DE970408C

DE970408C - Fluessigkeitsringdichtung fuer umlaufende Maschinen

Info

Publication number: DE970408C
Application number: DES30972A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Josef Zipf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-11-06
Filing date: 1952-11-06
Publication date: 1958-09-18

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Flüssigkeitsringdichtung für umlaufende Maschinen, wie sie beispielsweise bei wasserstoffgekühlten Stromerzeugern benötigt werden, um unter allen Bedingungen ein Austreten von Wasserstoff aus dem Maschinengehäuse und damit die Möglichkeit der Bildung von Knallgas in der Nähe des Maschinengehäuses zu vermeiden. Es sind Lösungen bekanntgeworden, bei denen ein sogenannter Druckringverschluß angewendet wird, bei welchen einem -dauernd sich an einen Bund der Welle anlegender Dichtungsteil, der unter Feder- und Öldruck steht, durch Bohrungen bzw. Nuten eine zugleich als Dichtung und Schmierung dienende Flüssigkeit, z. B. Öl, zugeführt wird. Das zur Dichtung und Schmierung dienende öl fließt hierbei nach außen ab. Bei einer derartigen Lösung ergibt sich, daß einerseits dauernd Reibungsverluste eintreten, andererseits im Lauf der Zeit eine Abnutzung der der Dichtung dienenden Teile unvermeidlich ist.

Zur Vermeidung der vorerwähnten Nachteile sind ferner Anordnungen, welche eine Flüssigkeitsdichtung sowie eine Flächendichtung umfassen, vorgeschlagen worden, bei der während des normalen Betriebes mit voller Drehzahl nur die Flüssigkeitsringdichtung wirksam ist, während bei kleinen Drehzah-

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len oder Stillstand wegen der Unwirksamkeit der Flüssigkeitsringdichtung die Flächendichtung zur Wirkung gelangt. Die Bewegung der feststehenden Teile der Flächendichtung, die gegebenenfalls mit an der Welle sitzenden Dichtungsflächen zusammenarbeiten, erfolgt hierbei in Abhängigkeit von dem Zentrifügaldruck der Flüssigkeitsdichtung, welche einer auf den Flächendichtungsteil einwirkenden Federkraft entgegenwirkt.
Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Verbesserung der vorstehend erläuterten bekannten Dichtungsanordnungen mit einer beim Normalbetrieb wirksamen Flüssigkeitsdichtung und einer bei kleiner Drehzahl oder Stillstand wirkenden Flächendichtung und bezweckt insbesondere bei kleinsten Drehzahlen und im Stillstand eine völlig sichere gasdichte Abdichtung zu erreichen, die mit den vorerwähnten bekannten Anordnungen nicht zu erzielen ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Flächendichtungsteil als abgedichteter, gesteuerter Kolben ausgebildet ist und zugleich mit wenigstens einem Steuerschlitz für die Zufuhr eines Druckmittels zur Flächendichtung versehen ist, der bei kleinen Geschwindigkeiten und Stillstand den Zufluß einer unter Druck stehenden Dichtungs- und Seihmierflüssigkeit freigibt, dagegen bed höheren Drehzahlen beim Wirksamwerden der Flüssigkeitsringdichtung die Druckmittelzufuhr abschaltet. An sich ist der Gedanke, einen als Flächendichtungsteil wirkenden Ring, der ähnlich wie ein Kolben durch den Druck einer Schmierflüssigkeit gegen eine umlaufende Dichtfläche angepreßt wird, für die gasdichte Abdichtung von Maschinen zu verwenden, bereits bekannt. Hierbei finden jedoch die an einem Bund der Welle angepreßten Dichtringe als Hauptdichtung Anwendung, so daß diese Anordnung nicht mit dem Gegenstand der Erfindung verglichen werden kann, insbesondere, da auch der Dichtring nicht als Steuerkolben für die Zufuhr eines Schmiermittels ausgebildet ist.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispieles erläutert werden, das sich auf die Wellenabdichtung eines gasgekühlten elektrischen Generators bezieht.

In der Figur ist mit 8 der Innenraum des Generators bezeichnet, der gegen den Außenraum 9 gasdicht abgeschlossen werden soll. Während des normalen Betriebes mit höherer Drehzahl erfolgt diese Abdichtung durch eine Flüssigkeitsringdichtung. Die Abdichtung wird dabei dadurch erreicht, daß der ringförmige Flansch eines Teiles 2 in einen Flüssigkeitsring eintaucht, welcher in der mit der Nabe 12 verbundenen Rinne 1 umläuft. Um dem rinnenförmigen Teil 1 die Sperrflüssigkeit zuführen zu können, ist in dem Gehäuse eine Bohrung 3 vorhanden, durch die die beispielsweise von einer Hilfspumpe geförderte Flüssigkeit den Kanälen 14 und 15 des den Dichtungsflansch tragenden Teiles 2 zugeleitet wird. Die Flüssigkeitsdichtung kann erst dann wirksam werden, wenn die Maschine umläuft und eine genügend hohe Drehzahl angenommen hat, daß sich ein zusammenhängender Flüssigkeitsring bildet. Solange das nicht der Fall ist, würde eine Verbindung zwischen dem Innenraum 8 und dem Außenraum 9 bestehen. Um dies zu verhindern, ist zusätzlich neben der Flüssigkeitsringdichtung eine Flächendichtung vorhanden, die im wesentlichen durch den Dichtungsteil 5 gebildet wird. An der Stirnseite dieses Dichtungsteiles S ist ein Gleitbelag 10 vorhanden, der, wenn die Flächendichtung wirksam werden soll, an der linken Stirnfläche des Nabenteiles 12 zum Anliegen gebracht wird. Der Dichtungsteil steht einerseits unter der Druckwirkung der Feder 6, andererseits wirkt über den Zylinderraum 4 auf den Dichtungsteil S durch die Kanäle 14, 15 des Teiles 2 der in dem Flüssigkeitsring herrschende Druck. Infolge dieser Anordnung ergibt sich, daß bei Stillstand oder kleiner Geschwindigkeit der Welle der Dichtungsring 5 an die Nabe 12 gedrückt wird, während umgekehrt bei voller Drehzahl der Welle der Dichtungsring 5 durch den Flüssigkeitsdruck nach links bewegt wird, daß die Flächendichtung unwirksam ist. Erfindungsgemäß ist nun der Dichtungsteil 5 zugleich als Steuerkolben für die Zuführung eines Druckmittels zu der Dichtungsfläche 10 ausgebildet, in dem Bohrungen oder Kanäle 17, 13 vorgesehen sind, welche bei Wirksamkeit der Flächendichtung die Zufuhr eines Druckmittels in den Spalt zwischen Gleitbelag 10 und Nabe 12 ermöglichen. Hierbei kann die Anordnung derart getroffen sein, daß die Bohrung 17 in der Dichtungsstellung des Teiles 5 unmittelbar dem Kanal 3 gegenüberliegt, durch welchen, wie oben erwähnt, der Flüssigkeitsringdichtung die Dichtungsflüssigkeit zugeführt wird. Man erkennt, daß die Zufuhr des Dichtungs- und Druckmittels zu der Dichtungsfläche sofort unterbunden wird, sobald beim Ansteigen des Druckes in dem Flüssigkeitsring der Dichtungsteil 5 nach links bewegt und aus der abdichtenden Stellung entfernt wird.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist sichergestellt, daß unter allen Umständen, d. h. auch bei Stillstand, infolge der Zuführung der Druckflüssigkeit zu der Dichtungsfläche eine sichernde Abdichtung gewährleistet ist. Weiter zeichnet sich die erfindungsgemäße Anordnung durch den Vorteil aus, daß die Druckmittelzufuhr zu dem Teil 5 unterbunden wird, sobald die Flüssigkeitsdichtung wirksam ist.

Die Anwendung der neuen Anordnung ist nicht auf Generatoren mit Wasserstoffkühlung beschränkt.

Claims

PaTENTANSPKÜCHE:

i. Flüssigkeitsringdichtung für umlaufende Maschinen, insbesondere für wasserstoffgekühlte Stromerzeuger, bei der neben der Flüssigkeitsringdichtung eine Flächendichtung vorgesehen ist, die bei kleiner Drehzahl bzw. stillstehender Maschine die Dichtung übernimmt und selbsttätig ausgeschaltet wird, wenn die Dichtungswirkung der Flüssigkeitsringdichtung ausrei- chend ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flä-

chendichtungsteil als abgedichteter, gesteuerter Kolben ausgebildet ist und zugleich mit einem vSteuerschlitz für die Zufuhr eines Druckmittels zur Flächendichtung versehen ist, der bei kleinen Geschwindigkeiten und Stillstand den Zufluß einer unter Druck stehenden Dichtungs- und Schmierflüssigkeit freigibt, dagegen bei höheren Drehzahlen beim Wirksamwerden der Flüssigkeitsringdichtung die Druckmittelzufuhr abschaltet.
2. Flüssigkeitsringdichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Flächendichtungsteil mit Kanälen oder Bohrungen versehen ist, die bei Bewegung dieses Teiles aus der Dichtungsstellung abgeschlossen werden.
3. Flüssigkeitsringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Druckmittelzuführung zur Dichtungsfläche dienenden Kanäle des beweglichen Flächendichtungsteiles in der Dichtungsstellung mit Kanälen verbunden werden, über welche von einer Hilfspumpe od. dgl. die Zuführung des flüssigen Dichtungsmittels zu der Flüssigkeitsringdichtung erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Konstruktion« (1949), Heft 7, S. 221;
deutsche Patentschriften Nr. 843 813, 834 930.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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