DE1187874B - Beruehrungsfreie Wellendichtung fuer Turbomaschinen - Google Patents

Description

• Berührungsfreie Wellendichtung für Turbomaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine aus radial beweglichen Segmenten bestehende berührungsfreie Wellendichtung für Turbomaschinen, bei der zwischen den Stirnflächen der benachbarten Segmente schräubenförmige Druckfedern angebracht sind.
• Es sind Dichtringe, insbesondere Kolbenstangendichtringe bekannt, die aus scharnierartig miteinander verbundenen Ringteilen bestehen, bei den die anstoßenden Enden zweier Ringteile durch eine Feder zusammengehalten werden. Diese Feder ist zusammen mit einer Schraube in einer Aussparung des einen Ringteiles so angeordnet, daß durch Verdrehen der Schraube die zum Zusammenziehen des Ringes gewünschte Federkrafteinstellung erzielt werden kann. Ebenso ist eine weitere Kolbenstangendichtung bekannt, bei der zwischen den Stirnflächen ihrer segmentartigen Teilstücke Blattfedern angeordnet sind, die die Aufgabe haben, neben dem Auseinandertreiben der Ringteile gleichzeitig als Sperrglieder gegen den radialen Durchtritt des abzudichtenden Mediums durch die Ringspalte zu wirken. Da ein auf den Außenumfang wirkender Druck des Mediums nicht erwünscht ist, wird die Federkraft der Blattfedern durch eine zusätzlich am Außenumfang des Ringes angeordnete Schlauchfeder überwunden. Zwar können bei dieser Anordnung die Ringteile im Gegensatz zur vorhergehend beschriebenen Vorrichtung radial ausweichen, doch besteht keine Möglichkeit, bei den zwischen den Ringsegmenten angeordneten Blattfedern die Federkraft auf einen gewünschten Wert einzustellen bzw. ganz auszuschalten.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die auf die Ringsegmente wirkende Federkraft beim Aus- oder Einbau der Wellendichtung auszuschalten.
• Die Erfindung besteht darin, daß innerhalb einer an der Stoßfläche des einen Segmentes eingearbeiteten tangentialen Bohrung ein mit einem Stößel versehener, axial beweglicher Federteller angeordnet ist, der die Federkraft der Druckfeder auf das benachbarte Dichtungssegment überträgt und der über den Stößel entgegen der Federkraft so weit verschoben und in der ausgelenkten Stellung festgehalten werden kann, daß seine Auflage an der Stoßfläche des benachbarten Segmentes unterbrochen ist.
• Zum Verschieben und Festhalten des Federstößels eignet sich ein gabelförmiger Keil, welcher an dem Federstößel in radialer Richtung aufgebracht wird und der dabei einerseits mit einer zu seiner Längsrichtung normalen Fläche am Segment und andererseits mit zwei zueinander parallelen Anflachungen am Umfang des Federstößels im Eingriff steht. Das Lösen des Keils kann in bekannter Weise mittels einer an ihm in senkrecht zur Richtung des Federstößels angebrachten Schraube erfolgen. Diese Anordnung hat den besonderen Vorteil, daß durch die Unterbrechung der Kraftübertragung der Ein- und Ausbau der in dem Gehäuse geführten Segmente wesentlich vereinfacht wird.
• Bei Wellendichtungen mit selbsttätiger Dichtspalteinstellung gilt es, die bei Auslenkung der Segmente auftretende Reibung in der Führung im Gehäuse möglichst niedrig zu halten oder ganz zu vermeiden, um eine definierte Zuordnung zwischen resultierender Druckkraft und Auslenkung zu sichern. Dies kann dadurch erreicht werden, daß zur Fixierung der Segmente in Umfangsrichtung tangential angeordnete Blattfedern vorgesehen werden, welche einerseits an deren Außenseite und andererseits an der Innenfläche des Gehäuses lösbar befestigt sind.
• Bei Wellendichtungen als innerer Dichtung in Turbomaschinen, deren Segmente die Leitschaufeln einer Stufe tragen, dienen diese Blattfedern zugleich zur Übertragung des auf die Leitbeschaufelung wirkenden Reaktionsmomentes zum Gehäuse.
• Da bei Wellendichtungen mit selbsttätiger Dichtspalteinstellung die Forderung nach Vermeiden eines Anstreifens der Welle am Außenring im allgemeinen vor der Forderung nach geringen Undichtheitsverlusten, insbesondere bei niedrigen Teillasten der Turbomaschine steht, ist es zweckmäßig, die Blattfedern mit einer radial nach außen gerichteten Vorspannung einzubauen. Eine solche Vorspannung dient zur Unterstützung der Verschiebung der Segmente von engem auf weiten Dichtspalt.
• In den Figuren der Zeichnung ist eine berührungsfreie Wellendichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
• In dem in F i g. 1 dargestellten achsnormalen Schnitt durch die Wellendichtung umschließt der aus den Segmenten 21 zusammengesetzte Außenring 2 die Welle 1. Diese Segmente 21 sind in dem in Achsebene geteilten Gehäuse 3 radial beweglich angeordnet. Die zur radialen Ausweichbarkeit der Segmente bzw. zur selbsttätigen Einstellung des Dichtspaltes 25 vorgesehenen Federn wirken erfindungsgemäß jeweils zwischen den Stoßflächen 22 zweier benachbarter Segmente in tangentialer Richtung. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind schraubenförmige Druckfedern 4 in an den Stoßflächen 22 der Segmente eingearbeiteten tangentialen Bohrungen 23 untergebracht, deren Federkraft jeweils über Federteller 51 auf die Stoßfläche der benachbarten Segmente übertragen wird.
• F i g. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung die Anordnung zur Unterbrechung der Federkraftübertragung mittels eines an dem Federteller 51 befestigten, in der Bohrung 23 geführten Federstößels 52, welcher durch Eingriff des gabelförmigen Keils 6 einerseits an der zu seiner Längsrichtung normalen Fläche 24 am Segment und andererseits an den Anflachungen 53 an seinem Umfang entgegen der Federkraft ausgelenkt und festgehalten werden kann. Zum Lösen des gabelförmigen Keils 6 dient die an ihm angebrachte Schraube 7.
• Die Fixierung des Außenringes 2 bzw. die Übertragung von am Außenring wirkenden Momenten auf das Gehäuse 3 erfolgt über die in F i g.1 eingezeichneten tangential angeordneten Blattfedern 8, welche beiWellendichtungen mitDichtspalteinstellungzwecks sicheren Abhebens der Segmente mit einer radial nach außen wirkenden Vorspannung an der Seite des Außenringes 2 und an der Innenfläche des Gehäuses 3 lösbar befestigt sind. Die Sicherheitsanschläge 9 sind lediglich dazu vorgesehen, um die Fixierung bzw. Momentenübertragung auch im Falle einer überbeanspruchung bzw. eines Versagens der Blattfedern 8 zu sichern.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Aus radial beweglichen Segmenten bestehende berührungsfreie Wellendichtung für Turbomaschinen, bei der zwischen den Stirnflächen der benachbarten Segmente schraubenförmige Druckfedern angebracht sind, d a d u r c h gekennzeichnet, daß innerhalb einer an der Stoßfläche des einen Segmentes eingearbeiteten tangentialen Bohrung (23) ein mit einem Stößel (52) versehener, axial beweglicher Federteller (51) angeordnet ist, der die Federkraft der Druckfeder (4) auf das benachbarte Dichtungssegment (21) überträgt und der über den Stößel entgegen der Federkraft so weit verschoben und in der ausgelenkten Stellung festgehalten werden kann, daß seine Auflage an der Stoßfläche (22) des benachbarten Segmentes unterbrochen ist. z. Berührungsfreie Wellendichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen der Verschiebung des Federstößels (52) entgegen der Federkraft dienenden gabelförmigen Keil (6), welcher einerseits mit einer zur Längsrichtung des Federstößels normalen Fläche (24) am Segment (21) und andererseits mit zwei zueinander parallelen Anflachungen (53) am Umfang des Federstößels im Eingriff steht. 3. Berührungsfreie Wellendichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch der Fixierung der Segmente (21) in Umfangsrichtung dienende tangential angeordnete Blattfedern (8), welche jeweils einerseits an der Außenseite der Segmente und andererseits an der Innenfläche des Gehäuses (3) befestigt sind. 4. Berührungsfreie Wellendichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (8) mit einer radial nach außen gerichteten Vorspannung befestigt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 247 973, 588 246; britische Patentschrift Nr. 643 604.