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DE1948587A1 - Dichtung zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen - Google Patents

Dichtung zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen

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Publication number
DE1948587A1
DE1948587A1 DE19691948587 DE1948587A DE1948587A1 DE 1948587 A1 DE1948587 A1 DE 1948587A1 DE 19691948587 DE19691948587 DE 19691948587 DE 1948587 A DE1948587 A DE 1948587A DE 1948587 A1 DE1948587 A1 DE 1948587A1
Authority
DE
Germany
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sealing
sealing body
arrangement according
sealing arrangement
seal
Prior art date
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Granted
Application number
DE19691948587
Other languages
English (en)
Other versions
DE1948587C3 (de
DE1948587B2 (de
Inventor
Petrie James Alexander
Hammond James Ivor
Thomas Steel
Willie Williamson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce PLC
Original Assignee
Rolls Royce PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB39609/69A external-priority patent/GB1277212A/en
Application filed by Rolls Royce PLC filed Critical Rolls Royce PLC
Publication of DE1948587A1 publication Critical patent/DE1948587A1/de
Publication of DE1948587B2 publication Critical patent/DE1948587B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1948587C3 publication Critical patent/DE1948587C3/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F01D11/025Seal clearance control; Floating assembly; Adaptation means to differential thermal dilatations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/46Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
    • F16J15/48Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings influenced by the pressure within the member to be sealed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

PATENTANWKLTc
DIPL-ING. CURT WALLACH
DIPL-ING. GÜNTHER KOCH 1948587
DR. TINO HAI BACH
8MUNCHEN2,25-September 1969
UNSER ZEICHEN: 12253 — K/VM
Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England.
________^.______■.,._____-.„—»—«-,_—~_~——————_————— ———————■»————————————.
Dichtung zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Teilen
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, die zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Bauteilen vorgesehen ist.
Bei sich drehenden Maschinen, z.B. bei den Turbinen eines Gasturbinenstrahltriebwerks, treten beträchtliche Verluste mit der Folge eines erhöhten Brennstoffverbrauchs infolge der an den Turbinehschaufelspitzen und durch den Zwischenraum zwischen Düsenleitschaufeln und Turbinenscheiben strömenden Gase auf. Esmuß ein Zwischenraum zwischen den Schaufelspitzen einer Turbine und einer Dichtung vorgesehen werden, die an einem stationären Teil des Triebwerks festgelegt ist, um einer möglichen Mißausrichtung, einer thermischen Verzerrung und Herstellungstoleranzen Rechnung zu tragen und ein solcher Zwischenraum ist häufig größer,als es erforderlich wäre, um die genannten Bedingungen zu erfüllen.
Die Erfindung schafft eine Dichtungsanordnung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen, wobei die Dichtung axial relativ zu den Bauteilen beweglich ist, wodurch die genannten Nachteile überwunden werden.
Gemäß der Erfindung ist eine Dichtungsanordnung zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen vorgesehen, die einen Dichtungsteil aufweist, der zwischen einer Zone relativ hohen Drucks und einer Zone relativ niedrigen Drucks liegt, wobei
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der Dichtungsteil an einem ersten Teil des Aufbaus gelagert ist und sich axial relativ zu dem. Bauteil verschieben kann, wobei der Dichtungsteil in Kombination mit einem zweiten Teil des Aufbaus wenigstens eine Kammer bildet, die einem variablen Druck ausgesetzt ist und wobei diese Kammer in Verbindung mit der Hochdruckzone steht. Dabei ist die Anordnung derart getroffen, daß bei Verkleinerung des Zwischenraumes zwischen demDichtungsteil und dem zweiten Aufbau der Druck in der Kammer ansteigt und umgekehrt, wobei der resultierende Druck auf den Dichtungsteil einwirkt und sich derart ändert, daß ein Zwischenraum mit einem im wesentlichen konstanten Wert aufrechterhalten wird.
Vorzugsweise weist der Dichtungsteil zwei kreisförmige Lippen auf, zwischen denen eine Ringkammer gebildet ist. Die innere Lippe kann mit öffnungen für die Hochdruckluftströmung nach der Kammer versehen sein, die in mehrere, im gleichen Abstand zueinander liegende Unterkammern unterteilt sein kann. Der Dichtungsteil kann mehrere Paare radialer Vorspriüange aufweisen, die an jeder Seite von Blöcken angreifen, die an einem stationären Bauteil vorgesehen sind und die Berührungsoberflächen der Vorsprünge und Blöcke können aus Silizium-Nitrid-Material hergestellt sein. Zwischen der Innenfläche des Dichtungsteiles und einer stationären kreisförmigen Tragoberfläche kann ein Diehtring vorgesehen werden. Dieser kann aus Silizium-Nitrid-Material bestehen und aus mehreren kreisbogenförmigen Abschnitten hergestellt sein. Es können Anschläge zur Begrenzung der Axialbewegung des Dichtungsteiles vorgesehen sein und der Raum zwischen den Dichtungsteil und der kreisförmigen Tragoberfläche kann entlüftet sein. Der erste Aufbau kann den Düsenleitschaufeltragring eines Gasturbinentriebwerks einschließen und der zweite Aufbau kann von der Hochdruckturbine eines Gasturbinentriebwerks gebildet werden. Der Dichtungsteil kann vorgesehen werden, um eine Abdichtung gegen den Schaufelring der Hochdruckturbine oder gegenüber der StromoberseitenfläcHe der Turbinenscheibe der Hochdruckturbine zu schaffen.
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Gasturbinenstrahltrieb-
werks mit einer nach der Erfindung ausgebildeten Dichtung, Pig. 2 eine Teilansicht des Gasturbinenstrahltriebwerks nach Pig.l, wobei die Dichtungseinrichtung im einzelnen ersichtlich ist, Pig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 gemäß Fig.2, Fig. 4 eine abgewandelte Ausführungsform der Dichtung nach der Erfindung,
Fig. 6 eine Grundrißansieht eines Teils der Anordnung nach Fig.5* Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer
Dichtungsanordnung gemäß der Erfindung, Fig. 8 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A nach Fig.7 betrachtet, wobei die Turbine weggelassen ist,
Fig. 9 eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Dichtungsanordnung nach Fig.7 und 8.
Das Gasturbinenstrahltriebwerk 10 gemäß Fig.l weist in StrÖmungsrichtung hintereinander einen Lufteinlaß 12, einen Kompressor 14, eine Verbrennungseinrichtung l6, eine Turbine 18 und einen Auslaß 20 auf.
Die Verbrennungseinrichtung 16 besitzt ein Gehäuse 22, in dem eine Brennkammer 24 und mehrere, an einem Tragring 28 befestigte Düsenleitschaufeln angeordnet sind. Das Gehäuse 22 umschließt ferner eine Hochdruckturbine 30, die auf einer nicht-dargestellten Welle gelagert ist. Die Turbine 30 besitzt mehrere, im gleichen Abstand zueinander angeordnete Schaufeln 32, die je mit einem radialen Schaufelring 34 ausgestattet sind. Innerhalb der Schaufeln 32 besitzt die Turbine zwei Labyrinthdichtungen, von denen nur eine bei 36 ersichtlich ist. Der Tragring 28 besitzt eine Anzahl von Anzapflöchern 38· Zwischen einer Hitzeabschirmung 42 und einem Flansch 44 des Trägerrings 28 ist ein allgemein zylindrischer Körper 40 mittels Bolzen 46 festgelegt. Im gleichen Abstand zueinander sind auf der Innenseite des zylindrischen Körpers 40 mehrere
Silizium-Nitrid-Blöete© 48" auf Zapfen 50" montiert., die zwischen am Bauteil 40 festgelegten Trägern 52 und Ansätzen 54 festgelegt sind, fish letstere" einstückig mit dem-Bauteil 40 hergestellt sind* Die Zapfen 50 sinä j©wells mit Stiften 56 ausgestattet, die in eine öffnung 58 eines -,J®a©n Ansatzes 54 eingreifen. Die Träger 52 umö öl© Ansätze 54 bilden Anschläge, 'die dia Rückwärtsbewegung bzw. Vorwärtsbewegung des Bicfotungsteiles OQ be
Der Dichtungst@il 60 weist ©ine allgemein kreisringförmige Gestalt auf und liegt koassial suf Turbinenwelle zwischen de» zylindrischen Körper ^O «ad dem Trägerring 28 für di.e Düsenleitschaufeln. Der Dich-tungsteil 60 besifcat einen ringsum laufenden Hand 62s der mit mehreren Paaren im gleichen Abstand zueinander liegender radialer Vorsprung© 6^a66 versdien 1st* die auf je einer Seite Jedes SiIiziura°Mitrid»Blocks liegen. - -
Zwischen 5äw@i ringförmigen Flanschen 68 und 70/.-die einstückig mit dem Dichtungst©il 60 hergestellt sind, befindet sich ein® zylindrische Nut 67 ο Ein Silizium-Nitrid-Dichtungsring 729 der aus-mehreren bogenförmigen Abschnitten besteht, liegt: innerhalb der'Mut'-67 und die Ismenseite- des Ringes 72 lagert gegen den Trägerring Das Ende ©ines jeden bogenförmigen Abschnitts ist mit einer Schulter und einen Torsprung derart ausgestattet, daß der Vorsprung auf einem Teil mit--der .Schulter des benachbarten.Teiles zusammenwirkt, so daß ein kontinuierlicher Ring konstanter Dicke entsteht, der leicht in der Nut 67 zusammengestellt werden' kann»
Die rechte Seite bzw. die rückwärtige Seite des Dichtungsringes 6Ö besitzt innere und äußere Dichtlippen 74 bzw. 76 und mehrere im gleichen Abstand zueinander liegende radiale Stege 78. Die Lippen Jk und 76 sowie die Stege 78 bilden die Grenzen mehrerer Kammern 80. Pur jede Kammer 80 können Ent lüftungs loch er 82 vorgesehen werden, die durch die innere Lippe 74 hindurchgeführt sind.
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Wenn das Triebwerk läuft, dann strömen gasförmige Verbrennungsprodukte aus der Brennkammer 24 an den Düsenleitschaufeln 26 vorbei und der Hauptanteil des Gasstromes strömt nach den Turbinenschaufeln 32. Eine geringe ßasmenge strömt durch den Zwischenraum zwischen den Lippen 74 und 76 und dem radialen Schaufelring 34. Die auf die Dichtung wirkenden Kräfte rühren von dem statischen Druck am Ausgang der Düsenleitschaufeln 32, vom statischen Druck am Ausgang der Turbine, vom statischen Druck zwischen den Lippen 74 und 76 und der Reibung zwischen den Silizium-Nitrid-Blöcken 48 und dem Dichtungsteil und zwischen dem Ring 72 und dem Tragring her. Die resultierende Kraft drückt den Dichtungsteil auf den radialen Schaufelring und der Zwischenraum hängt vom Durchmesser der Lippen, der Größe der Löcher 82 und dem Durchmesser des Trägerringes 28 ab und dieser Zwischenraum kann durch geeignete Wahl des Durchmessers der Löcher 82 vorbestimmt werden.
Unter normalen Laufbedingungen hält die resultierende Kraft,die auf den Dichtungsteil einwirkt, einen Zwischenraum auf einem konstanten vorbestimmten Wert und der Druck in den Kammern 80 zwischen den Lippen 74,76 bleibt im wesentlichen konstant. Wenn der Zwischenraum abfällt, dann steigt der Druck in den Kammern und die resultierende Kraft bewirkt, daß der Dichtungsteil nach links verschoben wird. Der Druck in den Kammern fällt ab und die Dichtung wird in ihrer Stellung ausgeglichen, derart, daß der erforderliche Zwischenraum eingestellt wird und das Gegenteil tritt auf, wenn sich der Zwischenraum vergrößert. Wenn in einem Extremfall die Dichtungslippen vollständig gegenüber dem radialen Schaufelring geschlossen werden, dann wird in den Kammern durch die Gasströmung nach den Kammern über die Löcher 82 ein Druck innerhalb der Kammern bis auf einen Wert aufgebaut, der gleich dem Druck am Ausgang der Düsenleitschaufeln 26 ist und der Dichtungsteil hebt sich vom Schaufelring ab. Dann stabilisiert sich der Druck in den Kammern und es wird der erforderliche Zwischenraum aufrechterhalten.
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Wenn-'sich "der-Dichtungstell nach vorn bewegt, d.h. gemäß Fig.2 nach links in die Extrems.teilung,» dann könnte der Dichtlings teil gegenüber der Rückfläche öes.. Trägerringes .28 abdichten, wodurch . die Zufuhr von Gas nach dem .Raum zwischen Dichtungsteil und Trägerring abgesperrt wttMe. Es kann jedoeh Gas in diesen Raum über die Abzapf löcher J8 einströmen* so daß' sich ein Di1UCk aufbauen und dan Dicht wigs teil" nach hinten dztt cken kann, so daß das an den Düsenleitsohaufeln vorbeiströmende Gas auf die Vorderfläche des Dichtmngsteils einwirken kann» . - -
Die Kammern schaffen die Möglichkeit, daß der Dichtungsteil die örtlichen Veränderungen im Druck rings um den Schaufelring feststellt, obgleich nur eine vollständige Ringkammer vorgesehen werden muß. Diese Änderungen können eine Folge davon sein, daß der ringförmige Schaufelring, der von den radialen Schaufelringen jeder Schaufel gebildet wird, wegen der Herstellungstoleranzen der SchaufelfiMiße und der Sehlitze, in die diese in der Turbinenscheibe einpassen, nicht ideal flach ist. So kann der Schaufelring "gestuft" sein und es können örtliche Druckvsränderungen auftreten. Es ist zwar zweckmäßig, daß der Schaufelring über den gesamten Umfang flach ist, jedoch sind geringe Abweichungen zulässig. Eine über den gesamten Umfang flache Ausbildung kann erreicht werden, indem die Schaufeln sfcary, z.B. durch Ver©ohweißung,an der Turbinenscheibe festgelegt werden und indem dann der Schaufelring als Ganzes spanabhebend bearbeitet wird.
Die Konstruktion nach Pig.2 und■> ist insofern störungssicher, als bei Beschädigung eines Teils der Lippen 74,76 ein kleiner Leckstrom auftritt, jedoch gewährleisten die übrigen Kammern So, daß der Dichtungsteil zufriedenstellend arbeitet.
Die Labyrinthdichtung j36 kann durch eine, wie vorstehend beschriebene ausgebildete, Dichtungsanordnung ersetzt werden und sie kann im Triebwerk entweder unabhängig von dem Dichtungsteil 60 gelagert oder mit diesem verbunden sein.
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Gemäß PigΛ besitzt der ringförmige Dichtungskörper 90 eine Vielzahl kleiner ZyIiM er auf'entsprechenden-Kolben 91^ Durch die Kolben führt eine Bohrung 96, die über einen Kanal 98 mit der Hochdruckluft des Hautnes 100 in Verbindung steht. Eine Reihe von Kanälen 102 verbindet den Zylinder mit der Vorderfläche der Dichtung, so daB Luft von dem Raum 100 nach der Rückseite strömen kann. Zwischen dem Ölchtungslcörpei' 90 nand dem Tragring 98 ist ein Dichtring 104 eingefügt und die voMe^e Stirnfläche weist einen ringförmigen Rand 106 auf. Wenn der Dichtungskörper vom Schaufelring 34 abgehoben ist, strömt HoeMruckluft vom Raum 100 zwischen die rückwärtige Stirnfläche und äen Schaufelring. Die an den Schaufeln 26 vorbeiströmende Luft wirkt auf den Rand 106 und drückt äen Dichtungskörper auf den Sehaufelring. Wenn sich der Spalt schließt, steigt der Druck in den Zylindern 92 und den Kanälen 102 an und der Diehtkörper wird wieder von dem Schaufelring abgehoben. Durch geeignete Wahl von Zylinder und Randabaessungen des Dichtungskörpers kann eine Stabilisierung bei # '.nem vorbestimmten Zwischenraum erreicht werden.
In den Fig.5 und 6 ist eine der Pig.4 ähnliche Anordnung dargestellt. Ein Dichtungskörper 110 ist bei 112 schwenkbar mit einem Lenker 114 verbunden, der bei 118 mit mehreren Kolben verbunden 1st, von denen nur einer, nämlich der Kolben Il6s dargestellt ist. Sin weiterer Lenker 115 ist mit einem Ende bei 112 schwenkbar mit dem Dichtungskörper verbunden und am anderen ^nde an einem festen Drehzapfen II9 des Trägerringes 26 angelenkt, so daß eine Drehung des Dichtungskörpers 110 verhindert wird. Die Kolben 116 gleiten in einem Zylinder 120, der auf der Außenseite des Ringes 2& angeformt ist.'Hochdruckluft aus dem Raum 100 hat Zugang zu dem Zylinder 120 über einen Kanal 122 und Über einen Kanal 126 nach einem Raum 124 und somit nach der Rückseite des Dichtungskörpers über Kanäle 128. Die Hochdruckluft kann aus dem Raum 124 nicht entweichen außer über die Kanäle 12b, weil die zwei Dichtungsringe 130,132 zwischen dem Dichtungskörper und einem stationären Teil des Triebwerks angeordnet sind.
OD 9 S 23 / 1 "■ 3 A
■ ■ . - ν - . ■■ - - - ■',"■■
Die Arbeitsweise dieser Anordnung gleicht jener gemäß Fig.4 mit der Ausnahme, daß kein dem Rand 106 äquivalenter Rand vorgesehen ist und die durch die Schaufeln 2.6 hindurchtretende Luft wirkt auf die !förderfläche der Dichtung. Gleichzeitig bildet das ' Gestänge eine sich selbst abhebende Vorrichtung. Wenn der sich drehende radiale Schaufelring 3k mit der Dichtfläche in Berührung gelangt, dann würde die Reibung die Dichtung 110 auf den Lenkern 114 und 115 verschwenken, so daß die Dichtung von dem sich drehenden Schaufelring freikommt.
Bei beiden Konstruktionen gemäß Pig.4 und 5 kann eine Abwandlung derart getroffen werden, daß ein weiterer Ringflansch vorgesehen ist, der eine Kammer ähnlich den Kanälen 102 und 128 besitzt, die in Verbindung mit Hochdruckluft steht. Die Kanäle können so angeordnet werden, daß sie sich nach der Turbinenscheibe innerhalb der Schaufeln 32 öffnen, so daß die Labyrinthdichtung j56 In gleicher Welse ersetzt wird, wie bei der abgewandelten Dichtungsausgestaltung, die in Verbindung mit Figf.2 und > beschrieben wurde.
Gemäß Fig.7 und 8 ist ein innerer Dichtungskörper 200 von kreisringförmiger Gestalt auf Wirbeldüsen-Trägertaschen 202 angeordnet, die mit den Seiten von Schlitzen 204 des Dichtungskörpers 200 zusammenwirken und durch diese hindurchstehen. Die auf den Trägertaschen 202 montierten Wirbeldüsen schaffen die Möglichkeit, daß eine Strömung relativ kalter-Luft, die vom Kompressor abgezapft ist, den Turbinenschaufeln zur Kühlung zugeführt wird.
Der innere stromabwärtige Abschnitt des Dichtungskörpers 200 besteht aus einer Anzahl bogenförmiger Taschen 206, die durch innere und äußere radiale Lippen 208 bzw. 210 und radiale Stege 212 definiert werden.
Jede Tasche weist zwei Löcher 214 auf, die in die Rückseite eingebohrt sind und diese Löcher sind den Öffnungen 82 des äußeren Dichtungskörpers 60 analog. Die Lippen und Stege bilden eine Dichtung in Kombination mit einer flachen Stirnfläche 216. eines
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Vorsprünges 2l8, der einstückig mit der Turbinenscheibe 30 hergestellt ist.
Die Wirkungsweise des Dichtungskörpers 200 ist analog der Wirkungsweise des Dichtungskörpers 60 mit dem Unterschied, daß die Bewegung des Dichtungskörpers nach, hinten durch die Berührung zwischen einem Plansch. 220 und einer Anschlagplatte 222 begrenzt wird, während die Bewegung in Gegenrichtung durch Berührung zwischen dem Rand des Dichtungskörpers und dem Trägerring 224 begrenzt wird.
Im Betrieb wird ein Ring 226 in einem festen Abstand von einem Vorsprung 228 der Turbinenschaufeln 32 gehalten. Der Ring 226 ist in Schultern 2JO festgelegt, die in den Rand des Dichtungskörpers eingearbeitet sind. Der Ring 226 besteht aus Verschleißwerkstoff und wird abgenutzt, wenn eine Berührung mit dem Vorsprung 228 infolge möglicher "Stufen" im Vorsprung wegen Veränderung der Schaufeln 32 auftritt.
Schlitze 232 und 234 sind im Plansch 236 und im Rand des Dichtungskörpers 200 ausgebildet und diese enthalten Dichtringe 238 und 240. Der Ring 238 gleitet gegen einen Portsatz 242 und der Ring 240 gegen einen bearbeiteten Durchmesser unter der äußeren Lippe des Trägerrings 224, wodurch der Ringraum zwischen Lippe 210 und Ring 226 des Dichtungskörpers 200 abgedichtet wird.
Im folgenden wird auf Pig.9 bezuggenommen. Der Dichtungskörper 200 ist so abgewandelt, daß ein Axialflansch 242 und ein Radialflansch 244 entstehen. Der Plansch 242 trägt ein Dichtelement 246, das mit einem Dichtelement 248 auf dem Vorsprung 218 zusammenwirkt.Die Dichtelemente 246 und 248 bilden eine Einschnürung, wenn der axiale Abstand zwischen den Lippen 208 und 210 und der Stirnfläche 216 beim Anlauf des Triebwerks und anderen Übergangsbedingungen groß wird. Der Plansch 244 kann an einen Federring 250 anstoßen, der an einem festen Teil 252 des Triebwerkaufbaus befestigt ist, so daß die Bewegung des Dichtkörpers 200 in Strömungsrichtung nach hinten begrenzt wird.
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Claims (17)

  1. Pa t en t ans ρ r ti c he :
    Dichtungsanordnung zwischen zwei relativ zueinander drehbaren Aufbauten«
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtungskörper (60; 90; 110; 200) zwischen einer Zone relativen hohen Druckes und einer Zone relativ niedrigen Druckes angeordnet ist, daß der Dichtungskörper (6O;9O;11O; 200) dichtend auf dem einen Aufbau (28;202;224;242) gelagert und axial gegenüber diesem Aufbau (28; 202;224;242) und (30) beweglich ist, daß der Dichtungskörper (60;90;110;200) in Kombination mit dem anderen Aufbau (30) wenigstens eine Kammer (80;92;124;206) bildet, die eine» variablen Druck ausgesetzt wird, daß die Kammer (80;92;124;206) in Verbindung mit der Hochdruckzone steht und daß die Anordnung derart getroffen ist, daß bei Verringerung des Zwischenraumes zwischen dem Dichtkörper (60;90;110;200) und dem zweiten Aufbau (30) der Druck in der Kammer (.80;92; 124;206) ansteigt und umgekehrt, so daß . die resultierende Kraft auf den Dichtungskörper (60; 90; 110; 200) so einwirkt, daß der Abstand sich so ändert, daß er auf einen im wesentlichen konstanten Wert gebracht und auf diesem gehalten wird.
  2. 2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der Dichtungskörper (60;200) ringförmig ausgebildet ist und zwei Lippen (74;76;208;210) aufweist, die zwischen sich die Kammer (80;206) definieren.
  3. 3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2,
    dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß wenigstens eine öffnung (82;2l4) in jeder Kammer (8θ;2θ6) vorgesehen ist.
  4. 4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k en η ze ic h η e t ,
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    daß der Dichtungskörper (60) mehrere Paare von Vorsprüngen (64,66) aufweist, die mit Blöcken (48) zusammenwirken, welche am ersten Aufbau vorgesehen sind.
  5. 5. Dichtungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Anschläge (52,54) die Axialbewegung des Dichtungskörpers (60) begrenzen.
  6. 6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, , dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungskörper (90;110) und der erste Aufbau zusammen eine Kolben-Zylinderanordnung (92j94j124) bilden, wobei die Zylinder (92;124) in Verbindung mit einer Druckluftquelle hohen Druckes und mit dem Abstand zwischen der Dichtungseinrichtung und dem zweiten Aufbau (30) in Verbindung stehen, und daß auf einem mittleren Druck stehende Luft auf den Dichtungskörper (90^24) in Gegenrichtung zu der Kraft einwirkt, die durch die Druckluft mit hohem Druck auf den Dichtkörper (90;124) ausgeübt wird.
  7. 7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unter mittlerem Druck stehende Luft auf einen ringförmigen Rand (106) in der Nähe der rückwärtigen Fläche des Dichtungskörpers (90) einwirkt.
  8. 8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unter mittlerem Druck stehende Luft auf die Vorderfläche des Dichtungskörpers (110) einwirkt.
  9. 9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeic h η et, daß der Dichtungskörper (110) mit einem Kolben (116) und dem
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    ersten Aufbau (28) über ein Lenkersystem (114,115) derart verbunden ist, daß der Dichtungskörper (110) durch das Gelenksystem (114,115) um einen festen Punkt (119) des ersten Aufbaus (28) schwingen kann.
  10. 10. Dichtungsanordnung nach'Anspruch 9*
    dadurch g ekenn ζ eic hne t , daß das Lenkersystem (114,115) einen ersten Lenker (Il4) aufweist, der schwenkbar den Kolben (116) und den Dichtungskörper (110) verbindet, wobei der zweite Lenker (115) schwenkbar an dem Dichtungskörper (110) und an einem festen Punkt (119) des ersten Aufbaus (28) angelenkt ist.
  11. 11. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß der erste Aufbau (28) von dem Gehäuse eines Gasturbinen-Strahltriebwerks (10) und dem Düsenleitschaufelring des Gasturbinenstrahltriebwerks gebildet wird.
  12. 12. Dichtungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch g e k e η/η ζ ei c h η e t , daß der zweite Aufbau (30) von der Hochdruckturbine eines Gasturbinenstrahltriebwerks gebildet wird.
  13. 13. Dichtungsanordnung nach Anspruch 12,
    dadurch g e k e η η ze ic hne t , daß der Dichtkörper (60s9OjIlO) eine Abdichtung gegenüber dem Schaufelring 04) der Hoehdruckturbine (30) bewirkt.
  14. 14. Dichtungsanordnung nach Anspruch 12,
    dadurch g ek e η η ζ ei c h η e t ,
    daß der Dichturigskörper (200) gegeneine flache Stirnfläche (216) der Hoehdruckturbine (30) dichtet.
  15. 15· Dichtungsanordnung nach Anspruch 1>,
    dadurch g e k e η η ze ich net,
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    • daß der Dichtungskörper (200) ringförmig ist und einen äußeren Ring mit im Abstand zueinander angeordneten öffnungen (204) aufweist, durch die Wirbeldüsenträger (202) durchstehen können.
  16. 16. Dichtungsanordnung nach den Ansprüchen 14 oder 15* dadurch gekennzeichnet, daß eine Axialdichtung zwischen dem Dichtungskörper (200) und der Hochdruckturbine (JO) vorgesehen ist, daß die Dichtung aus einem Dichtelement (246) besteht, das auf dem Dichtungskörper (200) befestigt ist und außerdem aus einem Dichtungselement (248), das mit der Hochdruckturbine (30) verbunden ist, und daß die Dichtungsdemente (246,248) radial innerhalb der Kammern (206) gelagert sind. '
  17. 17. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche l4 bis l6, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Dichtungskörper (200) an einen federbelasteten Anschlag (250) anschlagen kann, der am stationären Teil (252) des Triebwerks gelagert ist.
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DE19691948587 1968-09-26 1969-09-25 Berührungsfreie Dichtung für eine Gasturbine Expired DE1948587C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB4575368 1968-09-26
GB39609/69A GB1277212A (en) 1968-09-26 1968-09-26 A sealing device

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DE1948587C3 DE1948587C3 (de) 1975-04-17

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ID=26264180

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