WO1998013630A1 - Wellendichtung - Google Patents

Wellendichtung Download PDF

Info

Publication number
WO1998013630A1
WO1998013630A1 PCT/DE1997/002057 DE9702057W WO9813630A1 WO 1998013630 A1 WO1998013630 A1 WO 1998013630A1 DE 9702057 W DE9702057 W DE 9702057W WO 9813630 A1 WO9813630 A1 WO 9813630A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sealing ring
shaft seal
shaft
seal according
oil
Prior art date
Application number
PCT/DE1997/002057
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Longree
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO1998013630A1 publication Critical patent/WO1998013630A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/124—Sealing of shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/441—Free-space packings with floating ring

Definitions

  • the invention relates to a shaft seal, in particular for the shaft of a gas-cooled generator, with a sealing ring held between a guide plate and a relief flange fastened to this by means of stud bolts, which has an outlet for sealing oil on its inside.
  • Such a shaft seal is known from German Patent DE 37 23 729 C2.
  • the well-known shaft seal in disk design ensures a tight passage of a rotating shaft through a housing filled with gas under a predetermined pressure, e.g. of a generator.
  • a sealing ring is held between a guide plate and a relief flange connected to it by means of stud bolts.
  • the shaft seal sits in the installed state on the shaft such that the guide plate faces the housing and is thus arranged on the gas side of the sealing ring, while the relief bottle sits on the so-called air side of the sealing ring.
  • the sealing ring floats on an oil film, which is created by supplying Dichtol m with the radial gap between the sealing ring and the shaft.
  • a radial play of the shaft seal is specified in terms of production technology, a compromise between old throughput and running behavior of the shaft having to be found.
  • the sealing ring is then cooled during operation by the sealing oil flowing around it, so that it expands less than the shaft. This is why the radial play is consumed.
  • These processes must be taken into account when designing the sealing ring clearance. This means tet that the installation game must be designed accordingly large.
  • to compensate for forces acting on the sealing ring its flank facing the guide plate and / or the relief flange is pressurized with pressure oil. In the case of a sealing ring that is completely wound by the inflowing sealing and / or pressure oil, it is not possible to change the radial play after commissioning.
  • DE 29 18 418 C2 describes a stern tube seal with a radial seal.
  • a ship's shaft is surrounded by a slide ring on which a support ring sits.
  • the support ring is divided and can be pressed together using a hydraulic system.
  • the contact pressure of the track is adjustable.
  • a leakage quantity is determined with a flow meter and, depending on this leakage quantity, the hydraulic device is controlled in such a way that a low leakage is ensured with sufficient lubrication of the slide.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a shaft seal in which, even after assembly, simple engagement options are possible in order to achieve particularly favorable running behavior.
  • the sealing ring is influenced by the frictional heat in the sealing oil occurring in the radial gap between the sealing ring and the shaft during shaft rotation, on the one hand, and by adjustable heat dissipation via an outflowing amount of cooling oil on the other.
  • the temperature of the sealing ring, the friction ment in the radial or oil gap and / or the radial gap height can be used.
  • An oil distributor chamber which is usually provided outside the shaft seal, for supplying the running surface of the sealing ring with sealing oil is now m, in an expedient embodiment, laid on the guide plate.
  • this distribution chamber is an inflow hole in the sealing ring m connection that m m the outlet on the inside of the sealing ring. Therefore, the incoming sealing oil cools in the sealing ring only on the relatively small areas of the inflow hole.
  • the axial gaps delimited by the flanks of the sealing ring on the one hand and the side face of the guide plate or the relief flange on the other are blocked by means of secondary seals, so that 01 standing in the axial gap has no cooling effect. Only when a controller opens with a control valve to adjust the coolant flow, are the surfaces bounding the axial gap for cooling the sealing ring activated.
  • FIGS. 1 and 2 show in various longitudinal axial sections a shaft seal in a disk design with controllable radial play.
  • a sealing ring 5 is arranged between a guide plate 3 and a relief flange 4.
  • the relief flange 4 is fastened to the guide plate 3 by means of a number of stud bolts 6 and threaded nuts seated thereon.
  • Each stud 6 is guided with play through a bore 8 of the Dicn- tionnngs 5.
  • the stud 6 carries an exchangeable spacer sleeve 9.
  • the number of stud bolts 6 distributed around the circumference of the shaft seal 1 is, for example, twelve. The distance between the guide plate 3 and the relief flange 4 can thus be set precisely.
  • the shaft seal 1 shown is particularly suitable for sealing a generator housing filled with hydrogen and therefore has a sealing oil system.
  • An inflow bore 14 in the guide plate 3 opens into a distributor chamber 15 provided in the guide plate 3 and serves to supply Dichtol DI.
  • the guide plate 3 faces the generator housing, so that the first axial gap 11 lies on the gas side of the sealing ring 5.
  • the relief flange 4 thus forms the side of the shaft seal 1 facing away from the generator housing, the second axial gap 13 being located on the so-called air side of the sealing ring 5.
  • the sealing ring 5 is secured against rotation when the shaft 2 rotates by means of an anti-rotation device 16 with torque measurement attached to the guide plate 3.
  • the first axial gap 11 can be shut off by means of preferably two secondary seals 16a and 16b in the form of U-profile seals, one of which is arranged on one of the two sides of the stud bolts 6.
  • the second axial gap 13 can be shut off by means of secondary seals 17a and 17b.
  • the U-profile seals 16 and 17 lie in grooves 20a, 20b and 21a, 21b of the guide plate 3 or the relief flange 4.
  • the U-profile seals 16, 17 can be made in a material of different hardness depending on the size of the selected or set axial gaps 11, 13.
  • the material should be harder with larger axial gaps 11, 13 than with comparatively smaller axial gaps 11, 13.
  • the relief flange 4 also has an outlet groove 22 on the side facing the second flank 12 of the sealing ring 5.
  • the sealing ring 5 also has a groove-shaped outlet 24 on the side facing the shaft 2 - ie on its running surface 23.
  • the functions of the outlet grooves 22 and 24 are explained below with reference to FIG 2. 2 shows the shaft seal 1 in a different sectional plane. A Druckolnik and an open Kuhlolnik are now visible.
  • an inflow bore 25 in the sealing ring 5 is visible, which is connected to the distribution chamber 15 m via a bore 25a in the guide plate 3 and which flows into the outlet 24 facing the shaft 2 via a bore section 25b in the sealing ring 5.
  • the distributor chamber 15 is connected to the U-profile seal 16b in the groove 20b via further interconnected bores 26a and 26b m of the guide plate 3.
  • the pressure pole circuit includes feed foot bores 27 and 28 in the guide plate 3 or in the relief flange 4, as well as a pressure line 30 starting from the distribution chamber 15 and connecting the inflow bores 27, 28.
  • the inflow bore 27 stands with the U-profile seal 16a m of the groove 20a in connection, while the inflow bore 28 is connected to the U-profile seals 17a and 17b in the grooves 21a and 21b.
  • a flow meter 31 is arranged in the pressure line 30, which leads via a branch 30a into a drain 29.
  • the flow meter 31 and a controllable control valve 32 in the branch 30a are part of a control device 33 for regulating or controlling the pressure of the secondary seals 16 and 17.
  • the U-profile or secondary seal 16b is expediently always subjected to the oil pressure pD, so that leakage to the gas side is avoided.
  • no H2 gas can escape backwards through the pipe system.
  • Outlet groove 22 in the relief flange 4 is - just like a m cooling coil line 34 m, which is a controllable Control valves 35 is switched - part of the open cooler circuit.
  • the steep valve 35 is in turn part of the control device 33.
  • the sealing ring 5 floats on the shaft 2, supported by an oil film.
  • sealing oil DI is led from the distribution chamber 15 and through the bores 25 to the outlet 24, from which it is formed by the shaft gap 2b formed between the shaft surface 2a and the running surface 23 flows outwards to both the air side and the gas side of the shaft seal 1 hn.
  • the contact pressures of the U-profile seals 16 and 17 are reduced to such an extent that the axial gaps 11 and 13 are just still sealed.
  • the contact pressure of the U-shaped seals 16a, 17a and 17b can be reduced. This is done by adjusting the pressure p in the pressure oil circuit 27, 28, 30 by means of the control valve 32 controlled by the control device 33 and by dissipating heat from the axial gaps 11, 13. The heat is again dissipated via a cooling oil flow KL which can be adjusted by means of the control valve 35 which is removed from the axial gaps 11, 13 for cooling the sealing ring 5.
  • Dichtol DI standing in the axial gap 11 is led via the bores 8 to the cooling coil line 34. From there it is discharged together with Druckol DR in the axial gap 13.
  • the cooling effect on the discharge flange 4 facing side of the sealing ring 5 is further enhanced by the flank 12 of the Sealing ring 5 on this side, dn on the air side, is larger than the flank 10 on the gas side.
  • the larger flank 12 compensates for the gas pressure pG acting on the flank 10 from the gas side. The friction of the sealing ring 5 can thus be minimized, which ensures that the sealing ring 5 can be freely adjusted.
  • Kuhlols KL m in a manner not shown in detail, e.g. by means of a further controller, additionally or alternatively from a collecting groove in the air-side relief flange 4.
  • the main advantages of the shaft seal 1 described are simple installation and good alignment options before installing the sealing ring 5. Furthermore, no relief oil is necessary. Furthermore, the thrust on the gas side is increased by larger sealing oil surfaces on the Air side collected, while the cooling surfaces in the sealing ring 5 are kept particularly small for the incoming Dichtol DI. In addition, the width of the axial gaps 11, 13 and thus the axial play, for example in the case of repairs, can be changed in a particularly simple manner by exchanging the spacer sleeves 9 m. Very stiff sealing rings 5 with comparatively large overall heights can also be used. In addition, insulation measurement of the guide or holding plate 3 after loosening the stud bolts 6 and pulling off the sealing ring 5 is possible without any problems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

Bei einer Wellendichtung (1) in Scheibenbauweise, insbesondere für eine Welle (2) eines Generators, ist zwischen einer Führungsplatte (3) und einem Entlastungsflansch (4) ein Dichtungsring (5) angeordnet, der auf seiner Innenseite oder Lauffläche (23) einen Auslaß (24) für Dichtöl (DI) aufweist. Um in einfacher Weise Eingriffsmöglichkeiten zur Erzielung eines besonders günstigen Laufverhaltens zu ermöglichen, ist unter Nutzung der Wärmedehnung des Dichtungsrings (5) bei rotierender Welle (2) das Radialspiel zwischen Dichtungsring (5) und Welle (2) steuer- oder regelbar. Dazu ist ein einstellbarer Kühlölstrom (KL) aus mindestens einem der beiden Axialspalte (16, 17) an den Flanken (10, 12) des Dichtungsrings (5) abführbar.

Description

Beschreibung
Wellendichtung
Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung, insbesondere für die Welle eines gasgekuhlten Generators, mit einem zwischen einer Fuhrungsplatte und einem mittels Stehbolzen an dieser befestigten Entlastungsflansch gehalterten Dichtungsring, der an seiner Innenseite einen Auslaß für Dichtol aufweist.
Eine derartige Wellendichtung ist aus der Deutschen Patentschrift DE 37 23 729 C2 bekannt. Die bekannte Wellendichtung in Scheibenbauweise gewährleistet eine dichte Durchfuhrung einer rotierenden Welle durch ein mit Gas unter vorgegebenem Druck gefülltes Gehäuse, z.B. eines Generators. Dazu ist ein Dichtungsring zwischen einer Fuhrungsplatte und einem über Stehbolzen mit dieser verbundenen Entlastungsflansch gehaltert. In dieser zweischaligen Halterungsausfuhrung sitzt die Wellendichtung im eingebauten Zustand derart auf der Welle, daß die Fuhrungsplatte dem Gehäuse zugewandt und damit auf der Gasseite des Dichtungsrings angeordnet ist, wahrend der Entlastungsflasch auf der sogenannten Luftseite des Dichtungsrings sitzt.
Zur Abdichtung der rotierenden Welle schwimmt der Dichtungsring auf einem Ölfilm, der durch Zufuhren von Dichtol m den Radialspalt zwischen Dichtungsring und Welle erzeugt wird. Dazu wird ein Radialspiel der Wellendichtung fertigungstechnisch vorgegeben, wobei ein Kompromiß zwischen Oldurchsatz und Laufverhalten der Welle gefunden werden muß. Der Dicht- ring wird dann wahrend des Betriebs durch das ihn umspulende Dichtol gekühlt, so daß er sich im Vergleich zur Welle weniger stark ausdehnt. Dies Dedingt eine Aufzehrung des Radialspiels. Diese Vorgange müssen bei der Auslegung des Embau- spiels des Dichtungsrings berücksichtigt werden. Dies bedeu tet, daß das Einbauspiel entsprechend groß ausgelegt werden muß. Außerdem wird zum Ausgleich von am Dichtungsring angreifenden Kräften dessen der Fuhrungsplatte und/oder dem Entlastungsflansch zugewandte Flanke mit Druckol beaufschlagt. Bei einem derartig vom zufließenden Dicht- und/oder Druckol voll- standig umspulten Dichtungsring ist eine Änderung des Radialspiels nach Inbetriebnahme nicht möglich.
In der DE 29 18 418 C2 ist eine Stevenrohrabdichtung mit ei- ner Radialdichtung beschrieben. Eine Schiffswelle wird von einem Gleitring umgeben, auf welchem ein Stutzring aufsitzt. Der Stutzring ist geteilt und kann mittels einer Hydraulik- vomcntunσ zusammengedruckt werden. Damit ist der Anpreßdruck des Gle tnngs einstellbar. Mit einem Stromungswacnter wird eine Leckagemenge ermittelt und abhangig von dieser Leckagemenge die Hydraulikvorrichtung so angesteuert, daß eine geringe Leckage bei einer gleichzeitig ausreichenden Schmierung des Gleitnnges gewahrleistet ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wellendichtung anzugeben, bei der auch nach erfolgter Montage m einfacher Weise Eingriffsmoglichkeiten zur Erzielung eines besonders gunstigen Laufverhaltens möglich sind.
Diese Aufgabe wird bei einer Wellendichtung der Eingangs genannten Art erfmdungsgemaß gelost durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Die Steuerung oder Einstellung des Radialspiels erfolgt unter Nutzung der Wärmedehnung des Dichtungsrings .
Zur Spielsteuerung wird der Dichtungsring beeinflußt durch die im Radialspalt zwischen dem Dichtungsring und der Welle wahrend der Wellenrotation anfallende Reibungswarme im Dichtol einerseits, und durch eine einstellbare Warmeabfuhr über eine abströmende Kuhlolmenge andererseits. Als Einflußgroße für die Kuhloisteuerung oder -regelung kann zusätzlich zum Öldruck auch die Temperatur des Dichtungsrings, das Reibmo- ment im Radial- oder Olspalt und/oder die Radialspalthohe herangezogen werden.
Eine üblicherweise außerhalb der Wellendichtung vorgesehene Olverteilerkammer zur Versorgung der Laufflache des Dichtungsrings mit Dichtol ist m zweckmäßiger Ausgestaltung nun m die Fuhrungsplatte verlegt. Mit dieser Verteilerkammer steht eine Zuflußbohrung im Dichtungsring m Verbindung, die m den Auslaß an der Innenseite des Dichtungsrings mundet. Daher kühlt das zufließende Dichtol im Dichtungsring nur an den relativ kleinen Flachen der Zuflußbohrung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die durch die Flanken des Dichtungsrings einerseits und die Seitenfla- ehe der Fuhrungsplatte bzw. des Entlastungsflansches andererseits begrenzten Axialspalte mittels Nebendichtungen abgeblockt, so daß im Axialspalt stehendes 01 keine Kuhlwirkung hat. Erst wenn ein Regler mit einem Stellventi.- zur Einstellung des Kuhlolstroms öffnet, werden die den Axialspalt be- grenzenden Flachen zur Kühlung des Dichtungsrings aktiviert.
Als besonders geeignete Nebendichtungen für die Axialspalte haben sich mit Druckol beaufschlagte U-Profll-Dichtungen herausgestellt. Zur Versorgung dieser Nebendichtungen ist zweck- maßigerweise innerhalb der Fuhrungsplatte und/oder des Entlastungsflansches eine Zuflußbohrung für das Druckol vorgesehen. Da allerdings die Reibung der Nebendichtungen die freie Einstellbarkeit des Dichtungsrings behindern konnte, wird mittels einer Regeleinrichtung der Anpreßdruck der Nebendich- tungen soweit abgesenkt, bis die Dichtwirkung der Nebendichtung gerade aufgehoben ist. Dabei können kleine Leckagen zugelassen werden. Da die Regeleinrichtung zur Druckregelung der Nebendichtungen lediglich Druck bei einer Olmenge nahe Null zur Verfugung stellen muß, kann mit sehr kleinen Nenn- weiten und unbedeutenden zusätzlichen Olmengenverlusten gearbeitet werden. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei einem derart steuerbaren Dichtungsring ein besonders kleines Einbauspiel bei gleichzeitig geringem Olbedarf möglich ist. Außerdem sind in besonders einfacher und zuverlässiger Art und Weise Eingriffsmoglichkeiten zur optimalen Anpassung an eine vorhandene Betriebssituation gegeben. Desweiteren kann auch ein sehr steifer Dichtungsring mit relativ großer Bauhohe eingesetzt werden.
Im folgenden wird anhand einer Zeichnung ein Ausfuhrungsbei- spiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen die Figuren 1 und 2 in verschiedenen Langsaxialschnitten eine Wellendichtung m Scheibenbauweise mit steuerbarem Radialspiel.
Einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
FIG 1 zeigt eine Wellendichtung 1 auf einer Welle 2, die Teil z.B. eines Generators einer Kraftwerksanlage ist. Zwischen einer Fuhrungsplatte 3 und einem Entlastungsflansch 4 ist ein Dichtungsring 5 angeordnet. Der Entlastungsflansch 4 ist mittels einer Anzahl von Stehbolzen 6 und darauf sitzenden Gewinde-Muttern an der Fuhrungsplatte 3 befestigt. Jeder Stehbolzen 6 ist mit Spiel durch eine Bohrung 8 des Dicn- tungsnngs 5 gefuhrt. Im Bereich der Bohrung 8 tragt der Stehbolzen 6 eine austauschbare Distanzhulse 9. Die Anzahl der am Umfang der Wellendichtung 1 verteilt angeordneten Stehbolzen 6 betragt z.B. zwölf. Somit laßt sich der Abstand zwischen der Fuhrungsplatte 3 und dem Entlastungsflansch 4 präzise einstellen. Durch Austausch der Distanzhulsen 9 sind insbesondere auch ein zwischen der Fuhrungsplatte 3 und der dieser zugewandten ersten Flanke 10 des Dichtungsrings Ξ gebildeter erster Axialspalt 11 sowie ein zwischen dem Entla- stunqsflansch 4 und der dieser zugewandten zweiten Flanxe 12 des Dichtungsrings 5 gebildeter zweiter Axialspalt 13 m einfacher Weise veränderbar. Die dargestellte Wellendichtung 1 ist besonders zur Abdichtung eines mit Wasserstoff gefüllten Generatorgehauses geeignet und weist daher ein Dichtolsystem auf. Eine Zuflußbohrung 14 in der Fuhrungsplatte 3 mundet in eine in der Fuhrungs- platte 3 vorgesehene Verteilerkammer 15 und dient zum Zufuhren von Dichtol DI . Die Fuhrungsplatte 3 ist dem Generatorge- hause zugewandt, so daß der erste Axialspalt 11 auf der Gasseite des Dichtungsrings 5 liegt. Der Entlastungsflansch 4 bildet damit die dem Generatorgehause abgewandte Seite der Wellendichtung 1, wobei der zweite Axialspalt 13 auf der sogenannten Luftseite des Dichtungsrings 5 liegt. Der Dichtungsring 5 ist über eine an der Fuhrungsplatte 3 befestigte Verdrehsicherung 16 mit Momentenmessung gegen ein Mitdrehen bei rotierender Welle 2 gesichert.
Der erste Axialspalt 11 ist mittels vorzugsweise zweier Nebendichtungen 16a und 16b m Form von U-Profil-Dichtungen absperrbar, von denen eweils eine auf einer der beiden Seiten der Stehbolzen 6 angeordnet ist. Analog ist der zweite Axial- spalt 13 mittels Nebendichtungen 17a und 17b absperrbar. Dabei liegen die U-Profil-Dichtungen 16 und 17 in Nuten 20a, 20b und 21a, 21b der Fuhrungsplatte 3 bzw. des Entlastungε- flansches 4.
Die U-Profil-Dichtungen 16, 17 sind m Abhängigkeit von der Große der gewählten oder eingestellten Axialspalte 11, 13 in einem Material verschiedener Harte ausfuhrbar. Dabei sollte das Material bei größeren Axialspalten 11, 13 harter sein, als bei vergleichsweise kleineren Axialspalten 11, 13.
Der Entlastungsflansch 4 weist außerdem auf der der zweiten Flanke 12 des Dichtungsrings 5 zugewandten Seite eine Auslaßnut 22 auf. Auch der Dichtungsring 5 weist auf der der Welle 2 zugewandten Seite - d.h. an seiner Laufflache 23 - einen nutenformigen Auslaß 24 auf. Die Funktionen der Auslaßnuten 22 und 24 werden im folgenden anhand der FIG 2 erläutert. FIG 2 zeigt die Wellendichtung 1 in einer anderen Schnittebene. Sichtbar sind nun ein Druckolkreis und ein offener Kuhlolkreis. Ebenso ist eine Zuflußbohrung 25 im Dichtungsring 5 sichtbar, die ber eine Bohrung 25a in der Fuhrungs- platte 3 mit der Verteilerkammer 15 m Verbindung steht, und die über einen Bohrungsabschnitt 25b im Dichtungsring 5 in den der Welle 2 zugewandten Auslaß 24 mundet. Die Verteilerkammer 15 ist über weitere, miteinander verbundene Bohrungen 26a und 26b m der Fuhrungsplatte 3 mit der U-Profll-Dichtung 16b in der Nut 20b verbunden.
Zum Druckolkreis gehören Zulfußbohrungen 27 und 28 in der Fuhrungsplatte 3 bzw. im Entlastungsflansch 4 sowie eine von der Verteilerkammer 15 ausgehende und die Zuflußbohrungen 27, 28 verbindende Druckolleitung 30. Die Zuflußbohrung 27 steht dabei mit der U-Profll-Dichtung 16a m der Nut 20a in Verbindung, wahrend die Zuflußbohrung 28 mit den U-Profll-Dichtun- gen 17a und 17b in den Nuten 21a bzw. 21b m Verbindung steht. In der Druckolleitung 30, die über einen Abzweig 30a in einen Abfluß 29 fuhrt, ist ein Durchflußmesser 31 angeordnet. Der Durchflußmesser 31 und ein steuerbares Stellventil 32 im Abzweig 30a sind Teil einer Regeleinrichtung 33 zur Druckregelung oder -Steuerung der Nebendichtunge 16 und 17. Damit einstellbar ist der Öldruck pD' von über die Zuflußboh- rung 27 und durch die Druckolleitung 30 sowie über die Zuflußbohrung 28 zu den Nebendichtungen 16 und 17 geführtem Druckol DR und damit der Anpreßdruck der Nebendichtungen 16, 17 gegen die Flanke 10 bzw. 12 des Dichtungsrings 5. Der Öldruck pD' ist derart eingestellt, daß dieser um z.B. 0,2 bar geringer ist, als der Öldruck pD m der Verteilerkammer 15. Allerdings ist die U-Profil- oder Nebendichtung 16b zweckma- ßigerweise stets mit dem Öldruck pD beaufschlagt, so daß eine Leckage zur Gasseite vermieden ist. Dadurch kann, insbesondere bei niedrig eingestelltem Öldruck pD' , kein H2-Gas ruck- warts durch das Berohrungssystem nach außen gelangen. Die
Auslaßnut 22 im Entlastungsflansch 4 ist - ebenso wie eine m diese mundende Kuhlolleitung 34, m die ein steuerbares Stellventile 35 geschaltet ist - Teil des offenen Kuhlolkrei- ses. Das Steilventil 35 ist wiederum Teil der Regeleinrichtung 33.
Wahrend des Betriebs, d.h. bei rotierender Welle 2, schwimmt der Dichtungsring 5 von einem Ölfilm getragen auf der Welle 2. Dazu wird aus der Verteilerkammer 15 und über die Bohrungen 25 Dichtol DI zum Auslaß 24 gefuhrt, von dem es durch der zwischen Wellenoberflache 2a und Laufflache 23 gebildeten Wellenspalt 2b nach außen sowohl zur Luftseite als auch zur Gasseite der Wellendichtung 1 h n strömt. Um dabei eine frei Einstellung des Dichtringes 5 nicht zu beeinträchtigen, werden die Anpreßdrucke der U-Profil-Dichtungen 16 und 17 soweit heruntergefahren, daß gerade noch ein Abdichten der Axial- spalte 11 und 13 gewährleistet ist. Da der kühlende Einfluß des zufließenden Dichtols DI an den Flachen der Bohrungen 25 praktisch ausgeschaltet ist, wird sich der Dichtungsring 5 aufgrund von Verlusten im Radial- oder Wellenspalt 2b aufheizen, was zu einer Spielvergroßerung fuhrt. Das Einbauspiel des Raoιalspa-.tes 2b kann daher entsprechend eng eingestellt werden .
Um eine Spielanderung einzustellen und damit eine Einflußnahme auf das Laufverhalten des Dichtungsrings 5 zu ermogli- chen, kann der Anpreßdruck der U-Profil-Dichtungen 16a, 17a und 17b abgesenkt werden. Dies erfolgt durch Einstellen des Drucks p im Druckolkreis 27, 28, 30 mittels des von der Regeleinrichtung 33 gesteuerten Stellventils 32 und durch War- meabfuhr aus den Axialspalten 11, 13. Die Warmeabfuhr wiede- rum erfolgt über einen mittels des Stellventils 35 einstellbaren Kuhlolstrom KL, der zur Kühlung des Dichtungsrings 5 aus den Axialspalten 11, 13 abgeführt wird. Im Axialspalt 11 stehendes Dichtol DI wird über die Bohrungen 8 zur Kuhloilei- tung 34 gefuhrt. Von dort wird es zusammen mit im Axialspalt 13 stehendem Druckol DR abgeführt. Dabei wird die Kuhlwirkung auf der dem Entlastungsflansch 4 zugewandten Seite des Dichtungsrings 5 noch dadurch verstärkt, daß die Flanke 12 des Dichtungsrings 5 auf dieser Seite, d.n. auf der Luftseite, großer ist, als die Flanke 10 auf der Gasseite. Die größere Flanke 12 kompensiert den von der Gasseite auf die Flanke 10 wirkenden Gasdruck pG. Die Reibung des Dichtungsrings 5 kann somit minimiert werden, was eine freie Einsteilbarkeit des Dichtungsrings 5 gewährleistet.
Insbesondere bei Nenndrehzahl der Welle 2 kann eine Regelung oder Steuerung des aus den Axialspalten 11, 13 abströmenden Kuhlols KL und damit eine einstellbare Warmeabfuhr in Abhängigkeit von der Temperatur T des Dichtrings 5 und/oder vom Reibmoment erfolgen. Die entsprechende Einstellung wird von der Regeleinrichtung 33 übernommen. Sollte die Olmenge im Axialspalt 11, 13 in unerwünscht hohem Maße unregelmäßig über den Umfang der Welle 2 austreten, so kann der Abfluß des
Kuhlols KL m nicht naher dargestellter Art und Weise, z.B. mittels eines weiteren Reglers, zusätzlich oder alternativ aus einer Sammelnut im luftseitigen Entlastungsflansch 4 erfolgen.
Der Arbeitsbereich der möglichen Spielveranderung Δh laßt sich bei einer Temperatur des Dichtungsrings 5 von T = 50 - 75°C und einem Innendurchmesser der des Dichtrings r von d = 500 mm, sowie einem Embauspiel h = 0,25 mm abschätzen zu:
1. Δh = 0,14 mm oder 56° des Einbauspiels h bei einem Stahlring mit einem Wärmeausdehnungskoeffizient α = 11 10-6 . 2. Δh = 0,22 mm oder 88' des Einbauspiels h bei einem Bronzering mit einem Wärmeausdehnungskoeffizient α = 18 • 10-6.
Wesentliche Vorteile der beschriebenen Wellendichtung 1 bestehen in einer einfachen Montage und einer guten Ausrich- tungsmoglichkeit vor einem Einbau des Dichtungsrings 5. Weiterhin ist kein Entlastungsol notwendig. Ferner wird der gasseitige Axialschub durch größere Dichtolflachen auf der Luftseite aufgefangen, wahrend die Kuhlflachen im Dichtungsring 5 für das zufließende Dichtol DI besonders klein gehalten sind. Außerdem ist die Breite der Axialspalte 11, 13 und damit das Axialspiel, z.B. im Reparaturfall, durch einen Aus- tausch der Distanzhulsen 9 m besonders einfacher Weise veränderbar. Auch können sehr steife Dichtungsringe 5 mit vergleichsweise großen Bauhohen eingesetzt werden. Zudem ist eine Isolationsmessung der Führungs- oder Halteplatte 3 nach Losen der Stehbolzen 6 und Abziehen des Dichtungsrings 5 pro- blemlos möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Wellendichtung, insbesondere für die Welle (2) eines gasgekuhlten Generators, mit einem zwischen einer Fuhrungs- platte (3) und einem mittels Stehbolzen (6) an dieser befestigten Entlastungsflansch (4) gehalterten Dichtungsring (5), der an seiner Innenseite (23) einen Auslaß (24) für Dichtol (DI) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Steu- erung des Radialspiels zwischen Dichtungsring (5) und Welle (2) ein einstellbarer Kuhlolstrom (KL) aus mindestens einem der beiden Axialspalte (11, 13) an den Flanken (10, 12» des Dichtungsrings (5) abfuhrbar ist.
2. Wellendichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jeder der beiden Axialspalte (11, 13) mittels mindestens einer mit Druckol (DR) beaufschlagbaren Nebendichtung (16, 17) absperr¬
3. Wellendichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Anpreßdruck (p) der Nebendichtung (16, 17) gegen eine Flanke (10, 12) des Dichtungsrings (5) einstellbar ist.
4. Wellendichtung nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Fuhrungsplatte (3) eine Zuflußbohrung (27) für das Druckol (DR) aufweist, die mit der Nebendichtung (16) des Axialspalts (11) in Verbindung steht.
5. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß als Neben¬ dichtung (16, 17) eine U-Profll-Dichtung vorgesehen ist.
6. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c n g e k e n n z e i c h n e t, daß innerhalb der Fuhrungsplatte (3) eine mit einer Zuflußbohrung (14) m Verbindung stehende Verteilerkammer (15) für das Dichtol (DI) angeordnet ist.
7. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Dichtungsring (5) eine m den Auslaß (24) mundende Zuflußbohrung (25) für das Dichtol (DI) aufweist.
8. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Entlastungsflansch (4) auf der dem Dichtungsring (5) zugewandten Seite eine mit einer Abfuhrleitung (34) für das Kuhlol (KL) m Verbindung stehende Auslaßnut (22) aufweist.
9. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Emstel- lung des Kuhlolstroms (KL) eine Regeleinrichtung (33) mit mindestens einem Stellorgan (32, 35) vorgesehen ist.
10. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n ze ic h n e t, daß der Entla- stungsflansch (4) eine Zuflußbohrung (28) für das Druckol
(DR) aufweist, die mit der Nebendichtung (17) des Axialspalts (13) m Verbindung steht.
11. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Steuergroße zur Einstellung eines Radialspiels (Δh) der Öldruck (p) des Druckols (DR) vorgesehen ist.
12. Wellendichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Arbeitsbereich der Einstellung des Radialspiels etwa 50 bis 90 des Embauspiels (h) betragt.
13. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h ge k e n n z e i c h n e t, daß der Dichtungsring (5) an seiner am Entlastungsflansch (4) angrenzenden Flanke (12) eine größere Flache aufweist, als an seiner an der Fuhrungsplatte (3) angrenzenden Flanke (10).
14. Wellendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Stehbolzen (6) mit Spiel durch eine Bohrung (8) im Dichtungsring (5) gefuhrt ist und in diesem Bereich eine austauschbare Distanz- hulse (9) tragt.
PCT/DE1997/002057 1996-09-27 1997-09-12 Wellendichtung WO1998013630A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19639978A DE19639978C1 (de) 1996-09-27 1996-09-27 Wellendichtung
DE19639978.5 1996-09-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998013630A1 true WO1998013630A1 (de) 1998-04-02

Family

ID=7807212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1997/002057 WO1998013630A1 (de) 1996-09-27 1997-09-12 Wellendichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19639978C1 (de)
WO (1) WO1998013630A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1103746A1 (de) * 1999-11-25 2001-05-30 Siemens Aktiengesellschaft Wellendichtung
DE19951633C1 (de) * 1999-10-26 2001-07-05 Siemens Ag Wellendichtung
EP2894770A4 (de) * 2013-11-29 2016-06-29 Mitsubishi Electric Corp Elektrische drehmaschine mit darauf montierten wellendichtungsvorrichtungen

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003506640A (ja) 1999-08-03 2003-02-18 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 軸、特に発電機軸の軸封装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3999766A (en) * 1975-11-28 1976-12-28 General Electric Company Dynamoelectric machine shaft seal
DE2918418A1 (de) 1979-05-08 1980-11-20 Howaldtswerke Deutsche Werft Radialgleitringdichtung fuer rotierende wellen
DE3723729A1 (de) 1987-07-17 1989-01-26 Siemens Ag Wellendichtung, insbesondere fuer wellen von gasgekuehlten generatoren
US4815748A (en) * 1987-03-23 1989-03-28 Bbc Brown Boveri Ag Shaft seal for gas-filled machines
WO1997021948A2 (de) * 1995-12-08 1997-06-19 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur abdichtung eines durchführungsspaltes zwischen einer wand und einer welle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3999766A (en) * 1975-11-28 1976-12-28 General Electric Company Dynamoelectric machine shaft seal
DE2918418A1 (de) 1979-05-08 1980-11-20 Howaldtswerke Deutsche Werft Radialgleitringdichtung fuer rotierende wellen
US4815748A (en) * 1987-03-23 1989-03-28 Bbc Brown Boveri Ag Shaft seal for gas-filled machines
DE3723729A1 (de) 1987-07-17 1989-01-26 Siemens Ag Wellendichtung, insbesondere fuer wellen von gasgekuehlten generatoren
WO1997021948A2 (de) * 1995-12-08 1997-06-19 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur abdichtung eines durchführungsspaltes zwischen einer wand und einer welle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19951633C1 (de) * 1999-10-26 2001-07-05 Siemens Ag Wellendichtung
EP1103746A1 (de) * 1999-11-25 2001-05-30 Siemens Aktiengesellschaft Wellendichtung
EP2894770A4 (de) * 2013-11-29 2016-06-29 Mitsubishi Electric Corp Elektrische drehmaschine mit darauf montierten wellendichtungsvorrichtungen

Also Published As

Publication number Publication date
DE19639978C1 (de) 1998-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4202271A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung der temperatur von dichtungsoel
DE202013012054U1 (de) Lageranordnung einer Windkraftanlage
DE102007007090A1 (de) Gasturbine mit Kühlluft-Übertragungssystem
DE3014891A1 (de) Vorrichtung mit einer mittels eines waermetraegers temperaturgeregelten hohlwalze
DE3808625A1 (de) Selbstregelndes ventil
CH706860A2 (de) Stützvorrichtung zur Stützung eines Turbinenrotors und eines Turbinengehäuses.
EP0508067B1 (de) Vorrichtung zum Regulieren des durchströmten Querschnitts einer Turbomaschine
DE2641761A1 (de) Geraeuscharmes stroemungsregulierventil
WO1998013630A1 (de) Wellendichtung
EP0685054B1 (de) Dampfumformventil
DE2744268A1 (de) Schieberventil
DE60132642T2 (de) Wellen- und Lageranordnung für eine dampfgekühlte Gasturbine
DE1922470A1 (de) Verfahren zur Steuerung der Stroemung von fluiden Medien mit Energieverlust und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
EP2084395B1 (de) Anordnung zur abdichtung zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren teilen einer hydraulischen strömungsmaschine
EP0761929A1 (de) Rotor für thermische Turbomaschinen
DE19757945B4 (de) Rotor für thermische Turbomaschine
DE2554445A1 (de) Regelventil
DE3815679C2 (de)
WO2022028965A1 (de) Ventil für fliessfähige medien
EP2397655B1 (de) Stellventil für eine Dampfturbine
DE19907154A1 (de) Walze einer Papiermaschine/Kartonmaschine oder Papiermaschinen/Kartonmaschinen-Nachbehandlungsvorrichtung und Verfahren zur Befestigung des Innenrohres in der Walze einer Papiermaschine/Kartonmaschine oder Papiermaschinen/Kartonmaschinen-Nachbehandlungsvorrichtung
DE3228678A1 (de) Vorrichtung zum gleichmaessigen beeinflussen der fluiddurchstroemung einer oeffnung
DE10340825A1 (de) Gasturbine mit Laufspaltkontrolle
EP1378706A1 (de) Flanschverbindung sowie Verfahren zum Montieren einer solchen Flanschverbindung
DE19710869A1 (de) Dichtsitz für ein hydraulisches Schaltelement in einem Einbauraum, insbesondere für ein direkt gesteuertes Cartridge-Ventil in einer Einsteckbohrung

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN CZ HU JP KR RU US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 1998515140

Format of ref document f/p: F

122 Ep: pct application non-entry in european phase