DE2128621A1

DE2128621A1 - Gleitringdichtung für einen umlaufenden Regenerativwärmetauscher

Info

Publication number: DE2128621A1
Application number: DE19712128621
Authority: DE
Inventors: Calvin Eric Alcester Warwickshire; Surrall Alan John Redditch Worcestershire; Silverstone (Großbritannien)
Original assignee: Leyland Gas Turbines Ltd
Current assignee: Leyland Gas Turbines Ltd
Priority date: 1970-06-26
Filing date: 1971-06-09
Publication date: 1971-12-30
Also published as: GB1290657A; US3730538A; JPS4942099B1

Description

DIPL.-ING. HARRO GRALFS

33 BRAUNSCHWEIG

AM BORGERPARK 8 TELEFON (0531) 2 45 98

7. Juni. 1971 L 724 - G/Lie

IEILAIiD GAS TURBINES LIMIiPED Meteor Works, Lode Lane SOLIHtJLL. WARWICKSHIRE / EHGLAHD

Gleitringdichtung für einen umlaufenden Regenerativwärmetauscher

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitringdichtung für einen umlaufenden Regenerativwärmetauscher, insbesondere eine Gleitringdichtung, die für die warme Fläche der Matrix eines umlaufenden Regenerativwärmetauschers für ein Gasturbinentriebwerk bestimmt ist.

Bekannte Gleitringdichtungen, die mit der warmen Fläche der Matrix eines umlaufenden Regenerativwärmetausehers in Eingriff stehen, werden dadurch hergestellt, daß eine Schicht, die Nickeloxyd und Calciumfluorid enthalt, auf einem Tragglied aus austenitischea, rostfreiem Stahl niedergeschlagen wird. Eine solche Dichtung hat den Nachteil, daß sich bei hohen Arbeitstemperaturen des Triebwerkes die abgeschiedene Schicht von dem Tragglied löst. Es wird angenommen, daß der Grund hierfür in dem Unterschied zwischen dem Ausdehnungskoeffizienten von rostfreiem Stahl einerseits und Nickeloxyd andererseits zu suchen ist. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von

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rostfreiem Stahl beträgt etwa 18 χ ΛΟ / O und der Ausdehnungskoeffizient von Nickeloxyd etwa 13 x 10~⁶/°0. Ein weiterer Nachteil der bekannten Gleitringdichtung besteht darin, daß das in der Dichtung enthaltene Oalciumfluorid gesundheitsschädlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gleitringdichtung der genannten Art zu schaffen, bei der über den in Frage kommenden OPemperaturbereich eine feste Haftung des eigentlichen Dichtungsmaterials auf dem Dichtungsträger gewährleistet ist und bei der kein Oalciumfluorid in dem Dichtungsmaterial verwendet wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Material für die Dichtungsträger ein ferritischer Stahl und als Gleitfläche eine Schicht mit Nickeloxyd verwendet wird.

Die Dichtung kann eine verbindende Zwischenschicht aus einer Nickel-Aluminium-Verbindung aufweisen. Ein geeignetes Material hierfür ist "Metco 405", ein Material, das hergestellt und vertrieben wird von der Firma "Metco Limited".

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitringdichtung gemäß der Erfindung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Gleitflächenschicht durch Flammspritzen eines Pulvers, das Nickeloxyd enthält, aufgetragen wird.

Das Pulver kann eine Mischung von Nickeloxyd und Calciumcarbonate enthalten, wobei der Gewichtsanteil des Calciumcarbonate nicht mehr als 10% des Pulvergemisches ausmacht. Alternativ kann das Pulver ein Gemisch von Nickeloxyd, metallischem Nickel und Oalciumcarbonat aufweisen, wobei der Nickelanteil nicht

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mehr als 25 Gewichtsprozent und der Galciumcarbonatanteil nicht mehr als 10 Gewichtsprozent des Palvergemisches ausmacht .

Eine Gleitringdichtung gemäß der Erfindung kann beispielsweise ein !Tragglied aus ferritischem Stahl aufweisen, das anstelle eines bisher üblichen Traggliedes aus austenitischem, rostfreiem Stahl verwendet wird. Das Tragglied aus ferritischem Stahl kann gegen Oxydation dadurch geschützt werden, daß auf ihm eine Verbindungsschicht aus einer Nickel-Aluminium-Verbindung niedergeschlagen wird, beispielsweise eine Schicht aus "Metoo 405".

Der Niederschlag der Verbindung wird zweckmäßig durch eine Flammspritzpistole durchgeführt. Auf der Verbindungsschicht, oder wenn eine solche Verbindungsschicht nicht benötigt wird, direkt auf dem Tragglied aus ferritischem Stahl wird eine Gleitdichtungsschicht dadurch aufgebracht, daß mit einer Flammspritzpistole ein Pulver, das Nickeloxyd enthält, aufgetragen wird. Das verwendete Pulver kann entweder ein Gemisch von Nickeloxyd und Galciumcarbonat mit einem Gewichtsanteil von Oalciumcarbonat nicht größer als 10% ,oder ein Gemisch von Nickeloxyd, metallischem Nickel und Galciumcarbonat sein, mit einem Gewichtsanteil von metallischem Nickel nicht größer als 25% und einem Gewichtsanteil von Galciumcarbonat nicht größer als 10%.

Ein Schnitt durch eine typische Gleitringdichtung gemäß dem vorstehend genannten Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung veranschaulicht. Die Dichtung umfaßt ein Tragglied 1, das aus ferritischem Stahl besteht und durch Schweißen, Hartlöten oder auf sonstige Weise an einem Metallbalgen 2 befestigt ist. Auf dem Tragglied 1 ist eine Bindeschicht 3 aus einer Nickel-

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Aluminium-Verbindung, beispielsweise aus Metco 405, angebracht* Biese Bindeschicht wird, wie oben erwähnt, auf dem Tragglied zweckmäßig mit einer Jflammspritzpistole niedergeschlagen. Auf der Bindeschicht 3 wird durch Flammspritzen das Material aufgetragen, das die eigentliche Reibdichtung M- bildet.

Der Abriebsfaktor der Schicht, die durch Flammspritzen von Nickeloxyd und Oalciumcarbonat gebildet wird, entspricht etwa dem einer Schicht, die aus einem Gemisch von Nickeloxyd und Oalciumfluorid gebildet ist. Der Abriebsfaktör der Sichtungsschicht, die aus einem Gemisch von Nickeloxyd, metallischem Nickel und Calciumcarbonat besteht, ist dagegen zehnmal kleiner als der Abriebsfaktor der bekannten Gleitringdichtung, die aus einem Gemisch mit Nickeloxyd und Oalciumfluorid hergestellt ist. Es wird angenommen, daß der Grund für diesen um eine Größenordnung geringeren Abriebsfaktor in der höheren Dichte des Niederschlages zu suchen ist, die daraus resultiert, daß das Nickel in dem Pulvergemisch in situ oxydiert.

Bei beiden erwähnten Pulvergemischen hat die Dichtungsschicht einen Ausdehnungskoeffizienten, der etwa dem des Tragkörpers aus ferritischem Stahl entspricht, der etwa bei 13 x 10" /⁰O liegt.

Die gemäß der Erfindung für die Herstellung der eigentlichen Dichtungsschicht vorgeschlagenen Pulvergemische sind billiger in der Herstellung als gegenwärtig benutzte Gemische, da sie kein Calciumfluorid enthalten. Darüber hinaus wird die Gesundheitsgefährdung vermieden, die bei Verwendung von Oalciumfluorid auftritt.

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Claims

Ansprüche

Gleitringdichtung für Verwendung an der warmen Oberfläche einer Matrix eines umlaufenden Regenerati Wärmetauschers, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung einen Tragkörper aus ferritischem Stahl und eine Gleitflächenschicht mit einem überwiegenden Gehalt an Nickeloxyd aufweist.
2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tragglied (i) und der Gleitflächenschicht (4) eine Zwischenschicht (3) aus einer Nickel-Aluminium-Verbindung als Bindeschicht angeordnet ist»
3· Gleitringdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickel-Aluminium-Verbindung, die die Bindeschioht bildet, aus Metco 405, einem Material, das von der Firma Metco Limited hergestellt wird, gebildet ist*
4. Gleitringdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht durch flammspritzen eines Pulvers gebildet wird, das Nickeloxyd enthält.
5. Gleitringdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver ein Gemisch von Niokeloxyd und Galoiumcarbonat enthält, wobei der Gewichtsanteil des Calciumcarbonate 10% des Gesamtgewichtes nicht überschreitet.
6. Gleitringdichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver ein Gemisch von Nickeloxyd, metallischem Nickel und Oalciumcarbonat enthält, wobei der Gewichtsanteil des metallischen Nickels 25% und der Gewichtsanteil des Calciumcarbonate 10% des Gesamtgewichtes nicht Überschreitet·

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