DE2344666C2 - Bürsten-Wellendichtung - Google Patents

Description

denen in Fig. 3 ein Abschnitt gezeigt Ist. Jedes Pakkungsringsegment Ist mit wenigstens einer radial innen liegenden Rille bzw. Nut 27 und gewöhnlich mit mehreren Rillen bzw. Nuten versehen, die mit der Bogenkonfiguration des Packungsringsegmentes Obereinstimmen. Gemäß dem In Fig. 3 gezeigten Ausfühiungsbeisplel 1st eine Anzahl von Drahtelementen 31 vorgesehen, die an dem einen Ende der Rille bzw. Nut 27 befestigt sind. Die Drahtelemente sind eng zusammengedrückt und fluchten miteinander in einer einzelnen Reihe 35 In jeder Nut bzw. Rille. Aufgrund der bogenförmigen Krümmung des Packungsringsegmentes bilden die freien Enden der Drahtelemente eine sich etwas überlagernde und versetzte Passung miteinander, wodurch eine relativ abgeschlossene Dichtung entsteht. Die freien Enden der Drahtelemente berühren üblicherweise nicht den Rotorumfang, sind aber in großer Nähe zu diesem angeordnet. Weiterhin können die Nuten bzw. Rillen in dem Pakkungsring oder den Packungsringsegmenten in Richtung auf den Hochdruckbereich (HD) geneigt sein, so daß die Drahtelemente ebenfalls !n der gleichen Richtung geneigt sind, wodurch eine Messerkantendichtung neben dem Rotorumfang gebildet wird. Diese Anordnung wird als eine Schrägzahnanordnung bezeichnet. Sie ist auch deshalb vorteilhaft, weil der Hochdruckbereich die Neigung hat, die Dichtung zu schließen, anstatt sie zu öffnen. In diesem Ausführungsbeispiel biegen s vh beim Auftreten eines Kontaktes zwischen dem Rotorumtang und den Drahtelementen diese in Umfangsrichtung und In axialer Richtung, wobei die axiale Biegung aufgrund der den Drahtelementen gegebenen Schräge bzw. Neigung auftritt.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbelsplel der Erfindung, das ein Packungs- bzw. Dichtungssegment 25 und die vorstehend bereits erläuterte Rille bzw. Vertiefung 27 aufweist. In diesem Ausführungsbelsplel kann die Rille jedoch wenigstens zwei Reihen 37 der Drahtelemente in einer fluchtenden aber zueinander versetzten Relation aufnehmen. Die Versetzung bzw. die Verschachtelung der Drahtelementreihen verhindert eine Dampfleckage auf Grund von Lücken zwischen benachbarten Drahtelementen, die bei Radiusunterschieden zwischen den festen und freien Enden der Drahtelemente auftreten, die in dem ersten Ausführungsbelsplel dicht zusammengedrückt sind. In diesem Ausführungsbeispiel brauchen die Drahtelemente aufgrund der versetzten Relation weniger eng zusammengedrückt zu werden, obwohl sie trotzdem notwendigerweise eng beabstandet sind. Dieses Ausführungsbeispiel ist etwas flexibler aufgrund des größeren Abstandes zwischen den Drahteiementen und kann auch in einer Schrägzahnanordnung ausgeführt werden, wie sie vorstehend beschrieben wurde.

Die Drahtelemente können einen Druchmesser der Größenordnung von 1,6 mm haben and nach technischem Erfordernis auf der Basis von Drahtelementdurchmesser, Länge und Durchmesser des Turbinenmantels selbst beabstandet sein.
In Flg. 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfin-

is dung gezeigt, das ein Packungs- bzw. Dichtungsringsegment 25 und die Rille bzw. Vertiefung 27 aufweist. Die Rille kann zahlreiche Reihen feinerer Drahtelemente 41 aufnehmen, die sine bürstenähnliche Konfiguration 43 bilden. Die Drahtelemente können in bezug auf abwechselnde Reihe ebenfalls versetzt bzw. verschachtelt sein, und die Flexibilität wird entsprechend der Dichte der DrahteJemente angepaßt. Die Drahtelemente in diesem Ausführungsbeispiel können auf den Niederdruckseiten abgeschrägt sein. Indem sie eine Messerschneidendichtung bilden, so daß sie sich bei Auftreten einer Schleifberührung mit dem Rotorumfang in axialer Richtung biegen können. Alternativ kann auch in diesem Ausführungsbelsplel eine Schrägzahnanordnung angewendet werden.

Die Bürsten-Wellendichtung arbeitet wie folgt: Unter normalen Betriebsbedingungen sind die freien Enden der Drahtelemente in einem sehr engen Abstand zum Rotorumfang angeordnet, auch wenn kein Kontakt besteht. Unter anormalen Betriebsbedingungen kann der Rotorumfang die Drahtelemente berühren oder an diesen schleifen. Wenn dies auftritt, biegt sich der Dichtungsring oder das Ringsegment aufgrund der Feder 21 In bekannter Weise radial nach außen. Zusätzlich biegen sich die Drahtelemente auch axial in Hochdruckrichtung und auch In Umfangsrichtung, wodurch eine dichte Dichtung neben der Rotorwelle aufrechterhalten wird. Bei Rückgang der anormalen Bedingungen werden dann die Drahtelemente in ihren ursprünglichen Zustand »zurückspringen«.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Die vorstehend erwähnte Federvorspannung ist nütz-

   Patentanspruch: Hch zur Verminderung der Beschädigungen, die beim

   Schleifen des Rotors an dem Dlchtungs- bzw. Packungs-Bürsten-WeHendlchtung für eine Axialströmungs- ring entstehen.

   Turbomaschine mit einem Turblnenmantel und einem 5 Bei der Bürstendichtung gemäß der eingangs genanndarin angeordneten Rotor und wenigstens zwei Pak- ten AT-PS 33 252 sind Drähte zu dichten, zur Strökungsringsegmenten, die von dem Turbinenmantel mungsrichtung senkrecht oder etwas schräg gestellten konzentrisch zum Rotor gehalten sind und In deren Bürstenbüscheln oder Bündeln zusammengefaßt. Die Innenumfang jeweils wenigstens eine Rille ausgebildet einzelnen Drähte dieser Büschel oder Bündel sind innerist. In der wenigstens eine Reihe diskreter Drahtele- io halb einer gleichen Reihe sowohl an den festgelegten als mente angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, auch an den freien Enden ausgerichtet, so daß eine elndaß die Drahtelementenden (31; 41) an einem in der zelne Reihe allein keine wirksame Dichtung bilden kann. Rille (27) der Packungsringsegmente (25) festgelegten Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bürsten-Wellen-

   Ende eng zusammengedrückt und mit benachbarten dichtung der eingangs genannten Gattung derart auszu-Drahtelementen der gleichen Reihe ausgerichtet sind, is gestalten, daß eine einfach aufgebaute, schmale und daß die Drahtelemente (31; 41) auf der Lange von trotzdem funktionssichere Dichtung erhalten wird, dem festgelegten Ende bis zu dem dem Rotorumfang Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im

   benachbarten freien Ende mit benachbarten Drahtele- Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale gelost, menten nicht ausgerichtet sind und diese überlappen Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen

   derart, daß Innerhalb der gleichen Reihe die freien 20 Insbesondere darin, daß die einzelnen Drahtelemente an Drahtelementen sich In axialer Richtung überlagern, Ihrem Einspannende in einer Reihe nebeneinander fest und daß die Drahtelemente (31; 41) vom festgelegten gehaltert werden können, und sich die freien Enden Ende zum freien Ende in stromaufwärtlger Richtung benachbarter Drahtelemente trotzdem derart überlappen, geneigt sind. daß innerhalb der gleichen Reihe die freien Drahtele-

   25 mentenden sich In axialer Richtung überlagern und

   dadurch für eine gute Dichtung sorgen.

   Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

   Fig. 1 Ist eine Seitenansicht von einem Teil eines

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Bürsten-Wellen- 30 Turbinengehäuses und einem Teil eines Turbinenrotors dichtung für eine Axlalströmungs-Wellendlchtung mit mehreren im Schnitt dargestellten Packungsringgemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine derar- Segmenten.

   tlge Bürsten-Wellendichtung Ist aus der AT-PS 33 252 Flg. 2 Ist eine vergrößerte Seitenansicht von einem

   bekannt. Packungsring gemäß einem Ausführungsbeispiel der

   Der Wirkungsgrad einer Dampfturbine Ist teilweise 35 Erfindung.

   davon abhängig, daß maximale Dampfdrucke auf die Flg. 3 Ist eine perspektivische Ansicht von einem

   Turbinenblätter ausgeübt werden und die Dampfleckage umgekehrten Abschnitt eines Dichtungsringes, der ein auf ein Minimum reduziert wird, die zu Druckverlusten Ausführungsbeispiel der Erfindung verkörpert, führen kann. Eine Quelle für eine Dampfleckage kann In Fig. < 1st eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 und zeigt

   axialer Richtung entlang der Rotorwelle zwischen der 40 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Welle und dem Turbinengehäuse auftreten. Um jede Flg. 5 1st eine ähnliche Ansicht wie die Flg. 3 und 4

   Dampfleckage entlang der Rotorwelle zu drosseln bzw. und zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, zu vermindern. Ist es bekannt, segmentlerte Dlchtungs- In den Flg. 1 und 2 ist ein Rotor 11 einer Dampfturringe vorzusehen, die jeweils eine Anzahl von zur Rotor- bine gezeigt, der In einem Turbinenmantel 13 drehbar achse konzentrischen Rillen aufweisen, zwischen denen 45 angebracht 1st. Ein ringförmiger Spielraum oder Darripf-Zahnabschnltte gebildet sind, die dicht neben dem raum enthält eine Dampfdichtung zur Verminderung Rotorumfang eine Dichtung bilden. einer Dampfleckage zur Atmosphäre, wenn der Rotor

   Die Dichtungsringe sind radial nach innen zum Rotor durch den Turbinenmantel 13 hindurchführt. In solchen durch Federkraft vorgespannt. Unter gewissen abnorma- Fällen, wo benachbarte Abschnitte in dem gleichen Turlen Umständen kann der Rotor den Dichtungsring 50 blnengehäuse angeordnet sind, 1st der Rotor gegen eine berühren oder an diesem schleifen, wodurch der Dich- Innere axiale Dampfleckage von dem einen Abschnitt tungsrlng entgegen der Federvorspannung radial nach zum anderen abgedichtet. Dies geschieht durch Dichaußen verbogen wird. Die Zahnabschnitte des Dich- tungs- bzw. Packungsringe 15 der Rotorwelle, die eine tungsringes sind gewöhnlich aus einer Metallegierung Reihe von Drosselstellen bilden, welche die Dampfgebildet und relativ unnachgiebig. Eine Folge des Schlei- 55 leckage am Rotor entlang auf ein Minimum begrenzen, fens oder einer Berührung kann die permanente Verfor- wenn der Druck von einem Hochdruckbereich (HD) auf mung oder Pilzbildung der Zahnabschnitte sein, die einen Niederdruckbereich (ND) gedrosselt wird, anschließend bewirkt, daß die Dichtung auf Grund des Die Packungsringe 15 können In Bogensegmente segvergrößerten Spielraumes zwischen dem Rotor und der mentiert sein und weisen einen radial äußeren Abschnitt Dichtung Ihre Wirksamkeit verliert. 60 oder Kell 17 auf, der die Querschnittskonfiguration eines

   Eine weitere unerwünschte Folge eines Schlelfens oder »T« haben kann. Dadurch kann der Packungsring be wegeiner Berührung zwischen dem Rotor und der Hch In eine Kellnut 19 eingesetzt werden, die die Form Dampfdichtung bei den bekannten Wellendichtungen Ist einer Ringnut um den Innenumfang des Turblnengehäuder Aufbau von Reibungswärme während des Auftretens ses herum hat. Eine Feder 21 Ist In der Keilnut fest angeelner Schleifberührung. Dieser Aufbau von Reibungs- 65 bracht und gibt dem Packungsring eine radial nach Innen wärme kann eine Verformung des Rotors oder eine star- gerichtete Vorspannung.

   kere Abnutzung auf den Zahnabschnitten des Packungs- Gemäß den Flg. 1, 2 und 3 kann der Packungsring In

   ringes bewirken. bogenförmigen Segmenten 25 ausgebildet sein, von