DE659280C - Vorrichtung zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkoerpern in die Dichtungen oder Lager von Kreiselmaschinen - Google Patents

Description

Bei Kreiselmaschinen, wie z. B. Dampf- oder Gasturbinen, kann es vorkommen, daß das in die Maschine eintretende Treibmittel Fremdkörper, wie Rohrzunder oder feine Kesselsteinteilchen, enthält, die vor dem Eintritt in die Schaufeln des Läufers ausfallen,-in den Raum zwischen Läufer und Gehäuse gelangen und von da in die Dichtungen oder ' Lager geraten können, so daß diese Schaden leiden.

Es ist zwar bekannt, das Eindringen von Fremdkörpern in die Dichtungen und Lager von Kreiselmaschinen durch ebene Metallscheiben mit zugeschärfter' Innenkante zu verhindern, die am Turbinen- oder Stopfbüchsengehäuse so befestigt sind, daß sie mit ihren zugeschärften Innenkanten unmittelbar an der Turbinenwelle anliegen, doch sind derartige Ringe nicht ausreichend, das Eindringen solch feiner Fremdkörper in die genannten empfindlichen Maschinenteile in sicherer und zuverlässiger Weise zij hindern. Es können z. B. feine im Dampf enthaltene Kesselstein- oder Rohrzunderteilchen, die sich beim Stillsetzen der Maschine zu Beginn von Betriebspausen auf der Welle vor den einfachen Metallscheiben niederschlagen, beim Wiederingangsetzen von dem in die Lager oder Dichtungen eindringenden Dampf mitgerissen werden. Dies wird besonders bei Anordnungen begünstigt, bei welchen sich eine solche Schutzscheibe in einer Gehäusebohrung befindet, durch welche die Turbinenwelle mit Spiel hindurchgeht. In dem zwischen Welle und Gehäuse bestehenden Spalt können sich die feinen Fremdkörperteilchen leicht anreichern, und auf die Dauer werden sie doch in das Lager oder die Dichtung gelangen.

Die Erfindung hat den Zweck, die Lager und Dichtungen gegen das Eindringen auch feinster Fremdkörperteilchen in besserer Weise zu schützen als bisher.

Zu diesem Zweck lehnt sich die Erfindung mehr an bekannte Spaltdichtungen an, die dem Übertritt des Triebmittels entgegenwirken sollen. Es ist vorgeschlagen worden, solche Spaltdichtungen in der Weise auszubilden, daß auf der Maschinenwelle Halsringe angebracht sind, gegen deren dem Gehäuse zugekehrte Stirnflächen sich vorspringende, als Dichtungsglieder dienende Rippen von am Gehäuse festen Ringkörpern mit den zugeschärften Kanten anlegen. Die Halsringe und die am Gehäuse festen Ringkörper sind dabei kegelig ausgebildet und erstere

") Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Arno Metzner in Nürnberg.

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auf der den letzteren zugekehrten Seite stufenweise abgesetzt. Gegen die winkelrecht oder schräg zur Wellenachse verlaufenden. Stirnflächen dieser Einzelstufen legen s-igh^ ■ 5 also die in radialer Richtung entspreche^« gegeneinander versetzten Kanten der Dich.-"! tungsrippen an. Es entstehen also gewiss&tf; maßen gegeneinander versetzte Etagenräume, in denen die Wirbelbildung des Triebmittels to begünstigt wird.

Für die Zwecke der Erfindung kann diese Einrichtung aber nicht übernommen werden. Die in der Achsrichtung gegen die Stirnflächen stoßenden Kanten der Dichtungsrippen schleifen sich unter dem Einfluß des durch die Wärmedehnungen entstehenden starken Achsdruckes, dem sie nicht ausweichen können, schnell und stark ab. Infolgedessen bilden sich bei der Abkühlung zwisehen den JiZanten der Dichtungsrippen und den Stirnflächen der abgesetzten Halsringe Spalte, durch welche die feinen Fremdkörper durchgehen können. Die Fremdkörper, die sich in der oberen Hälfte der Maschine in dem Winkel zwischen den Dichtungsrippen und den Stirnflächen der abgesetzten Halsringe abgelagert haben, werden also nach innen durchfallen, und beim Wiederanlassen werden Fremdkörper, die sich auf den oberen Schrägflächen der kegeligen Dichtungsrippen abgelagert haben, ebenfalls nach innen mitgerissen, bevor sich die Spalte wieder geschlossen haben. Die Fremdkörper werden daher nach und nach immer weiter nach innen wandern und schließlich zu den Stellen gelangen können, von denen sie abgehalten werden sollen.

Wenn sich nun auch die Einrichtung der Erfindung in gewissem Sinne an diese bekannte Einrichtung anlehnt, so wird doch das Wandern der Fremdkörper nach innen bei derselben verhindert, und zwar wird dies und damit der Erfindungszweck dadurch erreicht, daß am Gehäuse angeordnete, zunächst in der Achsrichtung der Welle verlaufende Sperringe nach der Wellenachse zu stark gekröpft sind und sich mit den Innenkanten gegen die Mantelflächen von am Läufer angeordneten Abstufungen anlegen. Zweckmäßig sind diese Abstufungen am Fuße eines Laufrades vorgesehen.

Die dadurch gegenüber den genannten Spaltdichtungen sowie den einfachen als Schutzring gedachten ebenen Metallscheiben gegenüber erzielten Vorteile sind folgende:

Da die Wärmedehnung in radialer Richtung geringere Ausmaße hat als in der Achsrichtung, sind der Verschleiß der Sperringkanten und die Spaltbildung bei der Ab- · ' 60 kühlung verhältnismäßig gering und unschädlich. Die zu den Abstufungen des Läufers gelangenden Fremdkörper werden außerdem auf dem Wege zu den Dichtungen und zum Lager der Welle mehrfach in wirksamster \Weise aufgehalten. Wenn sie von oben auf i^fie Mantelfläche der Abstufungen treffen '-'"rtfed unter der Wirkung des Anpralles oder 'eiern Einfluß der Fliehkraft von diesen mit großer Umfangsgeschwindigkeit siefi drehenden Flächen abgeschleudert werden, können sie sich an unschädlicher Stelle, nämlich auf den waagerechten Strecken der feststehenden Sperrtage, ablagern. Von den .Schrägstrecken der Kröpfung etwa zu den Mantelflächen wieder abrutschende Teilchen können auch bei wiederholtem Abrutschen während des Betriebes auf diesen Mantelflächen nicht nach innen wandern, und in dem Winkel zwischen diesen Flächen und den Sperringflächen können sie sich nicht ansammeln, sondern sie werden wieder »abgeschleudert, so daß sie schließlich nur nach unten oder nach den Seiten gelangen können. Hier sammeln sie sich in den von den Sperringen und der Gehäusewand gebildeten Mulden und können bei gelegentlicher Überholung der Maschine entfernt werden.-

Feinste Fremdkörperteilchen, die gegebenenfalls beim Stillsetzen der Maschine vor dem auf dem Wege ins Lager- oder Dichtungsinnere ersten Sperring sich etwa niedergeschlagen haben und bei der Wiederinbetriebsetzung doch durch den feinen Spalt zwischen diesem ersten Sperring und der genannten Abstufung hindurch in den Ringraum zwischen dem ersten und zweiten •Sperring gelangen sollten, können sich während des wiederfolgenden Betriebes an der zweiten Abstufung nicht sammeln, sondern sie werden sich schließlich auf den Flächen Ί00 der den Ringraum begrenzenden Sperringe absetzen müssen.

Schon von diesem Raum aus könnten also höchstens noch feinste Spuren in den nächstfolgenden Ringraum gelangen, und da sich in diesem die gleichen Vorgänge wiederholen, wird schließlich von fremden Körperteilchen nichts mehr übrigbleiben, das noch in die Dichtungen und Lager gelangen könnte.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfin- , dung in Anwendung bei einer Dampfturbine im Axia^feilschnitt durch die Maschine dargestellt. ' .

Es bedeuten: α das Gehäuse, b den Läufer mit Schaufelrad c und d eine Labyrinthdichtung. Das Schaufelrad c ist auf der dem Gehäuse α zugekehrten Seite am Fuße mit drei Abstufungen e versehen. Gegen die Mantelflächen dieser Abstufungen legen sich mit den zugeschärften Innenkanten/ die am Gehäuse α festen, zunächst in der Achsrich-

tuiig des Läufers verlaufenden und dann nach der Läuferachse zu stark gekröpften Sperringe g dicht an.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur' Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern in die Dichtungen oder Lager von Kreiselmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (α) angebrachte, zunächst in der Achsrichtung der Welle verlaufende Sperringe (g) nach der Wellenachse zu stark gekröpft sind und sich mit den Innenkanten (/) gegen die Mantelflächen (e) von am Läufer (c) angeordneten Ab- . ι stufungen anlegen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufungen am Fuße eines Laufrades vorgesehen sind. ί

   Hierzu r Blatt Zeichnungen