DE4125763C2 - - Google Patents
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- DE4125763C2 DE4125763C2 DE19914125763 DE4125763A DE4125763C2 DE 4125763 C2 DE4125763 C2 DE 4125763C2 DE 19914125763 DE19914125763 DE 19914125763 DE 4125763 A DE4125763 A DE 4125763A DE 4125763 C2 DE4125763 C2 DE 4125763C2
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/08—Sealings
- F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
- F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/162—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of a centrifugal flow wheel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/667—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by influencing the flow pattern, e.g. suppression of turbulence
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum dynamischen
Stabilisieren eines Radialverdichterlaufrades, das durch einen
radial geführten Dichtspalt vom feststehenden Gehäuse beabstandet
ist, wobei der Dichtspalt in radialer Richtung außenliegend eine zur
Verwirbelung der Leckströmung dienende Erweiterung und in radialer
Richtung innenliegend einen aktiven Dichtungsbereich in Form eines
Labyrinths aufweist.
Die angesaugte Luft wird vom Radialverdichterlaufrad verdichtet
und beschleunigt, wobei eine Leckströmung eine beachtliche
Umfangsgeschwindigkeit erhält. Damit nicht durch eine Strömung um
das Verdichterlaufrad herum der Arbeitsvorgang gestört wird, muß der
Abstand zwischen bewegten und festen Teilen so klein wie möglich
sein. Wegen der hohen Umfangsgeschwindigkeiten und Temperaturen sind
berührende Abdichtungen, wie z. B. im Pumpenbau üblich, hier nicht
möglich, so daß der Abstand nicht Null sein kann, da ein Anstreifen
vermieden werden muß. Deshalb wird üblicherweise mit einer Vielzahl
von Drosselkanten im Dichtungsspalt, einer sogenannten
Labyrinthdichtung, gearbeitet, die zusätzlich zu der im Dichtspalt
radial außenliegenden Erweiterung, die durch Verwirbelung des
Leckstroms zu einem großen Teil seine Geschwindigkeitskomponente in
eine Druckkomponente umwandelt, die Leckströmung verwirbelt und
somit zum Druckabbau beitragen soll. Die Größe des Leckstroms ist im
wesentlichen von der Qualität der Labyrinthdichtung abhängig und
beträgt im allgemeinen ca. 3 bis 5 Promille des Hauptstroms. Die
unvermeidlich auftretenden kleinen Exzentrizitäten, im besonderen
durch die eigene Schwerkraft des Radialverdichterlaufrades führt zu
drehzahlfremden Biegeschwingungen und zu unterschiedlichen radialen
Spaltweiten. Damit verändern sich der örtliche Spaltverlust und die
Verteilung der Umfangskräfte am Verdichterlaufrad. In den engen
Spaltweiten wird der Leckstrom zusätzlich beschleunigt, es entsteht
ein Unterdruck und somit eine zusätzliche Querkraft zur Achse des
Verdichterlaufrades, die die Biegeschwingungen verstärkt. Damit
werden die Lager des Verdichterlaufrads stark belastet, es kann
sogar zur Zerstörung derselben kommen. Man spricht deshalb von einer
Grenzleistung, bedingt durch diese sogenannte Spalterregung, über
die eine Strömungsmaschine, in der das Verdichterlaufrad umläuft,
nicht betrieben werden kann.
Die US-Patentschrift 42 73 510 beschäftigt sich mit einer
Einrichtung zum dynamischen Stabilisieren des axial durchströmten
Läufers einer Turbine oder Verdichter mit Dichtspalten zwischen
Läufer und Gehäuse. Dabei werden im Spaltbereich angeordnete
umfangsmäßig voneinander beabstandete strömungsleitende Elemente zur
Behinderung der Leckströmung im Spaltbereich verwendet.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Umfangsgeschwindigkeitskomponente
der Leckströmung vor dem Eintritt in das Labyrinth zu behindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im
Spaltbereich der Erweiterung bekannte
umfangsmäßig voneinander beabstandete, strömungsleitende Elemente
vorgesehen sind, die in radialer Richtung der Radscheibe geführt und
mit dem Gehäusedeckel verbunden sind und die Erweiterung im
Querschnitt bis auf einen minimalen Spalt ausfüllen, so daß sie
stillstehen und die Umfangskomponente des Leckstroms behindern und
diesen gleichzeitig radial in Richtung des Labyrinths leiten.
Eine Einrichtung zum dynamischen Stabilisieren eines
Radialverdichterlaufrades gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung
in einer Ausführungsform beispielhaft veranschaulicht. Die Zeichnung
zeigt schematisch in
Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch ein Radialverdichterlaufrad
mit einem Dichtungsspalt und der erfindungsgemäßen
Einrichtung zwischen demselben und dem Gehäusedeckel
einer Strömungsmaschine;
Fig. 2 eine Teilansicht gemäß II-II nach Fig. 1 des
Gehäusedeckels mit der erfindungsgemäßen Einrichtung.
In Fig. 1 sind bei einem Radialverdichterlaufrad 1 die Radschaufeln
mit 2 und die Radscheibe mit 3 gekennzeichnet. Die Radscheibe 3 ist
von einem Gehäusedeckel 4 mittels eines Dichtspalts 5 beabstandet.
Der Dichtspalt 5 ist zwischen dem feststehenden Gehäusedeckel 4 und
der umlaufenden Radscheibe 3 radial geführt und weist in radialer
Richtung außenliegend eine zur Verwirbelung der Leckströmung, die
durch einen Ringspalt 12 zwischen der Radscheibe 3 und dem Gehäuse
13 mit großer Umfangsgeschwindigkeit in den Dichtspalt 5 eintritt,
dienende Erweiterung 6 und in radialer Richtung innenliegend einen
aktiven Dichtungsbereich in Form eines Labyrinths 7 auf.
Im Spaltbereich der Erweiterung 6 sind strömungsleitende Elemente 8
bis auf einen minimalen Spalt 9 zwischen Radscheibe 3 und dem
Element 8 die Erweiterung 6 im Querschnitt ausfüllend, umfangsmäßig
voneinander beabstandet an die Radscheibe 3 angeschraubt, so daß sie
radial gerichtete Rippen bilden.
In Fig. 2 ist eine besondere Ausführung der strömungsleitenden
Elemente 8 dargestellt. Die Elemente 8 sind als U-förmige Bleche
ausgebildet, wobei die flächige Unterseite 10 an den Gehäusedeckel 4
geschraubt und die rippenförmigen Seitenteile 11 in der
dargestellten Weise in radialer Richtung geführt sind. Die Rippen 11
bildenden Elemente 8 sind gleichmäßig voneinander beabstandet, wobei
der umfangsmäßige Abstand vorzugsweise gleich einer radialen Länge
einer Rippe 11 ist.
Die Rippen 11 können auch durch angeschweißte Bleche oder durch
angefräste Kammern im Gehäusedeckel 4 realisiert sein. Es sind auch
an den Gehäusedeckel angegossene Rippen denkbar.
Durch die strömungsleitenden Elemente 8 und ihrer erfindungsgemäßen
Anordnung in der Erweiterung 6 des Dichtspalts 5 wird die
Umfangsgeschwindigkeitskomponente der Leckströmung stark behindert,
so daß die Geschwindigkeitskomponente in der Erweiterung 8
größtenteils in eine Druckkomponente umgesetzt wird, die im
Labyrinth 7 größtenteils abgebaut werden kann. Dadurch wird eine
Spalterregung in befriedigender Weise vermieden, die
Biegeschwingungen reduziert und somit das Radialverdichterlaufrad 1
dynamisch stabilisiert.
Claims (3)
1. Einrichtung zum dynamischen Stabilisieren eines
Radialverdichterlaufrads, das durch einen radial geführten
Dichtspalt vom feststehenden Gehäusedeckel beabstandet ist,
wobei der Dichtspalt in radialer Richtung außenliegend eine zur
Verwirbelung der Leckströmung dienende Erweiterung und in
radialer Richtung innenliegend einen aktiven Dichtungsbereich in
Form eines Labyrinths aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im
Spaltbereich der Erweiterung (6) zur Behinderung der
Umfangskomponente der Leckströmung im Spaltbereich bekannte,
umfangsmäßig voneinander beabstandete, strömungsleitende
Elemente (8) vorgesehen sind, die in radialer Richtung der
Radscheibe (3) geführt und mit dem Gehäusedeckel (4) verbunden
sind und die Erweiterung (6) im Querschnitt bis auf einen
minimalen Spalt (9) ausfüllen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Elemente (8) als Rippen (11) ausgebildet sind, die einen
umfangsmäßigen Teilungsabstand aufweisen, der annähernd der
radialen Länge einer Rippe (11) entspricht.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Rippen (11) durch angeschraubte U-förmige Bleche (10, 11)
realisiert sind.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914125763 DE4125763A1 (de) | 1991-08-03 | 1991-08-03 | Einrichtung zum dynamischen stabilisieren eines radialverdichterlaufrades |
CH175592A CH687157A5 (de) | 1991-08-03 | 1992-06-01 | Einrichtung zum dynamischen Stabilisieren eines Radialverdichterlaufrades. |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914125763 DE4125763A1 (de) | 1991-08-03 | 1991-08-03 | Einrichtung zum dynamischen stabilisieren eines radialverdichterlaufrades |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4125763C2 true DE4125763C2 (de) | 1993-07-22 |
Family
ID=6437639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914125763 Granted DE4125763A1 (de) | 1991-08-03 | 1991-08-03 | Einrichtung zum dynamischen stabilisieren eines radialverdichterlaufrades |
Country Status (3)
Country | Link |
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CH (1) | CH687157A5 (de) |
DE (1) | DE4125763A1 (de) |
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CN115450950B (zh) * | 2022-11-08 | 2023-03-03 | 中国核动力研究设计院 | 压气机和超临界二氧化碳发电*** |
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- 1991-08-03 DE DE19914125763 patent/DE4125763A1/de active Granted
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1992
- 1992-06-01 CH CH175592A patent/CH687157A5/de not_active IP Right Cessation
- 1992-07-24 JP JP21842792A patent/JPH05195999A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH05195999A (ja) | 1993-08-06 |
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CH687157A5 (de) | 1996-09-30 |
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