DE451079C

DE451079C - Spaltdichtung fuer Kreiselmaschinen, insbesondere fuer Gasturbinen mit Hilfsfluessigkeit

Info

Publication number: DE451079C
Application number: DEST41727D
Authority: DE
Original assignee: GEORG STAUBER DR ING
Current assignee: GEORG STAUBER DR ING
Priority date: 1926-10-14
Filing date: 1926-10-14
Publication date: 1928-01-17

Description

2 5 PSB. 192

AUSGEGEBEN AM
17. JANUAR 1928

Bei Kreiselmaschinen,. insbesondere bei Gasturbinen mit Hilfsflüssigkeit als Treibmittel, ergeben sicli zwischen den umlaufenden Rädern und dem Gehäuse erhebliche Spaltverluste an Hilfsflüssigkeit. Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Verluste zu verkleinern. Sie besteht darin, daß der Spalt sich in der Austrittsrichtung verengt und durch einen frei beweglichen Ring abgedichtet wird, der unter dem Einfluß von periodisch veränderlichen Wanddrücken im Durchflußraum der austretenden Arbeitsflüssigkeit und von entgegenwirkenden Schließkräften beliebiger Herkunft sich selbsttätig auf kleinste Spaltöffnung einstellt.

In der Abbildung ist die neue Erfindung beispielsweise für eine Gasturbine mit Hilfsflüssigkeit dargestellt.

Die Turbine besitzt ein wasserfreies Gehäuse und erzielt dies durch eine elastische Abdichtung an dem Spalt 3. Es wäre naheliegend, an diesen Stellen in bekannter Weise mit elastisch angepreßten Schleifringen von großer Auflagefläche abzudichten, um den Wasseraustritt unmöglich zu machen, doch würden derartige Ringe ohne sorgfältige Ölschmierung leicht fressen. Erfindungsgemäß erhalten die Dichtungsringe diejenige besondere Form, welche aus der Abbildung hervorgeht. Der Dichtungsring 4 dichtet beispielsweise den Spalt 3 zwischen Laufrad 1 und Gehäuse 2. Er bildet gegenüber dem Laufrad einerseits und. der festen Gehäusewand 2 anderseits zwei Ringräumc, einen Belastungsraum 5 und den nach außen vereng' ten Durchflußraum 6. Beide stehen miteinander und mit dem abzudichtenden Spalt 3 in Verbindung. Im Belastungsraum 5 herrscht bei Beharrungszustand ein unveränderlicher Druck, abhängig von den unter sich verschiedenen Spaltdrücken am Umfang des Spalts 3; der Belastungsraum 5 ist gegenüber der Gehäusewand 2 elastisch abgedichtet, etwa durch einen Ring 7, um den sich nach Art der bekannten Fernis-Ventildichtung eine Doppelmanschette 8 aus Gummi oder Leder legt. Im Durchflußraum 6 würde ungefähr der gleiche Druck wie im Belastungsraum 5 herrschen, wenn der Dichtungsring 4 so fest an das Rad 1 anschließen würde, daß kein Wasser zwischen ihnen durchfließen könnte. Dieser Zustand wird erfindungsgemäß nicht · angestrebt, denn er würde zur Abnutzung des Ringes 4 und zum Anfressen des Radbundes führen. Vielmehr ist für die Formgebung des Dichtungsringes 4 die Absicht maßgebend, eine bestimmte Wassermenge zwischen Laufrad und Dichtungsring austreten zu lassen und verloren zu geben, aber nur so viel, wie zur Erzielung der sogenannten reinen Flüssigkeitsschmierung zwischen Rad und Ring und zur Vermeidung der gegenseitigen Abnutzung nötig ist. Mit diesem bewußt zugelassenen Wasserverlust ist notwendigerweise ein Energieverlust verknüpft, jedoch bleibt er wesentlieh unter demjenigen, welcher sich beim Umlauf des Radpaares im wassergefüllten Gehäuse ergeben würde. Um nun den Zustand

des kleinstmöglichen Durchflusses zu erzielen, wird der Dichtungsring 4 so gestaltet, daß er im Betrieb weder dauernd geöffnet noch dauernd geschlossen sein kann. Die Belastungsflächen auf beiden Seiten des Ringes 4 sind derartig bemessen, daß, wenn der Dichtungsring 4 dicht am Rad 1 anliegt, er sich unter dem Einfluß des Wanddruckunterschiedes und der Förderwirkung des Radbundes zwischen Laufrad und Dichtungsring· zu öffnen sucht. Im Augenblick des wirklichen Durchflusses sinken aber nach bekannten Gesetzen die Wandpressungen im Durchflußraum 6. während sie im Belastungsraum 5 praktisch unverändert bleiben; der Ring 4 wird also sofort wieder gegen das Laufrad angepreßt, von dem er sich soeben abheben wollte. Auf diese Weise stellt sich eine kleine Spaltöffnung ein, die wenig Leckwasser abziehen

ao läßt und doch genug, um einen hinreichenden Schmierfilm zwischen Laufrad und Dichtungsring zu belassen, der ein gegenseitiges Abnutzen der beiden verhindert.

Die ruhende Abdichtung zwischen dem Ring 4 und der festen Wand 2 kann auch durch Vollgummi, durch elastische oder unelastische Metallringe erfolgen; auch kann die Schließbelastung des Ringes 4 ganz oder teilweise durch Federn erzeugt werden oder auch der Ring 4 die Form eines dicht an das Gehäuse angeschlossenen Blechstreifens erhalten; Erfindungsmerkmal bliebe in allen diesen Fällen das selbsttätige Einstellen des Dichtungsringes auf kleinste Spaltöffnung. Selbstverständlich ist diese Spaltdichtung auch bei allen mit Flüssigkeiten arbeitenden Laufrädern von Pumpen, Turbinen und Umformern anwendbar und neu.

Claims

Patentanspruch:

Spaltdichtung für Kreiselmaschinen, insbesondere für Gasturbinen mit Hilfsflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen Laufrad und Gehäuse sich in der Austrittsrichtung verengt und durch einen frei beweglichen Ring (4) abgedichtet wird, der unter dem Einfluß von periodisch veränderlichen Wanddrücken im Durchflußraum (6) der austretenden Arbeitsflüssigkeit und von entgegenwirkenden Schließkräften beliebiger Herkunft sich selbsttätig auf kleinste Spaltöffnung einstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.