DE1139198B - Wellendichtung fuer gasgefuellte elektrische Maschinen - Google Patents
Wellendichtung fuer gasgefuellte elektrische MaschinenInfo
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- 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
- F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
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- 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
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- F16J15/441—Free-space packings with floating ring
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendichtung für gasgefüllte elektrische Maschinen, insbesondere
wasserstoffgekühlte Turbogeneratoren, mit mindestens einem, die Wellen mit kleinem Spiel umgebenden
Dichtungsring, der in ein Dichtungsgehäuse eingepaßt ist, welches den Dichtungsring umgreift,
und bei welcher eine Sperrflüssigkeit bei höherem Druck als dem Gasdruck in der Maschine dem Ringspalt
der Welle zugeführt wird.
Wegen des sehr kleinen Spiels zwischen dem Dichtungsring und der Welle wird der Dichtungsring bei
radialen Vibrationen der Welle ebenfalls in Schwingungen versetzt. Da aber bei den bisherigen Wellendichtungen
der obenerwähnten Art die ringförmige Kammer im Dichtungsgehäuse stets mit Dichtungsflüssigkeit,
meistens Öl, vollgefüllt ist, wird infolge der Inkompressibilität des Öls dasselbe an der Ausschlagstelle
weggedrängt und der Dichtungsring dabei zusätzlich beansprucht. Geht beispielsweise der Vibrationsausschlag
nach oben, so wird das Öl von oben beidseitig in der Ringkammer nach unten gedrängt.
Dieser störende, bei unruhigem Lauf der Welle auftretende Einfluß der Inkompressibilität der Dichtungsflüssigkeit
kann unter Umständen zu einer Verstärkung der Vibrationen führen, wodurch der Verschleiß
sowie die Reibungs- und Leistungsverluste noch erhöht werden.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die beschriebenen Auswirkungen der Inkompressibilität der
Dichtungsflüssigkeit bei Wellendichtungen der erwähnten Art zu beheben. Gemäß der Erfindung wird
dies nunmehr dadurch erreicht, daß der durch Dichtungsgehäuse und Dichtungsring gebildete Raum mindestens
teilweise frei von Sperrflüssigkeit gehalten wird, so daß der Dichtungsring in radialer Richtung
der Bewegung der Welle unbehindert durch die Sperrflüssigkeit folgen kann.
An Hand der Zeichnungen sei die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigen
Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele im Längsschnitt, wobei alle für die Erfindung
nicht wesentlichen Teile weggelassen sind.
In Fig. 1 bedeutet 1 die Welle einer Maschine, beispielsweise eines Turbogenerators, deren Gehäuse mit
Wasserstoff gefüllt ist. Fest verbunden mit dem nicht dargestellten Maschinengehäuse ist an jedem Ende,
wo die Welle durch das Gehäuse hindurchgeht, ein Dichtungsgehäuse 2 vorgesehen, innerhalb dessen
sich ein radial beweglicher Dichtungsring 3 befindet. Dieser Dichtungsring, der ein- oder mehrteilig sein
kann, umgibt die Welle 1 mit sehr kleinem Spiel und ist so bemessen, daß zwischen Gehäuse 2 und Ring 3
Wellendichtung für gasgefüllte elektrische
Maschinen
Maschinen
Anmelder:
Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.,
Baden (Schweiz)
Baden (Schweiz)
Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6
München 23, Dunantstr. 6
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 24. Januar 1961 (Nr. 842)
Schweiz vom 24. Januar 1961 (Nr. 842)
Dipl.-Ing. Robert Cuny, Wettingen, Aargau
(Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
ein Raum bzw. eine ringförmige Kammer 4 gebildet wird. Diesem Raum 4 wird über radiale Bohrungen 5
Dichtungs- bzw. Sperrflüssigkeit (z. B. Öl) zugeführt, und von dort aus gelangt das Öl über die Kanäle 6 im
Dichtungsring zum Ringspalt 7 zwischen Dichtungsring und Welle. In diesem Ringspalt fließt ein Teil der
Dichtungsflüssigkeit zur Luftseite und der andere Teil zur Gasseite der Dichtung, da die Sperrflüssigkeit einen
Druck hat, der höher als der Gasdruck im Maschinengehäuse ist.
Innerhalb der ringförmigen Kammer 4 ist ein elastischer
Schlauch 8 um den Dichtungsring 3 angeordnet, der entweder in sich geschlossen oder über eine
Leitung von außen her mit Gas auffüllbar ist. Im letzteren Fall kann dieser Schlauch mit der Wasserstofffüllung
des Generators verbunden sein. Durch den Einbau des Gummischlauches 8 in der Druckkammer
4 wird die sonst über die inkompressible Dichtungsflüssigkeit (Öl) bestehende und unerwünschte
Kopplung zwischen dem Dichtungsring und dem sta-
tionären Dichtungsteil, d. h. zwischen Welle 1 und Gehäuse 2, beseitigt.
Die gleiche Wirkung kann auch auf eine etwas andere Weise erzielt werden, die an Hand des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 2 erläutert ist. Hier bedeutet 11 die Welle der Maschine, 12 den Dichtungsring,
13 das Dichtungsgehäuse und 14 den durch das Gehäuse und den Ring gebildeten ringförmigen Raum.
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Für die Zufuhr der unter Überdruck stehenden Sperrflüssigkeit zum Dichtungsring 12 bzw. Ringspalt 17
dienen hier die im Gehäuse 13 und im Ring 12 vorgesehenen Kanäle 15 bzw. Bohrungen 16,16'.
Bei dieser Ausführungsform steht der ringförmige Raum 14 entweder mit der Außenluft in Verbindung,
ist unter Vakuum oder mit Gas gefüllt, so daß die Inkompressibilität der Dichtungsflüssigkeit sich in der
Dichtung nicht mehr ungünstig auswirken kann. Die Dichtungsflüssigkeit, die zwischen den Seitenwänden
des Dichtungsgehäuses 13 und dem Dichtungsring 12 nach oben in den Raum 14 entweicht, kann durch
eine Auslaßöffnung 20 abfließen. Werden zwischen den Seitenwänden Dichtungen vorgesehen, so kann
der Raum 14 auch völlig frei von Dichtungsflüssigkeit gehalten sein.
Im Zusammenhang mit der Abdichtung der Welle bei gasgefüllten Maschinen ist es bekannt, daß die
Dichtungsringe infolge unausgeglichener axialer Druckkräfte nicht frei schweben können, d. h. es entstehen
Reibungsverluste zwischen dem Dichtungsring und dem Dichtungsgehäuse, und diese sind um so
größer, je höher der Gasdruck in der Maschine ist. Um nunmehr auch diese Reibungsverluste vermeiden
zu können, ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 noch eine zusätzliche Einrichtung vorgesehen, die auf
sehr einfache Weise auch noch einen axialen Druckausgleich
ermöglicht, so daß sämtliche Reibungsverluste, die entweder infolge Vibration oder unausgeglichener
axialer Druckkräfte entstehen, vermieden werden können.
Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, wird für den axialen Druckausgleich ein Teilstrom der Sperrflüssigkeit benutzt.
Dieser Teilstrom fließt von der Bohrung 16 über eine kleine als Strömungswiderstand wirkende
weitere Bohrung 18 im Dichtungsring 12 zu einem radialen Spalt 19, der zwischen der gasseitigen Wandung
des Dichtungsgehäuses 13 und dem Dichtungsring 12 ein Ventil bildet. Die Durchgangsöffnung dieses
Ventils paßt sich selbsttätig an die auf den Dichtungsring wirkenden axialen Druckkräfte an, und
zwar so, daß diese immer so ausgeglichen werden, daß der Ring in axialer Richtung in der Schwebe bleibt.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf Wellendichtungen
mit schwimmenden oder schwebenden Dichtungsringen beschränkt. Sie kann auch ohne weiteres
bei Dichtungen mit Wellenkamm (radialer Wellenspalt mit auf den Wellenkamm in axialer Richtung
wirkenden Dichtungsringen) zur Anwendung kommen, wobei in diesem Falle die zusätzliche Maßnahme zur
Erzielung eines axialen Druckausgleiches sich erübrigt.
Claims (7)
1. Wellendichtung für gasgefüllte elektrische Maschinen,
insbesondere wasserstoffgekühlte Turbogeneratoren, mit mindestens einem die Welle mit
kleinem Spiel umgebenden Dichtungsring, der in ein Dichtungsgehäuse eingepaßt ist, welches den
Dichtungsring umgreift, und bei welcher eine Sperrflüssigkeit bei höherem Druck als dem Gasdruck
in der Maschine dem Ringspalt der Welle zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der
durch Dichtungsgehäuse und Dichtungsring gebildete Raum mindestens teilweise frei von Sperrflüssigkeit
gehalten wird, so daß der Dichtungsring in radialer Richtung der Bewegung der Welle
unbehindert durch die Sperrflüssigkeit folgen kann.
2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Dichtungsgehäuse
und Dichtungsring begrenzte Raum ein zusammendrückbares Mittel enthält.
3. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Dichtungsgehäuse
und Dichtungsring begrenzte Raum einen elastischen Hohlkörper enthält, der mindestens teilweise
von Sperrflüssigkeit umgeben ist.
4. Wellendichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper mit Gas gefüllt
ist.
5. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Dichtungsgehäuse
und Dichtungsring begrenzte Raum mindestens teilweise mit einem Gas gefüllt ist.
6. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der durch Dichtungsgehäuse und Dichtungsring begrenzte Raum unter Vakuum
steht.
7. Wellendichtung nach Anspruch 1 mit einem axialen Druckausgleich durch die Sperrflüssigkeit,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungswiderstand und ein durch einen radialen Spalt zwischen
Dichtungsgehäuse und Dichtungsring gebildetes Ventil vorgesehen sind, denen ein Teil der Sperrflüssigkeit
zugeführt wird, wobei die Durchgangsöffnung des Ventils sich selbsttätig an die auf den
Dichtungsring wirkenden axialen Druckkräfte so anpaßt, daß diese mindestens annähernd ausgeglichen
sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 884 593;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1011050;
britische Patentschrift Nr. 652109.
Deutsche Patentschrift Nr. 884 593;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1011050;
britische Patentschrift Nr. 652109.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 209 680/137 10.62
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH84261A CH385581A (de) | 1961-01-24 | 1961-01-24 | Wellendichtung für gasgefüllte, elektrische Maschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1139198B true DE1139198B (de) | 1962-11-08 |
Family
ID=4196468
Family Applications (2)
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DEA36740A Pending DE1139198B (de) | 1961-01-24 | 1961-02-17 | Wellendichtung fuer gasgefuellte elektrische Maschinen |
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- 1961-02-17 DE DEA16344U patent/DE1876596U/de not_active Expired
- 1961-02-17 DE DEA36740A patent/DE1139198B/de active Pending
-
1962
- 1962-01-12 US US165918A patent/US3199877A/en not_active Expired - Lifetime
- 1962-01-22 GB GB2192/62A patent/GB935408A/en not_active Expired
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Also Published As
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