EP1152124A1 - Sealing device - Google Patents

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EP1152124A1
EP1152124A1 EP00109543A EP00109543A EP1152124A1 EP 1152124 A1 EP1152124 A1 EP 1152124A1 EP 00109543 A EP00109543 A EP 00109543A EP 00109543 A EP00109543 A EP 00109543A EP 1152124 A1 EP1152124 A1 EP 1152124A1
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EP
European Patent Office
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covering
arrangement according
component
gap
sealing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00109543A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kai Dr.-Ing. Wieghardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Priority to JP2001580548A priority patent/JP2003532014A/en
Priority to US10/275,178 priority patent/US6962342B2/en
Priority to CNB018088643A priority patent/CN1328481C/en
Priority to EP01943277A priority patent/EP1278944A1/en
Priority to PCT/EP2001/004576 priority patent/WO2001083951A1/en
Publication of EP1152124A1 publication Critical patent/EP1152124A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/122—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for a turbomachine, in particular a steam turbine, for sealing a Gap between a mobile and a stationary one Component, one of which is on a flanking the gap Surface bears an abrasion layer.
  • sealing tapes arranged axially one behind the other - including labyrinth seals called - used. These seals are characterized by sealing tapes arranged transversely to the flow, a gap that is usually several millimeters wide close almost completely. It is accepted that the sealing tapes sometimes during transient processes brush against the component opposite them and thereby wear yourself slightly.
  • labyrinth seals are used both in blading and in turbine construction Piston and shaft seals used.
  • a similarly acting special form of these seals is a honeycomb seal. This has on one side of the Gaps, mostly on the side fixed to the housing, one one Recreated honeycomb structure on the open surface a leakage flow through a multitude of small vortices in is hampered by the honeycomb structure. On flow resistance generated thereby prevents a free flow Flow in the through the honeycomb structure on a Side limited channel.
  • the US-PS 4,177,004 is already a turbine known in which there is a gap between a turbine blade and one encompassing these in the circumferential direction, in one Sealing the suspended ring of the housing. This arrangement is designed so that the turbine blade itself occasionally the ring that surrounds her. To be threatened The ring with one material is to avoid damage occupied, which causes no wear on the turbine blade.
  • the invention is based on the object, the amount of unused equipment flowing past the turbine blade - For example water vapor - without special apperatives Effort and without affecting operational security further decrease.
  • This object is for an arrangement of the solved type in that a component to be sealed in the area of the Crevice bears an abrasion layer, which as of her opposite component at least partially removable, porous covering is executed.
  • a porous abrasive layer in connection with its opposite Sealing tapes are the favorable properties a labyrinth seal and a honeycomb seal together connected. Because of the risk of intrusion the sealing tape in the facing surface is the Effectiveness of the sealing arrangement surprisingly significant increased. This makes using surprisingly simple and a significant improvement in economic resources Sealing performance achieved. Another benefit is the increased thermal shock resistance due to the porosity, which with increasing proportion of voids also with growing Flexibility of the covering goes hand in hand.
  • the surface opposite the covering is at least one parallel arranged to the direction of movement of the movable component, the gap closing, protruding like a cutting edge Sealing lip from a sealing tape, which when the Component slightly penetrates the covering and this partially ablates and that the thickness of the covering is equal to that 0.5 to 0.1 times the width of the gap flanked by it is.
  • the covering contains a mixture of a mineral and a metallic and / or evaporable or gasifiable component.
  • composition of the covering contains this granular material parts according to their at least partial Removal from the topping at its free Surface has depressions.
  • the covering preferably on that flanking the gap arranged at rest.
  • the sealing tape at their free ends preferably up to 0.2 to 0.5 mm, tapered.
  • the component 1 on the other side of the gap 3 opposite component 2 is preferred in the operating state dormant and bears one designed as a rubbing layer 7 Covering.
  • the covering has a thickness corresponding to that 0.5 to 0.1 times the width of the gap 3 and consists of a porous or foamy material, for example made of a foamed metal or a mixture of one mineral and a metallic component and / or contains a gasifiable or vaporizable component.
  • a leg 8 facing the covering of the L-shaped in cross section Sealing tape 5 grazes the covering and is on his slightly tapered end immersed in the coating. Thereby is the energy requirement during a brushing or one Penetration of the sealing tape 5 in the covering on a very limited small value.
  • the thickness of the sealing tape 5 is around 0.2 mm in its tapered area and lies about the size of the width of a channel 9, the between the sealing tape 5 and that shown by the covering Abstreif Anlagen 7 is formed and through which a leakage current 10 flows out of steam.
  • the flow resistance for the leakage flow 10 in the channel 9 is not simply by its length and its Cross section determined, but is due to the bumps in the surface of the surface significantly increased. This is thereby achieved that even within the short channel 9 and despite its comparatively narrow cross-section, a large number of small and very small vortices within the leakage flow are enforced in this area. Above all, this is one Consequence of the execution of the invention as a rubbing layer 7 applied covering.
  • FIGS. 2 and 4 have both in Component 1 and in component 2 sealing tapes 5, of which one each in the gap 3 between the two neighboring ones Components 1, 2 in the direction of the opposite Component 1 or 2 extends.
  • Fig. 2 since in the solution accordingly Fig. 2 only the component 2 with an abradable layer 7 is provided, the effect according to the invention is only for the sealing tapes 5 in the opposite component 1 reached.
  • the solution according to FIG. 4 works with each of the sealing tapes on both sides of the gap 3 a porous coating as a rubbing layer 7 together.
  • Fig. 5 shows a seal between a turbine shaft as moved component 1 and a shroud 11, the shroud 11 ends of guide vanes 12 supports. This is the gap 3 facing side of the shroud 11 executed and carries a on their axially parallel sub-areas Covering as a rubbing layer 7. Each step of the cover tape 11 stands at least one sealing tape 5.
  • the shroud 11 is composed of segments that together in the circumferential direction give the turbine shaft a complete ring.
  • FIG. 6 is an illustration of a seal between one Housing part as a resting component 2 and a shroud 13, the supports the ends of blades 14 against each other.
  • the one Component 2 facing side of the shroud 13 is stepped executed and each of the axially parallel step surfaces provided with a covering as a rubbing layer 7.
  • Sealing tape 5 is opposite.
  • the cover band 13 is also made of segments composed of each other to form a complete Complement the ring.
  • coverings designed according to the invention as a rubbing layer 7 is particularly suitable for use with Steam turbines, but is the same in all other flow machines can be used advantageously.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

In fluid machines frequently gaps between movable (1) and stationary (2) structural parts have be sealed off. Frequently so-called labyrinth packings are used, whereby sealing strips (5) brush against the opposite structural part. The aim of the invention is to provide an improved system. To this end, a brush layer (7) is configured as a porous coating that can be detached from the opposite structural part (1,2). The inventive system can be advantageously used in virtually any fluid machines.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Dampfturbine, zur Dichtung eines Spaltes zwischen einem beweglichen und einem ruhenden Bauteil, von denen eines an einer den Spalt flankierenden Fläche eine Anstreifschicht trägt.The invention relates to an arrangement for a turbomachine, in particular a steam turbine, for sealing a Gap between a mobile and a stationary one Component, one of which is on a flanking the gap Surface bears an abrasion layer.

In Maschinen zur Be- und Verarbeitung von strömenden, flüssigen und/oder gasförmigen Medien sind häufig Spalte zwischen beweglichen und ruhenden Bauteilen gegen das strömende Medium abzudichten. Dies gilt besonders auch für mit Dampf beaufschlagte Turbinen, in denen ein Spalt zwischen einem Rotor und einem diesen umgebenden Gehäuse abgedichtet wird, um dem Dampf einen Weg vorbei an Schaufelkränzen zu versperren. Die Qualität dieser Dichtungen hat erheblichen Einfluß auf den Wirkunsgrad dieser Maschinen, besonders also auch bei Dampfturbinen.In machines for machining and processing flowing, liquid and / or gaseous media are often gaps between moving and stationary components against the to seal flowing medium. This is especially true for steamed turbines in which there is a gap between sealed a rotor and a surrounding housing is to give the steam a way past the shovel rings block. The quality of these seals is considerable Influence on the efficiency of these machines, especially also with steam turbines.

Üblicherweise werden im Dampfturbinenbau zu diesem Zweck axial hintereinander angeordnete Dichtbänder - auch Labyrinthdichtungen genannt - eingesetzt. Diese Dichtungen sind gekennzeichnet durch quer zur Strömung angeordnete Dichtbänder, die einen meist mehrere Millimeter breiten Spalt nahezu vollständig verschließen. Dabei wird in Kauf genommen, daß die Dichtbänder mitunter bei transienten Vorgängen das ihnen gegenüberliegende Bauteil streifen und sich dabei selbst geringfügig abnutzen. Derartige Labyrinthdichtungen werden im Turbinenbau sowohl an Beschaufelungen als auch als Kolben- und Wellendichtungen eingesetzt.Usually used in steam turbine construction for this purpose sealing tapes arranged axially one behind the other - including labyrinth seals called - used. These seals are characterized by sealing tapes arranged transversely to the flow, a gap that is usually several millimeters wide close almost completely. It is accepted that the sealing tapes sometimes during transient processes brush against the component opposite them and thereby wear yourself slightly. Such labyrinth seals are used both in blading and in turbine construction Piston and shaft seals used.

Eine gleichartig wirkende Sonderform dieser Dichtungen ist eine Honeycomb-Dichtung. Diese hat auf einer Seite des Spaltes, meist auf der gehäusefesten Seite, eine einer Honigwabe nachgebildete Struktur, an deren offener Oberfläche eine Leckageströmung durch eine Vielzahl kleiner Wirbel in von der Wabenstruktur gebildeten Kammern behindert ist. Ein dadurch erzeugter Strömungswiderstand verhindert eine freie Strömung in dem durch die wabenartige Struktur auf einer Seite begrenzten Kanal.A similarly acting special form of these seals is a honeycomb seal. This has on one side of the Gaps, mostly on the side fixed to the housing, one one Recreated honeycomb structure on the open surface a leakage flow through a multitude of small vortices in is hampered by the honeycomb structure. On flow resistance generated thereby prevents a free flow Flow in the through the honeycomb structure on a Side limited channel.

Durch die US-PS 4,177,004 ist auch schon eine Turbine bekannt, bei der ein Spalt zwischen einer Turbinenschaufel und einem diese in Umfangsrichtung umfassenden, in einem Gehäuse aufgehängten Ring abzudichten ist. Diese Anordnung ist so ausgelegt, daß die Turbinenschaufel selbst gelegentlich den sie umfassenden Ring streift. Um hierbei drohende Schäden zu vermeiden, ist der Ring mit einem Werkstoff belegt, der an der Turbinenschaufel keinen Verschleiß verursacht.The US-PS 4,177,004 is already a turbine known in which there is a gap between a turbine blade and one encompassing these in the circumferential direction, in one Sealing the suspended ring of the housing. This arrangement is designed so that the turbine blade itself occasionally the ring that surrounds her. To be threatened The ring with one material is to avoid damage occupied, which causes no wear on the turbine blade.

Sowohl bei den bekannten Labyrinthdichtungen als auch bei der Anordnung gemäß der US-PS 4,177,004 tritt jedoch eine Berührung der Oberflächen der aneinander entlang bewegten Bauteile nur sehr selten auf, weil die beteiligten Bauteile einen so großen Abstand voneinander haben, daß nur gelegentlich bei extremen transienten Zuständen überhaupt eine Berührung stattfindet. Andererseits hat dies aber zur Folge, daß - abgesehen von diesen seltenen Momenten der Berührung der Bauteile - ein Spalt vorhanden ist, durch den ein nicht zu vernachlässigender Anteil eines Arbeitsmittels ungenutzt an der Turbinenschaufel vorbeiströmt.Both in the known labyrinth seals and in the However, arrangement according to US Pat. No. 4,177,004 occurs the surfaces of the components moving along each other only very rarely because the components involved are so have a large distance from each other that only occasionally extreme transient states at all a touch takes place. On the other hand, this means that - apart from that from those rare moments of touching the components - There is a gap through which one does not close neglecting part of a work equipment unused the turbine blade flows past.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Menge des ungenutzt an der Turbinenschaufel vorbeiströmenden Arbeitsmittels - beispielsweise Wasserdampf - ohne besonderen apperativen Aufwand und ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit weiter zu verringern.The invention is based on the object, the amount of unused equipment flowing past the turbine blade - For example water vapor - without special apperatives Effort and without affecting operational security further decrease.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß für eine Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein einen abzudichtenden Spalt flankierendes Bauteil im Bereich des Spaltes eine Anstreifschicht trägt, die als von dem ihr gegenüberliegenden Bauteil mindestens teilweise abtragbarer, poröser Belag ausgeführt ist. Durch die Verwendung einer porösen Anstreifschicht in Verbindung mit ihr gegenüberliegenden Dichtbändern werden die günstigen Eigenschaften einer Labyrinthdichtung und einer Honeycomb-Dichtung miteinander verbunden. Durch das gefahrlos mögliche Eindringen der Dichtbänder in den ihnen gegenüberliegenden Belag ist die Wirksamkeit der Dichtungsanordnung überraschend signifikant gesteigert. Dadurch wird mit überraschend einfachen und wirtschaftlichen Mitteln eine deutliche Verbesserung der Dichtungsleistung erreicht. Ein weiterer Vorteil besteht in der durch die Porosität erhöhten Thermoschock-Beständigkeit, die bei zunehmendem Anteil an Hohlräumen zudem mit wachsender Flexibilität des Belages einhergeht.This object is for an arrangement of the solved type in that a component to be sealed in the area of the Crevice bears an abrasion layer, which as of her opposite component at least partially removable, porous covering is executed. By using a porous abrasive layer in connection with its opposite Sealing tapes are the favorable properties a labyrinth seal and a honeycomb seal together connected. Because of the risk of intrusion the sealing tape in the facing surface is the Effectiveness of the sealing arrangement surprisingly significant increased. This makes using surprisingly simple and a significant improvement in economic resources Sealing performance achieved. Another benefit is the increased thermal shock resistance due to the porosity, which with increasing proportion of voids also with growing Flexibility of the covering goes hand in hand.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß die dem Belag gegenüberliegende Fläche mindestens eine parallel zur Bewegungsrichtung des beweglichen Bauteils angeordnete, den Spalt schließende, schneidenähnlich vorstehende Dichtlippe aus einem Dichtband aufweist, das bei Bewegung des Bauteils geringfügig in den Belag eindringt und diesen dabei teilweise abträgt und daß die Dicke des Belages gleich der 0,5- bis 0,1-fachen Weite des von ihm flankierten Spaltes ist.Advantageous embodiments of the invention are that the surface opposite the covering is at least one parallel arranged to the direction of movement of the movable component, the gap closing, protruding like a cutting edge Sealing lip from a sealing tape, which when the Component slightly penetrates the covering and this partially ablates and that the thickness of the covering is equal to that 0.5 to 0.1 times the width of the gap flanked by it is.

Nach vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung ist der Belag zusammen mit einem Bindemittel durch Spritzen aufgebracht und besteht aus einem aufgeschäumten, vorzugsweise metallischem, Werkstoff. Alternativ dazu enthält der Belag ein Gemisch aus einer mineralischen und einer metallischen und/oder verdampf- oder vergasbaren Komponente.According to advantageous developments of the invention Covering applied together with a binder by spraying and consists of a foamed, preferably metallic, material. Alternatively, the covering contains a mixture of a mineral and a metallic and / or evaporable or gasifiable component.

Gemäß einer anderen Zusammensetzung des Belages enthält dieser körnige Werkstoffanteile nach deren zumindest teilweiser Entfernung aus dem Belag dieser an seiner freien Oberfläche Vertiefungen aufweist. According to another composition of the covering contains this granular material parts according to their at least partial Removal from the topping at its free Surface has depressions.

Unabhängig von seiner jeweiligen speziellen Ausführung ist der Belag vorzugsweise auf dem den Spalt flankierenden ruhenden Bauteil angeordnet. Mitunter ist es auch zweckmäßig beide Seiten des Spaltes mit Dichtbändern zu bestücken und beide Seiten des Spaltes - also sowohl die des ruhenden als auch die des bewegten Bauteils - mit einem Belag und mit Dichtlippen zu versehen.Regardless of its specific design the covering preferably on that flanking the gap arranged at rest. Sometimes it is also useful to equip both sides of the gap with sealing tapes and both sides of the gap - both that of the resting as well also that of the moving component - with a covering and with To provide sealing lips.

Eine weitere Realisierungsmöglichkeit der Erfindung an den den Spalt flankierenden Oberflächen besteht darin, diese auf einer oder auf beiden Seiten in radialer Richtung stufig zu gestalten.Another possible implementation of the invention to the the surface flanking the gap consists of this on one or both sides in a radial direction shape.

Zur Vermeidung von Schäden beim Eindringen der Dichtbänder in den ihnen jeweils gegenüberliegenden Belag, sind die Dichtbänder an ihren freien Enden, vorzugsweise bis auf 0,2 bis 0,5 mm, verjüngt.To avoid damage when the sealing tapes enter the covering opposite them is the sealing tape at their free ends, preferably up to 0.2 to 0.5 mm, tapered.

Die erfindungsgemäße Merkmalskombination ist vorteilhafterweise ohne Einschränkung einsetzbar, wobei ein Optimum an Spaltdichtung bei gleichzeitig gewährleisteter Betriebssicherheit erreicht wird.The combination of features according to the invention is advantageous Can be used without restriction, with an optimum of Gap seal with guaranteed operational safety is achieved.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
eine Schnittdarstellung in starker Vergrößerung durch ein Dichtband im Eingriff mit einem erfindungsgemäßen Belag,
Fig. 2, 3 und 4
eine Anordnung mit einem Spalt zwischen einem Gehäuse und einer Welle,
Fig. 5
eine Anordnung mit einem Spalt zwischen einem Leitschaufelkranz und einer Welle,
Fig. 6
eine Anordnung mit einem Spalt zwischen einem Gehäuse und einem Laufschaufelkranz.
Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to a drawing. Show it:
Fig. 1
2 shows a sectional illustration in a large enlargement through a sealing tape in engagement with a covering according to the invention,
2, 3 and 4
an arrangement with a gap between a housing and a shaft,
Fig. 5
an arrangement with a gap between a guide vane ring and a shaft,
Fig. 6
an arrangement with a gap between a housing and a blade ring.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are in all figures with the provided with the same reference numerals.

In Fig. 1 bilden zwei Bauteile 1 und 2 einer nicht näher dargestellten Dampfturbine einen bis zu mehreren Millimetern weiten Spalt 3, der gegen eine Dampfströmung abgedichtet ist. Das Bauteil 1 ist vorzugsweise ein im Betriebszustand bewegtes Teil eines Rotors oder Läufers und weist eine Nut 4 zur Aufnahme eines als Dichtlippe dienenden Dichtbandes 5 auf. Das Dichtband 5 ist im Querschnitt L-förmig und liegt mit seinem im Querschnitt kürzerem Schenkel auf dem Grund der Nut 4. Das Dichtband 5 besteht aus einem oder mehreren sich in Umfangsrichtung zu einem Ring ergänzenden Abschnitten und ist durch einen Stemmdraht 6 in der Nut 4 gesichert.In Fig. 1, two components 1 and 2 do not form one Steam turbine shown one up to several millimeters wide gap 3, which is sealed against a steam flow. The component 1 is preferably a moving one in the operating state Part of a rotor or rotor and has a groove 4 Inclusion of a sealing tape 5 serving as a sealing lip. The sealing tape 5 is L-shaped in cross section and lies with its leg, which is shorter in cross-section, at the bottom of the groove 4. The sealing tape 5 consists of one or more itself Circumferential direction to a ring complementary sections and is secured by a caulking wire 6 in the groove 4.

Das dem Bauteil 1 auf der anderen Seite des Spaltes 3 gegenüberliegende Bauteil 2 ist im Betriebszustand vorzugsweise ruhend und trägt einen als Anstreifschicht 7 ausgebildeten Belag. Der Belag hat eine Stärke entsprechend der 0,5- bis 0,1-fachen Breite des Spaltes 3 und besteht aus einem porigen oder schaumigen Werkstoff, beispielsweise aus einem aufgeschäumten Metall oder einem Gemisch aus einer mineralischen und einer metallischen Komponente und/oder enthält eine vergasbare oder verdampfbare Komponente.The component 1 on the other side of the gap 3 opposite component 2 is preferred in the operating state dormant and bears one designed as a rubbing layer 7 Covering. The covering has a thickness corresponding to that 0.5 to 0.1 times the width of the gap 3 and consists of a porous or foamy material, for example made of a foamed metal or a mixture of one mineral and a metallic component and / or contains a gasifiable or vaporizable component.

Gemäß einer weiteren Ausführungsmöglichkeit besteht der Belag aus einem Gemisch, das eine körnige Komponente enthält, die aus der Oberfläche des Belages entfernbar ist, so daß dessen Oberfläche dann von einer Vielzahl aneinander angrenzender Vertiefungen gebildet ist.According to a further embodiment, the covering exists from a mixture containing a granular component, the is removable from the surface of the covering, so that its Then surface of a plurality of contiguous Depressions is formed.

All diese Ausführungen für den Belag sind zweckmäßig zusammen mit einem Bindemittel auf das sie tragende Bauteil 1 und/oder 2 aufgebracht, wobei häufig ein Aufspritzen des Belages am zweckmäßigsten ist.All of these designs for the covering are suitably together with a binder on the component 1 and / or 2 applied, often spraying the coating on is most appropriate.

Ein dem Belag zugekehrter Schenkel 8 des im Querschnitt L-förmigen Dichtbandes 5 streift den Belag und ist an seinem geringfügig in dem Belag eintauchenden Ende verjüngt. Dadurch ist der Energiebedarf während eines Anstreifens oder eines Eindringens des Dichtbandes 5 in den Belag auf einen sehr geringen Wert beschränkt. Die Stärke des Dichtbandes 5 beträgt in dessen verjüngtem Bereich etwa 0,2 mm und liegt ungefähr in der Größenordnung der Weite eines Kanals 9, der zwischen dem Dichtband 5 und der vom Belag dargestellten Anstreifschicht 7 gebildet ist und durch den ein Leckagestrom 10 aus Dampf fließt.A leg 8 facing the covering of the L-shaped in cross section Sealing tape 5 grazes the covering and is on his slightly tapered end immersed in the coating. Thereby is the energy requirement during a brushing or one Penetration of the sealing tape 5 in the covering on a very limited small value. The thickness of the sealing tape 5 is around 0.2 mm in its tapered area and lies about the size of the width of a channel 9, the between the sealing tape 5 and that shown by the covering Abstreifschicht 7 is formed and through which a leakage current 10 flows out of steam.

Der Strömungswiderstand für den Leckagestrom 10 in dem Kanal 9 ist dabei nicht einfach nur durch dessen Länge und dessen Querschnitt bestimmt, sondern ist durch die Unebenheiten in der Oberfläche des Belages signifikant erhöht. Dies ist dadurch erreicht, daß sogar innerhalb des kurzen Kanals 9 und trotz dessen vergleichsweise engen Querschnitts eine Vielzahl von kleinen und kleinsten Wirbeln innerhalb des Leckagestroms in diesem Bereich erzwungen sind. Dies ist vor allem eine Folge der erfindungsgemäßen Ausführung des als Anstreifschicht 7 aufgebrachten Belages.The flow resistance for the leakage flow 10 in the channel 9 is not simply by its length and its Cross section determined, but is due to the bumps in the surface of the surface significantly increased. This is thereby achieved that even within the short channel 9 and despite its comparatively narrow cross-section, a large number of small and very small vortices within the leakage flow are enforced in this area. Above all, this is one Consequence of the execution of the invention as a rubbing layer 7 applied covering.

Bei größeren Druckdifferenzen zwischen Beginn und Ende des Spaltes 3 sind in diesem eine Vielzahl von Dichtbändern 5 und damit von Kanälen 9 hintereinander geschaltet, so daß auf jeden einzelnen der Kanäle 9 ein ausreichend kleiner und sicher beherrschbarer Druckabfall entfällt. Einige Ausführungsbeispiele hierfür sind in den Fig. 2 bis 6 dargestellt.With larger pressure differences between the beginning and end of the Gaps 3 are a plurality of sealing tapes 5 and thus of channels 9 connected in series, so that on each of the channels 9 a sufficiently small and there is no manageable pressure drop. Some examples this is shown in FIGS. 2 to 6.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen verschiedene Lösungen für die Dichtung des Spaltes 3 zwischen dem ruhenden Bauteil 2 eines nicht näher dargestellten Turbinengehäuses und einer Turbinenwelle als rotierendem, also bewegtem Bauteil 1. Dabei ist in diesen drei Beispielen das gehäuseseitige, ruhende Bauteil 2 mit einem Belag als Anstreifschicht 7 versehen. Beim Beispiel gemäß Fig. 4 trägt auch die bewegte Oberfläche der Welle als bewegtes Bauteil 1 zusätzlich einen Belag.2 to 4 show different solutions for the seal of the gap 3 between the resting component 2 one Not shown turbine housing and a turbine shaft as a rotating, i.e. moving component 1 in these three examples, the stationary component on the housing side 2 provided with a covering as a rubbing layer 7. At the 4 also carries the moving surface of the Shaft as a moving component 1 additionally a coating.

Bei der Lösung gemäß Fig. 3 sind ausschließlich in der Welle als dem bewegten Bauteil 1 Dichtbänder 5 verankert, die in die gegenüberliegende Anstreifschicht 7 geringfügig eindringen. Da die zwischen den Dichtbändern 5 und der Anstreifschicht 7 gebildeten Kanäle 9 bei dieser Anordnung auf einer geraden Linie hintereinander liegen, wird diese Anordnung auch als Durchblickdichtung bezeichnet.3 are only in the shaft as the moving component 1 sealing tapes 5 anchored in penetrate the opposite abrading layer 7 slightly. Since the between the sealing tapes 5 and the abradable layer 7 channels 9 formed in this arrangement on a straight line one behind the other, this arrangement will also known as a see-through seal.

Die Anordnungen nach den Fig. 2 und 4 weisen sowohl im Bauteil 1 als auch im Bauteil 2 Dichtbänder 5 auf, von denen je eines sich in dem Spalt 3 zwischen den beiden benachbarten Bauteilen 1, 2 in Richtung des jeweils gegenüberliegenden Bauteils 1 oder 2 erstreckt. Da jedoch bei der Lösung entsprechend Fig. 2 lediglich das Bauteil 2 mit einer Anstreifschicht 7 versehen ist, wird der erfindungsgemäße Effekt lediglich für die Dichtbänder 5 im gegenüberliegenden Bauteil 1 erreicht. Dagegen arbeitet bei der Lösung entsprechend Fig. 4 jedes der Dichtbänder auf beiden Seiten des Spaltes 3 mit einem porösen Belag als Anstreifschicht 7 zusammen.The arrangements according to FIGS. 2 and 4 have both in Component 1 and in component 2 sealing tapes 5, of which one each in the gap 3 between the two neighboring ones Components 1, 2 in the direction of the opposite Component 1 or 2 extends. However, since in the solution accordingly Fig. 2 only the component 2 with an abradable layer 7 is provided, the effect according to the invention is only for the sealing tapes 5 in the opposite component 1 reached. In contrast, the solution according to FIG. 4 works with each of the sealing tapes on both sides of the gap 3 a porous coating as a rubbing layer 7 together.

Fig. 5 zeigt eine Dichtung zwischen einer Turbinenwelle als bewegtem Bauteil 1 und einem Deckband 11, wobei das Deckband 11 Enden von Leitschaufeln 12 stützt. Dabei ist die dem Spalt 3 zugekehrte Seite des Deckbandes 11 gestuft ausgeführt und trägt auf ihren achsparallel ausgerichteten Teilflächen einen Belag als Anstreifschicht 7. Jeder Stufe des Deckbandes 11 steht mindestens ein Dichtband 5 gegenüber. Das Deckband 11 ist aus Segmenten zusammengesetzt, die zusammen in Umfangsrichtung der Turbinenwelle einen vollständigen Ring ergeben.Fig. 5 shows a seal between a turbine shaft as moved component 1 and a shroud 11, the shroud 11 ends of guide vanes 12 supports. This is the gap 3 facing side of the shroud 11 executed and carries a on their axially parallel sub-areas Covering as a rubbing layer 7. Each step of the cover tape 11 stands at least one sealing tape 5. The shroud 11 is composed of segments that together in the circumferential direction give the turbine shaft a complete ring.

Fig. 6 ist die Darstellung einer Dichtung zwischen einem Gehäuseteil als ruhendem Bauteil 2 und einem Deckband 13, das die Enden von Laufschaufeln 14 gegeneinander stützt. Die dem Bauteil 2 zugekehrte Seite des Deckbandes 13 ist gestuft ausgeführt und jede der achsparallelen Stufenoberflächen ist mit einem Belag als Anstreifschicht 7 versehen. Jedem dadurch gebildeten Streifen der Anstreifschicht 7 steht wiederum ein Dichtband 5 gegenüber. Auch das Deckband 13 ist aus Segmenten zusammengesetzt, die sich gegenseitig zu einem kompletten Ring ergänzen.6 is an illustration of a seal between one Housing part as a resting component 2 and a shroud 13, the supports the ends of blades 14 against each other. The one Component 2 facing side of the shroud 13 is stepped executed and each of the axially parallel step surfaces provided with a covering as a rubbing layer 7. To everyone formed strips of the abradable layer 7 is in turn Sealing tape 5 opposite. The cover band 13 is also made of segments composed of each other to form a complete Complement the ring.

Alle Anstreifschichten 7 wirken mit ihnen gegenüberstehenden Dichtbändern 5 in der für Fig. 1 beschriebenen Art und Weise zusammen.All the abradable layers 7 act opposite to them Sealing tapes 5 in the manner described for Fig. 1 together.

Die Anwendung erfindungsgemäß gestalteter Beläge als Anstreifschicht 7 ist zwar besonders geeignet zur Anwendung bei Dampfturbinen, ist aber in gleicher Weise auch bei allen anderen Strömungsmaschinen vorteilhaft einsetzbar.The use of coverings designed according to the invention as a rubbing layer 7 is particularly suitable for use with Steam turbines, but is the same in all other flow machines can be used advantageously.

Claims (13)

Anordnung für eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Dampfturbine, zur Dichtung eines Spaltes (3) zwischen einem beweglichen (1) und einem ruhenden (2) Bauteil, von denen eines an einer den Spalt (3) flankierenden Fläche eine Anstreifschicht (7) trägt
dadurch gekennzeichnet, daß die Anstreifschicht (7) als von dem ihr gegenüberliegenden Bauteil (1, 2) abtragbarer, poröser Belag ausgeführt ist.Arrangement for a turbomachine, in particular a steam turbine, for sealing a gap (3) between a movable (1) and a stationary (2) component, one of which carries an abrasive layer (7) on a surface flanking the gap (3)
characterized in that the abradable layer (7) is designed as a porous covering that can be removed from the component (1, 2) opposite it. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die dem Belag gegenüberliegende Fläche mindestens eine parallel zur Bewegungsrichtung des beweglichen Bauteils (1) angeordnete, den Spalt (3) schließende, schneidenähnlich vorstehende Dichtlippe aus einem Dichtband (5) aufweist, das bei Bewegung des Bauteils (1) geringfügig in den Belag eindringt und diesen dabei teilweise abträgt.Arrangement according to claim 1,
characterized in that the surface opposite the covering has at least one sealing lip (5) which protrudes from the sealing (3) and is arranged parallel to the direction of movement of the movable component (1) and closes the gap (3) and which, when the component (1) moves, slightly in penetrates the covering and partially removes it. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Belages gleich der 0,5- bis 0,1-fachen Weite des von ihm flankierten Spaltes (3) ist.Arrangement according to claim 1 or 2,
characterized in that the thickness of the covering is equal to 0.5 to 0.1 times the width of the gap (3) flanked by it. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Belag zusammen mit einem Bindemittel aufgebracht ist.Arrangement according to one of claims 1 to 3,
characterized in that the covering is applied together with a binder. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Belag aufgespritzt ist.Arrangement according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the covering is sprayed on. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Belag aus einem aufgeschäumten, vorzugsweise metallischem, Werkstoff besteht. Arrangement according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the covering consists of a foamed, preferably metallic, material. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,daß der Belag ein Gemisch aus einer mineralischen und einer metallischen Komponente enthält.Arrangement according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the covering contains a mixture of a mineral and a metallic component. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Belag eine verdampf- oder vergasbare Komponente enthält.Arrangement according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the covering contains an evaporable or gasifiable component. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Belag eine körnige Komponente enthält, nach deren mindestens teilweiser Entfernung der Belag Vertiefungen an seiner Oberfläche aufweist.Arrangement according to one of claims 1 to 8,
characterized in that the covering contains a granular component, after the at least partial removal of which the covering has depressions on its surface. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Belag von einer den Spalt (3) flankierenden Fläche des ruhenden Bauteils (2) getragen ist.Arrangement according to one of claims 1 to 9,
characterized in that the covering is carried by a surface of the stationary component (2) flanking the gap (3). Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß beide den Spalt (3) flankierenden Flächen einen Belag tragen und mit mindestens je einem Dichtband (5) bestückt sind.Arrangement according to one of claims 1 to 10,
characterized in that both surfaces flanking the gap (3) have a covering and are each equipped with at least one sealing tape (5). Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß eine als Basis für einen Belag dienende Fläche aus stufenweise gegeneinander abgesetzten Teilflächen besteht.Arrangement according to one of claims 1 to 11,
characterized in that a surface serving as the basis for a covering consists of partial surfaces which are gradually offset from one another. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtbänder (5) an ihren mit dem Belag zusammenwirkenden Enden vorzugsweise bis auf 0,2 bis 0,5 mm verjüngt sind.Arrangement according to one of claims 11 to 12,
characterized in that the sealing tapes (5) are preferably tapered at their ends interacting with the covering to 0.2 to 0.5 mm.
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