DE588766C - Labyrinthdichtung fuer Kreiselmaschinen mit selbsttaetiger Spalteinstellung - Google Patents
Labyrinthdichtung fuer Kreiselmaschinen mit selbsttaetiger SpalteinstellungInfo
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- DE588766C DE588766C DE1930588766D DE588766DD DE588766C DE 588766 C DE588766 C DE 588766C DE 1930588766 D DE1930588766 D DE 1930588766D DE 588766D D DE588766D D DE 588766DD DE 588766 C DE588766 C DE 588766C
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- sealing
- seal
- sealing ring
- gap
- pressure
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- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
- F01D11/025—Seal clearance control; Floating assembly; Adaptation means to differential thermal dilatations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM 27. NOVEMBER 1933
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 14c GRUPPE 2002
14c Sp6.
Patentiert im Deutschen Reiche vom S.Juni 1930 ab
Die Wirkung einer Labyrinthdichtung hängt von drei Umständen ab, nämlich vom
Druckunterschied vor und hinter der Dichtung, von der Spaltbreite und von der Anzahl
der Dichtungskämme. Der Druckunterschied ist durch die Bauart der Maschine gegeben,
er läßt sich also für eine zweckmäßige Ausbildung einer Labyrinthdichtung nicht verwerten.
Die Spaltbreite findet- bei den bisherigen Ausführungsformen der Labyrinthdichtungen
ihre Grenze etwa bei 0,4 bis 0,7 mm bei mittleren Turbinen, sie kann bei größeren Turbinen
bis auf 1,2 mm und darüber ansteigen.
Zur Verringerung der 'Leckdampfmenge bleibt also bei den bisherigen Ausführungsformen nur die Vermehrung der Dichtungsspalte. Die Vergrößerung der Spitzenzahl
führt zu einer Verlängerung der Stopfbüchse und damit auch zu einer Verlängerung der
Turbinenwelle innerhalb der Lagerung. Da dieser Umstand zu einer Erniedrigung der
kritischen Drehzahl führt, so ist man gezwungen, wegen der Länge des Labyrinths
die Dicke der Welle zu vergrößern, nur um nicht in den Gefahrenbereich der kritischen
Drehzahl zu kommen. Die Schwierigkeiten sind besonders groß bei Hochdruckstopfbüchsen,
vor allem deshalb, weil die Dampfmenge nicht proportional mit der Zahl der Dichtungsspalte
abnimmt. Eine Verstärkung der Welle bedeutet nicht nur eine Vergrößerung des Gewichts, sondern auch eine Vergrößerung
des Dichtungsdurchmessers und damit auch der Leckdampf menge. '
Außerdem ergeben die Labyrinthdichtungen in der bisher gebräuchlichen Form schwierige
Arbeitsverhältnisse, die zeitraubend sind und hohe Löhne erfordern.
Man würde zu einer Verringerung der Baulänge einer Stopfbüchse gelangen können,
wenn man nicht die Zahl der Dichtungskämme vergrößert, sondern vielmehr die'
Spaltbreite" verringert. Es wäre erstrebenswert, mit der Spaltbreite bis auf 0,1 oder
0,2 mm herunterzugehen. Eine Labyrinthdichtung, welche diese Bedingungen erfüllt,
müßte aber so gebaut sein, daß ein radiales Anstreifen ausgeschlossen ist.
Diese Forderung kann erfüllt werden, wenn man gemäß der Erfindung einen ächsverschieblichen,
z.B. an" einem Wellrohr befestigten Dichtungsträger mit zwei Dichtungsringen
vorsieht, die zusammen mit ihren Gegenflächen eine Gegendruckkammer bilden,
wobei dem einen Dichtungsring ein zweckmäßig gleichbleibender, dem anderen Dichtungsring
ein mit der Verschiebung' des
*; Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:
Dr.-Ing. Max Gercke in Berlin-Charlottenburg
und Dipl.-Ing. Leonhard Reichert in Saarbrücken.
Dichtungsträgers veränderlicher Dichtungsspalt zugeordnet ist. Es sei hierzu bemerkt,
daß achsverschiebliche Dichtungsträger an sich bekannt sind, daß diese aber entweder zu
einem anderen Zwecke verwendet werden, nämlich um z. B. bei Gleichdruckturbinen bestimmte
Zwischendrücke einzuhalten, oder daß sie gerade entgegengesetzt arbeiten, in
der Weise, daß ein Druckanstieg zu einer ίο Verringerung des Dichtungsspaltes, nicht aber
zu seiner Vergrößerung führt. Es liegt auf der Hand, daß eine derartige Ausbildung
äußerst gefährlich ist, da man damit rechnen muß, daß bei großen Verschiebungen ein
Streifen eintritt, das durch die Anordnung gemäß der Erfindung gerade vermieden werden
soll.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt. In das
Gehäuse 1 ist ein Ring 2 eingesetzt, mit dem
ein Wellrohr 3 durch Vernieten oder Verschweißen verbunden ist. Der Ring 2 kann beispielsweise durch das Aufeinanderpressen
der beiden Gehäusehälften in seiner Lage gehalten werden. An dem Teil 3 ist ein Dichtungsring
4 befestigt, der aus einem zylinderförmigen Teil 5 und den beiden Stegen 6
und 7 besteht, die in Dichtungsschneiden auslaufen. Dem Steg 7 ist ein Ring 8 und dem
Steg 6 ein Ring 9 zugeordnet. Die beiden Ringe werden durch eine Mutter 10 auf die
Welle 11 aufgepreßt. Im Raum 12 herrscht der Radraumdruck, im Raum 15 ein niedriger
Druck, z. B. der Außendruck. An der Dichtung entstehen nun drei von verschiedenen
Drucken beaufschlagte Ringflächen, und zwar die Flächen fu f2 und /3. Der Spalt zwischen
Kamm 7 und Fläche 13 kann sich dabei in
seiner Größe ändern, und zwar deshalb, weil die Fläche 13 des Ringes 8 nicht zylindrisch,
sondern mit wachsendem Durchmesser ausgebildet ist.
Nimmt man an, daß im Innern der Turbine ein Druck P1 herrscht, so herrscht der gleiche
Druck im Raum 12. Infolge der Drosselung zwischen dem Kamm 7 und dem Ring 13
wird sich im Raum 14 ein geringerer Druck p2
einstellen, während im Raum 15 der Druck p&
herrschen möge. Damit keine Verschiebung des Ringes 4 eintritt, muß die Summe Pi'h + Pz·/2 + Pz·/3 = ° sein. Bei dieser
Gleichung ist nicht berücksichtigt, daß noch ein Ausgleichfaktor notwendig ist, um die Federkraft
des Wellrohres 3 zu berücksichtigen. Steigt der Druck ^1 etwas an, so ergibt sich
hierdurch eine nach links gerichtete Kraft, da sich die Drücke p2 und ps zunächst noch nicht
geändert haben. Der Dichtungsring 4 wird nach links verschoben, und es wird jetzt die
Spaltbreite zwischen dem Steg 7 und dem Steg 13 vergrößert. Hierdurch tritt aber ein
Druckanstieg im Raum 14 ein, und der Ring 4 wird in einer Lage zum Stillstand kommen,
bei der wieder Gleichgewicht zwischen den drei Kräften herrscht. Verschiebt sich der
Ring 4 zu weit nach rechts, so daß der Steg 7 am Ring 14 anstreift, so fällt der Druck im
Raum 14 stark ab, es entsteht wieder eine nach links gerichtete Kraft, und der Ring
kommt in der Gleichgewichtsstellung zum Stillstand.
An Stelle einer zylindrischen Dichtungsfiäche 16 kann auch eine kegelige gewählt
werden, wodurch noch größere Druckunterschiede erzeugt werden können.
Der oben beschriebene Bßwegungsvorgang tritt übrigens auch ein, wenn sich zwar die
Drücke nicht ändern, aber die Turbinenwelle sich gegenüber dem Gehäuse verschiebt.
Die Anordnung nach der Abb. 2 unterscheidet sich von der nach der Abb. 1 dadurch,
daß eine der beiden Dichtungsstellen nicht axial, sondern radial durchströmt wird. Im
übrigen ergibt sich bei dieser Anordnung die gleiche Wirkung.
Ähnlich wie die Dichtung nach Abb. 2 ist die Dichtung nach der Abb. 3 aufgebaut, jedoch
mit dem Unterschied, daß die radial durchströmte Dichtungsstelle der axial durchströmten
nachgeschaltet ist.
Aus der Abb. 4 schließlich ist zu entnehmen, daß man derartige Dichtungsringe auch
mehrfach hintereinanderschalten kann, eine Anordnung, die vor allem für hohe Drosselgefälle
bestimmt ist. Auch zeigt diese Abbildung, daß jede Dichtungsstelle durch mehr
als eine Spitze gebildet werden kann.
Von besonderem Vorteil ist bei der Erfindung noch, daß der Ersatz etwa schadhaft gewordener
Ringe einfach ist. Es brauchen lediglich die Dichtüngsträger ausgewechselt
zu werden, während ein Abdrehen der Welle oder Erneuern der äußeren Stopfbüchse in
Fortfall kommt.
Claims (5)
1. Labyrinthdichtung für Kreiselmaschinen, insbesondere Dampfturbinen, mit
selbsttätiger Spalteinstellung, gekennzeichnet durch einen achsverschieblichen,
z. B. an einem Wellrohr befestigten Dichtungsträger mit zwei Dichtungsringen,
die zusammen mit ihren Gegenflächen eine Gegendruckkammer bilden, wobei dem
einen Dichtungsring ein zweckmäßig gleichbleibender, dem anderen Dichtungsring ein mit der Verschiebung des Dichtungsträgers
veränderlicher Dichtungsspalt zugeordnet ist.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche des
einen Dichtungsringes zur Bildung eines veränderlichen Dichtungsspaltes eine Kegelfläche
ist.
3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsspalt
veränderlicher Weite durch eine Scheibe, z. B. durch einen Bund an.der Welle, und
einen axial gerichteten Dichtungsring am Dichtungsträger gebildet ist.
4. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spaltbreite des dem hohen Druck zugekehrten Dichtungsringes
kleiner ist als die Spaltbreite des dem geringeren Drucke zugekehrten Dichtungsringes.
5. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dichtungsringe
in der Strömungsrichtung des Leckdampfes hintereinander angeordnet sind (Abb. 4).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE588766T | 1930-06-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE588766C true DE588766C (de) | 1933-11-27 |
Family
ID=6572441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1930588766D Expired DE588766C (de) | 1930-06-08 | 1930-06-08 | Labyrinthdichtung fuer Kreiselmaschinen mit selbsttaetiger Spalteinstellung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE588766C (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2668068A (en) * | 1949-09-08 | 1954-02-02 | Norden Lab Corp | Seal for rotary shafts |
DE1087138B (de) * | 1958-08-26 | 1960-08-18 | Licentia Gmbh | Labyrinth-Stopfbuechse fuer Dampf- oder Gasturbinen |
DE3828833A1 (de) * | 1988-08-25 | 1990-03-01 | Mtu Muenchen Gmbh | Einrichtung zur abdichtung von durch medien, wie fluessigkeiten und/oder gasen, unterschiedlichen druckes beaufschlagten raeumen, insbesondere fuer turbomaschinen |
-
1930
- 1930-06-08 DE DE1930588766D patent/DE588766C/de not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2668068A (en) * | 1949-09-08 | 1954-02-02 | Norden Lab Corp | Seal for rotary shafts |
DE1087138B (de) * | 1958-08-26 | 1960-08-18 | Licentia Gmbh | Labyrinth-Stopfbuechse fuer Dampf- oder Gasturbinen |
DE3828833A1 (de) * | 1988-08-25 | 1990-03-01 | Mtu Muenchen Gmbh | Einrichtung zur abdichtung von durch medien, wie fluessigkeiten und/oder gasen, unterschiedlichen druckes beaufschlagten raeumen, insbesondere fuer turbomaschinen |
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