DE579396C - Stopfbuechse fuer Quecksilberdampfturbinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
26. JUNI 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14 c GRUPPE 20 oi

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin Stopfbüchse für Quecksilberdampfturbinen -

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. April 1932 ab

ist in Anspruch genommen.

Bei Ouecksilberdampfturbinen ist die Abdichtung der Wellendurchführungen eine der wichtigsten Aufgaben. Der Betriebsstoff Quecksilber ist verhältnismäßig teuer, und es ist daher ein Verlust desselben durch Entweichen im dampfförmigen Zustand ins Freie weitgehendst auszuschalten. Ein Ausströmen des Quecksilberdampfes ist ferner mit Rücksicht auf die Gefahr gesundheitlicher Schädigungen des Bedienungspersonals unter allen Umständen zu vermeiden. Darüber hinaus ist es auch erforderlich, ein Eindringen von Luft in das Turbineninnere zu verhindern, da hierdurch Oxydbildungen des Quecksilbers eintreten können.

Gemäß der Erfindung wird eine Stopfbüchse vorgeschlagen, welche den gestellten Anforderungen in hohem Maße gerecht wird. Diese Stopfbüchse besteht aus zwei mittels einer Dichtung voneinander getrennten Kammern, von- denen der dem Turbineninnern zunächst liegenden Kammer ein sauerstoffarmes Gas von etwas höherem als Atmosphärendruck zugeführt wird, während die außenliegende Kammer an die Saugleitung einer Pumpe angeschlossen ist. Man kann hierbei noch einen Schritt weiter gehen und die dem Turbineninnern zunächst liegende Kammer auch von diesem durch eine Dichtung trennen.

Die die beiden Kammern voneinander und die Innenkammer von dem Turbineninnern trennende Dichtung wird von zwei aufeinanderschleifenden Ringkörpern gebildet, von denen einer nachgiebig, z. B. mittels einer Balg- oder Ringmembran, mit einem feststehenden Gehäuseteil verbunden ist, während der andere mit der abzudichtenden Welle umläuft. Es empfiehlt sich, dabei, einen' der ringförmigen Dichtungskörper an seiner Schleiffläche mit einer Ringnut oder deren mehreren zu versehen, von denen nach einer Richtung hin Radialnuten ausgehen. Führt man diesen Nuten ein Gas oder eine Flüssigkeit zu, so wird hierdurch "außer einer Verminderung der Reibung die Abdichtung ver- vollkommnet.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei die wesensgleichen Teile in den verschiedenen Abbildungen die gleiche Bezifferung aufweisen.

Es bezeichnet 1 die abzudichtende Welle der Ouecksilberturbine, von welcher in der Zeichnung links ein Teil des Gehäuses 2 angedeutet ist. Das rechte Ende der Welle ist in einem Lager abgestützt, welches in der Zeichnung nicht dargestellt ist. An das Gehäuse schließt sich eine senkrechte Wand 3 an, welche mit dem Gehäuse zweckmäßig durch

Schweißen verbunden ist. Bei der Ausführung nach Abb. ι umschließt die Wand 3 nur mit einem geringen Spielraum die Welle 1 und bildet hiermit den ersten Abschluß des Turbineninnern nach außen. Die Wand 3 dient außerdem als Träger des hohlzylindrischen Stopfbüchsengehäuses 4, dessen rechte Stirnseite durch eine Platte 5 abgedeckt ist. An der Wellendurchführung durch diese Platte ist noch ein besonderer Dichtungsring 6 z. B. aus Leder vorgesehen, welcher den verbleibenden Ringspalt abdichtet.

Der auf diese Weise gebildete Hohlraum der Stopfbüchse ist durch eineDichtung in zwei Kammern 7 und 8 unterteilt. Die Dichtung besteht aus zwei Ringkörpern 9 und 10, von denen der eine, 9, mittels eines Keiles 11 und einer Schraube 12 mit der Welle starr verbunden ist, während der andere, 10, mittels ao einer z. B. aus Gummi bestehenden Ringmembran 13 an einem Vorsprung des feststehenden Gehäuses 4 befestigt ist. Der Dichtungskörper 10 besteht dabei wiederum aus einem Tragring 14 und dem von diesem gehaltenen eigentlichen Dichtungsring 15, der vorzugsweise aus Holz, Graphit oder ähnlichem Baustoff hergestellt ist. Durch Federn 16 wird dieser Ring gegen den Flansch des Dichtungskörpers 9 gepreßt. Die Dichtungsfläche des Körpers 9 ist, wie im einzelnen aus den Abb. 2 bis 4 hervorgeht, mit einer Ringnut 17 versehen, von welcher radial nach außen Nuten 19 ausgehen. Eine der radialen Begrenzungskanten dieser Radialnuten ist nach dem Innern der Nuten zu abgeschrägt. Die erläuterte Ringnut 17 der Dichtungsfläche des Körpers 9 ist durch einen Kanal 20 des Schleifringes 15 und durch ein biegsames Zuführungsrohr 21 an einen Ringraum 22 angeschlossen, welchem durch die Leitung 23 Druckflüssigkeit zugeführt wird. Von der Ringnut 17 aus verteilt sich diese Flüssigkeit auf die Radialnuten und von diesen infolge ihrer abgeschrägten Kanten auf die auf-4-5 einanderschleifenden Dichtungsflächen. Hierdurch wird neben einer Verminderung der Reibung eine bessere Abdichtung geschaffen, da die Flüssigkeit eine Dichtungsschicht bildet, welche ein Hindurchdringen von Luft oder Quecksilberdampf verhindert. Die zwischen den Dichtungsflächen herausfließende Flüssigkeit wird durch ein Rohr 24, welches an eine Pumpe angeschlossen ist, abgeführt. Durch dieses Rohr wird gleichzeitig die in die Kammer 8 trotz des Dichtungsringes 6 eingedrungene Luft abgeleitet. In die Kammer, 7 wird durch das Rohr 25 ein sauerstoffarmes Gas von etwas höherem als Atmosphärendruck eingeführt. Die Füllung mit sauerstoffarmem Gas hat den Zweck, das Eindringen von Luft oder Wasser in das Turbineninnere unter allen Umständen zu verhindern. 26 ist ein Ableitungsrohr für die in die Kammer 7 aus den Dichtungsflächen austretende Flüssigkeit.

Abb. 5 der Zeichnung zeigt in einem Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der grundsätzliche Aufbau ist der gleiche wie bei der Ausführung nach Abb. ι der Zeichnung; das Stopfbüchseninnere ist wiederum in zwei Kammern 7 und 8 unterteilt, wobei der Kammer 7 mittels des Rohres 25 ein sauerstoffarmes Gas zugeführt wird, während die Kammer 8 mittels der Leitung 24 an eine Pumpe angeschlossen ist. Die Trennung der beiden Kammern erfolgt ebenfalls durch zwei ringförmige Dichtungskörper 9, 10, welche aufeinanderschleifen. Von diesen ist der Dichtungskörper 9 wie bei der Ausführung nach Abb. 1 mittels eines Keiles 11 auf der abzudichtenden Welle 1 befestigt. Als besondere Vorsichtsmaßnahme gegen ein Eindringen von Luft oder ein Entweichen von Quecksilberdampf zwischen Welle und Dichtungskörper ist noch eine Labyrinthdichtung 27 vorgesehen. Die Befestigung des Dichtungskörpers 10 erfolgt im Gegensatz zur Ausführung gemäß Abb. 1 mittels einer Balgmembran 28, welche von einem Tragring 29 gehalten wird, der seinerseits wiederum an einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Ringkörper 30 befestigt ist. Um das Turbineninnere über die in Abb. I angegebene Ausführungsform hinaus vollkommener abzudichten, ist außer der Dichtung 10 zwischen den beiden Kammern 7 und 8 auch zwischen der Kammer 7 und dem Turbineninnern eine besondere Dichtung vorgesehen. Diese besteht ebenfalls aus einem Schleifring 31, welcher auf der inneren Radialfläche des umlaufenden Dichtungskörpers 9 schleift. Der Schleifring 31 wird von einem Ringkörper 32 getragen, der mittels einer Balgmembran 33 an der Gehäusewand 3 befestigt ist. Die Balgmembran dient gleichzeitig dazu, den Schleifring 31 gegen die Dichtungsfläche des Dichtungskörpers 9 zu pressen.

Wie aus Abb. 6 und 7 hervorgeht, besteht der Schleifring 31 aus mehreren Ringstücken, welche mittels eines Spannringes 34 zusammengehalten werden. Die Unterteilung des Ringes hat den Zweck, die Herstellung desselben zu erleichtern. Die Schleiffläche des Ringes besitzt zwei Ringnuten 35, 36, die durch einen schmalen Steg 37 voneinander getrennt sind. Von den Ringnuten gehen wiederum Radialnuten 38, 39 aus. Eine der radialen Begrenzungskanten der Radialnuten ist in gleicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach dem Nuteninnern zu abgeschrägt. Die Ausführung des Schleif-

Claims (11)

1. ringes 15 (Abb. 8) ist in ähnlicher Weise getroffen, nur ist hier eine einzige Ringnut

   40 vorgesehen, von welcher Radialnuten 41 in die Kammer 8 münden.

   Der umlaufende Dichtungskörper 9 ist mit einer Innenbohrung 42 versehen, welcher von außen her eine Druckflüssigkeit zugeführt wird. Durch das schon erwähnte Rohr 24 wird diese Flüssigkeit aus der Kammer 8 abgeleitet. Da, wie erwähnt, die Radialnuten

   41 des Schleifringes" 15 in die Kammer 8 münden, wird diesen ein Teil der Druckflüssigkeit zugeführt. Von' den Radialnuten strömt die Flüssigkeit in die Ringnut 40 und infolge der Abschrägung der Kanten zwischen die beiden Schleifflächen. Die Flüssigkeit bewirkt also wie im Falle der Abb. 1 eine Herabsetzung· der Reibung und eine Verbesserung der Abdichtung. Beim Schleifring 31 wird die gleiche Wirkung durch das in dem Raum 7 befindliche sauerstoffarme Gas erreicht, indem dieses in die in die Kammer 7 mündenden Radialnuten 38 und von da in die Ringnut 35 eindringt.

   Pat ε ντλ ν sprüchε:

   ι. Stopfbüchse für Quecksilberdampfturbinen, gekennzeichnet durch zwei mittels einer Dichtung voneinander getrennte Kammern, von denen der dem Turbineninnern zunächst liegenden Kammer ein sauerstoffarmes Gas von etwas höherem al's Atmosphärendruck zugeführt wird, während die außenliegende Kammer an die Saugleitung einer Pumpe angeschlossen ist.
2. 2. Stopfbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Turbineninnern zunächst liegende Kammer von diesem ebenfalls durch eine Dichtung getrennt ist.
3. 3. Stopfbüchse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Kammern voneinander und die die Innenkammer von dem Turbineninnern trennenden Dichtungen von zwei aufeinanderschleifenden Ringkörpern gebildet werden, von denen einer nachgiebig,

   z. B. mittels einer Ring- oder Balgmembran, mit einem feststehenden Gehäuseteil verbunden ist, während der andere mit der abzudichtenden Welle umläuft.
4. 4. Stopfbüchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der ringförmigen Dichtungskörper an seiner Schleiffläche mit einer Ringnut oder deren mehreren versehen ist, von denen nach einer Richtung hin Radialnuten ausgehen.
5. 5. Stopfbüchse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diesen Nuten des Dichtungskörpers ein gasförmiges oder flüssiges Schmier- und Dichtungsmittel zugeführt wird.
6. 6. Stopfbüchse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von einer etwa in der Mitte der Schleiffläche befindlichen Ringnut ausgehenden Radialnuten in die mit dem sauerstoffarmen Gas gefüllte Kammer münden.
7. 7. Stopfbüchse nach Anspruch S. dadurch gekennzeichnet, daß das Schmier- und Dichtungsmittel durch den nicht umlaufenden Dichtungskörper hindurch den ringförmigen Nuten des umlaufenden Dichtungskörpers zugeführt wird, von denen es den Radialnuten zuströmt.
8. 8. Stopfbuchse nach Anspruch 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der radialen Begrenzungskanten der Radialnuten nach dem Innern der Nuten zu abgeschrägt ist.
9. 9. Stopfbüchse nach Anspruch 4 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Nuten versehenen ringförmigen Dichtungskörper aus mehreren ringstückartigen Einzelkörpern bestehen, welche mittels eines Spannringes zusammengehalten werden.
10. 10. Stopfbüchse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Welle umlaufende Dichtungskörper als Hohlkörper ausgebildet ist, durch dessen Hohlraum ein Kühlmittel geleitet wird.
11. 11. Stopfbuchse nach Anspruch 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Welle umlaufende Dichtungskörper mit einem Ringflansch versehen ist, auf dessen beiden Seitenflächen die Dichtungsflächen der nichtumlaufenden Dichtungskörper schleifen.

    Hierzu ι Blatt Zeichnungen