DE562182C

DE562182C - Device for securing oil-lubricated bearings of steam turbines and centrifugal compressors for steam

Info

Publication number: DE562182C
Application number: DE1930562182D
Authority: DE
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1930-03-02
Filing date: 1930-03-02
Publication date: 1932-10-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Sicherung ölgeschmierter Lager von Dampfturbinen oder von Kreiselverdichtern für Dampf gegen den Eintritt von Wasser und. den Austritt von öl, bei welcher nach Patent 545 243 der Übertritt von Öl oder Wasser nach der einen oder anderen Seite durch Druckluft verhindert wird, die in einem zwischengeschalteten Hohlraum nach beiden Richtungen wirksam gemacht wird.The invention relates to a device for securing oil-lubricated bearings of steam turbines or centrifugal compressors for steam against the ingress of water and. the leakage of oil at which according to patent 545 243 the transfer of oil or water after one or the other Page is prevented by compressed air flowing into an intermediate cavity after is made effective in both directions.

Die Erfindung besteht in einer besonderen Bauart dieser Einrichtung, welche es ermöglicht, bei Dampfturbinen oder Kreiselverdichtern für Dampf, bei denen das Lager und die Wellendichtung zu einem ganzen vereinigt sind, also das Lager oder seine der Maschine zugekehrte Seite unter dem an dieser Stelle herrschenden inneren Treibmitteldruck steht und die eigentliche Abdichtung gegen Dampfaustritt durch das Schmieröl zwischen Welle und Lagerschale erfolgt, die Mischung von Dampf mit dem Schmieröl im Sinne des Hauptpatents mit Hilfe der Druckluft in einfacherer und sicherer Weise zu verhüten, als dies bei den bekannten Lagern dieser Art bisher möglich war.The invention consists in a special design of this device, which makes it possible in steam turbines or centrifugal compressors for steam, where the bearing and the Shaft seal are combined into a whole, so the bearing or its of the machine facing side is under the internal propellant pressure prevailing at this point and the actual seal against steam leakage through the lubricating oil between the shaft and bearing shell takes place, the mixture of steam with the lubricating oil within the meaning of the main patent with the help of compressed air in a simpler way and to prevent it more safely than was previously possible with the known bearings of this type.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei solchen Lagern die Mischung von Dampf und Schmieröl dadurch zu verhindern, daß man zwischen das Lager und die Austrittsstelle der Welle aus der Maschine einen Druckwasserring von einem dem inneren Dampfdruck der Maschine an dieser Stelle entsprechenden Druck legt, das am Lager sich bildende Öl- und Wassergemisch abführt und in besonderen Einrichtungen das öl wieder vom Wasser trennt. Diese Einrichtung ist zunächst an sich baulich umständlich und schwierig, da sie besondere Maßnahmen erfordert, um die Druckverhältnisse am Lager so zu gestalten, daß einerseits kein Wasser in das Lager gelangen, andererseits aber kein auf das Wasser rückwirkender Ölüberdruck entstehen kann, der Wasser in den Dampfraüm der Maschine drücken könnte. Ferner sind zur Trennung des abgeführten Wasser- und ölgemisches zahlreiche Sondereinrichtungen erforderlich, welche die Anlage umständlich und teuer machen, und schließlich bietet die Einrichtung trotz aller Vorkehrungen doch keine sichere Gewähr dafür, daß ζ. B. bei schwankenden DruckverhältnissenIt has already been proposed that the mixture of steam and in such bearings To prevent lubricating oil from getting between the bearing and the exit point of the Shaft from the machine a pressurized water ring from one of the internal steam pressure of the Machine applies the appropriate pressure at this point, the oil that forms on the bearing and water mixture discharges and in special facilities the oil again from Water separates. Initially, this facility is structurally cumbersome and difficult, as it requires special measures, to make the pressure conditions at the camp so that on the one hand no water in reach the bearing, but on the other hand no excess oil pressure retroactively affecting the water that could force water into the steam chamber of the machine. Further are numerous special devices for separating the discharged water and oil mixture required, which make the system cumbersome and expensive, and finally the facility offers despite all the precautions but no sure guarantee that ζ. B. with fluctuating pressure conditions

nicht doch noch Wasser in größeren Mengen zeitweise in das Schmieröl oder das Lager gelangt.not even water in large quantities temporarily in the lubricating oil or the bearing got.

Die im Sinne des Hauptpatentes ausgebildete, mit Druckluft betriebene Einrichtung nach der Erfindung ist demgegenüber wesent-.lich einfacher und zuverlässiger.The compressed air-operated device designed in accordance with the main patent according to the invention, on the other hand, is essential easier and more reliable.

Die Einrichtung besteht darin, daß zwischen dem im Lagergehäuse liegenden Hohlraum für die Druckluft und. der nicht besonders gedichteten Austrittsstelle der Welle aus der Maschine ein Abführungsraum für Dampf und Druckluft vorgesehen ist, in den Druckluft durch einen engen Ringspalt eintreten kann und der mit einem Auslaß für das Dampfluftgemisch versehen ist, der zu einer Drosseleinrichtung führt, durch welche die Mengen des abzuführenden Dampfluftgemisches geregelt werden können. Um dabei zu verhindern, daß Öl von den Lagerschalen aus nach dem Abführungsraum durch Luftströmung mitgenommen wird, ist der Druckluftraum durch eine Spaltdichtung in zwei ■ Abteilungen geteilt, deren eine den Innenraum des Lagergehäuses bildet, während die andere außerhalb liegt, wobei in beide die Zuführungsleitung der Druckluft geführt ist, so daß zwischen ihnen Druckausgleich besteht und die Druckluft im Lagergehäuse sich in Ruhe befindet.The device consists in that between the cavity lying in the bearing housing for compressed air and. the not specially sealed exit point of the shaft the machine is provided with a discharge space for steam and compressed air into the compressed air can enter through a narrow annular gap and which is provided with an outlet for the steam-air mixture, which leads to a Throttle device leads through which the quantities of the vapor-air mixture to be discharged can be regulated. In order to prevent oil from flowing from the bearing shells to the discharge space is entrained by air flow, the compressed air space is through a gap seal divided into two ■ departments, one of which forms the interior of the bearing housing, while the other is outside, the supply line of the compressed air being guided into both, so that pressure equalization between them exists and the compressed air in the bearing housing is at rest.

Es können also aus dem Lagergehäuse keine ölteile infolge Luftströmung abgeführt werden.No oil parts can therefore be removed from the bearing housing as a result of the air flow will.

Die Drosselstelle der Abführungsleitung für das Dampfluftgemisch kann dabei so eng gehalten werden, daß nennenswerte Dampfund Druckluftverluste auch bei den höchsten Betriebsdrücken nicht auftreten. Im übrigen kan das austretende Dampfluftgemisch auch aufgefangen und wärmewirtschaftlich weiterverwendet werden.The throttle point of the discharge line for the steam-air mixture can be so narrow be kept that significant steam and compressed air losses even at the highest Operating pressures do not occur. In addition, the emerging vapor-air mixture can also collected and reused for thermal purposes.

Um auch beim Schwanken der Druckverhältnisse und bei zeitweise steigendem Maschineninnendruck keinen Dampf in den eigentlichen Lagerraum gelangen zu lassen, ist erfindungsgemäß vorteilhaft zwischen der außerhalb des eigentlichen Lagerraumes liegenden Abteilung des Druckluftraumes und dem Abführungsraum noch ein durch eine Spaltdichtung abgetrennter Zwischenraum vorgesehen. In diesen kann der Dampf bei zeitweiser Drucksteigerung, die eine Verringerung der Luftmenge schneller herbeiführt, als durch Nachströmen von neuer Druckluft ausgeglichen werden kann, einströmen, bevor er in den Luftraum vor dem Lagergehäuse oder gar in den Lagerraum selbst eindringen könnte. Der Raumgehalt der Zwischenkammer kann noch dadurch vergrößert werden, daß man sie durch eine weitere Spaltdichtung in zwei Abteilungen teilt, die durch eine die Spaltdichtung umgehende Umführungsleitung miteinander verbunden sind. Infolge des geringeren Strömungswiderstandes dieser Umführungsleitung gegenüber dem Widerstand der von ihr umgangenen Spaltdichtung wird bei etwa in die Zwischenkammer eintretendem Dampf die Hauptmenge desselben ihren Weg in das Rohr nehmen und beim Austritt aus dem Rohr in die dem Druckluftraum benachbarte Abteilung der Zwischenkammer durch neu zuströmende Druckluft nach der Abführungskammer wieder zurückgetrieben werden. Die Einrichtung ist besonders vorteilhaft, da bei überströmendem Dampf die Luft in der Umgehungsleitung als Schicht verdrängt wird und keine Wirbelbildung auf dem Wege stattfindet, was insofern von besonderem Vorteil ist, als starke Wirbelbildungen in der Zwischenkammer vielleicht doch noch dazu führen könnten, daß Spuren von Dampf in die Drucklufträume gelangen, was, obwohl an sich noch nicht schädlich, dennoch verhindert werden soll.This is also the case when the pressure conditions fluctuate and the internal machine pressure increases at times to let no steam get into the actual storage room is advantageous according to the invention between the department of the compressed air room outside the actual storage room and an intermediate space separated by a gap seal is also provided in the discharge space. In these the steam can with temporary increase in pressure, which leads to a reduction in the amount of air more quickly, than can be compensated for by the flow of new compressed air, flow in before he penetrate into the air space in front of the bearing housing or even into the storage room itself could. The volume of the intermediate chamber can be increased by adding another gap seal divided into two compartments by a bypass line bypassing the gap seal are connected to each other. As a result of the lower flow resistance of this bypass line compared to the resistance of the gap seal bypassed by it is approximately entering the intermediate chamber Steam most of the same make their way into the pipe and when exiting the pipe into the space adjacent to the compressed air space Department of the intermediate chamber driven back again after the discharge chamber by newly flowing compressed air will. The device is particularly advantageous because when the steam flows over the Air in the bypass line is displaced as a layer and no vortex formation occurs takes place along the way, which is of particular advantage in that there are strong eddies in the intermediate chamber could still lead to traces of steam getting into the compressed air spaces, which, although not harmful in itself, should nonetheless be prevented.

Auf der Zeichnung sind in Abb. 1 und 2 einige Ausführungsbeispiele der Erfindung in senkrechtem Mittelschnitt dargestellt, welche sich im wesentlichen nur dadurch unterscheiden, daß gemäß Abb. 1 die Welle durch das Lagergehäuse nach außen durchgeführt und die Zwischenkammer zwischen dem Abführungsraum und dem Druckluftraum weggelassen ist, während gemäß Abb. 2 das Lager vollständig geschlossen ist und zwischen dem Druckluftraum und der Abführungskammer für das Dampfluftgemisch eine unterteilte Zwischenkammer vorgesehen ist. Bei beiden Ausführungsformen ist das Lagergehäuse» durch eine bekannte Labyrinthdichtung b in zwei Abteilungen c, d geteilt, von denen die erste c den eigentlichen geschlossenen Lagerraum, die andere d einen nach der Maschinenseite zu offenen Raum bildet. An beide Abteilungen c, d ist die Druckluftzuführungsleitutig e über die Kanäle e', e" angeschlossen.In the drawing, some embodiments of the invention are shown in vertical center section in Fig. 1 and 2, which differ essentially only in that, according to Fig. 1, the shaft is passed through the bearing housing to the outside and the intermediate chamber between the discharge space and the compressed air space is omitted is, while according to Fig. 2 the bearing is completely closed and a subdivided intermediate chamber is provided between the compressed air space and the discharge chamber for the vapor-air mixture. In both embodiments, the bearing housing is divided by a known labyrinth seal b into two compartments c, d , of which the first c forms the actual closed storage space, the other d a space open to the machine side. C to both departments, d Druckluftzuführungsleitutig e via the channels e ', e "is connected.

Die Abteilung d geht gemäß Abb. 1 unmittelbar in eine an der Austrittsstelle g der Welle/ aus der Maschine liegende Kammer g' über, welche von der Kammer d durch eine Lamellendichtung h getrennt ist und die durch einen Auslaßkanal i und eine Rohrleitung k mit einer regelbaren Drosseleinrichtung / verbunden ist. Das Drucköl wird bei dieser Ausführungsform den Lagerschalen durch die ölpumpe» über den Kühlern und die mit Rückschlagventil 0 versehene Leitung p sowie die Kanäle q an dem im Lagerraum c liegenden Ende zugeführt, während es am äußeren Ende durch den Kanal r und die Leitung s wieder abfließt. Um den Abfluß regeln zu können und ein zu hohes An-The division d goes according to Fig. 1 directly into a chamber g ' located at the exit point g of the shaft / from the machine, which is separated from the chamber d by a lamellar seal h and which is connected to an outlet channel i and a pipe k with a adjustable throttle device / is connected. In this embodiment, the pressure oil is fed to the bearing shells by the oil pump via the coolers and the line p provided with check valve 0 as well as the channels q at the end located in the storage space c , while it is fed again at the outer end through the channel r and the line s drains. In order to be able to regulate the drainage and to avoid excessive

steigen des Öles in dem Lager- oder Druckluftraum c zu verhindern, ist der Lagerraum c mit dem Abflußkanal r durch einen mit regelbarer Drosselvorrichtung t versehenen Kanal ii verbunden.rise of the oil in the storage or compressed air chamber c to prevent the storage room C and the outlet channel r connected by a variable-throttle device provided t channel ii.

Der Luftdruck in den Druckluftkammern c, d wird etwas höher gehalten als der normale Dampfdruck an der Austrittstelle g der Welle / aus der Maschine, so daß eineThe air pressure in the compressed air chambers c, d is kept slightly higher than the normal steam pressure at the exit point g of the shaft / from the machine, so that a

ίο geringe Menge von Druckluft ständig aus dem Räume? in die Kammerg·' übertritt, in der sie sich mit Dampf mischt. Das Gemisch wird in durch die Drosseleinrichtung / regelbaren Mengen durch den Kanal i und die Leitung k abgeführt.ίο a small amount of compressed air constantly leaving the room? enters the chamber where it mixes with steam. The mixture is discharged through the channel i and the line k in quantities that can be regulated by the throttle device /.

Gemäß Abb. 2 erfolgt die Zuführung des Öles zu den Lagerschalen durch die ölpumpe in über den Kühler n' und die mit Rückschlagventil 0' versehene Leitung p' sowie die Kanäle q' etwa in der Mitte der Lagerschalen, während der Abfluß aus der Lager- oder Druckluftkammer c über den Kanal r' und die Leitung s' einerseits und aus einer durch einen Deckel ν gebildeten Kammer w durch den Kanal χ und die Zweigleitung s" andererseits erfolgt. Der Lageroder Druckluftraum c ist mit dem Deckelraum w durch die Kanäle y verbunden, so daß in beiden Räumen gleicher Druck herrscht und die Ölpumpe m lediglich gegen die durch die Leitungen und den Lagerspalt gebildeten Widerstände zu arbeiten braucht.According to Fig. 2 , the oil is fed to the bearing shells by the oil pump in via the cooler n ' and the line p' provided with a check valve 0 'as well as the channels q' approximately in the middle of the bearing shells, while the outflow from the bearing or compressed air chamber c via the channel r ' and the line s' on the one hand and from a chamber w formed by a cover ν through the channel χ and the branch line s " on the other hand. The storage or compressed air space c is connected to the cover space w through the channels y so that there is the same pressure in both rooms and the oil pump m only needs to work against the resistances formed by the lines and the bearing gap.

Ferner ist der nach der Maschinenseite zu offene Raum d des Lagergehäuses α durch Lamellendichtungen 2, 2 in Unterabteilungen d, d', d" geteilt, von denen die Abteilungen d', d" Zwischenkammern bilden, die durch Kanäleiv und eine diese verbindende Umführungsleitung L miteinander verbunden sind. Furthermore, the space d of the bearing housing α, which is open towards the machine side, is divided by lamellar seals 2, 2 into sub- compartments d, d ', d " , of which the compartments d', d" form intermediate chambers, which are connected by ducts and a bypass line L connecting them are connected to each other.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist im wesentlichen die gleiche wie die der Abb. ι hinsichtlich des Übertritts von Druckluft in die Kammerg·', doch verhindern die Lamellendichtungen s, z' und die durch dieselben gebildeten Zwischenkammern den schnellen Übertritt von Dampf in den Druckraum d in der vorstehend geschilderten Weise, wenn vorübergehend der Dampfdruck steigt und Dampf nach der Lagerseite hin vorzudringen sucht.The mode of operation of this device is essentially the same as that of Fig. 1 with regard to the passage of compressed air into the chamber g · ', but the lamellar seals s, z' and the intermediate chambers formed by them prevent the rapid passage of steam into the pressure chamber d in the manner described above, when the steam pressure rises temporarily and steam tries to penetrate towards the bearing side.

Claims

Patent claims

1. Facility for. Securing oil-lubricated Bearings of steam turbines or centrifugal compressors for steam against ingress of water and leakage of oil using compressed air according to patent 545 243, characterized in that that between the cavity in the bearing housing for the compressed air and the not specially sealed exit point of the shaft from the machine a discharge space for steam and compressed air is provided, in the compressed air through a narrow sealing gap in low Quantities enters and which is provided with an outlet for the steam-air mixture, which leads to a throttle device, through which the quantities of the mixture to be discharged can be regulated.

2. Device according to claim 1, characterized in that the compressed air space is subdivided by a lamellar seal (b) into a chamber (d) which forms the actual storage space (c) and a chamber (d) that is open towards the machine side, the compressed air supply (e) to both chambers , e, e ") and the chamber (d), which is open on one side, is separated from the discharge chamber (g ') provided at the exit point of the shaft by a lamellar seal (h) .

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the compressed air space (d) open to the machine side from the discharge space (g ') for the steam-air mixture is separated by an intermediate chamber which is formed by a lamellar seal (2) .

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the intermediate chamber arranged between the discharge space (g ') and the compressed air space (d) open towards it is divided into subdivisions (d ^r , d " ) by a further lamellar seal (2') ) is divided, which are connected to one another by channels (K) and a bypass line (L) connecting them externally.

1 sheet of drawings