DE522872C

DE522872C - Labyrinth seal for rotating machine parts, especially on centrifugal machines

Info

Publication number: DE522872C
Application number: DEA56953D
Authority: DE
Original assignee: Escher Wyss Maschinenfabriken AG
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1929-02-19
Filing date: 1929-03-01
Publication date: 1931-04-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Labyrinthdichtung für sich drehende Maschinenteile, insbesondere an Kreiselmaschinen, bei welcher der feststehende oder der sich drehende Teil mit einem gegenüber dem anderen Teil weicheren Stoff bekleidet ist.The invention relates to a labyrinth seal for rotating machine parts, in particular on gyroscopic machines in which the fixed or rotating part has a softer part than the other Cloth is clothed.

Bei Kreiselmaschinen spielen die inneren Umlaufverluste, namentlich wenn die Menge des in Betracht kommenden Arbeitsmittels klein ist, eine verhältnismäßig große Rolle, ebenso die S topf büchsen Verluste nach außen. Tn solchen Fällen bemüht man sich, durch besondere Formgebung der Dichtungsstreifen von Labyrinthdichtungen, die Durchflußwiderstände groß zu machen und ferner das Vorsehen eines möglichst kleinen Spieles zu ermöglichen. Um die Einstellung sehr kleiner Spiele zuzulassen, werden die Dichtungsstreifen häufig aus besonderen, weichen Baustoffen hergestellt. Der Verwendung von Sonderbaustoffen stehen jedoch zuweilen chemische Gründe entgegen, beispielsweise bei Kreiselverdichtern für Gase.In the case of gyroscopes, the internal circulation losses play a role, especially when the amount of the work equipment in question is small, a relatively large role, likewise the pot cans losses to the outside world. In such cases one tries to get through special shape of the sealing strips of labyrinth seals, the flow resistances to make it large and also to enable the smallest possible game to be provided. To make the setting very small To allow games, the sealing strips are often made of special, soft building materials manufactured. The use of special building materials, however, is sometimes against chemical reasons, for example in centrifugal compressors for gases.

Zwecks Erreichung einer guten Abdichtung sind auch schon Einrichtungen zur Verwendung gekommen, bei denen bei eintretender Berührung der Dichtungsflächen ein Schraubengang schabend über die ganze axiale Länge einer der abdichtenden Flächen wirkt.In order to achieve a good seal, devices are already in use come, in which a screw thread occurs when the sealing surfaces come into contact scraping over the entire axial length of one of the sealing surfaces acts.

Derartige Einrichtungen weisen jedoch die Nachteile auf, daß sie nie eine vollkommene Dichtung zu erreichen erlauben, da durch die Schraubennuten stets etwas von dem Mittel, das abgedichtet werden soll, entweichen wird, und daß nach erfolgtem Herausschneiden von Baustoff aus einer der Dichtungsflächen auf der ganzen Länge der letzteren und rund um dieselbe herum ein größeres Spiel vorhanden sein wird als vor dem Herausschneiden. Ist dann dieses Spiel unannehmbar groß geworden, so bleibt nichts anderes übrig, als das betreffende Stück auszuwechseln. Das kann unter Umständen eine recht teure Sache werden oder einen erheblichen Zeitverlust bedingen, falls nicht vorgezogen wird, eine gewisse Anzahl von Ersatzstücken dauernd auf Lager zu halten.However, such devices have the disadvantages that they are never perfect Allow to achieve seal, since through the screw grooves always something of the means that is to be sealed, will escape, and that after cutting out of building material from one of the sealing surfaces along the entire length of the latter and around there will be more play around it than before it was cut out. If this game has grown unacceptably large, there is nothing left but to do replace the piece in question. This can be quite expensive under certain circumstances or cause a considerable loss of time, if not preferred, a to keep a certain number of spare parts permanently in stock.

Im Gegensatz zu den besprochenen Ausführungen liegt vorliegender Erfindung die Idee zugrunde, wenigstens die eine der zum Zusammenarbeiten bestimmten Dichtungsflächen einer Labyrinthdichtung mit einer Bekleidung zu versehen, die aus einem jeder" zeit leicht erneuerbaren Überzug aus Farbe, Gummilösung, Graphitmasse oder ähnlichen Stoffen besteht. Bei einer solchen Dichtung lassen sich die Spiele so groß wählen, daß die Dichtungsstreifen unter keinen Umständen in die Lage kommen, dem sich drehenden Dichtungsteil Impulse zu erteilen und dadurch diesen Teil in Schwingung zu versetzen. Bei zu starken Streifen, also bei-In contrast to the discussed embodiments, the present invention is The idea is based on at least one of the sealing surfaces of a labyrinth seal intended for cooperation with a To provide clothing that is made from a coating of paint that can be easily renewed at any time. Rubber solution, graphite mass or similar substances. With such a seal the games can be chosen so large that the sealing strips under no circumstances come in a position to give impulses to the rotating sealing part and thereby to set this part in vibration. If the stripes are too strong, i.e. two

spielsweise beim Ausschwingen einer Welle, werden sich die Dichtungsstreifen lediglich in die weiche Bekleidung etwas eingraben. Die mit der Bekleidung versehene Dichtungsfläche behält somit ihre zylindrische-Fläche nicht bei. sondern sie erhält Rillen. Ist dann nach dem Wiedereintreten normaler Betriebsverhältnisse auch ein geringes Spiel zwischen den Dichtungsstreifen und der nun eingegrabene Rillen aufweisenden Bekleidung vorhanden, so ist immerhin der Durchfluß widerstand bei demselben Spiel zwischen Dichtungsstreifen und umlaufendem Dichtungsteil wesentlich größer als in dem Fall, wo der sich drehende Dichtungsteil mit keiner Bekleidung versehen ist, da die die Rillen begrenzenden Teile der Bekleidung zusammen mit den Dichtungsstreifen eine Drosselwirkung ausüben, welche die Leckverluste stark herabdrückt.For example, when a wave swings out, the sealing strips are only dig a little in the soft clothing. The sealing surface provided with the clothing thus does not retain its cylindrical surface. but it gets grooves. Is then after the return to normal operating conditions there is also a slight play between the sealing strip and the now buried grooves showing clothing are present, so is the flow resistance after all with the same play between the sealing strip and the circumferential sealing part is significantly greater than in the case where the rotating sealing part is not provided with any cladding, since these delimit the grooves Parts of the clothing together with the sealing strips exert a throttling effect, which greatly reduces the leakage losses depresses.

Die neue Labyrinthdichtung ermöglicht infolgedessen, selbst bei langen, eine merkliche Durchbiegung aufweisenden Läuferwellen eine vollkommene Abdichtung zu erreichen, und zwar ohne daß besonders kleine Spiele vorzusehen sind, die für die Herstellung sowie den Betrieb und insbesondere für die Inbetriebsetzung häufig Schwierigkeiten bereiten. Dabei läßt sich eine Bekleidung nach der Erfindung, falls von derselben während des Betriebes zuviel abgetragen wurde, beim öffnen der Maschine sofort erneuern. Auf der Zeichnung sind Ausführungen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt:As a result, the new labyrinth seal enables a noticeable one, even with long ones Rotor shafts with deflection to achieve a perfect seal, and without the need for particularly small games to be provided for the production as well as the operation and especially for the commissioning often cause difficulties. A clothing according to the invention can be used if too much of the same has been worn off during operation, replace immediately when opening the machine. The drawing shows versions of the Invention exemplifies, namely shows:

Fig. ι einen axialen Längsschnitt durch einen Teil eines Kreiselverdichters,Fig. Ι an axial longitudinal section through part of a centrifugal compressor,

Fig. 2 eine gewisse Teile im Schnitt veranschaulichende Labyrinthstopfbüchse für eine Dampfturbinenwelle undFig. 2 shows certain parts in section Labyrinth stuffing box for a steam turbine shaft and

Fig. 3 eine Einzelheit in größerem Maßstab. 3 shows a detail on a larger scale.

In Fig. ι bezeichnet 1 das Laufrad, ζ die Welle, 3 das Gehäuse und 4 einen Zwischenboden eines Kreiselvcrdichters. Um eine den Raum 5 an der Nabe des Laufrades τ abdichtende Liderung zu schaffen, sind auf der Eintrittsseite des Rades 1 in dessen Nahe Kämme 6 gedreht, und in das Gehäuse 3 sind Abdichtungsstreifen 7 eingesetzt, von denen jeder in eine mehr oder weniger zugeschärfte Dichtungskante 8 (Fig. 3) ausläuft. Tn die Zwischenwand 4 sind Abdichtungsstreifen 9 eingesetzt, die ebenfalls in eine zugeschärfte Dichtungskante auslaufen und zusammen mit dem Außenumfang des Nabertteiles 10 des Laufrades 1 eine Abdichtung zwischen den Räumen O¹ und 11 zu bewirken haben. Die Kämme 6 sowie der Außenumfang des Xabenteiles 10 sind mit einer Bekleidung 12 versehen, die weicher ist als die Baustoffe der Abdichtungsstreifen 7, 9 und des Lau 1 rades 1 und in welche die dicht gegen sie anliegenden· Dichtungskanten der Streifen 7, 9 bei zu starkem Streifen sich eingraben können.In Fig. 1, 1 denotes the impeller, ζ the shaft, 3 the housing and 4 an intermediate base of a centrifugal compressor. In order to create a Liderung sealing the space 5 on the hub of the impeller 1, ridges 6 are rotated on the entry side of the wheel 1 in its vicinity, and sealing strips 7 are inserted into the housing 3, each of which in a more or less sharpened sealing edge 8 (Fig. 3) expires. Sealing strips 9 are inserted into the intermediate wall 4, which also terminate in a sharpened sealing edge and, together with the outer circumference of the hub part 10 of the impeller 1, have to effect ^{a seal between the spaces O 1 and 11.} The combs 6 as well as the outer circumference of the upper part 10 are provided with a covering 12 which is softer than the building materials of the sealing strips 7, 9 and of the wheel 1 and in which the sealing edges of the strips 7, 9, which lie tightly against them, close thick stripe can dig in.

Die Wähl der zur Verwendung kommenden Bekleidung ist dem Arbeitsmittel der Kreiselmaschine anzupassen. In Verbindung mit Kreiselverdichtern, wo Temperaturen von o° bis ioo° C vorkommen, ist als Bekleidung mit Vorteil Chromotol verwendet worden, ein auch für Rostschutz sich bewährender Anstrich. Chromotol bildet eine zähe Haut, die nach bisheriger Erfahrung selbst bei 100"' C bestehen bleibt und nicht abspringt. Wie in Fig. 3 gezeigt, kann sich die Dichtungskante 8 des hier nur wenig zugeschärfien Streifens 7 unter Bildung einer Rille 13 in die Bekleidung 12 eingraben, wobei auch dann noch eine vollkommene Abdichtung gewahrt bleibt, wenn die Breite der Rille 13, wie in Fig. 3 dargestellt, ζμίο^ε axialer Verschiebungen der Welle 2 größer wird als die Breite des freien Streifenendes. Selbst in dem Falle,· wo sich die Rille 13 in radialer Richtung bis zu dem Außenumfang des eigentlichen umlaufenden Dichtungsteiles, also im vorliegenden Falle bis zur Xabe des Laufrades 1 erstreckt, wird die Abdichtung noch eine verhältnismäßig gute sein, weil die eine solche Rille begrenzenden Teile der Bekleidung 12 zusammen mit dem Abdichtungsstreifen 7 das durchströmende Arbeitsmittel stark drosseln und infolgedessen einen großen Durchflußwiderstand bedingen.The choice of clothing to be used is the work equipment of the Adapt gyroscope. In connection with centrifugal compressors where temperatures of o ° to 100 ° C occur, Chromotol has been used as clothing with advantage, a coating that has also proven itself for rust protection. Chromotol forms a tough skin, which, according to previous experience, persists even at 100 "C and does not jump off. As shown in Fig. 3, the sealing edge 8 of the here can only be slightly sharpened Strip 7 dig into the clothing 12 to form a groove 13, with also then a perfect seal is maintained when the width of the groove 13, as shown in Fig. 3, ζμίο ^ ε more axial Displacements of the shaft 2 is greater than the width of the free end of the strip. Self in the case where the groove 13 extends in the radial direction up to the outer circumference of the actual circumferential sealing part, so in the present case up to the Xabe des Impeller 1 extends, the seal will still be relatively good because the such a groove delimiting parts of the clothing 12 together with the sealing strip 7 strongly throttle the working fluid flowing through and consequently a large one Condition flow resistance.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung bezeichnet 14 eine Dampfturbinenwelle, in die zwecks Schaffung einer Labyrinthdichtung Kämme 15 eingedreht sind. 16 bezeichnet einen feststehenden Maschinenteil, in den Abdichtungsstreifen 17 eingesetzt sind. Diese Streifen weisen zugeschärfte Dichtungskanteu 18 auf. Die Kämme 15 sind auch hier mit einer Bekleidung 19 überzogen, die weicher als die Baustoffe der Welle 14 und der Abdichtungsstreifen 17 ist und in welche die dicht gegen sie anliegenden Dichtungskanten 18 der Streifen 17 bei zu-starkem Streifen sich eingraben können.In the embodiment shown in FIG 14 denotes a steam turbine shaft into which to create a labyrinth seal Combs 15 are turned. 16 designated a stationary machine part into which sealing strips 17 are inserted. These Strips have sharpened sealing edges 18. The combs 15 are also here covered with a clothing 19, which is softer than the building materials of the shaft 14 and the sealing strip 17 is and in which the sealing edges 18 of the strips 17, which abut tightly against them, are too strong Stripes can dig in.

Anstatt nur den umlaufenden Teil der Labyrinthdichtung an der abzudichtenden Stelle mit einer Bekleidung der erwähnten Art zu versehen, kann, falls die Abdichtungstreifen in den sich drehenden Dichtungsteil eingesetzt sind, auch der feststehende Teil mit einer solchen Bekleidung versehen sein, oder es können unter L^Tmständen sowohl der.sich drehende als auch der feststehende Dichtungsteil mit einer Bekleidung versehen werden. Instead of only providing the circumferential part of the labyrinth seal at the point to be sealed with a cladding of the type mentioned, if the sealing strips are inserted into the rotating sealing part, the stationary part can also be provided with such cladding, or under L ^T Both the rotating and the stationary sealing part would have to be provided with a cladding.

Die Form der Abdichtungsstreifen 7, 9, 17 spielt für das Wesen der Erfindung keineThe shape of the sealing strips 7, 9, 17 does not play a role in the essence of the invention

Rolle, und anstatt diese Streifen in der dargestellten Weise radial zuzuspitzen, können ihre Dichtungskanten auch so angeordnet werden, daß sie dicht gegen die auf die Stirnflächen der Kämme aufgetragene Bekleidung zu liegen kommen. Erforderlichenfalls können Streifen mit Dichtungskanten vorgesehen werden, die sowohl gegen zylindrische als auch senkrecht zur Drehachse verlaufendeRole, and instead of these strips in the depicted Way to point radially, their sealing edges can also be arranged in this way that they are tight against the clothing applied to the faces of the combs come to rest. If necessary, strips with sealing edges can be provided that are against both cylindrical and perpendicular to the axis of rotation

ίο Bekleidungsflächen anliegen. Die Erfindung bietet den weiteren Vorteil, daß die Dichtungsstreifen nicht so scharf zuzuspitzen sind wie in dem Falle, wo zwischen den Streifen und dem gegenüberliegenden metallenen Dichtungsteil nur ein kleines Spiel zulässig ist und man infolgedessen die Gewähr haben muß, daß beim Streifen der Dichtungsteile die Streifen an ihrer Dichtungskante sicher abgeschliffen werden. Die Streifen können vielmehr, wie Fig. 3 zeigt, ein ziemlich breites linde aufweisen.ίο the clothing surfaces are in contact. The invention has the further advantage that the sealing strips do not have to be pointed so sharply as in the case where between the strip and the opposite metal Only a small amount of play is permitted in the sealing part and as a result you have the guarantee must that when striping the sealing parts, the strips on their sealing edge securely be sanded off. Rather, as FIG. 3 shows, the strips can be quite wide show linden tree.

Gummilösungen, Graphit, Farbanstriche und ähnliche Stoffe können auch als Bekleidung für den sich drehenden oder den feststehenden Teil der Labyrinthdichtung in Betracht kommen.Rubber solutions, graphite, paints and similar fabrics can also be used as clothing for the rotating or the stationary part of the labyrinth seal come.

Claims

Claim:

Labyrinth seal for rotating machine parts, especially on centrifugal machines, in which the fixed or rotating part has a fabric that is softer than the other part is clothed, characterized in that this clothing (12, 19) from one at any time easily renewable coating consists of paint, rubber solution, graphite mass or similar substances.

1 sheet of drawings