DE586740C - Kohlenringpackung fuer die Wellen von Kreiselmaschinen, insbesondere Dampfturbinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kohlenringpackung für die Wellen von Kreiselmaschinen, insbesondere Dampfturbinen. Man kennt Pakkungen dieser Art, bei denen jeder Dichtungsring mittels umgelegter Federn unter Keilwirkung gegen eine Kammerseitenwand gepreßt wird, um so die Welle vom Druck der Ringe zu entlasten und deren Abnutzung an der der Welle zugekehrten Innenfläche tunlichst zu verhindern. Diese bekannten Packungen setzen die Verwendung je- eines Paares von Dichtungsringen in den einzelnen Kammern voraus, was aber eine große Breite des Packungsraumes bedingt.

Man kennt ferner Packungen für Turbinenwellen mit dachförmigen Kohlenringen, auf denen je zwei Dichtungsringe mit entsprechend abgeschrägten Innenflächen sitzen, die durch umgelegte Federn angepreßt werden. Dabei werden die beiden auf dem dachförmigen Kohlenring sitzenden Ringe gegen die Seitenwände der Packungskammern gepreßt. Der von ihnen umgebene Kohlenring aber wird dabei nicht gegen diese Seitenwandungen gedrückt, sondern im Gegenteil in Abstand, von ihnen gehalten und in radialer Richtung gegen die Welle gepreßt. Bei dieser bekannten Einrichtung erfolgt also durch den dachförmigen Kohlenring nur die Abdichtung in radialer Richtung gegen die Welle, während die Abdichtung in axialer Richtung gegen die Kammerwandungen durch die den Kohlenring umgebenden Ringe bewirkt wird. Bei dieser Einrichtung wird natürlich das Ausschleifen des Kohlendichtungsringes durch die sich drehende Welle nicht verhindert, und der Kohlenring lastet auch bei Inbetriebsetzung und nach Abstellung des Dampfes oder sonstigen Antriebsmittels dauernd auf der Welle.
■ Es ist ferner bekannt, in einer Packungskammer zwei Dichtungsringe nebeneinander vorzu- ; sehen, deren Außenflächen nach innen hin in entgegengesetzter Richtung abgeschrägt sind, derart, daß sie durch einen umgelegten, unter Federwirkung stehenden Druckring gegen die entgegengesetzten Kammerseitenwandungen gedrückt werden.

Gemäß der Erfindung kommt es darauf an, daß jede Packungseinheit aus einem Kohlendichtungsring mit schräger Außenringfläche, einem ihn umgebenden, mit entsprechend schräger Innenfläche versehenen, lediglich als Druckring wirkenden, verhältnismäßig dünnen Metallring und einer diesen umfassenden Feder besteht, wobei die Abschrägung der Ringe so ausgebildet ist, daß der Kohlendichtungsring gegen diejenige Kammerwand gedrückt wird, gegen die ihn auch das Treibmittel der Maschine zu pressen sucht.

Wie sich gezeigt hat, genügt diese Ausbildung der Packung, um einerseits eine gute Abdichtung zu erreichen, anderseits zu bewirken, daß auch bei Abstellung des Druckmittels, wie z. B. Dampf, der Dichtungsring an der betreffenden Seitenwand der Kammer haftenbleibt, dann ■ also nicht auf der Welle lastet und infolgedessen nicht an seiner Innenfläche ausgeschliffen wird.

Es gelingt durch diese Ausbildung der Packung, mit einem wesentlich kürzeren Packungsraum auszukommen und demgemäß einen entsprechend gedrängteren Bau der Maschine zu ermöglichen oder aber eine entsprechend größere Zahl von Dichtungskammern und Dichtungsringen auf einem gegebenen Raum unterzubringen, wie dies für Maschinen mit den zur Zeit vielfach üblichen Hochdrucken nötig ist.

ίο Um einen bequemen Zusammenbau unter dem Druck der umgebenden Feder zu ermöglichen und ein seitliches Herausspringen der Dichtungsringe zu verhindern, ist es zweckmäßig, den Druckring auf der schrägen Innenfläche mit Erhöhungen zu versehen, die in entsprechende Vertiefungen auf der Außenfläche des geteilten Kohlendichtungsringes eingreifen und dadurch ein seitliches Herausspringen der Teile des letzteren verhindern. Dabei kann die Anordnung so getroffen werden, daß zu diesem Zweck eine Ringrippe an der Innenfläche des Druckringes ausgebildet ist, die mit Spiel in eine entsprechende Ringnut an der Außenfläche des Kohlendichtungsringes eingreift.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. 1 einen Schnitt durch die eine Hälfte des Packungsraumes einer Welle, Abb. 2 eine der zur Anwendung kommenden Packungseinheiten für sich in Stirnansicht, Abb. 3 eine Außenansicht dieser Packungseinheit für sich, Abb. 4 eines der Ringstücke des Kohlendichtungsringes in schaubildlicher Ansicht und Abb. 5 eine Seitenansicht eines der Ringstücke des Druckringes für sich.

In jeder der Kammern 2, welche zur Abdichtung der Welle 1 dienen, ist als Dichtungsring je ein geteilter Kohlen- oder Graphitring 3 angeordnet. Die Außenfläche 4 jedes dieser Ringe ist nach der einen -Seite hin abgeschrägt.

Auf jedem der Kohlenringe 3 sitzt ein zweckmäßig ebenfalls geteilter Druckring 5, der mit einer der Schrägfläche 4 entsprechenden schrägen Innenfläche 6 versehen ist. Der geteilte

4-5 Druckring 5 besteht zweckmäßig aus geeignetem Metall, wie z. B. Kupfer oder Messing. Da er selbst nicht unmittelbar abdichtend zu wirken braucht, so genügt es, ihn verhältnismäßig dünn zu halten. Seine Breite ist, wie Abb. 1 zeigt, etwas geringer als die lichte Weite jeder der Kammern 2.

Auf der Innenfläche ist jeder der Druckringe 5 mit einer Ringrippe 7 versehen, die in eine Ringnut 8 an der Außenfläche des Dichtungsringes 3 eingreift. Die Ringnut 8 ist, wie insbesondere aus Abb. 1 ersichtlich, etwas breiter als die Ringrippe 7, so daß diese in der Ringnut 8 Spiel hat.
Außen sitzt auf dem Druckring 5 ein schmaler erhöhter Teil 9, in welchem ein Lager 10 für die Druckfeder ausgebildet ist. Natürlich könnte man die Erhöhung 9 auch weglassen und statt deren das Lager für die Druckfeder auch in dem Druckring 5 selbst ausbilden, der zu diesem Zweck gegebenenfalls etwas dicker gehalten werden könnte. Die Anordnung des ringförmigen Aufsatzes 9 dient hauptsächlich dem Zweck möglichster Gewichtsverminderung für den Druckring.

Die zur Verwendung kommende Druckfeder besteht beim gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer mit einem unelastischen Draht oder Band zusammenwirkenden Wellenfeder bekannter Art. Dabei ist dasjenige Ringstück 11 (Abb. 2) des Druckringes 5, auf welchem die Wellenfeder 12 sitzt, ohne Erhöhung 9 gelassen. Am einen Ende dieses Ringstückes 11 ist ein Bock oder Klotz 13 befestigt, der das eine Ende 14 der Wellenfeder 12 festklemmt. Durch ein Loch im aufgebogenen andern Ende 15 dieser Wellenfeder 12 geht das eine Ende des Drahtes 16 hindurch, das bei 17 mit Gewinde versehen ist.

Der Draht 16 ist dann in die Rinne 10 der Erhöhungen 9 der übrigen Ringstücke des Druckringes 5 eingelagert und so um diesen herumgelegt. Das andere Ende 19 des Drahtes 16 bildet eine öse, in welche ein in sich zurückgebogener, also zweischenkliger Draht 20 (Abb. 3) eingehängt ist. Die beiden Schenkel 20 dieses Drahtes gehen seitlich neben dem ersten mit dem Gewinde 17 versehenen Ende des Drahtes 16 entlang über die Wellenfeder 12 und sind mittels Schrauben 21 an dem Bock oder Klotz 13 befestigt. Durch diese Art der Ausbildung und Anordnung des Drahtes für die Wellenfeder wird eine zentrische Lagerung dieses Drahtes erreicht und demgemäß eine gleichmäßige Ausübung des Drucks durch den Draht auf die Wellenfeder. Das Gewindeende des Drahtes 16 ist durch die Muttern 18 lösbar und nachstellbar mit der Wellenfeder 12 verbunden.

Um eine Verdrehung der Packungseinheit im Innern der Kammer 2 zu verhindern, ist in jeder dieser ein als Anschlag dienender Klotz 22 befestigt (Abb. 1), während im Dichtungsring 3 und Druckring 6 entsprechende Aussparungen 23 und 24 (Abb. 2) vorgesehen sind, mit denen der Klotz 22 in Eingriff kommen kann.

Wie aus Abb. 1 ersichtlich, wird jeder der Kohlendichtungsringe 3 durch den ihn umgebenden Druckring 5 unter- der Wirkung der Wellenfeder 12, 16 gegen den einen Steg 25 der betreffenden Kammer 2 gepreßt; d. h. gegen denjenigen Steg, welcher der Seite des geringeren Drucks des Druckmittels, wie z. B. des Dampfes der Turbine, zugekehrt ist. Wird z. B. der Dampf angestellt, so wird durch dessen Druck die Packungseinheit in der ersten Kammer gegen den gleichen Steg mit entsprechend großer Kraft gedrückt, wodurch verhindert wird, daß das Druckmittel in die zweite Kammer eintreten kann. Beim Abstellen des Dampfes oder sonsti-

gen Druckmittels bleibt aber unter der Wirkung - der durch die Feder und den Druckring ausgeübten Keilpressung der Dichtungsring 3 an der Kammerwand 25 haften, und es wird auf diese Weise das Ausschleifen des Dichtungsringes durch die Welle 1 auch .in diesem Falle verhindert.

Natürlich ist der Erfmdungsgegenstand statt auf Turbinenwellen auch anwendbar auf Wellen anderer Art.

Die Breite der Dichtungsringe ist, wie ein-

» gangs bereits erwähnt, im wesentlichen bedingt durch die Bruchfestigkeit des dafür benutzten Baustoffes. Bei Verwendung schmaler Dich-

¹S tungsringe ist infolgedessen hier auch die Möglichkeit gegeben, der Kohle oder dem Graphit durch Zusatz metallischer Stoffe', wie z. B. Kupfer, einen entsprechenden Ausdehnungsgrad zu geben, wie ihn die Welle besitzt. Bei Verwendung der bekannten Keilringpackungen, wo die Dichtungseinheiten wesentlich größere - Breite besitzen mußten, weil dafür stets zwei Dichtungsringe erforderlich waren, wurden derartige Ringe, die aus Graphit und Metall zusammengesetzt sind, die Welle zu stark belastet haben, oder es würde eine zu starke Feder erforderlich geworden sein, um die Belastung der Welle durch sie zu vermeiden χ und .sie gegen die Kammerseitenwandungen zu pressen. Die Verwendung von Schlauch- oder Schraubenfedern würde in diesem Falle unmöglich sein, da derartige Federn leicht nachgeben. Für die Bauart gemäß vorliegender Erfindung aber können an Stelle der hier beschriebenen oder der sonstigen

³^ bekannten Wellenfedern auch gewöhnliche Schlauch- oder Schraubenfedern Anwendung finden.

Statt an der Innenfläche des Druckrings eine Ringrippe auszubilden, die in eine Ringnut an der Außenfläche des Dichtungsringes eingreift, genügt es gegebenenfalls auch, an der Innenfläche des Druckringes einzelne Vorsprünge in Abständen anzuordnen und diese in entsprechende Vertiefungen an der Außenfläche des Dichtungsringes eintreten zu'lassen. Wesentlich ist stets nur, daß dadurch ein seitliches Herausspringen der Dichtungsringe bei dem Zusammenbau unmöglich gemacht wird. . .

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kohlenringpackung für die Wellen von Kreiselmaschinen, insbesondere Dampfturbinen, wobei jeder Dichtungsring unter Keilwirkung gegen eine Kammerseitenwandung gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jede Packungseinheit aus einem Kohlendichtungsring mit schräger Außenringfläche, einem ihn umgebenden, mit entsprechend schräger Innenfläche versehenen, lediglich als Druckring wirkenden, verhältnismäßig dünnen Metallring und einer diesen umfassenden Feder besteht, wobei die Abschrägung der Ringe so ausgebildet ist, daß der Kohlendichtungsring gegen diejenige Kammerwand gedrückt wird, gegen die ihn auch das Treibmittel der Maschine zu pressen sucht.

2. Kohlenringpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring auf der Innenfläche mit Erhöhungen versehen ist, die in entsprechende Vertiefungen auf der Außenfläche des 'Kohlendichtungsringes eingreifen.

3. Kohlenringpackung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen des Druckringes· mit Spiel in die . Vertiefungen des Kohlendichtungsringes eingreifen.

4. Kohlenringpackung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenfläche des Druckringes eine Ringrippe ausgebildet ist, die mit Spiel in eine Ringnut an der Außenfläche des Kohlendichtungsringes eingreift.

5. Kohlenringpackung nach Anspruch 1 mit einem den Druckring umgebenden, auf eine Wellenfeder wirkenden unelastischen Draht, dadurch gekennzeichnet, daß der unelastische Draht am einen Ende gegabelt und mit einem zweischenkligen Draht verbunden ist, der seinerseits am Befestigungsteil des einen. Endes der Wellenfeder verankert ist, während das andere Ende des unelastischen Drahtes. zwischen jenen beiden Drahtschenkeln entlang geht und mit dem anderen Ende der Wellenfeder in an sich bekannter Weise lösbar und nachstellbar verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen