DE1004625B

DE1004625B - Non-contact shaft seal for turbines, pumps and compressors

Info

Publication number: DE1004625B
Application number: DEF17644A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Friedrich; Dipl-Ing Herbert Keller
Original assignee: HANS FRIEDRICH DR ING
Current assignee: HANS FRIEDRICH DR ING
Priority date: 1955-05-31
Filing date: 1955-05-31
Publication date: 1957-03-21

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine berührungsfreie Wellendichtung für Turbinen, Pumpen und Verdichter mit einem nicht umlaufenden, aber in Achsrichtung frei beweglichen Dichtring, der gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist und zusammen mit einer zur Achse senkrechten Dichtfläche der Welle einen Spalt bildet, der etwa in seiner Mittelzone (radial gemessen) mit dem der Dichtung benachbarten Raum höheren Druckes über eine oder mehrere Drosselbohrungen des Dichtringes in Verbindung steht. Der Dichtring besitzt dabei eine andere Fläche, welche der höhere Druck so beaufschlagt, daß er den Dichtungsring zum Spalt hin zu verschieben trachtet. Es ist bekannt, die den Spalt begrenzende Fläche des Dichtringes als Labyrinthdichtung auszubilden, doch kann sie auch eben sein. Letzteres ist insbesondere vorteilhaft, wenn man darauf abzielt, den Dichtungsspalt so klein wie möglich, beispielsweise erheblich unter ein zehntel Millimeter, zu halten.The invention relates to a non-contact shaft seal for turbines, pumps and compressors with a non-rotating sealing ring that can move freely in the axial direction, the opposite one the housing is sealed and together with a sealing surface of the shaft perpendicular to the axis a Gap forms, which approximately in its central zone (measured radially) with the space adjacent to the seal higher pressure is connected via one or more throttle bores of the sealing ring. Of the Sealing ring has a different surface, which the higher pressure applied so that he the Tends to move the sealing ring towards the gap. It is known that the area of the delimiting the gap Train the sealing ring as a labyrinth seal, but it can also be flat. The latter is particular advantageous if the aim is to keep the sealing gap as small as possible, for example considerably below a tenth of a millimeter.

Die sich selbst einstellende Spaltgröße ist abhängig von der Wahl des Außendurchmessers, des Innendurchmessers und der Drosselstellendurchmesser und ist im voraus nicht immer genau zu berechnen. Die Gefahr, daß die Spaltgröße zu gering wird, muß aber mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Die Erfindung bezweckt deshalb, ein Mittel zu schaffen, welches gestattet, die Größe der sich selbst einstellenden Spaltbreite zu verändern, und besteht darin, daß das Maß der Drosselung durch eine von außen einstellbare Drossel, die in oder vor die Bohrungen geschaltet ist, verändert werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bohrungen in eine Ringkammer des Dichtringes münden, die durch eine von außen verstellbare Drossel vom Raum höheren Druckes getrennt ist.The self-adjusting gap size depends on the choice of the outside diameter, the inside diameter and the throttle point diameter and cannot always be precisely calculated in advance. the However, the risk of the gap size becoming too small must be ruled out with certainty. The invention therefore aims to provide a means which allows to change the size of the self-adjusting gap width, and is that the measure throttling by means of an externally adjustable throttle that is connected in or in front of the bores, can be changed. It when the bores in an annular chamber of the sealing ring is particularly advantageous open, which is separated from the space of higher pressure by an externally adjustable throttle.

Diese Anordnung hat nämlich die Vorteile, daß alle Bohrungen in gleichem Maße gedrosselt werden und daß die Verstellung der Drosselung ohne irgendwelche Schwierigkeiten während des Betriebes durchgeführt werden kann.This arrangement has the advantage that all bores are throttled to the same extent and that the adjustment of the throttle is carried out without any difficulty during operation can be.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.The drawing shows an embodiment of the invention.

Mit 1 ist die Welle, mit 2 eine auf die Welle aufgezogene Scheibe, mit 4 das Gehäuse und mit 8 eine Berührungsdichtung bezeichnet. Der Raum 20 ist als Raum höheren Druckes angenommen, während der Raum 21 den niedrigeren Druck aufweist. Die Dichtfläche 7^a des Dichtringes 7 ist plan und dichtet gegen die ebenfalls ebene Dichtfläche 2" der Scheibe 2. Der Dichtring 7 hat eine Ringkammer 22, die ringsum läuft und in welche Bohrungen 14 münden. Die Ringkammer 22 ist durch eine zylindrische Abdeckung 23 geschlossen, die mindestens an einer Stelle eine Bohrung 24 hat. Gegenüber dieser Bohrung befindet sich im Gehäuse 4 ein Bolzen 25, der an einer Ein-Berührungsfreie Wellendichtung
für Turbinen, Pumpen und Verdichter1 with the shaft, with 2 a disc pulled onto the shaft, with 4 the housing and with 8 a contact seal. The space 20 is assumed to be a space of higher pressure, while the space 21 has the lower pressure. The sealing surface 7 ^{a of} the sealing ring 7 is flat and seals against the likewise flat sealing surface 2 ″ of the disk 2. The sealing ring 7 has an annular chamber 22 which runs all around and into which bores 14 open. The annular chamber 22 is closed by a cylindrical cover 23 , which has at least one hole 24. Opposite this hole is a bolt 25 in the housing 4, which is attached to a non-contact shaft seal
for turbines, pumps and compressors

Anmelder:Applicant:

Dr.-Ing. Hans Friedrich, Karlsruhe,
Hübschstr. 17Dr.-Ing. Hans Friedrich, Karlsruhe,
Huebschstrasse 17th

Dr.-Ing. Hans Friedrich, Karlsruhe,Dr.-Ing. Hans Friedrich, Karlsruhe,

und Dipl.-Ing. Herbert Keller, Mannheim,and Dipl.-Ing. Herbert Keller, Mannheim,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

steilschraube 26 sitzt. Je nachdem ob die Schraube 26 mehr oder weniger weit in das Gehäuse 7 eingeschraubt wird, findet eine stärkere oder geringere Drosselung beim Eintritt des unter Druck stehenden Mediums aus dem Raum 20 in die Ringkammer 22 statt. Die Betätigung des Drosselventils kann auch hydraulisch, magnetisch oder auf andere Weise erfolgen. steep screw 26 sits. Depending on whether the screw 26 is screwed into the housing 7 to a greater or lesser extent there is a greater or lesser throttling at the entry of the pressurized Medium from the space 20 into the annular chamber 22 instead. The operation of the throttle valve can also hydraulically, magnetically or in some other way.

Im übrigen steht der Dichtring 7 unter der Wirkung einer geringen mechanischen oder magnetischen oder sonstwie ausgeübten Kraft, die ihn im Sinne der Vergrößerung des Spaltes zu verschieben trachtet. Hierfür können Federn verwendet werden, die sich gegen ein feststehendes Teil abstützen. Auch kann dem sich selbst einstellenden Dichtring 7 eine Labyrinthdichtung mit axialer Durchströmung als Schutz gegen Druck-Stöße vorgeschaltet werden. Schließlich kann auch eine in Wellenrichtung wirksame Schwingungsdämpfung vorgesehen werden. Diese kann in der Berührungsdichtung 8 oder in einer besonderen an sich bekannten Vorrichtung bestehen.In addition, the sealing ring 7 is under the effect of a small mechanical or magnetic or otherwise exerted force that seeks to move it in the sense of enlarging the gap. Therefor springs can be used which are supported against a fixed part. It can also be self-adjusting sealing ring 7 a labyrinth seal with axial flow as protection against pressure surges upstream. Finally, vibration damping that is effective in the direction of the shaft can also be used are provided. This can be in the contact seal 8 or in a special one per se known device exist.

Claims

Patent claims:

1. Non-contact shaft seal for turbines, pumps and compressors with a non circumferential, but axially movable sealing ring, which is sealed against the housing is and, together with a sealing surface of the shaft perpendicular to the axis, a gap forms, which is approximately in its central zone (measured radially) with that of the seal adjacent Space of higher pressure via one or more throttle bores of the sealing ring in connection stands, whereby the sealing ring has a different surface, which is applied by the higher pressure, that it closes the sealing ring towards the gap

609 840/153

seek to push, characterized in that the degree of throttling by an externally adjustable Throttle (24, 25), which is connected in or in front of the bores (14), can be changed can.

2. Shaft seal according to claim 1, characterized in that the bores (14) in a Annular chamber (22) of the sealing ring (7) open, which is controlled by an externally adjustable throttle (24, 25) is separated from the space (20) of higher pressure.

Publications considered: VDI-Zeitschrift, 1939, pp. 857/858.

1 sheet of drawings