DE433898C - Labyrinthdichtungsbuechse - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 14. SEPTEMBER 1926

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47f GRUPPE 26

(G 62268' XU/47f)

The General Electric Company Limited in London und Bedrich Pochobradsky in Goodwood, Kent, Engl.

Labyrinthdichtungsbüchse. Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. September 1924 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni ig 11 die Priorität auf Grund der Anmeldung in England vom 20. Oktober 1923 beansprucht.

Die Erfindung betrifft eine Labyrinthdichtung vornehmlich für Wellen von Turbinen, Turbo-Kompressoren, Wasserpumpen und ähnlichen Maschinen mittels einer zweiteiligen Büchse, die die Undichtheit oder das Lecken

an Stellen, wo Wellen durch Gehäuse oder Membranen geführt werden, oder zwischen kreisenden und ortsfesten Teilen der Maschine in mäßigen Grenzen hält. Dichtungsbüchsen dieser Art bestehen atis zwei Reihen

von scharfkantigen Ringrippen, deren eine .auf der Welle, deren andere am Gehäuse der Maschine in bekannter Weise angeordnet ist, und die Erfindung besteht darin, daß die Kanten der Rippen der einen Reihe dicht neben denen der anderen Rippenreihe angeordnet sind, wobei eine große Fläche jeder Rippe von der durchleckenden Flüssigkeit umspült wird und daher die durch zufällige Berührung ίο der Rippenkanten untereinander bei laufender Maschine erzeugte Wärme schnell von der Flüssigkeit aufgenommen wird. Die eine Ringrippenreihe kann dabei in· bekannter Weise auf einer mit der Welle verbundenen Hülse, die andere auf einer Hülse am Gehäuse so angeordnet sein, daß alle Rippen sich in achsialer und radialer Richtung frei ausdehnen können. Auch kann man den Rippen der einen Seite in bekannter Weise einen Abstand voneinander geben, der verschieden ist vom Abstand der Rippen der Gegenseite, so daß auch bei einer Verstellung der einen Hülse oder Rippenreihe gegenüber der anderen einige Rippen beider Reihen immer genau gegeneinandergerichtet liegen.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Dichtungsbüchse dargestellt, und zwar sind:

Abb. ι ein Längsschnitt der Büchse, Abb. 2 ein Querschnitt der Welle mit dem darauf verteilten Buchsenteil nach der Linie B-B der Abb. 1,

Abb. 3 bis 7 verschiedene Formen der Labyrinthe.

In Abb. 1 ist α eine mit der Welle unstarr verbundene Hülse und b ein ortsfester Teil der Büchse, die an das Gehäuse unstarr angeschlossen ist. Der Umfang der Hülse ist zu kreisförmigen, scharfspitzigen Rippen c abgedreht, und der ebenfalls hülsenförmige oder rohrförmige Teil b ist auf dem Innenumfange mit entsprechend gleichen Rippenringen c¹ versehen. Zwischen den Kanten der einander gegenüberstehenden Rippen c und c¹ verbleiben Spalte. Die Rippen c und c¹ sind so bemessen, daß ihre Fläche im Verhältnis zu den scharfen Kanten sehr groß ist und im Falle der Berührung nur die scharfen Spitzen oder Kanten aufeinandertreffen, so daß infolge dieser geringen Berührungsfläche auch nur eine geringe Wärmemenge erzeugt wird, die sich auf den großen Flächen der Rippen zerstreut. Bei dieser Bauart kann eben keine Berührung auf größeren Flächen eintreten, und daher kann auch keine erhebliche Wärmemenge durch Reibung entstehen.

Die Hülse α ist, wie gesagt, unstarr auf der

Welle befestigt, und zwar wird sie an ihrem einen Ende \-on dem Ringflansch c einer auf die Welle aufgeschraubten Mutter d gehalten, während sie an ihrem anderen Ende durch vier Keile f (Abb. 2) mit der Welle verbunden ist. Diese Keile sichern die Hülse gegen Drehung mit der Welle, und da sie diametral angeordnet sind, so kann sich die Hülse a vollkommen frei in radialem Sinne ausdehnen, während ihre Achse stets mit der Achse der Welle zusammenfällt. Gegen Längsverschiebung auf der Welle ist die Hülse an diesem Ende durch eine Mutter g gesichert, die auf die Welle aufgeschraubt und mit einem einwärts gerichteten Ringflansch h versehen ist, der gegen einen Ringflansch /' der Hülse α anliegt.

Ein gewisser Spielraum /' ist zwischen der Mutter d sowie ihrem Flansch e und dem anliegenden Ende der Hülse α vorgesehen, so daß sich diese vollkommen frei gegenüber der Mutter Ii unter den verschiedenen Temperaturen der Hülse und der Welle auch in der Längsrichtung ausdehnen kann. Bei dieser Bauart besitzt demnach die Hülse freie Ausdehnbarkeit in radialer und achsialer Richtung, unabhängig von der Temperatur der Welle.

Der ortsfeste Teil b der zweiteiligen Büchse ist ebenfalls durch unstarre Lagerung mit dem Gehäuse verbunden. Dieser rohrförmige Teil b besitzt an beiden Enden je einen Ringflansch k mit einwärts gerichtetem Kragen /, der über einen Ringflansch ni des Gehäuses greift. Diese Anordnung hält den Teil b konachsial zum Gehäuse, zur Welle und auch zur Hülse a. In Ausdrehungen des Gehäuses sind nachgiebige Ringe η eingebettet, die einen konzentrischen Druck auf den Teil b ausüben. Damit sie nicht aus den Ausdrehungen zufällig herausfallen können, wird man Deckschilde o. dgl. darüber anbringen.

Gewöhnlich hat der ortsfeste Teil b eine höhere Temperatur als das Gehäuse p und dehnt sich daher auch mehr aus. Bei der Ausdehnung in radialer Richtung würden die Ringe η zusammengedrückt werden, allein da sie rundum gleichförmig gestaltet sind, so bleibt der ortsfeste Teil b konachsial, während er sich frei in radialer Richtung ausdehnt. Gegen Längsverschiebung ist der ortsfeste Teil durch in eine Ausdrehung des Gehäuses eingreifende Ringflansche r gesichert, und seine Ausdehnung in achsialer Richtung erfolgt nach beiden Enden hin von diesen beiden Flanschen r weg. Die Dichtungsbüchse wird von der Innenseite des Gehäuses her durch Dampf verschlossen, oder ist der Druck niedriger als der Druck außerhalb des Gehäuses, so wird Dampf in den Raum s eingelassen, von wo er durch einen Kanal in den Raum t des Labyrinths gelangt und die Dichtungsbüchse verschließt. Im Raum f wird der Dampfdruck etwas über dem Außendruck gehalten, der Dampf wandert daher auch

Claims (3)

durch eine Anzahl Labyrinthräume zum Raum u, von wo er dann durch den Kanal τ herausgeleitet wird. Abb. 3 zeigt in größerem Maßstabe das Labyrinth der Büchse. Enge Ringspalte werden zwischen den Scharfen Kanten der Rippen der Ringe c, c1 der beiden Büchsenteile α und b gebildet; die Rippenkanten stellen nur einen geringen Teil der Fläche der Rippen c und c1 ίο dar. In der Ausführung nach Abb. 4 besitzen die Rippen wechselnde Größe bei umgekehrtem Verhältnis in den einander folgenden Paaren. Der beispielsweise durch den Spalt des ersten Ringes leckende Dampf füllt nicht nur den Raum an, in dem die kinetische Energie des Dampfes zerstört wird, vielmehr liegt der nächste Spalt dazu noch auf einem anderen Durchmesser, so daß der durchziehende Dampf auf eine Rippe prallt und gestaut wird. Abb. 5 stellt eine weitere Ausführungsform dar, bei der der Abstand der Rippen c voneinander (Hülse α) verschieden ist von dem der Rippen c1 des ortsfesten Teils b. Zwischen beiden Teilen α und b kann eine Relativbewegung in achsialer Richtung vorkommen, geschieht dies, so stellen die Rippen oder Ringe c und c1 nicht mehr genau einander gegenüber. Dies kann unter Umständen so weit gehen, daß die Ringe oder Rippen c in der Mitte zwischen je zwei Rippen c1 zu stehen kommen und der Durchfluß infolge der Vergrößerung der Ringspalten offenbar vergrößert wird. Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 kann dieser Nachteil nicht eintreten. Hier liegen einige Rippen immer genau übereinander, andere bilden nur enge Durchlaßspalten, und nur wenige bilden breite Ringspalten von halber Abstandweite. In der Ausführungsform nacli Abb. 6 bestehen die Rippen c und c1 nicht aus einem Stück mit den Teilen α und b, sondern bilden dünne Ringrippen mit zwischengelegten Abstandstücken y bzw. c. Mit dieser Bauart wird die gleiche Wirkungsweise erreicht wie bei der Ausführung nach Abb. 3. Auch in der Ausführung nach Abb. 7 werden dünne Rippen c, c% mit den Abstand bedingenden Zwischenringen 2, s1 benutzt, aber Prallringe b1 sind hier noch zwischen den Rippen c1 angeordnet, so daß der Dampf nicht geradeswegs durch die Ringspalte ziehen kann, vielmehr auf dem Wege von einem Rippenspalt zum nächsten seine Richtung ändern muß. Die beschriebenen Ausführungsformen sind nicht nur für Packungen zwischen Welle und Gehäuse, sondern auch beispielsweise zwischen Membran und dem Rotor oder allgemein zwischen Rotor und Stator anwendbar. Paten τ-Ansprüche:

1. Labyrinthdichtungsbüchse mit zwei Reihen scharfer Ringrippen, von denen eine auf der Welle, die andere am Gehäuse der Maschine sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Rippen der einen Reihe dicht neben denen der anderen Reihe angeordnet sind, wobei eine große Fläche jeder Rippe von der durchleckenden Flüssigkeit umspült wird und daher die bei etwaiger Berührung der Rippenkanten miteinander bei laufender Maschine erzeugte Wärme schnell von der Flüssigkeit aufgenommen wird.

2. Labyrinthdichtungsbüchse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Rippengruppe auf einer mit der Welle verbundenen Hülse, die andere Rippengruppe auf einer Hülse am Gehäuse angeordnet ist, so daß alle Rippen sich in radialer und achsialer Richtung frei ausdehnen können.

3. Labyrinthdichtungsbüchse nach Ansprach i, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen der einen Seite einen Abstand voneinander besitzen, der verschieden ist vom Abstand zwischen den Rippen der Gegenseite, so daß auch bei einer Verstellung der einen Hülse oder Rippenreihe gegenüber der anderen einige Rippenpaare beider Reihen immer genau gegenei nan der gerichtet 1 i egen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.