DE748710C

DE748710C - Sealing water seal for the suction-side impeller gap of bulb turbines or tube pumps

Info

Publication number: DE748710C
Application number: DEV37436D
Authority: DE
Priority date: 1941-02-22
Filing date: 1941-02-22
Publication date: 1944-11-08

Description

Sperrwasserdichtung für den saugseitigen Laufradspalt von Rohrturbinen oder Rohrpumpen Rohrturbinen oder Rohrpumpen, deren propellerförmiges Laufrad einen Außenkranz aufweist, an dem ohne Vermittlung einer Welle die erzeugte Turbinenleistung abgenommen oder bei Pumpen die Antriebsleistung in das Laufrad eingeleitet wird, sind meist so aufgestellt, daß an dem einen Spalt zwischen dem Laufradaußenkranz und der feststehenden Rohrleitung ein von innen nach außen gerichteter Druck herrscht, während am anderen Spalt Unterdruck besteht, die Luft also von außen nach innen in die Turbine einzudringen sucht. Es kommen auch Fälle vor, bei denen beide Spalte unter Unterdruck stehen, wo also in beide Spalte Luft einzudringen sucht. Der Fall, daß an beiden Spalten Überdruck herrscht, ist ebenfalls denkbar. Die beiden letzteren Fälle sollen aber hier nicht in Betracht gezogen werden.Sealing water seal for the suction-side impeller gap of bulb turbines or tube pumps Bulb turbines or tube pumps with a propeller-shaped impeller Has outer rim on which the turbine power generated without the intermediation of a shaft removed or, in the case of pumps, the drive power is fed into the impeller, are usually set up so that there is a gap between the impeller outer rim and the fixed pipeline is under pressure from the inside to the outside, while there is negative pressure at the other gap, i.e. the air from the outside to the inside seeks to penetrate the turbine. There are also cases where both columns are under negative pressure, where air tries to penetrate into both gaps. The case, It is also conceivable that there is overpressure at both gaps. The latter two However, cases are not to be considered here.

Die Abdichtung des Spaltes gegen einen Druck von innen nach außen bietet keine besonderen Schwierigkeiten, und auch derW:irkungsgradverlust durch aus den meist nicht tropfdicht schließenden Dichtungen ablaufendes Spaltwasser fällt wenig ins Gewicht. Anders ,ist es, wenn am Spalt innerer Unterdruck herrscht, also atmosphärische Luft von außen durch den undichten Spalt in die Turbine eintreten kann. Diese Luft, die zwischen die Schaufeln gelangen kann, richtet große Störungen an und verursacht Wirkungsgradverluste von 5"1" und mehr, die nicht mehr in Kauf genommen werden können. Das Eintreten von Luft muß daher unbedingt verhindert werden, und die vorliegende Erfindung zeigt ein wirksames Mittel dazu.The sealing of the gap against a pressure from the inside to the outside offers no particular difficulties, and also the loss of efficiency due to cracking water running off falls from the seals, which are usually not drip-proof little weight. It is different when there is internal negative pressure at the gap, that is atmospheric air can enter the turbine from outside through the leaky gap can. This air, which can get between the blades, directs large disturbances and causes efficiency losses of 5 "1" and more, which are no longer acceptable can be taken. The entry of air must therefore be prevented at all costs, and the present invention shows an effective means of doing so.

Die wohl am häufigsten zum Abdichten von Spalten gegen das Eindringen der Außenluft angewandte Vorrichtung ist die bekannte Sperrwasserdichtung, bei der in eine den Spalt umgebende Ringkammer eingeführtes, unter der Fliehkraftwirkung stehendes Wasser als Dichtungsmittel verwendet wird: In die ringförmige Sperrkammer ist bei diesen Dichtungen eine feststehende Trennwand eingebaut, die auf dem feststehenden Teil der Turbine so angebracht ist, daß sich der abzudichtende Spalt zwischen ihr und dem Laufradkranz befindet. Die Trennwand reicht in der Ringkammer nicht bis zur Außenwand, sondern läßt einen Raum frei, der eine Verbindung der beiden Seitenräume miteinander herstellt. Ist die Ringkammer gefüllt, so wird das Wasser durch die Zentrifugalkraft an den äußeren Rand der Kammer getrieben und läuft dort als breites Band mit der Kammer um. Die Trennwand taucht in das Wasserband ein und schafft einen etwa U-förmigen, mit Wasser unter dein von der Zentrifugalkraft ausgeübten Druck gefüllten Raum, der die Außenluft vom Spalt absperrt, ohne daß das Sperrwasser bis auf den feststehenden Teil reicht.Probably the most common for sealing crevices against penetration The device applied to the outside air is the well-known sealing water seal, in which introduced into an annular chamber surrounding the gap, under the effect of centrifugal force Standing water is used as a sealant: In the annular barrier chamber a fixed partition is built into these seals, the one on top of the fixed Part of the turbine is attached so that the gap to be sealed between it and the impeller rim. The partition wall does not extend up to the ring chamber to the Outer wall, but leaves a space free that connects of the two side spaces together. If the ring chamber is filled, then the water is driven to the outer edge of the chamber by centrifugal force and runs around there as a wide band with the chamber. The partition is immersed in the band of water one and creates a roughly U-shaped, with water under your from centrifugal force exerted pressure-filled space that blocks the outside air from the gap without the sealing water extends to the fixed part.

Der Luftdruck drückt das Sperrwasser im äußeren Schenkel um die Differenz zwischen Zentrifugalkraft und Außenluftdruck zurück. Es muß daher durch richtige Bemessung der Außendurchmesser von Ringkammer und Trennwand dafür gesorgt-werden, daß diese Differenz groß genug bleibt, um das Durchtreten der Außenluft zu verhindern. Sollten diese Durchmesser nicht groß genug gmacht werden können, so muß der Druck des Sperrwassers durch andere Mittel erhöht werden.The air pressure pushes the sealing water in the outer leg by the difference between centrifugal force and outside air pressure. It must therefore go through correct Dimensioning of the outer diameter of the annular chamber and partition wall ensure that that this difference remains large enough to prevent the passage of outside air. If these diameters cannot be made large enough, the pressure must be applied the sealing water can be increased by other means.

Wie schon erwähnt, sind die Dichtungen am Spalt auf der Druckseite des Laufrades, d. h. also auf der Seite, wo der Innendruck den Außendruck überwiegt, in der Regel nicht tropfdicht. Im Gegenteil wird sogar, auch bei Scfileifdichtungen, eine bestimmte Sickerwassermenge zugelassen, weil das durchtretende Wasser die Schleifflächen schmiert und eine Reibung verhindert, die bei tropfdichtem Anliegen der Dichtung sehr groß werden und zudem die Schleifflächen beschädigen kann.As already mentioned, the seals are at the gap on the pressure side of the impeller, d. H. so on the side where the internal pressure outweighs the external pressure, usually not drip-proof. On the contrary, even with file seals, a certain amount of seepage water is permitted because the water penetrates the grinding surfaces lubricates and prevents friction that occurs when the seal is drip-tight can become very large and also damage the grinding surfaces.

Das Sickerwasser aus der Spaltdichtung wird durch geeignete Vorrichtungen so aufgefangen und abgeleitet, daß es den Generator oder Motor nicht beschädigen kann.The seepage water from the gap seal is removed by means of suitable devices collected and diverted in such a way that it does not damage the generator or engine can.

Gemäß der Erfindung wird nun dieses Sickerwasser als Sperrwasser für die Sperrwasserdichtung des Spaltes auf der Unterdruckseite des Laufradaußenkranzes benutzt. Das Wasser wird nach dem Durchtreten durch die Dichtung durch seinen Eigendruck und die ihm durch den Außenkranz erteilte Zentrifugalkraft in eine Ringkammer befördert, aus der es durch axiale Löcher im Außenkranz in die Sperrwasserkammer der unter Unterdruck stehenden L aufradkranzseite tritt und dort als Sperrwasser in der wie oben angegebenen ausgebildeten Dichtung verwendet wird. Ein Teil des Wassers wird dabei in den Unterdruckspalt gedrückt, das überschüssige Wasser läuft auf der Druckseite über entsprechende Fangvorrichtungen ab.According to the invention, this seepage water is now used as a sealing water for the sealing water seal of the gap on the negative pressure side of the impeller outer rim used. After passing through the seal, the water is relieved by its own pressure and the centrifugal force imparted to it by the outer rim is conveyed into an annular chamber, from which it passes through axial holes in the outer rim into the sealing water chamber of the underneath Underpressure L occurs on the rim side and there as sealing water in the like above-mentioned trained seal is used. Part of the water will pressed into the vacuum gap, the excess water runs on the pressure side using appropriate safety gears.

Durch den die Rohrturbine kennzeichnenden Zusammenbau von Turbinenlaufrad und Generatorpolrad wird die oft nötige Kühl-Jung des Polrades häufig erschwert und kann zu Sonderbauarten nötigen. Hier kann eine besondere Gestaltung der Sperrwasserkammern dadurch Abhilfe schaffen, daß die Kühlung des Polrades durch das Sperrwasser bewirkt wird. An Stelle der abgeschlossenen Sperrkammer der normalen Ausführung wird jetzt das gesamte Polradinnere als Sperrwasserkammer benutzt und dadurch vorn Sperrwasser energisch gekühlt. Dabei wird wieder das Sickerwasser aus der Spaltdichtung als Sperrwasser verwendet.Due to the assembly of the turbine impeller, which is characteristic of the bulb turbine and generator pole wheel, the often necessary cooling young of the pole wheel is often made more difficult and may require special designs. A special design of the sealing water chambers can be used here create a remedy that the cooling of the pole wheel is effected by the sealing water will. Instead of the closed lock chamber the normal design is now the entire inside of the pole wheel is used as a sealing water chamber and thus sealing water at the front energetically chilled. The seepage water from the gap seal is used again Sealing water used.

111 der Zeichnung sind Sperrwasserdichtungen mit den Merkmalen gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt. 111 of the drawing, water seal seals with the features according to the invention are shown, for example.

Abb. i ist ein Axialschnitt durch einen Laufradaußenkranz mit Sperrwasserdichtung durch Spaltleckwasser, Abb. 2 ein Axialschnitt durch einen Laufradaußenkranz mit durch das Sperrwasser gekühltem Polrad.Fig. I is an axial section through an impeller outer rim with a water seal through gap leakage water, Fig. 2 an axial section through an impeller outer rim with Pole wheel cooled by the sealing water.

In beiden Abbildungen ist i der Laufradaußenkranz einer Turbine mit dein aufgesetzten Polrad 2 und den Laufradschaufeln 3. Das Betriebswasser fließt durch den Rohrteil 4 dem Laufrad zu und durch den Rohrteil 5 wieder davon weg. Die Spalte 6 und 7 zwischen dem Außenkranz i und den Rohren d. und 5 werden mit den schematisch dargestellten Dichtungen 8 und 9 abgedichtet. Das aus den Spaltdichtungen und Sperrwasserdichtungen austretende Wasser wird durch die Fangvorrichtungen io und ii abgeleitet.In both figures i is the impeller outer rim of a turbine with your attached pole wheel 2 and the impeller blades 3. The process water flows through the pipe part 4 to the impeller and away again through the pipe part 5. the Column 6 and 7 between the outer rim i and the tubes d. and 5 will be with the schematically illustrated seals 8 and 9 sealed. That from the gap seals and water seal seals leaking water is through the safety gears io and ii derived.

In Abb. i wird das durch die Spaltdichtungen 8 austretende Betriebswasser von der Ringkammer 12 aufgefangen und durch die Bohrungen 13 in die Ringkammer 14 geleitet. Die Trennwand 15 teilt die Kammer 14 in zwei Teile, 16 und 17, die miteinander durch den Raum 18 verbunden sind. Das Wasser stellt sich im Raum 17 unter den Drücken der Zentrifugalkraft und der Außenluft auf beispielsweise die Höhe i9 ein.In Fig. I, the process water exiting through the gap seals 8 is shown caught by the annular chamber 12 and through the bores 13 into the annular chamber 14 directed. The partition 15 divides the chamber 14 into two parts, 16 and 17, which are connected to one another connected by space 18. The water arises in space 17 under the pressures the centrifugal force and the outside air to, for example, the height i9.

In Abb. 2 ist ein Axialschnitt durch einen Laufradaußenkranz .mit aufgesetztem Polrad dargestellt, dessen Innenseite durch das Sperrwasser gekühlt wird. Das Wasser aus dem Spalt 6 fließt über die Dichtung 8 in den als Ringkammer dienenden Hohlraum 26 des Polrades 2 und von dort durch die Bohruni 27 in den die Sperrwasserkatnmer der Sperrwasserdichtung für den Spalt 7 bildenden Hohlraum 28 des Polrades 2. Durch die Wände 29 und 30 der Fangvorrichtungen io und i i werden die Ringräume 26 und 28 an ihrem inneren Umfang so weit verengt, daß auf der Seite des gegen den äußeren Luftdruck abzudichtenden Spaltes die Trennwand 31 eine Sperrwirkung des Wassers hervorruft. Das überschüssige Sperrwasser wird über den Rand 32, dessen Durchmesser größer gehalten wird als der des Randes 33,-abfließen.Fig. 2 shows an axial section through an outer wheel rim with an attached pole wheel, the inside of which is cooled by the sealing water. The water from the gap 6 flows through the seal 8 into the cavity 26 of the pole wheel 2, which serves as an annular chamber, and from there through the Bohruni 27 into the cavity 28 of the pole wheel 2, which forms the sealing water chamber of the sealing water seal for the gap 7 30 of the safety gears io and i i, the annular spaces 26 and 28 are narrowed at their inner circumference to such an extent that on the side of the gap to be sealed against the external air pressure, the partition 31 causes a blocking effect of the water. The excess sealing water will flow off over the edge 32, the diameter of which is kept larger than that of the edge 33.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Sealing water seal for the impeller gap on the suction side of bulb turbines or tube pumps with a fixed partition wall in two sealing water chamber divided on the outer circumference, connected to one another, annular spaces and a pressure-side, with this sealing water chamber through axial openings in the The collecting ring chamber connected to the impeller radiance for the seepage water on the pressure side Gap seal, characterized in that the pressure-side seepage water from the Sarnmel ring chamber used as sealing water for the suction-side sealing water chamber will.

2. Sealing water seal according to claim i, characterized in that two annular spaces separated by a perforated wall are used in the rotor of the generator as the sealing water chamber and the collecting ring chamber for the seepage water from the pressure-side impeller gap seal. To supplement the subject of the application from the state of the art, the following publications have been considered in the granting procedure: German patents .... Nos. 683 477, 673 825, 498 435, 336 036, 99 153; French patent specification. . No. 721 40i.