DE490276C - Labyrinthdichtung fuer Dampf- und Gasturbinen - Google Patents

Description

• Labyrinthdichtung für Dampf- und Gasturbinen Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine Labyrinthdichtung für Dampf- und Gasturbinen.
• Bei den bisher bekannten Ausführungen von Labyrinthdichtungen waren diese als Profilringe gebildet, die verschiedene Querschnittsformen zeigten und in stehenden, sich drehenden, oder auch in beiden Teilen angeordnet waren, deren kreisförmige Dichtungslinie jedoch in einer zur Wellenachse senkrechten Ebene lag oder, falls die Dichtungslinie schraubenförmig verlief, nur wenig davon abwich.
• Bei diesen Ausführungen hat es sich nun gezeigt, daß bei Berührungen, sei es mit der Welle, sei es mit dem Gehäuse oder unter sich, die Dichtungsringe an den Berührungsstellen häufig stark beschädigt, unter Umständen sogar vollständig zerstört waren. Die Berührungen können durch ungleiche Ausdehnungen der gegeneinander bewegten Teile oder dadurch hervorgerufen werden, daß die Wellen, insbesondere die bei Turbinen gebräuchlichen schnellaufenden Wellen, Vibrationen unterworfen sind, deren - Ursachen z. B. im Durchlaufen der kritischen Drehzahlbereiche zu suchen sein können. Durch die bei einer solchen Berührung entstehende Reibungswärme dehnen sich die aneinander streifenden Teile aus, wodurch gewöhnlich die Berührung noch fester wird, die Reibungswärme wiederum größer wird usw., bis schließlich die Zerstörung der streifenden Teile beginnt. Nun hat es sich bei den Dampfturbinenbeschaufelungen gezeigt, daß bei Verwendung von Schaufeln mit zugeschärften Enden die Schaufelenden gegen Berührung mit dem Gehäuse oder der Welle wenig empfindlich sind. Die zugeschärften Schaufelenden schleifen sich bei der Berührung einfach ab, ohne daß Zerstörungen in irgendwelcher Form auftreten. Die größere Widerstandsfähigkeit der Schaufeln ist darauf zurückzuführen, daß die Berührungsstellen voneinander getrennt sind und zwischen den aufeinanderfolgenden Berührungsstellen (Schaufeln) ein Spalt vorhanden ist, durch welchen eine wirksame Wärmeabfuhr stattfinden kann.
• Die Erfindung bezweckt nun, auch bei den Labyrinthdichtungen die ständige Berührung der Dichtungen -mit einem und demselben Punkte des stehenden oder des sich drehenden Teiles zu vermeiden und dadurch einer zu großen Erwärmung infolge der Berührung der Teile vorzubeugen. Sie besteht darin, daß die einzelnen Dichtungsringe in der Umfangsrichtung eine von einer Geraden abweichende, z. B. Zacken- oder Wellenform haben, um bei einer Berührung mit der zylindrischen Gegenfläche die in der Drehrichtung aufeinanderfolgenden Berührungsstellen durch Zwischenräume voneinander zu trennen.
• Eine derartige Dichtung läßt sich in verschiedener Weise ausführen. Man kann z. B. sowohl im stehenden als auch im sich drehenden Teil einzelne schaufelförmige Teile einsetzen, deren Schaufelkanten sich jedoch gegenseitig fortlaufend berühren müssen, oder aber man legt ein schmales Blechband in Zickzack- oder Kurvenform in Nuten des stehenden oder sich drehenden Teiles und befestigt dieselben durch Einstemmen von Zwischen- oder Füllstücken. , Ferner können die Dichtungsteile des stehenden Teiles mit parallelen Stegen unter einem Winkel zur Achse versehen werden, um durch Führung des durchströmenden Dampfes oder Gases eine Leistungsabgabe desselben an die Welle zu erreichen. Um die Herstellung zu verbilligen, kann die L abyrinthdichtung so ausgeführt werden, daß Dichtungsteile bekannter Art mit Dichtungsteilen der vorgeschlagenen Art zusammen angewandt werden, wobei die eine Art nur im stehenden und die andere Art im sich drehenden Teil sich befinden kann oder beide Tm gleichen Teil abwechselnd vorhanden sein können. Für hohe Dampftemperaturen wird man zweckmäßig die ersten Dichtungsreihen, welche infolge der hohen Dampftemperaturen größeren Wärmeausdehnungen unterworfen und damit auch einer größeren Gefahr des Streifens der Dichtung ausgesetzt sind, mit Dichtungsteilen nach der Erfindung ausführen und für die folgenden entfernter liegenden Dichtungsstellen, welche weniger hohen Dampftemperaturen ausgesetzt sind und bei welchen die Gefahr des Streifens verringert ist, eine der üblichen bekannten und auch billigeren Ausführungsformen wählen.
• Auf der Zeichnung sind einige Beispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar in Abb. i und 2 in einer Ausführung, bei welcher die Dichtungsringe aus einzelnen schaufelförmigen Teilen bestehen. Dabei bezeichnet i den sich drehenden und 2 den stehenden Teil. In den drehenden Teil i sind die schaufelförmigen Dichtungsteile 3 und 5 abwechselnd in schwalbenschwanzförmigen Nuten eingesetzt, wobei die zugeschärften Kämme q. und 6 so ausgeführt sind, daß sie sich an ihren Enden berühren und so eine fortlaufende Dichtung stattfindet. Entsprechend sind im stehenden Teile die schaufelförmigen Dichtungselemente 7 und 9 in schwalbenschwanzförmigen Nuten eingesetzt. Die zugeschärften Kämme 8 und io sind entsprechend denen im sich drehenden Teil ausgebildet. Nur ist im stehenden Teil die Kurvenform der schaufelförmigen Elemente g entgegengesetzt ausgeführt wie im sich drehenden Teil.
• Bei der Ausführung nach Abb.3 sind die schaufelförmigen Teile zur einfachen Herstellung in Zickzackform ausgebildet. Im übrigen entspricht die Ausführung der .nach der Abb. i und z. Abb. 6 zeigt einen Schnitt durch einen Dichtungsteil. Bei der Anordnung nach Abb. q. und 5 sind zur Herstellung der Dichtungsringe Blechbänder 15 im drehenden und 16 im stehenden Teil verwendet worden, die U-förmig mittels Füllstücken i3_ und 1q. in die Schwalbenschwanznuten eingelegt und durch Verstemmen befestigt sind. Statt der U-Form kann auch eine andere von einer Geraden abweichende, z. B. Zickzack-, Ellipsen- oder Kreisform gewählt werden.
• Abb.7 und 8 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Dichtungsteile am drehenden und feststehenden Teil so ausgeführt sind, daß sie in der Lage sind, die Energie des noch durchströmenden Dampfes zur Leistungsabgabe an den drehenden Teil auszunutzen. Der stehende Teile ist mit U-förmig gebogenen Dichtungsstücken 2o und Zwischerist"ücken 2,1 ausgeführt,-dereri- Stege für die Dampfführung parallel zueinander und unter einem Winkel zur Wellenachse angeordnet sind. Der drehende Teil i ist dagegen mit schaufelförmigen Dichtungsstücken 18 und i9, die zickzackförmig angeordnet sind, versehen. Wie durch Pfeile angedeutet, stößt der Dampf, von den schräggestellten Stegen der U-förmig gebogenen Elemente 2o und 21 geführt, gegen die schaufelförmigen Stücke 18 und gibt dadurch die ihm innewohnende Energie an den drehenden Teil i ab. Statt der U-förmig gebogenen Dichtungsstücke können dabei auch zickzack-, kreis-oder kurvenförmig gebogene Dichtungsstücke und statt der geraden, parallelen Stege auch schaufelförmig gebogene, parallele Stege verwendet werden.

Claims (3)

1. PATRNTANSPRÜCHR:: i. Labyrinthdichtung für Dampf- und Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Dichtungsringe in der Umfangsrichtung eine von einer Geraden abweichende, z. B. Zacken- oder Wellenform haben, so daß bei einer Berührung mit der zylindrischen Gegenfläche die in der Drehrichtung aufeinänderfolgenden Berührungsstellen durch Zwischenräume getrennt sind.
2. 2. Labyrinthdichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringe aus einzelnen schaufelförmigen Teilen bestehen, deren Schaufelkanten (Abb. i, 2, 3 und 6, 7, 8) sich gegenseitig fortlaufend berühren.
3. 3. Labyrinthdichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Dichtungsringe ein schmales Blechband verwendet wird, das in einer von einer Geraden abweichenden, z. B. Zickzack-, U-, Ellipsen- oder Kreisform in die Nuten des stehenden oder des sich drehenden Teiles unter Verwendung von Zwischenstücken durch Einstemmen befestigt wird (Abb. q. und 5). g,. Labyrinthdichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsteile des stehendenTeiles mit zueinander parallelen Stegen unter einem Winkel zur Achse versehen sind, um durch Führung des durchströmenden Dampfes oder Gases eine Leistungsabgabe desselben an die Welle zu erreichen (Abb. 7 und 8). 5. Labyrinthdichtung nach Anspruch r bis q., dadurch gekennzeichnet, daß Dichtungsteile bekannter Art mit Dichtungsteilen nach Anspruch r bis ¢ zusammen angewandt sind.