DE384570C - Stopfbuechse fuer Wellen o. dgl., insbesondere Dampfturbinenwellen - Google Patents

Description

Es sind Stopfbüchsen für Wellen bekannt, die in ortsfesten radialen Führungen bewegliche Liderungselemente aufweisen, welche in radialer Richtung an die Welle angedrückt werden, wobei sie einander berührend eine geschlossene Dichtungsfiäche bilden. Das Andrücken wird dabei lediglich durch Federn bewirkt. Es hat sich gezeigt, daß solche Stopfbüchsen bei rasch laufenden Kreiselmaschinen, insbesondere Dampfturbinen, nicht verwendbar sind. Das rührt davon her, daß einmal der von den Federn ausgeübte Anpressungsdruck mit der sich ändernden Dampftemperatur sich ebenfalls ändert. Wenn die Liderungselemente und deren ortsfeste Führungen aus verschiedenen Baustoffen bestehen, was meistens der Fall ist, so ändert sich ferner mit den Dampftemperaturen auch die Größe der Reibung, die zwischen jenen Teilen erzeugt wird. Die Folge davon ist, daß die Liderungselemehte sich nicht mit der gewünschten Leichtigkeit in Übereinstimmung mit den obwaltenden Betriebsverhältnissen in radialer Richtung einstellen und eine Be-Schädigung der Liderungselemente oder der Wellen stattfinden kann.

Der Erfindung gemäß ist eine Stopfbüchse der obengenannten Art so ausgebildet, daß auch die dem abzudichtenden Mittel frei zugängliche Stirnfläche jedes einzelnen Liderungselements unter Druck steht, wobei dieses Liderungselement in achsialer Richtung gegen eine ortsfeste Wand gedrückt wird, zum Zwecke der Beeinflussung des radialen Abdichtungsdruckes auf die Welle mittels der vom achsialen Druck hervorgerufenen Stirnreibung.

Allerdings sind auch Stopfbüchsen anderer Gattung, nämlich solche mit aus Ringausschnitten zusammengesetzten und in Ringen sitzenden Metallpackungen bekannt, wobei diese Metallpackungen durch radiale Federn an ihrer Stelle gehalten werden und das abzudichtende Mittel zu dem Packungsgehäuse Zutritt hat. Hierbei wird ein achsialer Druck auf die Metallpackungen teils durch den Dampfdruck, der allerdings durch vorgesehene Dampfkanäle im wesentlichen ausgeglichen wird, teils durch Federn hervorgerufen. Bei diesen bekannten Stopfbüchsen sind aber die in Sätzen vorhandenen Metallpackungen zwischen einer für alle Liderungselemente gemeinsamen Deckplatte und einer gemeinsamen Endplatte angeordnet, welche den achsialen Druck übertragen, im Gegensatz zur Erfindung, bei welcher jedes einzelne Liderungselement unabhängig von den Nachbarelementen unter Druck steht. Die bekannten Packungen haben den Nachteil, daß bei ungleichmäßiger Bewegung infolge der an den großen Berührungsflächen auftretenden Reibungen Undichtigkeitsverluste auftreten, anderseits kann infolge der fehlenden Unabhängigkeit der einzelnen Liderungs elemente voneinander ein freies und leichtes, allen Betriebsverhältnissen angepaßtes Anliegen der

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Reibungselemente an der Welle wie bei der vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der

Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt:

Abb. ι einen senkrechten Längsschnitt ι

durch das Ausführungsbeispiel, ι

Abb. 2 einen Teil der Abb. ι in Ansicht j

und I

ίο Abb. 3 einen Teil der Abb. ι in größerem i

Maßstabe. J

In einem Gehäuse ι sind ortsfeste Trennungsringe 2, 3, 4 angeordnet, welche eine Welle 5 mit Spiel umgeben. Es ist 6 ein , zwischen den Trennungsringen 3 und 4 angeordneter Zwischenring und 7 eine Leitung. · welche zur Abführung von Leckwasser dient. Jeder der Ringe 2, 3, 4 hat eine Gruppe ; strahlenförmig um die Welle 5 angeordneter \ Ausnehmungen 8, in denen sich Lideruntrselemente 10 führen, welche sich sowohl in ^! radialer als auch in achsialer Richtung be- , wegen können. Die Ausnehmungen 8 bilden | also ortsfeste Führungen für die Elemente 10, j die durch starre Teile 13 der Trennungsringe | voneinander getrennt sind und nur an der ab- : zudichtenden Stelle der Welle sich an ihren j Innenkanten berühren, so daß sie hier eine im j wesentlichen ununterbrochene ringförmige Dichtungsfläche bilden. Jedes Element 10 wird von einer Feder 11 in radialer Richtung gegen die Welle 5 angedrückt und außerdem von j einer in achsialer Richtung wirkenden Feder j 12 beeinflußt. Ferner sind sowohl die äußere Begrenzungfläche 16 (Abb. 3) als auch die ' Stirnfläche 14 der Elemente 10 dem abzudichtenden Mittel frei zugänglich. Infolge- ; dessen wird jedes Liderungselement 10 in achsialer Richtung gegen eine ortsfeste Wand 15 (Abb. 3) des betreffenden Trennungsrings gedrückt. Da der Druck des Mittels, z. B. des Dampfes, in der gleichen Weise sowohl radial wie achsial auf jedes Liderungselement einzeln einwirkt, so kann durch diesen Druck eine Stirnreibung in Richtung des Pfeiles R (Abb. 3) erzeugt werden, zum Zwecke der Beeinflussung des radialen Abdichtungsdruckes an der Welle. Die hierzu nötigen Abmessungen lassen sich leicht nach der Formel

— f p¹ + fp²~o

bzw. unter Mitberücksichtigung der Federkraft nach der Formel

(F pi μ + Ημ) - (ff* + A») + /^« = O berechnen, wobei F die den achsialen Drücken ausgesetzte Fläche 14 (Abb. 3) des Elementes 10, / die den radialen Drücken ausgesetzte Fläche 16, p¹ der Dampfdruck, ρ² der Gegendruck, d. h. der zwischen Innenfläche des Elementes 10 und Welle 5 vorhandene Druck, k die achsiale Federkraft, k¹ die radiale Federkraft und μ die Reibungsziffer ist. Man hat es dann in der Hand, die Gegenkraft R im Sinne des Pfeiles der Abb. 3 so zu halten, daß p² < 0,3 kg/cm² ist. Das ist aber nur möglich, wenn die Dampfkraft sowohl auf eine freie Fläche 16 des Liderungselementes wirken kann, als auch auf eine freie Fläche 14 jedes Liderungselementes 10, und zwar letzteres mit dem Ergebnis, daß zwischen einer radialen Fläche des Elementes 10 und einer zu ihm ortsfesten Führungswand 15 eines Trennungsringes 2, 3, 4 Reibung erzeugt wird. Die Federn 11 und 12 erfüllen dabei die Aufgabe von Hilfsmitteln, die vor allem bei der Inbetriebsetzung dafür zu sorgen haben, daß die Elemente zum Anliegen gegen die Welle 5 und die Dichtungsflächen der Trennungsringe 2, 3, 4 gebracht werden. Während des gewöhnlichen Betriebszustandes sorgt dagegen vor allem der auf die Elemente 10 einwirkende Dampfdruck, daß sie gegen die mit ihnen zusammenarbeitenden Dichtungsflächen zum Anliegen kommen. In₇ ⁸S folgedessen können die Federn 12 unter Umständen auch entbehrt werden.

Die neue Stopfbüchse eignet sich auch zum Abdichten der Zwischenwand einer Dampfturbine.

Die Liderungselemente 10 können aus Kohle, Metall 0. dgl. bestehen. Die sie aufnehmenden Körper können beliebig geformt sein, auch können die Ausnehmungen 8 in einem anderen Teil angeordnet sein.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Stopfbüchse für Wellen o. dgl., insbesondere Dampfturbinenwellen, mit in ortsfesten radialen Führungen beweglichen Liderungselementen, die in radialer Richtung an die Wellen angedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß auch die dem abzudichtenden Mittel frei zugängliche Stirnfläche (14) jedes einzelnen Liderungselementes (10) unter Druck steht, so daß das Liderungselement in achsialer Richtung gegen eine ortsfeste Wand (15) gedrückt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.