DE69422663T2

DE69422663T2 - Nachgiebige druckausgeglichene Dichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69422663T2
Application number: DE69422663T
Authority: DE
Inventors: James F. Gardner; Hai-Ping Ma
Original assignee: EG&G Inc
Current assignee: Revvity Inc
Priority date: 1993-05-07
Filing date: 1994-05-02
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2014-05-03
Also published as: JP2526024B2; DE69422663D1; EP0629798B1; US5370402A; JPH0771622A; EP0629798A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine nachgiebige Dichtungsvorrichtung zum Abdichten eines Hochdruckbereiches gegenüber einem Niederdruckbereich, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist.
Bei vielen Arten von Maschinen werden Spaltdichtungen (clearance seals) eingesetzt, um ein Gas unter Druck einzuschließen. Oft handelt es sich bei diesen Dichtungen um einfache Labyrinthdichtungen, die den Druck mit einer Reihe von Zähnen bzw. Lamellen in der Nähe einer drehenden Welle verteilen. Derartige Vorrichtungen sind bekannt und zuverlässig, jedoch ermöglichen sie hohe Gasaustrittsmengen. Normalerweise sind die Spalte zwischen den Lamellenspitzen einer Labyrinthdichtung und der Welle bis zu 0,001-0,002 mm pro mm (Inch pro Inch) des Wellendurchmessers groß.
Es ist viel getan worden, um die Undichtigkeit von Labyrinthdichtungen zu verringern. Normalerweise hat man bei bisherigen Bemühungen versucht, die Lamellenform zu verbessern (z. B. Konstruktionen mit nach hinten angewinkelten Lamellen), Absatzdichtungen (step seals) oder ineinandergreifende Lamellenkonstruktionen zu verwenden, um den Verlust zu verringern. Es sind auch Labyrinthdichtungskonstruktionen mit Abrieb entwickelt und eingesetzt worden, und zwar insbesondere bei Strahltriebwerken. Die Lamellen derartiger Dichtungen mit Abrieb werden anfangs mit einem Berührungsspalt installiert und verschleißen dann auf ihren eigenen Spalt, wenn sich die Maschine dreht. Jedoch wird, nachdem der Rotor eine Zeit lang radialer Schwingung zusammen mit axialen Auslenkungen ausgesetzt war, häufig ein halbmondförmiger Spalt in die Dichtung mit Abrieb geschnitten, so daß die Undichtigkeit drastisch zunehmen kann.
Trotz vieler verbesserter Konstruktionen führen daher Undichtigkeitsverluste bei Labyrinthdichtungen weiter zu erheblichen Energieverlusten bei Rotationsmaschinen.
Ein weiteres ernsthaftes Problem bei Hochdruck-Labyrinthdichtungen besteht im Auftreten von rotodynamischen Effekten (rotordynamic effects). Da Hochdruckgas relativ dicht ist, wirkt eine Labyrinthdichtung bei hohen Gasdrücken als Lager, sie neigt jedoch dazu, den Rotor aufgrund eines Mangels an Konzentrizität zu den eigentlichen Lagern der Maschine zu destabilisieren. Es sind in jüngster Zeit erhebliche Anstrengungen unternommen worden, um rotodynamische Erregungseffekte (excitation effects) zu verringern. Zu den Ergebnissen dieser Anstrengungen gehören Wirbelbremsen vor einem Labyrinth, Gegenwirbelauslöser, sowie das Einblasen von tangential unbeweglichem Gas in den ersten unbewegten Bereich des Labyrinthes. Andere Anstrengungen haben sich auf eine optimierte Form und die Erzeugung einer rauhen Oberfläche in der Labyrinthdichtung konzentriert, um die Zunahme der Umfangsgasgeschwindigkeit zu verzögern. Des weiteren sind Labyrinthdichtungen mit Wabenkonstruktion entwickelt worden, um rotodynamische Erregungseffekte zu verringern. Jedoch müssen die rotodynamischen Effekte weiter verringert werden.
Als eine Alternative zu der Labyrinthdichtung hat der Anmelder eine Dichtung mit nachgiebigen Fingern vorgeschlagen, die auf einem dünnen Gas- oder Flüssigkeitsfilm zwischen den Fingern und einer sich drehenden Welle gleiten. Eine derartige Dichtung mit nachgiebigen Fingern ist im US-Patent Nr. 5,100,158 offenbart.
Das obenbeschriebene technische Problem wird mit einer nachgiebigen Dichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die beigefügten Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis der Erfindung und zeigen verschiedene Ausführungen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Bei den Zeichnungen sind:
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer nachgiebigen Dichtungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Hälfte der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung in Fig. 1;
Fig. 3(A) eine Seitenansicht einer Hälfte der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung in Fig. 1 und 2 mit einer Spaltabdeckung zwischen den flexiblen Blattelementen;
Fig. 3(B) eine Vorderansicht der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung in Fig. 3(A);
Fig. 4(A), 4(B) und 4(C) eine Perspektivansicht, ein Druckverteilungsschema und ein Flußschema eines flexiblen Blattelementes der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung in Fig. 1 und 2;
Fig. 5(A) und 5(B) Druckverteilungsschemata eines flexiblen Blattelementes der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung in Fig. 1 und 2 bei Nichtdrehung bzw. Drehung der Welle;
Fig. 6 eine Perspektivansicht der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung in Fig. 1 und 2 mit angewinkelten flexiblen Blattelementen;
Fig. 7(A), 7(B) und 7(C) Ansichten der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung in Fig. 1 und 2, wobei Aussparungen in den Unterseiten der flexiblen Blattelemente ausgebildet sind;
Fig. 8(A) ein Kraftverteilungsschema der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung in Fig. 1 und 2;
Fig. 8(B) die Ansicht einer bevorzugten Form eines flexiblen Blattelementes mit einer Biegung in einer Richtung auf einen Hohlraum zu;
Fig. 8(C) ein Druckverteilungsschema der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung in Fig. 1 und 2 mit dem flexiblen Blattelement in Fig. 8(B);
Fig. 9 eine Seitenansicht einer Hälfte einer nachgiebigen Dichtungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung, die ein Basiselement mit einer zweiten Wand mit einem davon vorstehenden Randelement enthält;
Fig. 10 eine Seitenansicht einer nachgiebigen Dichtungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung, die ein Basiselement mit einer zweiten Wand mit einem davon vorstehenden Randelement enthält, wobei das Randelement eine angewinkelte Innenfläche hat;
Fig. 11(A) und 11(B) Seitenansichten einer Hälfte einer nachgiebigen Dichtungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführung der Erfindung, die ein Basiselement mit einer zweiten Wand mit einem sekundären Dichtungselement enthält;
Fig. 12(A) und 12(B) Seitenansichten einer Hälfte einer gleichdrehenden bzw. einer gegendrehenden Vorrichtung, die die nachgiebige Dichtungsvorrichtung in Fig. 11(A) enthält; und
Fig. 13 eine Seitenansicht einer Hälfte einer statischen Vorrichtung, die die nachgiebige Dichtungsvorrichtung in Fig. 11(A) enthält.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Im folgenden wird ausführlich auf die gegenwärtig bevorzugten Ausführungen der Erfindung Bezug genommen, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in allen Zeichnungen kennzeichnen.
Eine erste Ausführung der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben. Eine nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 ist, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, vorhanden, um den Fluß eines Gases (oder einer Flüssigkeit) in einem Strom entlang einer Welle 110 einzuschränken. Das Gas (oder die Flüssigkeit) ist beispielsweise in einem Maschinengehäuse (nicht dargestellt) eingeschlossen und hat einen Systemdruck Psysfem. Der Bereich außerhalb des abgedichteten Maschinengehäuses, in dessen Richtung das eingeschlossene Gas austreten will, hat einen Austrittsdruck Paustritt, wobei der Systemdruck Psysfem größer ist als der Austrittsdruck Paustritt.
Die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 umfaßt ein Basiselement 120, das eine ringförmige Basiswand 130 enthält, eine erste Wand 140, die sich von der Basiswand 130 aus in der Nähe des Systemdrucks Psysfem radial nach innen erstreckt, sowie eine zweite Wand 150, die sich von der Basiswand 130 aus in der Nähe des Austrittsdrucks Paustritt radial nach innen erstreckt. Das Basiselement 120 weist des weiteren einen Hohlraum 160 auf, der darin zwischen der ersten Wand 140 und der zweiten Wand 150 ausgebildet ist. Das Basiselement 120 wird, wie der Fachmann weiß, lösbar an dem Maschinengehäuse (nicht dargestellt) angebracht.
Vorzugsweise umfaßt das Basiselement 120 ein Material mit einer hohen Fließgrenze bei hohen Temperaturen. So kann das Basiselement 120 eine Legierung auf Nickelbasis, wie beispielsweise Inconel®, umfassen, die von Inco Alloys International hergestellt wird. Es versteht sich, daß die Zusammensetzung des Basiselementes 120 je nach dem speziellen Einsatzzweck, für den die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 bestimmt ist, variiert werden kann.
Die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 umfaßt des weiteren eine Vielzahl von flexiblen Blattelementen 170, die sich zwischen der ersten Wand 140 und der zweiten Wand 150 des Basiselementes 120 erstrecken. Jedes der Vielzahl flexibler Blattelemente 170 hat ein unteres Ende, das durch Schweißen oder mit anderen in der Technik bekannten Mitteln an der ersten Wand 140 befestigt wird, sowie ein bewegliches freies Ende, das in Dichtungskontakt mit der zweiten Wand 150 ist und den Hohlraum 160 im wesentlichen mit einem regulierbaren Druck Phohlraum darin umschließt. Die unteren Enden der flexiblen Blattelemente 170 sind vorzugsweise um einen Zwischenraum c gegenüber der Welle 110 verschoben. Des weiteren haben die flexiblen Blattelemente 170 eine Biegung 171, durch die ihr freies Ende auf die Welle 110 zu gedrückt wird. Es ist vorgesehen, daß die flexiblen Blattelemente 170 über andere Einrichtungen verfügen können, mit denen ihre freien Enden auf die Welle 110 zu gedrückt werden, wie sie dem Fachmann bekannt sind.
Vorzugsweise ist der Hohlraumdruck Phohlraum gegenüber dem Systemdruck Psystem geringfügig verringert. Typische Werte für den Hohlraumdruck Phohlraum betragen un gefähr 80-90% des Systemdrucks Psystem. Wie weiter unten ausführlicher erläutert, wird so ein Nenn-Kräftegleichgewicht in der radialen Richtung der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung 100 erreicht.
Es ist vorgesehen, daß der Hohlraumdruck Phohlraum feineingestellt werden kann, und zwar je nach Bedarf mittels einer oder mehrerer Durchgangsöffnungen angehoben oder abgesenkt werden kann. Um den Hohlraumdruck Phohlraum anzuheben, um beispielsweise das Austreten über die flexiblen Blattelemente 170 auszugleichen, kann die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 eine Durchgangsöffnung 190 umfassen, die mit dem Hohlraum 160 und dem Systemdruck Psystem in Verbindung steht. Desgleichen kann, um den Hohlraumdruck Phohlraum abzusenken, die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 eine Durchgangsöffnung (nicht dargestellt) umfassen, die mit dem Hohlraum 160 und dem Austrittsdruck Paustritt in Verbindung steht. Es ist anzumerken, daß der Strom durch diese Durchgangsöffnungen im Vergleich zu der Konstruktion einer Standard-Labyrinthdichtung sehr gering ist.
Obwohl die freien Enden der flexiblen Blattelemente 170 in Dichtungskontakt mit der zweiten Seite 150 des Basiselementes 120 sein können, so beispielsweise an einer Innenumfangsfläche der zweiten Seite 150, enthält jedes der freien Enden vorzugsweise einen Flansch 172 für den Dichtungskontakt mit einer Innenfläche der zweiten Wand 150. Um die Reibung zwischen den Flanschen 172 und der Innenfläche der zweiten Wand 150 zu verringern, kann ein Schmiermittel (nicht dargestellt), wie beispielsweise ein TFE, Graphit, Molydisulfidkohlenstoff oder Chromcarbid, mit einem festen Schmiermittel auf die Flansche 172 und/oder die Innenfläche der zweiten Wand 150 aufgetragen werden.
Die flexiblen Blattelemente 170 sind, wie in Fig. 1 dargestellt, ringförmig um die Welle 110 in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet und erstrecken sich, wie oben erläutert, vorzugsweise so weit, daß sie an ihren freien Enden mit der Welle 110 in Kontakt kommen. Um die Reibung zwischen den flexiblen Blattelementen 170 und der Welle 110 zu verringern, wenn diese in Kontakt miteinander kommen sollten, kann ein Schmiermittel (nicht dargestellt), wie beispielsweise TFE, Graphit, Molydisulfidkohlenstoff oder Chromcarbid mit einem festen Schmiermittel auf die Welle 110 und/oder die flexiblen Blattelemente 170 aufgetragen werden.
Bei der Drehung der Welle 110 gleiten, wie weiter unten ausführlicher erläutert, die flexiblen Blattelemente 170 auf einem dünnen Film aus Gas (oder Flüssigkeit) mit einem Abstand h über der Oberfläche der Welle 100. Mit gewissen Abwandlungen können die flexiblen Blattelemente 170, wie weiter unten ebenfalls ausführlicher erläutert, auch im Nichtdrehzustand über der Oberfläche der Welle 110 gleiten.
Vorzugsweise umfassen die flexiblen Blattelemente 170 ein Material mit hoher Fließgrenze bei hohen Temperaturen. So können die flexiblen Blattelemente 170 eine Legierung auf Nickelbasis, wie beispielsweise Inconel, umfassen. Es versteht sich jedoch, daß die Zusammensetzung der flexiblen Blattelemente 170 je nach dem speziellen Einsatzzweck, für den die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 bestimmt ist, variiert werden kann.
Die flexiblen Blattelemente 170 können ungefähr 0,0762-0,3048 mm (0,003- 0,012 inch) dick sein, und sie sind vorzugsweise 0,1016-0,2032 mm (0,004-0,008 Inch) dick. Des weiteren sind die flexiblen Blattelemente 170 vorzugsweise so bemessen, daß ihre hydrostatischen und hydrodynamischen Eigenschaften optimiert werden. So werden beispielsweise für eine Welle mit dem Maß 120,65 mm (4,750 Inch) und einen Differenzdruck von 4,13685,6 N/m² (60 psi) Dichtungen mit einem Auslegungszwischenraum h von 0,00508-0,0127 mm (0,0002-0,0005 Inch) zwischen den flexiblen Blattelementen 170 und der Welle 110 getestet, wobei die flexiblen Blattelemente 170 8,4328 mm (0,332 Inch) breit sind und in Umfangsrichtung 0,1524-0,2032 mm (0,006-0,008 Inch) voneinander beabstandet sind.
Es ist anzumerken, daß ein gewisser Gasstrom durch die Umfangszwischenräume zwischen den flexiblen Blattelementen 170 auftritt. Obwohl dieser Gasstrom relativ gering ist, kann es u. U. vorteilhaft sein eine Spaltabdeckung zum Abdichten der Zwischenräume zwischen den flexiblen Blattelementen 170 vorzusehen. Eine derartige Spaltabdeckung ist in den Fig. 3(A) und 3(B) in Form von Streifen 180 dargestellt, die die Umfangszwischenräume zwischen den flexiblen Blattelementen 170 abdichten. Vorzugsweise sind die Streifen 180 leichter aufgebaut als die flexiblen Blattelemente 170 und bestehen aus dem gleichen Material wie die flexiblen Blattelemente 170. Es ist jedoch anzumerken, daß die Streifen 180 auch aus anderen Materialien, wie beispielsweise verschiedenen Legierungen, bestehen können. Vorzugsweise sind die Streifen 180 des weiteren dünner als die flexiblen Blattelemente 170. Die Streifen 180 können auch durch Schweißen oder mit anderen in der Technik bekannten Mitteln an dem Basiselement 120 angebracht werden.
Gemäß der Erfindung enthält jedes der flexiblen Blattelemente 170 der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung 100 auf Drehung der Welle 110 ansprechende Einrichtungen, durch die die flexiblen Blattelemente 170 von der Welle 110 abgehoben werden. Wie in Fig. 3(B) als Beispiel und nicht einschränkend dargestellt ist, besteht diese Einrichtung aus einer Krümmung der flexiblen Blattelemente 170 in der gleichen Richtung wie die Krümmung der Welle 110, wobei der Krümmungsradius der flexiblen Blattelemente 170 vorzugsweise größer ist als der Krümmungsradius der Welle 110.
Bei der Drehung der Welle 110 bewirkt der Unterschied in der Krümmung aufgrund viskoser Effekte des Gases (bzw. der Flüssigkeit) ein hydrodynamisches Abheben. Bei Drehung schließt die Hebeeinrichtung Gas (bzw. Flüssigkeit) ein, so daß der Druck unter den flexiblen Blattelementen 170 ansteigt und sich die flexiblen Blattelemente 170 biegen, so daß es zum Abheben kommt. Die flexiblen Blattelemente 170 gleiten auf einem dünnen Film aus Gas (bzw. Flüssigkeit) zwischen den flexiblen Blattelementen 170 und der Welle 110, so daß sich die flexiblen Blattelemente 170 an Toleranzen in der Oberfläche der Welle 110 und thermische sowie zentrifugale Ausdehnung der Welle 110 sowie an Schwankungen in der Konzentrizität zwischen der Welle 110 und Dichtungsbohrungen (nicht dargestellt) sowie Unrundlauf der Welle 110 anpassen. Wenn die flexiblen Blattelemente 170 abheben, werden sie auch, wie in Fig. 5(B) dargestellt, leicht verdreht, so daß ihre Vorderkanten mit größerem Abstand arbeiten als ihre hinteren Ränder. Normalerweise liegen die Funktionszwischenräume an den Vorderkanten der flexiblen Blattelemente 170 in der Größenordnung von 0,00762-0,01778 mm (0,0003-0,0007 Inch), während typische Zwischenräume an den Hinterkanten 0,00254 -0,00508 mm (0,0001-0,0002 Inch) betragen.
Ein typisches flexibles Blattelement 170 ist in Fig. 4(A), 4(B) sowie 4(C) dargestellt. Für ein derartiges flexibles Blattelement ist die Druckverteilung während des Nichtdrehzu standes in Fig. 4(B) sowie 4(C) dargestellt. In Fig. 4(C) stellen die durchgehenden Linien die Richtung des Strömungsfeldes des Gases (bzw. der Flüssigkeit) dar, und die unterbrochenen Linien stellen Linien konstanten Drucks zwischen der Welle 110 und der Unterseite des flexiblen Blattelementes 170 dar.
Fig. 5(A) zeigt ein typisches Druckprofil durch den Mittelabschnitt eines einzelnen der flexiblen Blattelemente 170, wenn sich die Welle im Ruhezustand befindet. Im Nichtdrehzustand ist, wie in Fig. 5(A) dargestellt, der Druck in dem Hohlraum Phohlraum über dem flexiblen Blattelement 170 etwas niedriger als der Druck zwischen der Welle 110 und dem flexiblen Blattelement 170. Daher wird das flexible Blattelement 170 nur sehr leicht nach unten auf die Oberfläche der Welle 110 gedrückt, wenn diese sich nicht dreht.
Fig. 5(B) zeigt eine typische Druckverteilung über den gleichen Abschnitt des flexiblen Blattelementes 170, wie er in Fig. 5(A) dargestellt ist, wenn sich die Welle 110 dreht. Am Rand des flexiblen Blattelementes 170 entspricht der Druck dem lokalen Druck in dem Raum zwischen den flexiblen Blattelementen 170. Zwischen dem flexiblen Blattelement 170 und der Welle 100 jedoch steigt der Druck aufgrund viskoser hydrodynamischer Effekte an. Eine typische Druckverteilung im Drehzustand zeigt, daß der Druck radial innerhalb des flexiblen Blattelementes 170 größer ist als der Druck radial außerhalb des flexiblen Blattelementes 170, wodurch das flexible Blattelement 170 von der Welle 110 abhebt. Wie in Fig. 5(B) zu sehen ist, ist der Druck unter der Vorderkante 174 des flexiblen Blattelementes 170 größer als der unter der Hinterkante 176. Daher ist der Zwischenraum H zwischen der Welle 110 und der Vorderkante 174 größer als der Zwischenraum h an der Hinterkante 176.
Um das Abheben für eine bevorzugte Drehrichtung der Welle 110 zu verbessern, können, wie in Fig. 6 dargestellt, die flexiblen Blattelemente 170 so angeordnet sein, daß ihre verlängerte Achse in bezug auf die Achse der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung 100 (bzw. der Welle 110) angewinkelt ist, und so, daß ihre freien Enden von der Drehrichtung der Welle 110 weggewandt sind. Wenn sich die Welle 110 dreht, bewirkt die Anwinklung den Einschluß von Gas (bzw. Flüssigkeit) nicht nur von den freien Enden der flexiblen Blattelemente 170 her, sondern auch aufgrund der Tatsache, daß die flexiblen Blattelemente 170 teilweise den Durchmesser der Welle 110 umschließen und wie "Folienlager" (foil bearings) wirken. Der höhere Druck bewirkt zusätzliches Abheben und Abstand der flexiblen Blattelemente 170 zu der Welle 110.
Um das Abheben für eine bevorzugte Drehrichtung der Welle 110 weiter zu verbessern, kann jedes der flexiblen Blattelemente 170, wie in Fig. 7(A) dargestellt, eine Aussparung 178 enthalten, die an ihrer Unterseite in der Nähe der Welle 110 ausgebildet ist. Die Aussparung 178 kann eine offene Rayleigh-Scheibe (open Rayleigh pad), eine geschlossene Rayleigh-Scheibe, eine ummantelte Rayleigh-Scheibe, eine Radial-, Spiral- oder Winkelnut umfassen. Es können auch alternative Konstruktionen für die Aussparung 178 eingesetzt werden, wie sie in der Technik bekannt sind. Des weiteren können die Aussparungen 178 chemisch abgetragen, durch Ionenätzen oder mit anderen in der Technik bekannten Mitteln hergestellt werden.
Es liegt auf der Hand, daß bei dieser Konstruktion der Druckbereich der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung 110 vergrößert wird, indem wenigstens teilweise Druckausgleich der Aussparungen 178 hergestellt wird, und das Anheben durch die Einbeziehung von Stützlagern verstärkt wird, die Rayleigh-Scheiben-Konstruktionen an Gleitringdichtungen ähneln. Es ist darüber hinaus anzumerken, daß bei dieser Konstruktion die Möglichkeit besteht, hydrostatisches Abheben unter den Aussparungen 178 zu bewirken, indem der Hohlraumdruck Phohlraum leicht abgesenkt wird. Dementsprechend kann ein Zwischenraum zwischen den flexiblen Blattelementen 170 und der Welle 110 auch unter Nichtdrehbedingungen vorhanden sein. Da die Aussparungen 178 hydrodynamisches Anheben bewirken, ist kein Unterschied hinsichtlich der Krümmung zwischen der Welle 110 und den flexiblen Blattelementen 170 für das hydrodynamische Abheben erforderlich. Daher können bei dieser Konstruktion die flexiblen Blattelemente 170 und die Welle 110 den gleichen Krümmungsradius aufweisen. Trotzdem können die flexiblen Blattelemente 170 jeweils sowohl eine Aussparung und eine andere Krümmung als die Welle 110 aufweisen, wie dies in Fig. 7(B) dargestellt ist.
Eine Aussparung 178 gemäß der Erfindung ist, wie in Fig. 7(C) dargestellt, normalerweise 0,00508-0,01778 mm (0,0002-0,0007 Inch) tief, und zwar in einem 0,1016- 0,2032 mm (0,004-0,008 Inch) dicken metallischen flexiblen Blattelement 170. Vorzugsweise erstreckt sich die Aussparung 178 bis zu einem Punkt an dem flexiblen Blattelement 170 unmittelbar vor dem Flansch 172, so daß der Systemdruck Psystem unter das Ende des flexiblen Blattelementes 170 eintreten kann und so eine hydrostatische Ausgleichskraft erzeugt, die eine zusätzliche Anhebekraft bewirkt.
Fig. 8(A) ist ein typisches Kraftverteilungsschema für ein einzelnes der flexiblen Blattelemente 170 der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung 100 in Fig. 1 und 2. Pauslegung zeigt die Druckverteilung für einen Auslegungszwischenraum h, für den ein Nenn- Kräftegleichgewicht ausgelegt ist. Wenn sich die Welle 110 so bewegt, daß sich der Auslegungszwischenraum h verringert, verändert sich die Druckverteilung unter dem flexiblen Blattelement 170, wie mit Pverringert dargestellt, und die Gesamtkraft unter dem flexiblen Blattelement 170 nimmt zu. Wenn sich hingegen die Welle 110 so bewegt, daß der Auslegungszwischenraum h zunimmt, verändert sich die Druckverteilung wie mit Pvergrößert dargestellt, und die Gesamtkraft unter dem flexiblen Blattelement 170 nimmt zu. So dient der Hohlraum 60 mit dem regulierbaren Druck Phohlraum darin dazu, die flexiblen Blattelemente 170 hydrostatisch ins Gleichgewicht zu bringen. Es liegt auf der Hand, daß das Prinzip des hydrostatischen Gleichgewichtes, das bei dieser Konstruktion eingesetzt wird, das gleiche ist wie bei Gas-Gleitringdichtungen mit hydrostatischem Gleichgewicht.
Desgleichen sind steigende hydrodynamische Kräfte unter Funktionsbedingungen zu erwarten, und zwar auf ähnliche Weise wie bei den Spiralnuten an einer Gas-Gleitringdichtung. Es liegt auf der Hand, daß, wenn ein Nenn-Kräftegleichgewicht erreicht ist, das schnelle Ansprechverhalten der Aussparungen 178 zu wirken beginnt, wie dies oben erläutert ist. Wenn sich die Welle 110 dreht, erzeugen daher die Aussparungen 178, die in den flexiblen Blattelementen 170 ausgebildet sind, zusätzliche Kraft, so daß die Funktionsfilmhöhe leicht zunimmt. Obwohl dadurch die Undichtigkeit leicht zunehmen kann, wird die Steifigkeit des Films stark vergrößert.
Es ist anzumerken, daß, um hydrodynamisches Abheben des flexiblen Blattelementes 170 unter Drehbedingungen zu erzeugen, das flexible Blattelement 170 unter statischen Bedingungen vorteilhafterweise sehr eng an der Oberfläche der Welle 110 anliegt, d. h. z. B. 0,000635-0,00254 mm (0,000025-0,0001 Inch). Auf diese Weise können sich die hydrodynamischen Kräfte unter dem flexiblen Blattelement 170 voll entwickeln. Da je doch der erste Kontaktpunkt zwischen dem flexiblen Blattelement 170 und der Welle 110 im Nichtdrehzustand der flexibelste Punkt des flexiblen Blattelementes 170 ist, d. h. der Punkt unmittelbar vor dem Flansch 172, verhält sich die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 wie eine Klappdichtung (tip seal), wenn es zum Umrundlauf der Welle kommt. Dadurch entstehen nicht nur instabile hydrodynamische Abhebebedingungen, durch die die Undichtigkeit der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung 100 zunimmt, sondern es wird auch verhindert, daß die Dichtungsvorrichtung 100 große Auslenkungen der Welle 110 ausgleicht.
Dementsprechend weist das flexible Blattelement 170, wie in Fig. 8(B) dargestellt, eine Biegung 173 in einer Richtung auf den Hohlraum 160 zu auf, so daß der erste Punkt des Kontaktes p des flexiblen Blattelementes 170 mit der Welle 110 von dem Flansch 172 entfernt ist. Vorzugsweise befindet sich der Punkt p ungefähr im zweiten Drittel der Länge des flexiblen Blattelementes 170. Wenn der Punkt p von dem Flansch 172 entfernt ist, kann ein Abschnitt I des flexiblen Blattelementes 170 im Nichtdrehzustand in Kontakt mit der Oberfläche der Welle 110 sein, da keine Druckkräfte unter dem flexiblen Blattelement 170 in dem Abschnitt I wirken. Es versteht sich, daß Fig. 8(B) das flexible Blattelement 170 im Fertigungszustand darstellt, und in dem Zustand, in dem der Punkt p erstmals mit der Welle 110 in Kontakt kommt. Druck in dem Hohlraum 160 über den Abschnitt I bewirkt dann, daß der Abschnitt I auf der Welle 110 aufliegt.
Es ist anzumerken, daß bei dieser Konstruktion die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 guten Kontakt mit der Oberfläche der Welle 110 im Nichtdrehzustand hat, und zwar unabhängig vom Systemdruck Psystem. Des weiteren kann die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 bei dieser Konstruktion relativ große Wellenauslenkungen, von z. B. 0,889 mm (0,035 Inch), ausgleichen, und die hydrodynamischen Abhebekräfte sind nicht mehr auf einen einzelnen Punkt konzentriert, sondern werden statt dessen über die Länge I des flexiblen Blattelementes 170 verteilt, wie dies in Fig. 8(C) dargestellt ist.
Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. Es ist, wie in Fig. 9 dargestellt, eine nachgiebige Dichtungsvorrichtung 200 vorhanden, die ein Basiselement 220 umfaßt, wobei das Basiselement 230 eine ringförmige Basiswand 230 enthält, eine erste Wand 240, die sich in der Nähe des Systemdrucks Psystem von der Basiswand 230 aus radial nach innen erstreckt, und eine zweite Wand 250, die sich von der Basiswand 230 in der Nähe eines Austrittsdruck Paustritt radial nach innen erstreckt. Das Basiselement 220 enthält des weiteren einen Hohlraum 260, der zwischen der ersten Wand 240 und der zweiten Wand 250 darin ausgebildet ist.
Die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 200 umfaßt des weiteren eine Vielzahl flexibler Blattelemente 270, die sich zwischen der ersten Wand 240 und der zweiten Wand 250 erstrecken. Jedes der Vielzahl flexibler Blattelemente 270 hat ein unteres Ende, das an der ersten Wand 240 befestigt ist, sowie einen Flansch 272, der in dichtendem Kontakt mit der zweiten Wand 250 ist und den Hohlraum 260 mit einem regulierbaren Druck Phohlraum darin im wesentlichen umschließt. Wie bei der ersten Ausführung kann der Hohlraumdruck Phohlraum durch den Einsatz einer Durchgangsöffnung 290, die mit dem Hohlraum 260 und dem Systemdruck Psystem in Verbindung steht, oder über eine Durchgangsöffnung (nicht dargestellt), die mit dem Hohlraum 260 und dem Austrittsdruck Paustritt in Verbindung steht, feineingestellt werden.
Vorzugsweise ist die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 200 dieselbe wie die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 in Fig. 2, wobei jedoch die Innenfläche 252 der zweiten Wand 250 ein Randelement 254 umfaßt, das von selbiger aus vorsteht. Das Randelement 254 bildet einen Raum 256 zwischen den Flanschen 272 der flexiblen Blattelemente 270 und der Innenfläche 252 der zweiten Wand 250, um ein Druckgleichgewicht auf einander gegenüberliegenden Seiten der Flansche 272 aufrechtzuerhalten. Es versteht sich, daß bei dieser Konstruktion die Reibungskräfte zwischen der zweiten Wand 250 und den Flanschen 272 verringert werden können. Des weiteren werden durch das Randelement 254 die flexiblen Blattelemente 270 beispielsweise bei der Montage der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung 200 geschützt.
Eine dritte Ausführung der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben. Es ist, wie in Fig. 10 dargestellt, eine nachgiebige Dichtungsvorrichtung 300 vorhanden, die ein Basiselement 320 umfaßt, wobei das Basiselement 320 eine ringförmige Basiswand 330 enthält, eine erste Wand 340, die sich in der Nähe eines Systemdrucks Psystem von der Basiswand 330 aus radial nach außen erstreckt, sowie eine zweite Wand 350, die sich in der Nähe eines Austrittsdrucks Paustritt von der Basiswand 330 aus radial nach innen erstreckt. Das Basiselement 320 enthält des weiteren einen Hohlraum 360, der darin zwischen der ersten Wand 340 und der zweiten Wand 350 ausgebildet ist.
Die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 300. umfaßt des weiteren eine Vielzahl flexibler Blattelemente 370, die sich zwischen der ersten Wand 340 und der zweiten Wand 350 erstrecken. Jedes der Vielzahl flexibler Blattelemente 370 hat ein unteres Ende, das an der ersten Wand 340 befestigt ist, sowie einen Flansch 372, der in dichtem Kontakt mit der zweiten Wand 350 ist und den Hohlraum 360 mit einem regulierbaren Druck Phohlraum darin im wesentlichen umschließt. Wie bei der ersten Ausführung kann der Hohlraumdruck Phohlraum mit einer Durchgangsöffnung 390 feinreguliert werden, die mit dem Hohlraum 360 und dem Systemdruck Psystem in Verbindung steht, oder mit einer Durchgangsöffnung (nicht dargestellt), die mit dem Hohlraum 360 und dem Austrittsdruck Paustritt in Verbindung steht. Die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 300 enthält wie die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 200 in Fig. 9 ein Randelement 354, das von ihr vorsteht. Das Randelement 354 bildet einen Raum 356 zwischen den Flanschen 372 der flexiblen Blattelemente 370 und der Innenfläche 352 der zweiten Wand 350, und erhält ein Druckgleichgewicht auf einander gegenüberliegenden Seiten der Flansche 372 aufrecht.
Vorzugsweise ist die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 300 die gleiche wie die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 200 in Fig. 9, wobei jedoch eine Innenfläche des Randelementes 354 angewinkelt ist, so daß sie selektiv mit den Flanschen 372 der flexiblen Blattelemente in Kontakt kommt, wenn sich die freien Enden der flexiblen Blattelemente 370 bewegen. Es ist anzumerken, daß bei dieser Konstruktion die angewinkelte Innenfläche sich einer Kugelfläche nähert, so daß die Reibungskräfte, die an der Grenzfläche zwischen den Flanschen 372 und der zweiten Wand 350 erzeugt werden, auf ein Minimum verringert werden können.
Eine vierte Ausführung der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 11(A) und 11(B) beschrieben. Es ist, wie in Fig. 11(A) dargestellt, eine nachgiebige Dichtungsvorrichtung 400 vorhanden, die ein Basiselement 420 umfaßt, wobei das Ba siselement 420 eine ringförmige Basiswand 430 enthält, eine erste Wand, die sich in der Nähe eines Systemdrucks Psystem von der Basiswand 430 aus radial nach innen erstreckt, und eine zweite Wand 450, die sich in der Nähe eines Austrittsdrucks Paustritt von der Basiswand 430 aus radial nach innen erstreckt. Das Basiselement 420 enthält des weiteren einen Hohlraum 460, der darin zwischen der ersten Wand 440 und der zweiten Wand 450 ausgebildet ist.
Die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 400 umfaßt des weiteren eine Vielzahl flexibler Blattelemente 470, die sich zwischen der ersten Wand 440 und der zweiten Wand 450 erstrecken. Jedes der Vielzahl flexibler Blattelemente 470 weist ein unteres Ende auf, das an der ersten Wand 440 befestigt ist, sowie einen Flansch 472, der in dichtendem Kontakt mit der zweiten Wand 450 ist und den Hohlraum 460 mit einem regulierbaren Druck Phohlraum darin im wesentlichen umschließt. Wie bei der ersten Ausführung kann der Hohlraumdruck Phohlraum mit einer Durchgangsöffnung 490 feinreguliert werden, die mit dem Hohlraum 460 und dem Systemdruck Psysfem in Verbindung steht, oder mit einer Durchgangsöffnung (nicht dargestellt), die mit dem Hohlraum 460 und dem Austrittsdruck Paustritt in Verbindung steht.
Vorzugsweise ist die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 400 die gleiche wie die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 100 in Fig. 2, wobei jedoch die Innenfläche 452 der zweiten Wand 450 ein sekundäres Dichtungselement enthält. So kann das sekundäre Dichtungselement beispielsweise, wie in Fig. 11 (A) dargestellt, einen O-Ring 456 enthalten, der in einer Aussparung 454 aufgenommen ist, die in der Innenfläche 452 der zweiten Wand 450 ausgebildet ist. Desgleichen kann das sekundäre Dichtungselement, wie in Fig. 11 (B) dargestellt, eine federgespannte TEFLON-Dichtung 458 enthalten, die in der Aussparung 454 aufgenommen ist, die in der Innenfläche 452 der zweiten Wand 450 ausgebildet ist. Es versteht sich, daß andere sekundäre Dichtungselemente eingesetzt werden können, wie sie in der Technik bekannt sind. Es ist anzumerken, daß bei dieser Konstruktion die Reibungskräfte zwischen der zweiten Wand 450 und den Flanschen 472 verringert werden können.
Eine Dichtung gemäß einer der obenstehenden Ausführungen weist im Vergleich sowohl zu Labyrinthdichtungen als auch nachgiebigen Dichtungen nach dem Stand der Technik verbesserte Abdichtung auf. Des weiteren ermöglicht die vorliegende Erfindung verbessertes hydrostatisches und hydrodynamisches Kräftegleichgewicht, so daß rotodynamische Erregungseffekte auf ein Minimum verringert werden, indem minimale radiale Kraft auf die Welle übertragen wird. Des weiteren ermöglicht die vorliegende Erfindung, wenn ein Nenn-Kräftegleichgewicht erreicht ist, ein sehr ausgeprägtes Frequenz- Kräftegleichgewicht-Verhalten.
Für den Fachmann liegen zusätzliche Vorteile und Abwandlungen auf der Hand. So können die Lehren der vorliegenden Erfindung auch bei linearen Dichtungen eingesetzt werden, obwohl die vorangehenden Ausführungen in bezug auf eine ringförmige Dichtung beschrieben wurden. Des weiteren können die Lehren der vorliegenden Erfindung auch bei gleichdrehenden, gegendrehenden und statischen Dichtungen eingesetzt werden.
Was gleichdrehende und gegendrehende Dichtungen angeht, so ist vorgesehen, daß jede der bisher beschriebenen nachgiebigen Dichtungsvorrichtungen eingesetzt werden kann, um einen Hochdruckbereich gegenüber einem Niederdruckbereich an einem Zwischenraum zwischen zwei gleichdrehenden oder zwei gegendrehenden Drehelementen abzudichten. Die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 400 in Fig. 11(A) kann, wie in Fig. 12(A) dargestellt, beispielsweise zum Abdichten eines Systemdrucks Psysfem gegenüber einem Austrittsdruck Paustritt an einem Zwischenraum g zwischen einem ersten Drehelement 500 und einem zweiten Drehelement 510 vorhanden sein. Das erste Drehelement 500 und das zweite Drehelement 510 können beispielsweise einen äußeren bzw. inneren Drehkörper eines gleichdrehenden oder gegendrehenden Flugzeugtriebwerkes umfassen. Des weiteren können sich das erste und das zweite Drehelement 500 und 510 entweder mit unterschiedlicher Geschwindigkeit oder mit gleicher Geschwindigkeit drehen. Bei einem gleichdrehenden Triebwerk drehen sich das erste und das zweite Drehelement 500 und 510 in der gleichen Richtung, während sich bei einem gegendrehenden Triebwerk das erste und das zweite Drehelement 500 und 510 entgegengesetzt zueinander drehen. Derartige gleichdrehende und gegendrehende Triebwerke werden beispielsweise von Pratt & Witney sowie General Electric hergestellt. Obwohl Fig. 12(A) die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 400 an dem ersten Drehelement 500 angebracht darstellt, kann die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 400, wie in Fig. 12(B) dargestellt, an dem zweiten Drehelement 510 angebracht werden.
Bei statischen Dichtungen ist vorgesehen, daß jede der bisher beschriebenen nachgiebigen Dichtungsvorrichtungen eingesetzt werden kann, um einen Hochdruckbereich gegenüber einem Niederdruck an einem Zwischenraum zwischen zwei stationären Elementen abzudichten. So kann die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 400 in Fig. 11(A) beispielsweise, wie in Fig. 13 dargestellt, vorhanden sein, um einen Systemdruck Psystem gegenüber einem Austrittsdruck Paustritt an einen Zwischenraum g zwischen einem ersten stationären Element 520 und einem zweiten stationären Element 530 abzudichten. Das erste stationäre Element 520 und das zweite stationäre Element 530 können beispielsweise ein Metallgehäuse bzw. eine Keramikdüse eines Flugzeugtriebwerkes bzw. einer Dampfturbine umfassen. Im allgemeinen weisen die beiden Elemente normalerweise unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf und unterliegen so in Funktion unterschiedlicher radialer Wärmeausdehnung. Wenn die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 400 auf die in Fig. 13 dargestellte Weise vorhanden ist, kann die nachgiebige Dichtungsvorrichtung 400 die unterschiedliche Wärmeausdehnung des ersten und des zweiten stationären Elementes 520 und 530 ausgleichen.
Daher ist die Erfindung nicht auf die speziellen Details, der Darstellung dienende Vorrichtungen sowie veranschaulichende Beispiele, die dargestellt und beschrieben sind, beschränkt. Dementsprechend kann von derartigen Details abgewichen werden, ohne vom Schutzumfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung zum Abdichten eines Hochdruckbereiches gegenüber einem Niederdruckbereich, wobei die nachgiebige Dichtungsvorrichtung umfaßt:

ein Basiselement (120, 220, 320, 420), das eine Basiswand (130, 230, 330, 430) enthält, wobei in dem Basiselement (120, 220, 320, 420) ein Hohlraum (160, 260, 360, 460) ausgebildet ist; und

ein flexibles Blattelement (170, 270, 370, 470) mit einem unteren Ende, das an dem Basiselement (120, 220, 320, 420) befestigt ist, und einem beweglichen freien Ende, das in abdichtendem Kontakt mit dem Basiselement (120, 220, 320, 420) ist und den Hohlraum (160, 260, 360, 460) mit regulierbarem Druck darin im wesentlichen umschließt, wobei das Basiselement (120, 220, 320, 420) des weiteren eine erste Wand (140, 240, 340, 440) umfaßt, die sich in der Nähe des Hochdruckbereiches von der Basiswand (130, 230, 330, 430) aus erstreckt, sowie eine zweite Wand (150, 250, 350, 450), die sich in der Nähe des Niederdruckbereiches von der Basiswand (130, 230, 330, 430) aus erstreckt, wobei der Hohlraum (160, 260, 360, 460) zwischen der ersten Wand und der zweiten Wand (150, 250, 350, 450) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

das flexible Blatt (170, 270, 370, 470) mit seinem unteren Ende an der ersten Wand (140, 240, 340, 440) befestigt ist und mit seinem beweglichen freien Ende in abdichtendem Kontakt mit der zweiten Wand (150, 250, 350, 450) ist, und daß die Dichtungsvorrichtung (100, 200, 300, 400) eine Durchgangsöffnung in der ersten oder der zweiten Wand (140, 240, 340, 440; 150, 250, 350, 450) aufweist, die Fluidverbindung zwischen dem Hohlraum (160, 260, 360, 460) und entweder der Hochdrucksei te oder der Niederdruckseite herstellt, wobei die Durchgangsöffnung so bemessen ist, daß der Druck im Inneren des Hohlraums (160, 260, 360, 460) reguliert werden kann.

2. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das freie Ende des Blattelementes einen Flansch (172, 272, 372, 472) enthält, der mit einer Innenfläche der zweiten Wand (150, 250, 350, 450) in abdichtendem Kontakt ist.

3. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Schmiermittel zwischen dem Flansch (172, 272, 372, 472) und der Innenfläche der zweiten Wand (150, 250, 350, 450) vorhanden ist.

4. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Innenfläche der zweiten Wand (250,350) ein Randelement (254, 354) enthält, das von ihr vorsteht, und das Randelement einen Raum zwischen dem Flansch (272, 372) und der Innenfläche der zweiten Wand bildet und ein Druckgleichgewicht auf einander gegenüberliegenden Seiten des Flansches aufrechterhält.

5. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Innenfläche des Randelementes (354) so angewinkelt ist, daß sie selektiv mit dem Flansch (372) in Kontakt kommt, wenn das freie Ende des Blattelementes bewegt wird.

6. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Innenfläche der zweiten Wand (450) ein sekundäres Dichtungselement (456) enthält, das in abdichtendem Kontakt mit dem Flansch (472) ist.

7. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das sekundäre Dichtungselement (456) einen O-Ring oder eine federgespannte Verbunddichtung enthält, die in einer Aussparung aufgenommen ist, die in der Innenfläche der zweiten Wand (450) ausgebildet ist.

8. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Druck in dem Hohlraum (160,260,360,460) ungefähr 80 bis 90% eines Drucks in dem Hochdruckbereich beträgt.

9. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das flexible Blattelement (170) eine Oberseite in der Nähe des Hohlraums (160) aufweist, sowie eine Unterseite gegenüber der Oberseite, und die Unterseite des flexiblen Blattelementes (170) eine darin ausgebildete Aussparung (178) aufweist.

10. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Aussparung (178) entweder eine offene Rayleigh-Scheibe, eine geschlossene Rayleigh-Scheibe, eine ummantelte Rayleigh-Scheibe, eine Radialnut oder eine Spiralnut umfaßt.

11. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das flexible Blattelement (170, 270, 370, 470) eine verlängerte Achse in einer axialen Richtung aufweist, und wobei die verlängerte Achse in bezug auf eine Mittelachse der nachgiebigen Dichtungsvorrichtung angewinkelt ist.

12. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das flexible Blattelement (170, 270, 370, 470) eine Biegung in einer Richtung auf den Hohlraum (160, 260, 360, 460) zu hat.

13. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Basiswand (130, 230, 330, 430) des Basiselementes eine ringförmige Basiswand ist, sich die erste Wand (140, 240, 340, 440) von der Basiswand aus radial nach innen erstreckt, sich die zweite Wand (150, 250, 350, 450) von der Basiswand aus radial nach innen erstreckt, und wobei sich eine Vielzahl flexibler Blattelemente (170, 270, 370, 470) zwischen der ersten Wand und der zweiten Wand erstreckt und jedes der Vielzahl flexibler Blattelemente ein unteres Ende hat, das an der ersten Wand befestigt ist, sowie ein bewegliches freies Ende, das in abdichtendem Kontakt mit der zweiten Wand ist und den Hohlraum mit einem regulierbarem Druck darin im wesentlichen umschließt.

14. Nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Vielzahl von Blattelementen (170) in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, und des weiteren eine Spaltabdeckung (180) an der ersten Wand (140) radial außerhalb der Blattelemente angebracht ist und die Umfangszwischenräume zwischen den Blattelementen abdeckt.

15. Vorrichtung mit einem Hochdruckbereich und einem Niederdruckbereich, wobei die Vorrichtung ein erstes Element (500, 520) und ein zweites Element (510, 530) sowie eine nachgiebige Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfaßt, die den Hochdruckbereich gegenüber dem Niederdruckbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Element abdichtet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei jedes der Vielzahl flexibler Blattelemente (170, 270, 370, 470) eine Anhebeeinrichtung enthält, die auf die Drehung eines der Elemente (500, 510) anspricht und das flexible Blattelement von einem der Elemente weg abhebt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, wobei das erste Element (520) ein erstes stationäres Element ist, und wobei das zweite Element (530) ein zweites stationäres Element ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei das erste Element (500) ein erstes Drehelement ist, und wobei das zweite Element (510) ein zweites Drehelement ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei sich das erste Drehelement (500) in einer ersten Richtung dreht und sich das zweite Drehelement (510) in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung dreht.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei das erste Drehelement (500) und das zweite Drehelement (510) sich in einer ersten Richtung drehen.