DE502060C

DE502060C - Einrichtung zur Abdichtung gasgekuehlter, geschlossener elektrischer Maschinen, insbesondere an den Wellenlagern, durch mindestens zwei hintereinanderliegende, von Dichtungsfluessigkeit durchstroemte Dichtungsnuten

Info

Publication number: DE502060C
Application number: DEA54520D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1927-07-22
Filing date: 1928-06-17
Publication date: 1930-07-11
Also published as: US1885546A; FR657761A; GB294249A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf gasgekühlte elektrische Maschinen, bei denen das Gas, ζ. B. Wasserstoff, im geschlossenen Kreislauf über Rückkühler geleitet wird. Sie bezweckt eine verbesserte Flüssigkeitsdichtung, insbesondere an den Wellenlagern für derartige Maschinen.

Um das Entweichen des Kühlgases zu verhindern, hat man bereits Flüssigkeitsdichtungen vorgeschlagen. Eine Überhitzung und Verdampfung der Dichtungsflüssigkeit wurde dabei dadurch verhütet, daß sie dauernd während des Betriebes der Maschine in Umlauf gesetzt wird. Trotzdem konnte durch Diffusion Luft von außen über die Flüssigkeitsdichtung in das Gehäuse der Maschine eindringen. Das bedingte, der Maschine zeitweise Gas zuzuführein und mit Luft gemischtes Gas aus ihr herauszusaugen, weil das Vorhaindensein eingedrungener Luftmeingen den Wirkungsgrad der Maschine beeinträchtigt und überdies bei Wasserstoff als Kühlmittel eine Explosionsgefahr durch entstehendes Knallgas zur Folge hat.

Gemäß der Erfindung wird das Hindurchdiffuindieren von atmosphärischer Luft in die Gasfüllung der Maschine, aber auch umgekehrt das Herausdiffundieren von Kühlgas in die Atmosphäre uind damit ein Gasverlust in wirksamer Weise verhütet. Dieses wird dadurch erreicht, daß man Dichtungen mit zwei getrennten Rohrleitungssystemen für den Umlauf der Dichtungsflüssigkeit anordnet. Das eine System ist mit Dichtungsnuten verbunden, welche dem Maschineninnern zunächst liegen, und führt die mit dem Kühlgas der Maschine gesättigte Dichtungsflüssigkeit, das andere ist an die vom Maschineniinnern weiter entfernt liegende Dichtungsnuten angeschlossen und versorgt sie mit luftgesättigter Dichtungsflüssigkeit.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung bei einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. Es bezeichniet 10 das Gehäuse einer gasgekühlten elektrischen. Maschine mit dem Läufer 11 und 15 die Gasbehälter mit ihren Steuerventilen 14 und der Trockenvorrichtung 16. Die durch Pfeile angedeutete Führung des durch die Luftbeweger 17 gefördertem Kühlgases über die radialen Kühlschlitze 19, dein durch die Leitwand 18 abgegrenzten Kanal 21, die Kammern 20 und 22 und über den Rückkühler 23 ist bekannt. Die Abdichtung der Maschine an der Wellen-

durchführung geschieht durch Flüssigkeitsdichtulngen. Im Gegensatz zu bekannten Anordnungen werden zwei vollkommen voneinander getrennte Systeme für dein Umlauf der Dichtungsflüssigkeit verwendet, wobei dafür Sorge getragein ist, daß die beiden Dichtungsflüssigkeiten, die im übrigen gleichartig oder verschieden sein können, sich nach Möglichkeit nicht mischen.

ίο Gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind in der Lagerschale

24 für die Welle 13 des Läufers Ringnuten 2 5 und 26 vorgesehen, welche als Flüssigkeitsdichtuingsringe dienen. Der Ringnut 25, welche mehr mach dem Maschineninnem zu gelegen ist, wird aus dem Behälter 27 durch die Rohrleitung 28 Dichtungsflüssigkeit zugeführt.

Die Flüssigkeitsringdichtung 25 verhütet,

ao daß Gas aus dem geschlosseinen Gehäuse entweichen und in den benachbarten Flüssigkeitsring 26 übertreten kann. Der Flüssigkeitsring 26 verhütet, daß der Flüssigkeitsring

25 Luft absorbiert und bewirkt somit, daß möglichst weinig Luft in das Innere der Maschine eintreten kann. Diese Anordnung vermindert die in das Innere der Maschine über dan Flüssigkeitsring eintretende Luftmenge auf einen vernachlässigbaren Wert, weil die Luft über den mit Luft gesättigten Flüssigkeitsring 26 hinweg zu dem mit Gas geisättigten Flüssigkeitsring 25 diffundieren muß, was sehr langsam vor sich geht. Man kann den Flüssigkeitsspiegel im Behälter 27 so etuistellein, daß ein sehr geringer Übertritt der mit Gas gesättigten Flüssigkeit in den mit Luft gesättigten Flüssigkeitsring stattfindet, wodurch nur ein sehr geringer Verlust an dem zur Kühlung der Maschine verwendeten Wasserstoff oder anderem Kühlgas eintritt. Ein Übergang von Dichtungsflüssigkeit in umgekehrter Richtung vom Flüssigkeitsring 26 zum Flüssigkeitsring 25 wird hierdurch mit Sicherheit vermieden,

Um zu starke Erwärmung der Dichtungsflüssigkeit in dem Lager 24 während des Betriebes der elektrischen Maschine zu verhüten, wird die Flüssigkeit beider Dichtungsringe dauernd durch je eine Druckvorrichtung oder eine Pumpe in Umlauf gesetzt. Der Kreislauf der gasgesättigten Dichtungsflüssigkeit ist dabei folgender:

Aus dem Behälter 27 fließt die Flüssigkeit infolge der Schwerkraft durch das Rohr 28 der in der Lagerschale 24 angeordneten Ringnut 25 dauernd zu. In die Rohrleitung 28 ist ein Ventil 29 eingeschaltet, mittels dessen die Flüssigkeitszufuhr zur Ringnut 25 beliebig eingestellt werden kann. Nahe der Ringnut 25 nach dem Maschineninnern zu, ist sowohl in der Lagerschale 24 als auch, in der Stirnverschalung io^s je eine ringförmige Üb erlauf nut 30 angeordnet, durch die über Abflußkanäle und eine Rohrleitung 31 die überschüssige Dichtungsflüssigkeit infolge der Schwerkraft ■ nach einem Behälter 32 abgeführt wird. Um den Flüssigkeitsspiegel im Behälter 27 konstant zu halten, ist eine Pumpe 33 vorgesehen, welche die überschüssige Dichtungsflüssigkeit über die Leitung 34 zum Behälter 27 zurückführt. Sollte in diesem der Flüssigkeitsspiegel zu hoch steigen, so wird die überschüssige Dichtungsflüssigkeit vermittels eines Überlaufrohrs 35 in den Behälter 32 zurückgeführt. Der Druckbehälter 27 und der Sammelbehalter 32 sind beide vollkommen ,geschlossen, damit aus der Dichtungsflüssigkeit frei werdendes Gas nicht verlorengehen kann. Zum Zweck des Druckausgleichs des Gases sind sie oberhalb ihres Flüssigkeits spiegeis durch ein Ausgleichrohr 36 miteinander und mit einem Abzweig 37 nach dem Innern des Maschinengehäuses 10 verbunden. Eine ähnliche Anordnung ist für die Kühlung der der Ringnut 26 zugeführten luftgesättigten Dich^; tungsflüssigkeit vorgesehen. Sie besteht aus einem Druckbehälter 38, der oberhalb des Lagers 24 so hoch angeordnet ist, daß die Dichtungsflüssigkeit der Ringnut 26 über die Rohre 39 und ein Regelventil 40 durch die Schwerkraft zufließt.

Die aus der Ringnut 26 abfließende Dichtungsflüssigkeit wird durch eine in der Lagerschale vorgesehene Überlauf nut 41 aufgenommen und über einen AbfLußkanal und die Rohrleitung 43 einem Sammelbehälter 44 zugeführt. Der Flüssigkeitsspiegel im Druckbehälter 38 und damit die Flüssigkeitszufuhr zur Ringnut 26 wird mittels des Ventils 40 eingestellt und dadurch konstant gehalten, daß eine Pumpe 45 die in den Sammelbelhälter 44 zurückfließende Flüssigkeit über eine Rohrleitung 46 in den Behätef 38 zurückführt. Auch in diesem wird der Flüssigkeitsspiegel dadurch konstant gehalten, daß etwaige Überschußflüssigkeit durch eine Überlaufleitung 47 zum Behälter 44 zurückfließt. Der Druckbehälter 38 und der Sammelbehälter 44 sind, da hier einerseits Gasverluste nicht zu befürchten sind, andererseits zwecks Sättigung der Dichtungsflüssigkeit mit Luft freier Luftzutritt erforderlich ist, beide offen. Die Verhinderung des Eintritts von Luft in die Gasfüllung der elektrischen Maschine ist davon abhängig, daß die Flüssigkeitszufuhr zu den Ringnuten 25 und 26 so eingestellt wird, daß sie sich gegenseitig im Gleichgewicht halten, d. h. normalerweise ein Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden Ringnuten 25 und 26 nicht stattfindet und bei etwaigen Änderungen in der Flüssigkeitszufuhr zu den beiden Ringnuten höchstens ein

Übergang der Dichtungsflüssigkeit von der Ringnut 25 zur Ringnut 26 stattfindet, nicht aber umgekehrt. In letzterem Falle wird zwar ein geringer Verlust an Kühlgas stattfinden, der aber weniger nachteilig ist als ein Eintreten von Luft in das Kühlgas der Maschine. Um diesen gegenseitigen Ausgleich der Flüssigkeitszufuhren zu den Ringnuten 25 und 26 sicherzustellen, wird ein in die Zuführungsrohrleitung 28 eingebautes Ventil 51 selbsttätig in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand im Behälter 44 verstellt. Dies geschieht mit Hilfe eines im Behälter 44 angeordneten Schwimmers 48 und eines Gegengewichts 52, welche durch ein über eine Führungsrolle 50 laufendes Seil untereinander verbunden sind und die Betätigung des Ventils 51 in dem Sinne bewirken, daß das Ventil geschlossen wird, wenn im Sammelbehälter 44 der Flüssigkeitsspiegel steigt und geöffnet wird, wenn der Flüssigkeitsspiegel sich senkt. Durch diese Betätigung des selbsttätigen Ventils 51 wird immer wieder der Normalzustand hergestellt, bei dem keine Flüssigkeit zwischen den Ringnuten 25 und 26 übertritt. Ähnlich wie im Behälter 44 kann auch im Behälter 32 eine zur Steuerung eines die Rohrleitung 39 eingeschalteten selbsttätigen Ventils dienende Schwimmereinrichtung eingebaut werden.

Die Einstellung des Flüssigkeitsdruckes in den Ringnuten 25 und 26 auf einen solchen Wert, bei dem das Übertreten von Dichtungsflüssigkeit zwischen den Ringnuten verhindert wird, wird dadurch erleichtert, daß Mainometer 25« und 26« vorgesehen sind, die mit den Ringnuten 25 und 26 verbunden sind. Der Druck und der Flüssigkeitsstand in den Druckbehältern werden durch die offenen Röhren 27« und 38« angezeigt, während der Druck und der Flüssigkeitsstand in den Sammelbehältern 32 und 44 durch die offenen Röhren 32« und 44° angezeigt wird.

Die Führung der Luft innerhalb der Maschine ist für das Wesen der Erfindung unerheblich. Die Anordnung der Druckbehälter, der Sammelbehälter und der Rohrleitungssysteme sowie die Anordnung der Dichtungsriingnuten in der Lagerschale lassen mannigfache Änderungen zu, ohne vom Gegenstand der Erfindung grundsätzlich abzuweichen, sofern nur die Einrichtung so getroffen wird, daß ein Eindringen von atmosphärischer Luft infolge der Verwendung von mindestens zwei neben- bzw. hintereinanderliegenden Dic'htuingsringnuten verhindert wird, die mit voneinander unabhängigen Dichtungs'fLüssigkeiten, von denen die eine mit Gas, die andere mit Luft gesättigt ist, gespeist werden. Ebenso können statt oder außer der auf dem Läufer selbst angeordneten Luftbeweger auch außerhalb der Maschine angeordnete oder an die Maschine selbst angebaute Fremdluftbeweger zur Anwendung kommen.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Abdichtung gasgekühlter, geschlossener elektrischer Maschinen, insbesondere an den Wellenlagern, durch mindestens zwei hintereinanderliegende, von Dichtungsflüssigkeit durchströmte Dichtungsnuten, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die dem Maschineninnern benachbarten Dichtungsinuten als auch diejenigen, die vom Maschineninnern weiter entfernt sind, an je ein gesondertes Rohrleitungssystem für den Umlauf der Dichtungsflüssigkeit angeschlossen sind, von denen das erstere die mit dem Kühlgas der Maschine gesättigte, das letztere die luftgesättigte Dichtungsflüssigkeit führt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der gasgesättigten Dichtungsflüssigkeit durchströmte Rohrleitungssystem von der Außenluft völlig abgeschlossen ist, während das von luftgesättigter Flüssigkeit durchströmte Rohrleitungssystem offen ist,

d. h. mit der atmosphärischen Luft in Berührung steht.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei den beiden getrennten Rohrleitungssystemen der Druck der gasgesättigten Dichtungsflüssigkeit selbsttätig oder von Hand dauernd ein wenig höher als der Druck der luftgesättigten Dichtungsflüssigkeit gehalten wird, so daß wohl geringe Mengan des gasgesättigten Flüssigkeitsringes in den luftgesättigten Flüssigkeitsring, nicht aber umgekehrt übertreten können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen