach dem Behälter e zurückströmen.When the turbine is switched off, the same pressure will soon prevail in front of and behind the relief disk a , and the sealing liquid will flow back to the container e due to the centrifugal force and due to the force of gravity, apart from a small residue in the lower part of the housing.

Gemäß Fig.-4 bis 6 ist die Vorrichtung in der Weise ausgebildet, daß zum Zwecke der. eingangs angedeuteten Regelung der Flüssigkeitsspiegel an der Entlastungsscheibe α nach Wunsch eingestellt bzw. die freie Druckfläche derselben nach Maßgabe der Größe des Achsialschubes vergrößert oder verkleinert werden kann. Die Verbindungsöffnung g zwischen der Seite des niedrigeren Druckes * der Entlastungsscheibe a und dem Flüssigkeitsbehälter e ist hier, statt unverrückbar fest, wie vorhin, in radialer Richtung verschiebbar angeordnet, indem sie an einem in der betreffenden Wandung des Gehäuses b radial verschiebbaren Schlitten s angebracht ist. Letzterer ist hohl ausgebildet, und sein Innenraum steht durch eine hohle Stange t, die zugleich zur Verstellung des Schiebers s durch eine selbsttätige Regelvorrichtung oder von Hand dient, mit dem Unterteil des Flüssigkeitsbehälters β in Verbindung. Oben ist letzterer durch die Röhre u mit dem Raum des höheren Druckes k verbunden. Im Prinzip ist also diese Ausführung ähnlich der zuerst beschriebenen. Wird aber hier der Schieber s radial verstellt, dann kommt die Öffnung g näher zur Drehachse oder weiter von ihr ent-According to Fig.-4 to 6, the device is designed in such a way that for the purpose of. Initially indicated regulation of the liquid level on the relief disk α set as desired or the free pressure surface of the same can be enlarged or reduced in accordance with the size of the axial thrust. The connection opening g between the side of the lower pressure * of the relief disk a and the liquid container e is here, instead of being immovably fixed, as before, arranged to be displaceable in the radial direction by being attached to a slide s which can be radially displaced in the relevant wall of the housing b . The latter is hollow, and its interior is connected to the lower part of the liquid container β through a hollow rod t, which also serves to adjust the slide s by an automatic control device or by hand. At the top, the latter is connected to the space of the higher pressure k through the tube u . In principle, then, this design is similar to the one described first. If, however, the slide s is adjusted radially here, the opening g comes closer to the axis of rotation or further away from it.

fernt zu liegen. Der Flüssigkeitsspiegel auf der vorderen Seite der Entlastungsscheibe a und damit deren für die Entlastung wirksame freie Fläche erhält dadurch einen kleineren 5 oder größeren Durchmesser, und die Entlastung wird eine kleinere oder größere.
■ Die beschriebenen Vorrichtungen können nicht nur bei Dampfturbinen, sondern auch bei allen anderen ähnlichen Maschinen, wie ίο Turbokompressoren, Zentrifugalpumpen usw., wo eine Ausgleichung des Achsialschubes unter Flüssigkeitsdichtung angezeigt ist, Verwendung finden.far to lie. The liquid level on the front side of the relief disk a and thus its free area effective for the relief is thereby given a smaller or larger diameter, and the relief becomes a smaller or larger.
■ The devices described can be used not only with steam turbines, but also with all other similar machines, such as ίο turbo compressors, centrifugal pumps, etc., where a compensation of the axial thrust is indicated with a liquid seal.

Claims

Patent Claims:

i. Liquid seal of relief devices for steam and gas turbines, centrifugal pumps, turbo compressors and other turbo machines, in which a relief disc, which also acts as a centrifugal wheel, is sealed on both sides against the surrounding housing by the sealing liquid which it rotates, characterized in that the relief disc (a) surrounding housing (b) on the side of the lower pressure is in free communication through a lower opening (g) with the lower part of a lower-lying liquid container (e) which is under the higher pressure prevailing on the other side of the relief disk, so that If required, liquid flows from the liquid container (e) to the seal housing (b) or flows out of it to the liquid container (e) until there is equilibrium in the circumferential sealing liquid according to the pressure difference on both sides of the relief disc. .

2. Liquid seal according to claim 1, characterized in that the opening (g), which the seal housing (b) on the side of the lower pressure with the. Liquid container (e) in connection, is displaceable on the housing (b) in the radial direction in order to allow a change in the free area effective for the relief on the relief disc (a) .

For this purpose ι sheet of drawings.