DE2320691C3 - Wellendichtung mit Axiallabyrinth für Dampfturbinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung mit Axiallabyrinth für Dampfturbinen, bei der die aus mehreren, in Umfangsrichtung aneinanderstoßenden Ringsegmenten bestehenden und einen Hammerkopffuß aufweisenden Labyrinthringe in axial nebeneinanderliegende und entsprechend den Hammerkopffüßen hinterschnittenen Ringnuten in der Umfangsfläche der Wellenbohrung im Außengehäuse eingesetzt sind.

Eine derartige Wellendichtung ist aus der CH-PS 18 960 bekannt. Bei der dort gezeigten Wellendichtung ist das Außengehäuse, in das die Ringsegmente der Labyrinthringe direkt eingesetzt sind, in Achsebene geteilt, so daß die einzelnen Ringsegmente vor dem Zusammenschrauben der Gehäusehälften in die entsprechenden Ringnuten eingesetzt werden können.

Schwierigkeiten ergeben sich jedoch, wenn das Außengehäuse axial ungeteilt ausgeführt ist, da dann die hinterschnittenen Ringnuten über die Umfangsrichtung geschlossen sind, so daß das Einsetzen der Ringsegmente nicht ohne weiteres möglich ist. Es ist in diesem Zusammenhang zwar aus der GB-PS 6 59 592 bekannt, beim Einsetzen von Turbinenschaufeln in hinterschnittene Ringnuten, eine entsprechende Ausnehmung an einer Stelle der Nut vorzusehen, über die die Schaufeln eingesetzt werden können und diese Ausnehmung dann mit einem entsprechenden Schaufelschloß zu verschließen. Durch dieses Schaufelschloß entsteht jedoch eine Lücke in der Beschaufelung, was bei einer entsprechenden Übertragung auf eine Wellendichtung mit Ringsegmenten zu einer unzulässigen Lücke in der Abdichtung führen würde.

Der Erfindung liegt daher die AufgaDe zugrunde, eine Wellendichtung zu schaffen, die auf einfache Weise unmittelbar auch in axial ungeteilte Gehäuse eingesetzt werden kann und dabei eine lückenlose Dichtung und Halterung der Ringsegmente über den gesamten Umfang sicherstellt.

Ausgehend von einer Wellendichtung der eingangs beschriebenen Art ist zur Lösung der genannten Aufgabe nach der Erfindung vorgesehen, daß bei einem axial ungeteilten Außengehäuse in die Gehäusestirnseite eine zur Wellenbohrung hin offene Ausnehmung mit einer der Größe eines Ringsegmentes entsprechenden Ausdehnung in Umfangsrichtung und einer axialen Tiefe bis zum vollständigen Anschnitt der axial innenliegenden Ringnut eingeschnitten ist, durch die die einzelnen Ringsegmente einführbar und in die in diese Ausnehmung ausmündenden Ringnuten einsetzbar sind, und daß die Ausnehmung abschnittsweise nach Füllen einer Ringnut durch Einsetzen eines am Innenumfang entsprechend den angeschnittenen Ringnuten geformten Paßstückes geschlossen ist.

Durch diesen Aufbau ist es möglich, räch in axial ungeteilte Außengehäuse eine aus Ringsegmenten bestehend·; Axiallabyrinth-Wellendichtung direkt einzubauen, wobei die Paßstücke zum Verschließen der entsprechenden Ausnehmungen gleichzeitig zur Halterung der Ringsegmente mit herangezogen werden und dementsprechend ausgebildet sind.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Gehäuseteil im Bereich der Wellenbohrung mit einem eingesetzten Labyrinthring,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Bereich der Wellenbohrung entsprechend der Schnittlinie H-Il nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Längsschnitt entsprechend F i g. 1 mit vollständig eingebauter Wellendichtung,

F i g. 4 einen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie IV-IV nach F i g. 3,

F i g. 5 eine Seitenansicht eines Paßstückes und

Fig.6 einen Querschnitt durch ein Paßstück entsprechend der Schnittlinie VI-VI nach F i g. 5.

In F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Gehäuseteil 1 an der abströmseitigen Stirnseite eines axial ungeteilten Außengehäuises einer Turbine gezeigt, in dessen Wellenbohrung 2 die Welle 3 mit den teilweise angedeuteten Dichtungsbändern 4 des Axiallabyrinthes eingeschoben ist. In die Umfangsfläche der Wellenbohrung 2 sind nunmehr beispielsweise drei hinterschnittene Ringnuten 5,-6 und 7 zur Aufnahme der aus einzelnen Ringsegmenten zusammengesetzten Labyrinthdichtungsträger eingeschnitten. Um die Ringsegmente 8 in die Ringnuten des axial ungeteilten Außengehäuses einsetzen zu können, ist von der Stirnseite 9 des Gehäuses her eine stur Wellenbohrung hin offene Ausnehmung 10 in die Gehäusewandung eingelassen, die etwa die Höhe und die Breite eines Ringsegmentes 8 aufweist, wie insbesondere aus F i g. 2 zu ersehen ist. Die Tiefe dieser Ausnehmung 10 ist nun so groß, daß die axial innenliegende Ringnut 7 vollständig angeschnitten ist, so daß die entsprechenden Segmentringe 8 durch die Ausnehmung 10 in die hinterste Ringnut 7 einge-

setzt werden können. Nach Einsetzen eines Ringsegmeiites 8 in den freigeschnittenen Bereich der Ringnut

7 wird dieses Ringsegment durch eine rohrförmige Montagevorrichtung It, die in F i g. 1 teilweise zurückgezogen dargestellt ist, und die an ihrer vorderen Stirnseite entsprechende Bolzen 12 zum E.nrasten in die Bohrungen 13 des R.ingsegmentes 8 (nach F i g. 2) aufweist, über entsprechende Hebel 14 am Umfang der Monlageeinrichtung 11 bis zur Einnahme ihrer endgültigen Stellung in der Ringnut 7 verdreht. Das erfolgt so oft, bis alle Ringsegmente 8 eines Dichtungsträgerringes in die Nut eingesetzt sind.

Wenn diese hinterste Nut 7 mit allen Ringsegmenten

8 besetzt ist, wird die Ausnehmung 10 mit einem bis zur Mitte der benachbarten Nut 6 reichenden Paßstück 15 verschlossen, wie in F i g. 3 gezeigt ist.

Dieses Paßstück ist beispielsweise im einzelnen in F i g. 5 und 6 näher dargestellt. Das PaßstüCv 15 ist am Innenumfang entsprechend den Ringuten 6 und 7 gewölbt und weist einen hammerförmigen Kopf 18 entsprechend dem Zwischensteg 21 (nach F i g. 1) auf, so daß nach Einsetzen des Paßstückes 15 die Vorderflanke der Nut 7 umlaufend geschlossen ist. In der Ausnehmung 16 ruht dabei die eine Seite des Hammerkopfes des entsprechenden Ringsegmentes 8 auf.

Die Ringsegniente 8 sind dabei so in der Nut angeordnet, daß die letzten beiden jeweils zur Hälfte in der Nut stecken und zur Hälfte frei in der Ausnehmung liegen. Um ein Verdrehen der Ringsegmente zu verhindern, ist eine stiftförmige Verdrehsicherung 22 vorgesehen, die einerseits in einer Bohrung 20 des Paßstükkes 15 eingesetzt ist und mit ihrem freien Ende in eine Ausnehmung 23 im Kopf eines Ringsegmentes 8 eingreift.

Nach Einsetzen des Paßstückes 15 werden die Ringsegmente 8 in dip benachbarte Ringnut 6 eingesetzt. Anschließend wird der nächste Abschnitt der Ausnehmung 10 mit einem weiteren, entsprechend geformten Paßstück 24 verschlossen und die Ringsegmente über eine weitere Verdrehsicherung 22 am Verdrehen gehindert. Schließlich werden eine weitere Reihe von Ringsegmenten 8 in die vorderste Nut 5 eingesetzt und das Abschlußstück 25 eingefügt, so daß die Ausnehmung 10 wieder vollständig ausgefüllt ist. Nach Auffüllen aller Ringnuten und Einsetzen der entsprechenden Paßstükke werden diese Paßstücke durch beispielsweise vier Schrauben 26 mit dem Gehäuse verspannt, indem diese Schraviben 26 in entsprechende Gcwindebohrungen 27 (siehe auch F i g. 1 und 2) an der Rückwand der Ausnehmung 10 eingeschraubt werden. Die Schrauben 26 können dann durch ein über alle Schraubenköpfe übergreifendes Sicherungsblech 28 am Verdrehen gehindert werden. Eine Aufsicht auf das letzte Paßstück 25 mit den Spannschrauben 26 ist in F i g. 4 gezeigt, aus der auch die endgültige Lage der einzelnen Ringsegmente 8 und der Verdrehsicherung 22 zu erkennen ist.

Um auch bei derartigen, direkt in das axial ungeteilte Gehäuse eingebauten Wellendichtung Druckabstufungen mit Zwischendruckräumen zu schaffen, ist es dabei möglich, wie in F i g. 3 dargestellt, an die Gehäusestirnseite einen weiteren einteiligen Deckel 30 abgedichtet über Schrauben 3t zu befestigen, so daß sich dadurch ein Zwischendruckraum 32 ergibt. Dieser einteilige Deckel 30 weist dabei ebenfalls eine Reihe von Ringsegmenten 33 auf, die über eine entsprechende Ausnehmung 34 von der Stirnseile 35 des Deckels her in die entsprechende umlaufende Nut 36 eingesetzt werden. Diese Ausnehmung 34 wird dann ebenfalls durch ein entsprechendes Paßstück 37 mit einer Verdrehsicherung 22 verschlossen und durch eine Schraube 38 mit dem Deckelgrundkörper 30 verspannt. Zum Außenraum kann dann noch ein — in der Zeichnung nicht näher dargestellter — herkömmlicher zweiteiliger Dekkel mit entsprechenden Wellendichtungen vorgesehen sein.

Mit der beschriebenen Wellendichtung und ihrem Einbau können also die herkömmlichen gesonderten Wellendichtungsgehäuse eingespart werden. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Betriebssicherheit, da keine gleitenden Dichtungen zwischen dem Wellendichlungsgehäuse und dem Außengehäuse mehr erforderlich sind. Die erfindungsgemäße Anordnung ist darüber hinaus mechanisch günstiger, da die Durchbiegungen unter Innendruck erheblich verringert werden können, so daß dadurch kleinere Axialspiele möglich sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wellendichtung mit Axiallabyrinth für Dampfturbinen, bei der die aus mehreren, in Umfangsrichtung aneinanderstoßenden Ringsegmenten bestehenden und einen Hammerkopffuß aufweisenden Labyrinthringe in axial nebeneinanderliegende und entsprechend den Hammerkopffüßen hinterschnittenen Ringnuten in der Umfangsfläche der Wellenbohrung im Außengehäuse eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem axial ungeteilten Außengehäuse (1) in die Gehäusestirnseite (9) eine zur Wellenbohrung (2) hin offene Ausnehmung (33) mit einer der Größe eines Ringsegmentes (8) entsprechenden Ausdehnung in Umfangsrichtung und einer axialen Tiefe bis zum vollständigen Anschnitt der axial innenliegenden Ringnut (7) eingeschnitten ist und daß die einzelnen Ringsegmente (8) einführbar und in die in diese Ausnehmung ausmündenden Ringnuten (7,6,5) einsetzbar sind und daß die Ausnehmung (10) abschnittsweise nach Füllen einer Ringnut durch Einsetzen eines am Innenumfang entsprechend den angeschnittenen Ringnuten geformten Paßstückes (15, 24,25) geschlossen ist.

2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paßstück (15, 24, 25,34) ein in eine Ausnehmung (23) des darunterliegenden Ringsegmentes (8) eingreifende stiftförmige Verdrehsicherung (22) aufweist.

3. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßstücke (15, 24, 25, 34) durch koaxiale Schrauben (26,38) mit demTurbinengehäuse(l) verspannt sind.