DE2559954B1

DE2559954B1 - Einrichtung zum dynamischen Stabilisieren des Laeufers eines ?Verdichters

Info

Publication number: DE2559954B1
Application number: DE19752559954
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl-Ing Schwaebel
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Energie GmbH
Priority date: 1974-03-21
Filing date: 1975-05-09
Publication date: 1980-04-17
Also published as: DE2559954C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum dynamischen Stabilisieren des Läufers eines hochtourigen Verdichters mit in Spalten zwischen umlaufenden und feststehenden Bauteilen angeordneten berührungsfreien Dichtungen, deren Drosselelemente von einem Ring getragen sind, wobei vor und/oder im Spaltbereich der Dichtungen mündende, mit einer Sperr- oder Mischmedium liefernden Quelle verbundene Zuführungen vorgesehen sind, derart, daß durch das mit geringer, ohne oder mit negativer Umfangskomponente eingeleitete Sperr- oder Mischmedium eine im Drehsinn des Schwingungsvektors der Eigenschwingung positiv zu definierende Umfangskomponente der Spaltströmung entsprechend vermindert bzw. eine entgegen dem Drehsinn des Schwingungsvektors positiv zu definierende Umfangskomponente entsprechend erhöht wird, nach DE-PS 24 62 465.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache Verwirklichung des vorgenannten, im Hauptpatent 24 62 465 beanspruchten allgemeinen Lösungsprinzips zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zuführungen in Form von radial oder annähernd radial gerichteten Bohrungen in dem die Drosselelemente der Dichtung tragenden Ring vor dem aktiven Teil der Dichtung und nach einem oder mehreren vorgeschalteten Drosselelementen vorgesehen sind, und daß die Abmessungen der Bohrungen und des bzw. der vorgeschalteten Drosselelemente so gewählt sind, daß der größte Teil des Leckagestroms dem Spalt über die Bohrungen zugeführt wird.

Durch diese Maßnahmen ergibt sich ein geringer Bauaufwand und ein geringer Herstellungsaufwand, da die Bohrungen in einem bei Verdichtern ohnehin vorhandenen Bauteil angeordnet sind, da der Ring im ausgebauten Zustand leicht mit den Bohrungen versehen werden kann, und da das durch die Bohrungen strömende Sperr- oder Mischmedium das Arbeitsmittel des Verdichters ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 die erfindungsgemäße Anordnung in Anwendung bei der Dichtung im Spalt zwischen dem Laufraddeckband und einer ruhenden Wand, wobei ein Ausschnitt aus dem Längsmittelschnitt durch die Läuferachse dargestellt ist und

F i g. 2 die erfindungsgemäße Anordnung in Anwendung bei der Dichtung im Spalt zwischen der Läuferwelle und dem Innengehäuse, wobei ein Ausschnitt aus dem Längsmittelschnitt durch die Läuferachse dargestellt ist.
Gemäß der Darstellung nach F i g. 1 ist in dem Spalt 1 zwischen einer nicht rotierenden Wand in Form eines zweiteiligen, von der Leitradkonstruktion getragenen Ringes 10 und dem Deckband 3 eines auf der Welle des Läufers eines Verdichters befindlichen Laufrades 4 üblicher Bauart eine berührungsfreie Dichtung in Form einer Labyrinthdichtung mit in den Ring 10 eingestemmten, in einer zur Läuferachse senkrechten Ebene liegenden Blechen 11a, b, c, d angeordnet. — Als Labyrinthdichtung kann aber auch jede andere bekannte Labyrinthdichtung dienen.

Der Ring 10 ist so angeordnet, daß zwischen ihm und dem ihn umgebenden, nicht rotierenden Teil 12, das ein Teil der Leitradkonstruktion oder des Innen- oder Außengehäuses sein kann, ein axial beaufschlagbarer Spalt 13 verbleibt. In dem Ring 10 sind im Bereich zwjschen dem — in Spalt-Strömungsrichtung gesehen — ersten Blech 11a und dem zweiten Blech lib, das damit den Beginn des aktiven Teils der Dichtung darstellt, radiale Bohrungen 14 vorgesehen. Das Blech 11a hat die Aufgabe, die von einem vorgeschalteten Leitschaufelgitter stammende Spaltströmung Si zum größten Teil nach außen abzuleiten und dadurch zu verhindern, daß dieser Teil sofort in den Spalt 1 bzw. in die Dichtung einströmt. Der abgeleitete Teil des Leckagestromes wird über den Axialspalt 13 und die Bohrungen 14 in den Bereich der Dichtung eingeführt.

Dem aktiven Dichtungsteil 116, c ... können auch mehrere als Ablenker fungierende Bleche (Drosselstellen) vorgeschaltet sein; in diesem Fall sind die Bohrungen 14 im Bereich zwischen dem innersten Blech und dem Beginn des aktiven Teils der Dichtung anzuordnen.

Soll ein Gegendrall erzeugt werden, dann sind die Bohrungen 14 zwar ebenfalls mit ihren Achsen in der senkrechten Ebene durch die Läuferachse liegend, jedoch zur Radialen geneigt anzuordnen, was nicht weiter dargestellt ist.

Damit der größte Teil öes Leckagestromes über die Bohrungen 14 den Dichtungen zugeführt wird, müssen die Bedingungen so gewählt werden, daß der Strömungswiderstand des vorgeschalteten Bleches (Drosselstelle) bzw. der vorgeschalteten Bleche (Drosselstellen) größer ist als der Strömungswiderstand auf dem Umgehungsweg über die Bohrungen 14.
Auf dem Umgehungsweg über die Bohrungen 14 erfolgt die Beeinflussung der Umfangskomponente der Spaltströmung in dem gewünschten Sinn, d. h. Verminderung einer im Drehsinn des Schwingungsvektors der Eigenschwingung positiv definierten Umfangskompo-

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nente der Spaltströmung bzw. Erhöhung einer entgegen dem Drehsinn des Schwingungsvektors positiv definierten Umfangskomponente der Spaltströmung. (Das Maß der Beeinflussung hängt von den Auslegungsdaten der jeweiligen konkreten Strömungsmaschine ab; dieses Maß kann von einem Strömungsmaschinenfachmann jedoch ohne erfinderische Überlegungen ermittelt werden.)

Die endgültige Umfangskomponente vor dem aktiven Teil der Dichtung ist die impulsgemittelte Umfangskomponente aus den beiden Teilströmen, nämlich dem über die Bohrungen 14 eintretenden größeren Strom und dem sofort zwischen dem Spalt zwischen dem vorgeschalteten Blech 11a (bzw. den vorgeschalteten Blechen) und dem Deckband 3 in die Dichtung eintretenden Strom.

Die vorbeschriebene Maßnahme kann man auch mit der in der Hauptanmeldung näher dargestellten Maßnahme der Anordnung von strömungsführenden Bauteilen im Bereich der Dichtung kombinieren.

Die Darstellung gemäß der F i g. 2 unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß die der Erhöhung der dynamischen Leistungsgrenze dienende Maßnahme (vorgeschaltete Drosselstelle (n); Bohrungen) im Spalt zwischen der Welle 16 des Läufers und dem Dichtsegment 17 der Innengehäuse-Wellendichtung vorgesehen ist. Die vom Leitschaufelgitter der 1. Stufe kommende Spaltströmung 52 wird — wegen des vorgeschalteten, als Drossel wirkenden Bleches 11a — gezwungen, zu einem größten Teil über den axial beaufschlagbaren Spalt 13 und die Bohrungen 14 — die wie bei dem Beispiel gemäß F i g. 1 angeordnet und ausgebildet sind — in den Dichtbereich vor dem aktiven Teil (Hi), Hc ...) der Dichtung einzutreten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zum dynamischen Stabilisieren des Läufers eines hochtourigen Verdichters mit in Spalten zwischen umlaufenden und feststehenden Bauteilen angeordneten berührungsfreien Dichtungen, deren Drosselelemente von einem Ring getragen sind, wobei vor und/oder im Spaltbereich der Dichtungen mündende, mit einer Sperr- oder Mischmedium liefernden Quelle verbundene Zuführungen vorgesehen sind, derart, daß durch das mit geringer, ohne oder mit negativer Umfangskomponente eingeleitete Sperr- oder Mischmedium eine im Drehsinn des Schwingungsvektors der Eigenschwingung positiv zu definierende Umfangskomponente der Spaltströmung entsprechend vermindert bzw. eine entgegen dem Drehsinn des Schwingungsvektors positiv zu definierende Umfangskomponente entsprechend erhöht wird, nach DE-PS 24 62 465, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungen in Form von radial oder annähernd radial gerichteten Bohrungen (14) in dem die Drosselelemente der Dichtung tragenden Ring(10; 17) vor dem aktiven Teil (HZ), lic ...) der Dichtung und nach einem oder mehreren vorgeschalteten Drosselelementen (HaJ vorgesehen sind, und daß die Abmessungen der Bohrungen (14) und des bzw. der vorgeschalteten Drosselelemente (HaJ so gewählt sind, daß der größte Teil des Leckagestroms (Si bzw. S₂) dem Spalt (1) über die Bohrungen (14) zugeführt wird.