DE620673C - Labyrinthdichtung fuer radial beaufschlagte Turbinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Labyrinthdichtungen für radial beaufschlagte Turbinen, welche aus Scheiben mit an den zugekehrten Seiten vorgesehenen ineinandergreifenden hülsenähnliehen Vorsprüngen bestehen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Dichtungen für solche Turbinen, welche mit Kanälen zur-Entnahme oder Zuführung von Dampf versehen sind. Es wird durch die Erfindung bezweckt, die Abdichtung insbesondere nahe am Umfang der Turbinenräder zu verbessern und somit die Anwendung von höher gespanntem Dampf in den Kanälen zur Entnahme oder Zuführung von Dampf zu eimögliehen. Erfindungsgemäß sind mindestens an einer der beiden äußeren Seiten der Turbinenräder nach deren Umfang zu mehrere axial versetzte, im Wege des Dampfes hintereinanderliegende Dichtungsabschnitte angeordnet, die einander in radialer Richtung ganz oder teilweise überdecken. Bei Anordnung der Dichtung zwischen einem Turbinenrad und dem feststehenden Dampfkasten wird vorteilhaft die eine Scheibe des äußeren Abschnittes der Dichtung von einem hülsenförmigen Teil getragen, der einen inneren Abschnitt der Dichtung umschließt. Hierdurch erzielt man einen verlängerten Dichtungsweg für den Leckdampf, ohne die Notwendigkeit einer Vergrößerung des Durchmessers oder einer sonstigen wesentlichen Abänderung der bisherigen Bauart in Kauf nehmen zu müssen.

Unterteilte und auch axial versetzte Dichtungsabschnitte werden bei Turbinen sowie bei Schleuderpumpen vorzugsweise zur Abdichtung der Welle verwendet. Bei radialbeaufschlagten Turbinen bekannter Ausführung waren die geteilten Labyrinthdichtungen stets so ausgebildet, daß der Innendurchmesser jedes äußeren Dichtungsabschnittes immer größere Abmessungen aufwies als der Außendurchmesser des benachbarten inneren Abschnittes. Für die Erzielung einer Überlappung der Dichtungsabschnitte waren für solche Turbinen besondere, durch die Bauart bedingte Maßnahmen erforderlich, welche gemäß der Erfindung getroffen sind, während bei den bekannten Ausführungen von Dichtungen, insbesondere bei axialbeaufschlagten Turbinen und Schleuderpumpen, bei den verhältnismäßig geringen zur Verwendung gelangenden Durchmessern und infolge des Vorhandenseins von zylindrischen Innen- und Außenflächen bequeme Anbringungsmöglichkeiten ohne .weiteres geboten sind.

In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform einer Labyrinthdichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung zeigt einen Axialschnitt eines Teiles ■ einer radial beaufschlagten Turbine mit einer Labyrinthdichtung gemäß der Erfindung, welche zwischen das Turbinenrad und der Dampfverteilungskammer eingeschaltet ist.

Es bezeichnet hier 1 den einen Adhszapfen einer Gegenlaufturbine und 2 ein durch den Zapfen 1 ,getragenes Turbinenrad, an welches ein äußerer Teil 3 angeschlossen ist. Die Teile 2 und 3 tragen die Beschaufelung 4.

5 is* die Verteilungskammer des Hochdruckdampfes, der durch die Leitung 6 zugeführt wird. 7 ist eine die Kammer 5 umgebende Überlastuhgs- oder Dampfentnahmekammer. Die Kammer 5 steht mit dem inneren Teil der Beschaufelung und die Kammer 7 mit einer inneren Stufe der Beschaufelung in Verbindung. Die Kammern 5 und '7 sind in einem Dampfkasten 8 angeordnet. Zwischen dem Kasten 8 und dem Turbinenrad 2 ist eine Labyrinthdichtung vorgesehen. Diese Dichtung besteht aus zwei Teilen oder Abschnitten 9 und 10. Jeder Teil oder Abschnitt setzt sich aus einer mit dem Turbinenrad 2 verbundenen und mit ihm umlaufenden Scheibe 11 und 12 und einer mit dem Dampfkasten verbundenen und somit feststehenden Scheibe 13 und 14 zusammen. Der Teil 10 ist axial zu dem Teil 9 versetzt, und zwar befindet er sich näher an der Beschaufelung als der Teil 9. Ferner streckt sich der innere Umfang des ■ Teiles 10 näher an die Turbinenachse als der äußere Umfang des Teiles 9, so daß die beiden Teile der Labyrinthdichtung also einander in radialer Richtung teilweise überdecken oder übergreifen. Der Zwischenraum zwischen den Dichtungsteilen 9 und 10 stellt einen Verbindungskanal 15 dar, der eine Stufe verhältnismäßig niedrigen Druckes der Beschaufelung mit einer zusätzlichen Überlastungs- oder Dampfentnahmekammer 16 in dem Dampfkasten 8 verbindet.

Die Labyrinthscheibe 11 ist durch axial verlaufende Bolzen 17 mit dem Turbinenrad 2 verbunden. Diese Bolzen sind von der Beschaufelungsseite des Rades aus eingeschraubt, wodurch eine Vereinfachung erreicht wird im Vergleich mit der bisherigen Befestigung, nach welcher die Bolzen von der Labyrinthscheibe aus eingesetzt wurden. Die Labyrinthscheibe 12 wird unter Vermittlung von axialen Stiften 18 durch das Rad 2 getragen. Für Dichtungszwecke ist außerhalb der Stifte 18 ein an sich bekannter Ring 19 zwischen der Scheibe 12 und dem Rad 2 eingelegt. Zwecks Festspannung der Labyrinthscheibe 12 an das Rad 2 ist zwischen einem in einer Eindrehung des Rades 2 genau passenden Teil 20 der Labyrinthscheibe 12 und der Labyrinthscheibe 11 ein hülsenähnlicher : Ring 21 vorgesehen, der zufolge der Wirkung der Bolzen 17 gegen den Teil 20 angedrückt wird. Der Ring 21 dient auch zur Schaffung eines dichten Abschlusses gegenüber dem Kanal 15.

Die Labyrinthscheibe 13 ist in an sich bekannter Weise mit Zwischenwänden des Dampfkastens 8 verbunden. Die Labyrinthscheibe 14 ist durch ein nachgiebiges Glied 22 mit der feststehenden Scheibe 23 einer zusätzlichen Dichtung oder eines äußeren Dichtungsschnittes 24 dampfdicht gelenkig verbunden. Die miteinander verbundenen Dichtungsscheiben 14 und 23 werden unter der Vermittlung eines Ausdehnungsringes 25 von einem Kranz radialer Bolzen 26 durch die äußere Umfangswand 27 des Dampfkastens 8 getragen. Der Ausdehnungsring 25 und die Bolzen 26 sind zwischen den Teilen 23 und 27 angeordnet. Diese beiden Verbindungen tragen der Ausdehnung des Baustoffes unter dem Einfluß der Erwärmung Rechnung. Zwischen der Dichtungsscheibe 23 und den Bolzen 26 ist eine Sammelkammer 28 vorgesehen. Die umlaufende Scheibe 29 der Dichtung 24 ist durch eine zylinderförmige Wand 30 mit dem Turbinenrad 2 verbunden. Durch die oben beschriebene Ausführung der Labyrinthdichtung wird ein wirksamer Abschluß gegen Leckdampf innerhalb einer beschränkten radialen Entfernung von der Turbinenachse ermöglicht.

Mehrere Abänderungen können ohne Abweichen vom Wesen der Erfindung vorgenommen werden. So z. B. kann der Dichtungs- ⁸S abschnitt 10 auf der anderen Seite des Abschnittes 9, d. h. auf der rechten Seite desselben, angeordnet sein. In diesem Falle müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um die umlaufende Scheibe 12 des Dichtungsabschnittes 10 durch das Rad 2 zu tragen. Hierzu kann es genügend sein, ein zylinderförmiges Verbindungsglied ähnlich .wie die Wand 30 zu verwenden. Bei dieser Ausführung können die Abschnitte 10 und 24, wenn gewünscht, in derselben senkrecht zur Turbinenachse stehenden Ebene verlegt werden. Als eine weitere Abänderung kann eine solche Ausführung in Betracht kommen, bei welcher die Labyrinthscheiben 14 und 23 aus einem Stück bestehen. Dieses Stück kann dann unmittelbar an die Wand 27 mit oder ohne nachgiebige Zwischenglieder wie 25 und 26 durch Bolzen befestigt werden. Noch weitere Abänderungen können darin bestehen, daß anstatt der Bolzen 26 ein an der Wand 27 vorgesehener Flansch oder auch ein durch radiale Stifte mit der Wand 27 verbundener Flansch benutzt wird.

Oben ist angenommen, daß nur zwei einander teilweise überdeckende Dichtungsteile oder Abschnitte vorgesehen sind. Es versteht sich, daß die Anzahl solcher Teile oder Abschnitte beliebig groß gewählt werden kann.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Labyrinthdichtung für radial beaufschlagte Turbinen, die mit Kanälen für Anzapf- oder Überlastdampf versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer der beiden äußeren Seiten der Turbinenräder nach deren Umfang zu

   mehrere axial versetzte, im Wege des Dampfes hintereinanderliegende Dichtungsabschnitte angeordnet sind, die einander in radialer Richtung ganz oder teilweise überdecken, indem der feststehende oder umlaufende Teil des äußeren Dichtungsabschnittes (io) des radialen Turbinenrades (2) von einem hülsenförmigen Teil (14) getragen wird, welcher den nächstliegenden inneren Dichtungsabschnitt (9) umschließt und mit dem Dampfkasten oder Turbinenrad verbunden ist.
2. 2. Labyrinthdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Scheibe (12) eines zwischen der äußeren Umfangswand (27) des Dampfkastens, und dem Turbinenrad (2) vorgesehenen Dichtungsabschnittes (10) durch einen zwischen der umlaufenden Scheibe (11) eines inneren Abschnittes der Dichtung und dem Turbinenrad eingesetzten Ring (21) gegen das Turbinenrad unter der Wirkung der Befestigungsmittel (17) gepreßt wird, welche zur Befestigung der umlaufenden Scheibe des inneren Dichtungsabschnittes (9) an dem Turbinenrad dienen.
3. 3. Labyrinthdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Abschnitt oder die inneren Abschnitte der Dichtung durch Bolzen (17) mit dem Turbinenrad verbunden sind, welche von der Beschaufelungsseite des Turbinenrades aus eingesetzt sind.
4. 4. Labyrinthdichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem äußeren Dichtungsabschnitt (10) und dem benachbarten inneren Dichtungsabschnitt (9) als Verbindungskanal zwischen einer inneren Stufe der Beschaufelung der Turbine und einer Dampfentnahmekammer (7) des Dampfkastens angeordnet ist.
5. 5. Labyrinthdichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der äußeren Wand (27) des Dampf kasten s zwei Dichtungsteile oder Dichtungsabschnitte (10, 24) verbunden sind, die in bezug auf die Strömung des ausleckenden Dampfes in Reihe geschaltet sind und deren mit der Umfangswand verbundene, feststehende Scheiben (14, 23) entweder aus einem Stück hergestellt oder gelenkig miteinander verbunden sind, wobei die Verbindung dieser Scheiben m.it der Umfangswand eine derartige ist, daß sie der Ausdehnung der Scheiben zufolge Erwärmung Rechnung trägt.
6. 6. Labyrinthdichtung nach Anspruch 5, bei welcher mit der äußeren der beiden feststehenden Dichtungsabschnitte eine besondere Dampfsammelkammer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Scheiben (23, 14) und der äußeren Umfangswand (27) des Dampfkastens teils durch ein im wesentlichen axial angeordnetes Ausdehnungsglied und teils durch Bolzen bewegt wird, die in radialen Bohrungen der Umfangswand (27) gleitbar sind und durch deren als ösen ausgebildete Köpfe (26) im wesentlichen axiale Bolzen zur Befestigung der Dampfsammelkammer an die äußere (23) der beiden Scheiben der Dichtungsabschnitte geführt sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnunger.