DE2243873B2

DE2243873B2 - Labyrinth seal for turbo compressors

Info

Publication number: DE2243873B2
Application number: DE19722243873
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 4200 Oberhausen Friese
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date: 1972-09-07
Filing date: 1972-09-07
Publication date: 1975-01-16
Also published as: DE2243873A1; IT998538B; CH559868A5; CH560857A5; FR2199386A5; JPS4964905A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Labyrinthdichtung für Turboverdichter mit aus Kunststoff bestehenden Dichtungsringen, die in in einem Dichtungsträger angeordnete schmale Ringnuten eingesetzt und verstemmt werden, insbesondere zum Verdichten von leicht entzündbaren und hochexplosiven Gasen.The invention relates to a labyrinth seal for turbo compressors with plastic Sealing rings which are inserted and caulked in narrow annular grooves arranged in a seal carrier especially for compressing highly flammable and highly explosive gases.

Bei Labyrinthdichtungen für Tu boverdichter und anderen Maschinen mit umlaufenden Wellen werden wegen einer wirkungsvollen Abdichtung die Spalte möglichst eng gewählt. Dadurch entsteht aber die Möglichkeit eines Anstreifens der bewegten oder feststehenden Dichtungselemente an den ihnen gegenüberliegenden feststehenden bzw. bewegten Bauteilen. Ein solches gegenseitiges Anstreifen kann bei nicht völlig ruhigem Lauf der Welle vorkommen, etwa beim Durchfahren einer kritischen Drehzahl der Maschine.With labyrinth seals for Tu bocompressors and other machines with rotating shafts because of an effective seal, the gap is chosen as narrow as possible. But this creates the Possibility of the moving or stationary sealing elements rubbing against those opposite them fixed or moving components. Such mutual rubbing can not be completely smooth running of the shaft can occur, for example when the machine passes through a critical speed.

Die bei einem solchen gegenseitigen Anstreifen entstehende Reibungswärme bringt in Anwesenheit von leicht entzündbaren Gasen die Gefahr eines Brandes oder gar einer Explosion mit sich. Um dieser Gefahr vorzubeugen, hat man für derartige Dichtungselemente die Verwendung von Edelmetallen (Silber, Gold, Platin) oder einer entsprechenden Legierung vorgeschlagen (CH-PS 333 298).The frictional heat generated by such mutual rubbing brings in the presence of highly flammable gases pose a risk of fire or even an explosion. To this danger To prevent this, you have to use precious metals (silver, gold, platinum) for such sealing elements or a corresponding alloy proposed (CH-PS 333 298).

Man hat zwar auch daran gedacht, daß für Schleifringdichtungen bei Kreiselmaschinen Kunststoffe, z. B. Polytetrafluorethylen, an sich geeignet sind. Diese Werkstoffe wurden aber in dem betreffenden Zusammenhang als zu teuer abgelehnt (DT-Gbm I 924 260).It has also been thought that for slip ring seals in centrifugal machines plastics such. B. Polytetrafluoroethylene, are suitable per se. However, these materials were used in the relevant context rejected as too expensive (DT-Gbm I 924 260).

Nach einem weiteren bekannten Vorschlag sollen bei Kreiselverdichtern, insbesondere für aggressive Gase, aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Dichtungsringe in hinterdrehte Ringnuten eines umlaufenden oder feststehenden Maschinenteiles eingestemmt oder eingesetzt werden, wobei durch Erwärmung des betreffenden Maschinenteiles der thermoplastische Kunststoff der Dichtungsringe weich wird und dadurch mit Hilfe geeigneter Druckanwendung den ganzen Nutenquersehnitt ausfüllen kann (DT-PS 971 598). Eine solche Ausführung, bei der die Nuten im innersten Bereich eine größere Breite haben als weiter außen, hat sich aber in.der Praxis bei derart schmalen Nuten herstellungsmäiMg als sehr schwierig, wenn nicht gar unmöglich erwiesen.According to another known proposal, centrifugal compressors, especially for aggressive gases, Sealing rings made of thermoplastic material in back-turned ring grooves of a circumferential or fixed machine part are caulked or used, whereby by heating the machine part concerned, the thermoplastic plastic of the sealing rings is soft and thereby the entire cross-section of the groove with the help of suitable pressure can fill out (DT-PS 971 598). Such a design in which the grooves in the innermost area have a greater width than further outside, but in practice with such narrow grooves it has become less manufacturing proved very difficult, if not impossible.

Die Erfindung geht nun von der Überlegung aus, daß wirtschaftliche Bedenken wohl gegen die Verwendung von Edelmetallen, aber beim gegenwärtigen Entwicklungsstand der Technik nicht mehr gegen die Verwen- dung geeigneter Kunststoffe gerechtfertigt sind. Somit besteht die Aufgabe darin, eine konstruktive Lösung zu finden, die herstellungsmäßig einfach und betriebsmäßig zufriedenstellend ist Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- The invention is based on the consideration that economic concerns are justified against the use of noble metals, but no longer against the use of suitable plastics given the current state of the art. The object is therefore to find a constructive solution that is simple to manufacture and satisfactory in terms of operation.

is löst, daß die in bekannter Weise aus Polytetrafluoräthylen oder einem ähnlichen Polymer bestehenden Dichtungsringe in im Querschnitt rechteckige Nuten im Dichtungsträger eingesetzt werden, de-r-en sägeblattartiges Profil zum beidseitigen Verstemmen der eingesetzten Dichtungsringe dient It solves that the sealing rings, which are made of polytetrafluoroethylene or a similar polymer in a known manner, are inserted into grooves with a rectangular cross-section in the seal carrier, the saw-blade-like profile of which is used to caulk the sealing rings used on both sides

Der ringförmige Dichtungsträger kann aus mehreren Segmenten bestehen, wobei die Dichtungsringe jeweils nur in der Mitte der zugehörigen Dichtungsträger-Segmente verstemmt sind.The annular seal carrier can consist of several segments, the sealing rings in each case are only caulked in the middle of the associated seal carrier segments.

is In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. is In the drawing, an embodiment of the invention is shown.

F i g. 1 zeigt einen Teillängsschnitt durch einen mehrstufigen Turboverdichter währendF i g. 1 shows a partial longitudinal section through a multi-stage Turbo compressor during

F ι g. 2 eine erfindungsgemäße Verbindungsart der Dichtungsringe mit dem Dichtungsträger erkennen läßt.Fig. 2 a type of connection according to the invention Can recognize sealing rings with the seal carrier.

In F i g. 1 ist in einer Schnittzeichnung ein Teil eines mehrstufigen Turboverdichters dargestellt. Um einen guten Wirkungsgrad einer solchen Maschine zu garantieren, ist es wesentlich, die Spalte zwischen der Außenstopfbüchse 1 und der Wellenbüchse 2 sowie zwischen der Wellendichtung 3 und der Wellenbuchse 4 als auch zwischen der Laufraddichtung 5 i/nd dem Laufrad 6 so klein wie möglich zu halten. In allen drei Dichtungsbereichen sind Dichtringe aus Polytetrafluoräthylen oder einem ähnlichen Kunststoff eingesetzt, wobei die Dichtungsträger 1. 5 und 3 jeweils aus Stahl hergestellt und mit den Dichtungsringen 7 wärmeelastisch verbunden sind.In Fig. 1 shows part of a multistage turbo compressor in a sectional drawing. To one To guarantee good efficiency of such a machine, it is essential that the gaps between the outer stuffing box 1 and the shaft sleeve 2 and between the shaft seal 3 and the shaft sleeve 4 as well between the impeller seal 5 i / nd the impeller 6 so keep it as small as possible. In all three sealing areas there are sealing rings made of polytetrafluoroethylene or a similar plastic used, the seal carrier 1. 5 and 3 each made of steel and are connected to the sealing rings 7 in a thermally elastic manner.

In F i g. 2 ist in einer Detailzeichnung die genaue Anordnung der Dichtungsringe wiedergegeben. An der Innenseite des Dichtungsträgers 1 sind in abwechselnder Folge Ausnehmungen mit rechteckigen und sägeblattartig abgerundeten Querschnitten vorgesehen, die au;, aem aus Stahl bestehenden Dichtungsträger 1 herausgedreht sind. In die rechteckigen Ausnehmungen werden die Dichtungsringe 7 mit unterschiedlichen Radien eingesetzt und von den sägeblattartig abgerundeten Ausnehmungen aus verstemmt. Die Dichtungsringe 7 liegen mit Labyrinthabstand auf abwechselnd etwas kleinerem und größerem Durchmesser der entsprechend ausgebildeten Wellenbüchse 2 gegenüber.In Fig. 2 shows the exact arrangement in a detailed drawing of the sealing rings reproduced. On the inside of the seal carrier 1 are in alternation Sequence of recesses with rectangular and saw-blade-like rounded cross-sections are provided, which au ;, aem made of steel seal carrier 1 are unscrewed. In the rectangular recesses the sealing rings 7 used with different radii and rounded off by the saw blade-like Recesses from caulked. The sealing rings 7 lie on something alternately with a labyrinth spacing smaller and larger diameter of the correspondingly designed shaft sleeve 2 opposite.

Mit einer im Sinne der Erfindung ausgebildeten Konstruktion wird nicht nur die eingangs genannte GefahrWith a construction designed in accordance with the invention, not only is the risk mentioned at the beginning eines Brandes oder einer Explosion bei Anwesenheit von leicht entzündbaren Gasen in der Maschine vermieden, sondern auch der Vorteil einer einfachen und beim jetzigen Stande der Kunststoffproduktion auch vergleichsweise preiswerten Herstellung erreicht.a fire or an explosion avoided in the presence of highly flammable gases in the machine, but also the advantage of a simple and With the current state of plastic production, comparatively inexpensive manufacture has also been achieved.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1, Labyrinth seal for turbo compressors with off Plastic sealing rings, which are arranged in narrow annular grooves in a seal carrier are used and caulked, especially for compacting highly flammable and highly explosive gases, characterized that the existing in a known manner of polytetrafluoroethylene or a similar polymer Sealing rings (7) inserted into grooves with a rectangular cross section in the seal carrier (1, 3, 5) its saw-blade-like profile for caulking the sealing rings used on both sides serves.

2. Labyrinth seal according to claim 1, characterized in that the annular seal carrier (1,3,5) consists of several segments, the sealing rings (7) each being caulked only in the middle of the associated seal carrier segments.