DE579396C

DE579396C - Stuffing box for mercury steam turbines

Info

Publication number: DE579396C
Application number: DEA65742D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-04-22
Filing date: 1932-04-19
Publication date: 1933-06-26

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
26. JUNI 1933ISSUED ON
June 26, 1933

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 14 c GRUPPE 20 oiCLASS 14 c GROUP 20 oi

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin Stopfbüchse für Quecksilberdampfturbinen -General Electricity Society in Berlin Stuffing box for mercury steam turbines -

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. April 1932 abPatented in the German Empire on April 19, 1932

ist in Anspruch genommen.is used.

Bei Ouecksilberdampfturbinen ist die Abdichtung der Wellendurchführungen eine der wichtigsten Aufgaben. Der Betriebsstoff Quecksilber ist verhältnismäßig teuer, und es ist daher ein Verlust desselben durch Entweichen im dampfförmigen Zustand ins Freie weitgehendst auszuschalten. Ein Ausströmen des Quecksilberdampfes ist ferner mit Rücksicht auf die Gefahr gesundheitlicher Schädigungen des Bedienungspersonals unter allen Umständen zu vermeiden. Darüber hinaus ist es auch erforderlich, ein Eindringen von Luft in das Turbineninnere zu verhindern, da hierdurch Oxydbildungen des Quecksilbers eintreten können.In the case of mercury steam turbines, the sealing of the shaft penetrations is one of the most important tasks. The fuel, mercury, is relatively expensive, and so is it is therefore a loss of the same by escaping into the open in a vaporous state largely off. An outflow of the mercury vapor is also considered with consideration at the risk of damage to the health of the operating personnel among all Circumstances to avoid. In addition, it is also necessary for air to penetrate to prevent the inside of the turbine, as this causes the formation of oxides in the mercury can.

Gemäß der Erfindung wird eine Stopfbüchse vorgeschlagen, welche den gestellten Anforderungen in hohem Maße gerecht wird. Diese Stopfbüchse besteht aus zwei mittels einer Dichtung voneinander getrennten Kammern, von- denen der dem Turbineninnern zunächst liegenden Kammer ein sauerstoffarmes Gas von etwas höherem als Atmosphärendruck zugeführt wird, während die außenliegende Kammer an die Saugleitung einer Pumpe angeschlossen ist. Man kann hierbei noch einen Schritt weiter gehen und die dem Turbineninnern zunächst liegende Kammer auch von diesem durch eine Dichtung trennen.According to the invention, a stuffing box is proposed, which the provided Requirements to a high degree. This stuffing box consists of two means chambers separated from one another by a seal, one of which is the interior of the turbine lying chamber a low-oxygen gas of slightly higher than atmospheric pressure is supplied, while the outer chamber Chamber is connected to the suction line of a pump. You can do one more here Go one step further and remove the chamber that is initially located inside the turbine separate this with a seal.

Die die beiden Kammern voneinander und die Innenkammer von dem Turbineninnern trennende Dichtung wird von zwei aufeinanderschleifenden Ringkörpern gebildet, von denen einer nachgiebig, z. B. mittels einer Balg- oder Ringmembran, mit einem feststehenden Gehäuseteil verbunden ist, während der andere mit der abzudichtenden Welle umläuft. Es empfiehlt sich, dabei, einen' der ringförmigen Dichtungskörper an seiner Schleiffläche mit einer Ringnut oder deren mehreren zu versehen, von denen nach einer Richtung hin Radialnuten ausgehen. Führt man diesen Nuten ein Gas oder eine Flüssigkeit zu, so wird hierdurch "außer einer Verminderung der Reibung die Abdichtung ver- vollkommnet.The two chambers from each other and the inner chamber from the turbine interior separating seal is formed by two ring bodies rubbing against each other, one of which is yielding, e.g. B. by means of a bellows or annular diaphragm, with a fixed Housing part is connected, while the other rotates with the shaft to be sealed. It is advisable to choose one of the annular sealing body on its grinding surface with an annular groove or its to provide several, from which radial grooves extend in one direction. Leads if a gas or a liquid is added to these grooves, this "apart from a reduction in friction" reduces the seal perfect.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei die wesensgleichen Teile in den verschiedenen Abbildungen die gleiche Bezifferung aufweisen.The drawing shows two exemplary embodiments of the invention, which are essentially identical Parts have the same numbering in the different illustrations.

Es bezeichnet 1 die abzudichtende Welle der Ouecksilberturbine, von welcher in der Zeichnung links ein Teil des Gehäuses 2 angedeutet ist. Das rechte Ende der Welle ist in einem Lager abgestützt, welches in der Zeichnung nicht dargestellt ist. An das Gehäuse schließt sich eine senkrechte Wand 3 an, welche mit dem Gehäuse zweckmäßig durch1 denotes the shaft of the mercury turbine to be sealed, of which part of the housing 2 is indicated on the left in the drawing. The right end of the shaft is supported in a bearing, which is not shown in the drawing. A vertical wall 3 adjoins the housing, which expediently through with the housing

Schweißen verbunden ist. Bei der Ausführung nach Abb. ι umschließt die Wand 3 nur mit einem geringen Spielraum die Welle 1 und bildet hiermit den ersten Abschluß des Turbineninnern nach außen. Die Wand 3 dient außerdem als Träger des hohlzylindrischen Stopfbüchsengehäuses 4, dessen rechte Stirnseite durch eine Platte 5 abgedeckt ist. An der Wellendurchführung durch diese Platte ist noch ein besonderer Dichtungsring 6 z. B. aus Leder vorgesehen, welcher den verbleibenden Ringspalt abdichtet.Welding is connected. In the embodiment according to Fig. Ι encloses the wall 3 only with a small margin, the shaft 1 and thus forms the first conclusion of the Turbine inside to the outside. The wall 3 also serves as a carrier of the hollow cylindrical Stuffing box housing 4, the right end face of which is covered by a plate 5. There is also a special sealing ring 6 on the shaft lead-through through this plate z. B. made of leather, which seals the remaining annular gap.

Der auf diese Weise gebildete Hohlraum der Stopfbüchse ist durch eineDichtung in zwei Kammern 7 und 8 unterteilt. Die Dichtung besteht aus zwei Ringkörpern 9 und 10, von denen der eine, 9, mittels eines Keiles 11 und einer Schraube 12 mit der Welle starr verbunden ist, während der andere, 10, mittels ao einer z. B. aus Gummi bestehenden Ringmembran 13 an einem Vorsprung des feststehenden Gehäuses 4 befestigt ist. Der Dichtungskörper 10 besteht dabei wiederum aus einem Tragring 14 und dem von diesem gehaltenen eigentlichen Dichtungsring 15, der vorzugsweise aus Holz, Graphit oder ähnlichem Baustoff hergestellt ist. Durch Federn 16 wird dieser Ring gegen den Flansch des Dichtungskörpers 9 gepreßt. Die Dichtungsfläche des Körpers 9 ist, wie im einzelnen aus den Abb. 2 bis 4 hervorgeht, mit einer Ringnut 17 versehen, von welcher radial nach außen Nuten 19 ausgehen. Eine der radialen Begrenzungskanten dieser Radialnuten ist nach dem Innern der Nuten zu abgeschrägt. Die erläuterte Ringnut 17 der Dichtungsfläche des Körpers 9 ist durch einen Kanal 20 des Schleifringes 15 und durch ein biegsames Zuführungsrohr 21 an einen Ringraum 22 angeschlossen, welchem durch die Leitung 23 Druckflüssigkeit zugeführt wird. Von der Ringnut 17 aus verteilt sich diese Flüssigkeit auf die Radialnuten und von diesen infolge ihrer abgeschrägten Kanten auf die auf-4-5 einanderschleifenden Dichtungsflächen. Hierdurch wird neben einer Verminderung der Reibung eine bessere Abdichtung geschaffen, da die Flüssigkeit eine Dichtungsschicht bildet, welche ein Hindurchdringen von Luft oder Quecksilberdampf verhindert. Die zwischen den Dichtungsflächen herausfließende Flüssigkeit wird durch ein Rohr 24, welches an eine Pumpe angeschlossen ist, abgeführt. Durch dieses Rohr wird gleichzeitig die in die Kammer 8 trotz des Dichtungsringes 6 eingedrungene Luft abgeleitet. In die Kammer, 7 wird durch das Rohr 25 ein sauerstoffarmes Gas von etwas höherem als Atmosphärendruck eingeführt. Die Füllung mit sauerstoffarmem Gas hat den Zweck, das Eindringen von Luft oder Wasser in das Turbineninnere unter allen Umständen zu verhindern. 26 ist ein Ableitungsrohr für die in die Kammer 7 aus den Dichtungsflächen austretende Flüssigkeit.The gland cavity thus formed is divided into two by a seal Chambers 7 and 8 divided. The seal consists of two ring bodies 9 and 10, of those of the one, 9, rigidly connected to the shaft by means of a wedge 11 and a screw 12 is, while the other, 10, by means of ao a z. B. made of rubber annular diaphragm 13 is attached to a projection of the fixed housing 4. The seal body 10 in turn consists of a support ring 14 and the one held by this actual sealing ring 15, which is preferably made of wood, graphite or the like Building material is made. By springs 16 this ring is against the flange of the Sealing body 9 pressed. The sealing surface of the body 9 is, as in detail, from Figs. 2 to 4 is evident, provided with an annular groove 17, from which radially to outside grooves 19 go out. One of the radial delimiting edges of these radial grooves is beveled towards the inside of the grooves. The explained annular groove 17 of the sealing surface of the body 9 is through a channel 20 of the slip ring 15 and connected to an annular space 22 by a flexible supply pipe 21, which pressure fluid is supplied through line 23. This liquid is distributed from the annular groove 17 on the radial grooves and from these, due to their beveled edges, on the on-4-5 rubbing sealing surfaces. This not only reduces the Friction creates a better seal as the fluid creates a sealing layer which prevents the passage of air or mercury vapor. the Liquid flowing out between the sealing surfaces is through a pipe 24, which is connected to a pump, discharged. Through this pipe the into the Chamber 8 discharged air that has penetrated despite the sealing ring 6. Into the chamber, 7 is a low-oxygen gas of slightly higher than atmospheric pressure through the pipe 25 introduced. The purpose of filling with low-oxygen gas is to prevent air or water from penetrating the interior of the turbine under all circumstances. 26 is a discharge pipe for the exiting into the chamber 7 from the sealing surfaces Liquid.

Abb. 5 der Zeichnung zeigt in einem Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der grundsätzliche Aufbau ist der gleiche wie bei der Ausführung nach Abb. ι der Zeichnung; das Stopfbüchseninnere ist wiederum in zwei Kammern 7 und 8 unterteilt, wobei der Kammer 7 mittels des Rohres 25 ein sauerstoffarmes Gas zugeführt wird, während die Kammer 8 mittels der Leitung 24 an eine Pumpe angeschlossen ist. Die Trennung der beiden Kammern erfolgt ebenfalls durch zwei ringförmige Dichtungskörper 9, 10, welche aufeinanderschleifen. Von diesen ist der Dichtungskörper 9 wie bei der Ausführung nach Abb. 1 mittels eines Keiles 11 auf der abzudichtenden Welle 1 befestigt. Als besondere Vorsichtsmaßnahme gegen ein Eindringen von Luft oder ein Entweichen von Quecksilberdampf zwischen Welle und Dichtungskörper ist noch eine Labyrinthdichtung 27 vorgesehen. Die Befestigung des Dichtungskörpers 10 erfolgt im Gegensatz zur Ausführung gemäß Abb. 1 mittels einer Balgmembran 28, welche von einem Tragring 29 gehalten wird, der seinerseits wiederum an einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Ringkörper 30 befestigt ist. Um das Turbineninnere über die in Abb. I angegebene Ausführungsform hinaus vollkommener abzudichten, ist außer der Dichtung 10 zwischen den beiden Kammern 7 und 8 auch zwischen der Kammer 7 und dem Turbineninnern eine besondere Dichtung vorgesehen. Diese besteht ebenfalls aus einem Schleifring 31, welcher auf der inneren Radialfläche des umlaufenden Dichtungskörpers 9 schleift. Der Schleifring 31 wird von einem Ringkörper 32 getragen, der mittels einer Balgmembran 33 an der Gehäusewand 3 befestigt ist. Die Balgmembran dient gleichzeitig dazu, den Schleifring 31 gegen die Dichtungsfläche des Dichtungskörpers 9 zu pressen.Fig. 5 of the drawing shows in a cross section a further embodiment of the Invention. The basic structure is the same as in the execution according to Fig. Ι of the drawing; the inside of the stuffing box is in turn divided into two chambers 7 and 8, the chamber 7 is supplied with a low-oxygen gas by means of the pipe 25, while the chamber 8 is connected to a pump by means of the line 24. the The two chambers are also separated by two ring-shaped sealing bodies 9, 10, which rub against one another. Of these, the sealing body 9 is as in the embodiment of Fig. 1 by means of a Wedge 11 attached to the shaft 1 to be sealed. As a special precaution against air ingress or escape of mercury vapor between the shaft and the sealing body, a labyrinth seal 27 is also provided. The attachment of the sealing body 10 takes place in contrast to the embodiment according to FIG. 1 by means of a bellows membrane 28, which is held by a support ring 29, which in turn is in turn attached to an annular body 30 firmly connected to the housing. To get to the inside of the turbine via the in Fig. I. To seal the specified embodiment also more completely, apart from the seal 10 between the two chambers 7 and 8 also between the chamber 7 and the A special seal is provided inside the turbine. This also consists of one Slip ring 31, which grinds on the inner radial surface of the circumferential sealing body 9. The slip ring 31 is carried by an annular body 32 which is attached to the housing wall 3 by means of a bellows membrane 33 is attached. The bellows membrane serves at the same time to the slip ring 31 against the To press the sealing surface of the sealing body 9.

Wie aus Abb. 6 und 7 hervorgeht, besteht der Schleifring 31 aus mehreren Ringstücken, welche mittels eines Spannringes 34 zusammengehalten werden. Die Unterteilung des Ringes hat den Zweck, die Herstellung desselben zu erleichtern. Die Schleiffläche des Ringes besitzt zwei Ringnuten 35, 36, die durch einen schmalen Steg 37 voneinander getrennt sind. Von den Ringnuten gehen wiederum Radialnuten 38, 39 aus. Eine der radialen Begrenzungskanten der Radialnuten ist in gleicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach dem Nuteninnern zu abgeschrägt. Die Ausführung des Schleif-As can be seen from Fig. 6 and 7, the slip ring 31 consists of several ring pieces, which are held together by means of a clamping ring 34. The subdivision of the The purpose of a ring is to make it easier to manufacture. The grinding surface of the Ring has two annular grooves 35, 36, which are separated from one another by a narrow web 37 are. Radial grooves 38, 39 in turn extend from the annular grooves. One of the radial delimiting edges of the radial grooves is in the same way as in the first embodiment to the inside of the groove beveled. The execution of the grinding

Claims

ring 15 (Fig. 8) is made in a similar way, only there is a single ring groove here

40 is provided, from which radial grooves 41 open into the chamber 8.

The circumferential sealing body 9 is provided with an inner bore 42, which of a hydraulic fluid is supplied from the outside. Through the already mentioned pipe 24 this liquid is drained from the chamber 8. There, as mentioned, the radial grooves

41 of the slip ring "15 into the chamber 8 open, some of the hydraulic fluid is fed to them. From 'the radial grooves the liquid flows into the annular groove 40 and due to the beveling of the edges between the two grinding surfaces. As in the case of Fig. 1, the liquid causes a Reduction · of the friction and an improvement of the sealing. With the slip ring 31 has the same effect through the oxygen-poor gas in the space 7 achieved by this in the opening into the chamber 7 radial grooves 38 and from there into the Annular groove 35 penetrates.

Pat ε ντλ ν saying:

ι. Stuffing box for mercury steam turbines, characterized by two chambers separated from one another by means of a seal, of which the dem Inside the turbine chamber, which is initially located, a low-oxygen gas of slightly higher than atmospheric pressure is fed while the external chamber is connected to the suction line of a pump is.

2. Stuffing box according to claim 1, characterized characterized in that the chamber lying next to the turbine interior is also protected by a seal from the latter is separated.

3. Stuffing box according to claim 1 and 2, characterized in that the two chambers from each other and the inner chamber from the turbine interior separating seals are formed by two ring bodies rubbing against each other, one of which is flexible,

z. B. by means of an annular or bellows membrane, with a fixed housing part is connected, while the other revolves with the shaft to be sealed.

4. Stuffing box according to claim 3, characterized characterized in that one of the annular sealing bodies has an annular groove or its on its grinding surface several is provided, from which radial grooves extend in one direction.

5. Stuffing box according to claim 4, characterized in that these grooves of the sealing body a gaseous or liquid lubricant and sealant is fed.

6. stuffing box according to claim 5, characterized in that the one Radial grooves extending approximately in the middle of the grinding surface open into the chamber filled with the low-oxygen gas.

7. stuffing box according to claim S. characterized in that the lubricating and sealing means through the non-circumferential seal body through the annular grooves of the circumferential Sealing body is supplied, from which it flows to the radial grooves.

8. stuffing box according to claim 5, 6 and 7, characterized in that at least one of the radial delimiting edges of the radial grooves is beveled towards the interior of the grooves.

9. stuffing box according to claim 4 to S, characterized in that the with Grooves provided annular sealing body consist of several ring piece-like individual bodies, which by means of a clamping ring are held together.

10. Stuffing box according to claim 3, characterized characterized in that the sealing body rotating with the shaft is designed as a hollow body through which A coolant is passed through the cavity.

11. Stuffing box according to claim 3 and 10, characterized in that the sealing body rotating with the shaft is provided with an annular flange, on the two side surfaces of which the sealing surfaces grind the non-rotating seal body.

For this purpose ι sheet of drawings