DE2945659A1

DE2945659A1 - Abdichtungsanordnung und deren verwendung

Info

Publication number: DE2945659A1
Application number: DE19792945659
Authority: DE
Inventors: Ambrogio Wettingen Aargau Perego
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1979-10-16
Filing date: 1979-11-12
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE2945659C2; US4337951A; GB2063391B; GB2063391A

Description

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Abdichtungsanordnung und deren Verwendung

Die Erfindung betrifft eine Abdichtungsanordnung zum Abdichten eines rotierenden Teiles gegenüber einem feststehenden Teil, wobei auf beiden Seiten der Abdichtungsstelle ein unterschiedlicher Druck herrscht, sowie eine Verwendung dieser Abdichtungsanordnung.

Es ist bereits bekannt, die Lagerräume von Verdichtern und Turbinen an den Wellendurchgängen mit in Wellennuten angeordneten Kolbenringen abzudichten. Da dabei zwischen den abzudichtenden Räumen ein grosses Druckgefälle herrscht, wird der Kolbenring durch den dabei auf diesen einwirkenden Axialschub an die Rotorschulter angepresst, wodurch ein stetiger Verschleiss der Reibungsflächen auftritt.

Eine solche Ausbildung weist die Nachteile auf, dass die Welle durch die für den Kolbenring erforderliche Nut geschwächt wird, und dass der Kolbenring einem relativ starken Verschleiss unterworfen ist.

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Um den Verschleiss zu begrenzen wäre es möglich, die Gehäusebohrung mit einem Absatz zu versehen, an welchem sich der Kolbenring in axi.aler Richtung abstützen könnte. Ein solcher Absatz ist jedoch herstellungs- und messtechnisch unangenehm.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Abdichtungsanordnung, welche die obgenannten Nachteile der bisher verwendeten Abdichtungsanordnungen nicht aufweist, das heisst bei welcher der Verschleiss praktisch auf eine bestimmte Einlaufzeit begrenzt ist, keine Schwächung der Welle durch eine Nut auftritt, und auch kein unerwünschter Absatz in der Gehäusebohrung erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Abdichtungsanordnung gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Dabei ist es zweckmässig, wenn der zwischen der Dichtungsbüchse und dem relativ zu dieser stillstehenden Teil vorgesehene Schiebesitz derart bemessen ist, dass bei Abnützung der ersten und/oder zweiten Dichtungsfläche auf Grund der zwischen den beiden abzudichtenden Seiten herrschenden Druckdifferenz eine Verschiebung der Dichtungsbüchse in deren gegen die mit geringerem Druck beaufschlagte Seite zu gerichteten Axialrichtung erfolgt.

Weitere zweckmässige Weiterausgestaltungen der erfindungsgemässen Abdichtungsanordnung sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 4 bis 9.

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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Verwendung der erfindungsgemässen Abdichtungsanordnung zum Abdichten der Lagerräume von Verdichtern und/oder Turbinen an den Wellendurchgängen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste beispielsweise Ausführungsform einer er-'. findungsgemässen Abdichtungsanordnung, und zwar in der oberen Hälfte vor dem Einlaufen

und in der unteren Hälfte nach dem Einlaufen der Dichtungsbüchse, und

Fig. 2 einen Längsschnitt analog Fig.l durch eine

zweite beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen Abdichtungsan

ordnung, und zwar in der oberen Hälfte vor dem Einlaufen und in der unteren Hälfte nach dem Einlaufen der Dichtungsbüchse.

Wie aus Fig.l ersichtlich, dient die dargestellte Abdichtungsanordnung zum Abdichten einer rotierenden Welle 1 gegenüber einem feststehenden Gehäuseteil 2, wobei im Verdichterraum 3 gegenüber dem Lagerraum 4 ein Ueberdruck herrscht. Auf der Welle 1 sind die Rotorteile 5,6 und 7 angeordnet. 8 stellt einen Teil des Lagers dar. _t

Die zur Aufnahme der Dichtungsbüchse 9 bestimmte, im Gehäuseteil 2 vorgesehene Gehäusebohrung 10 weist über ihre gesamte Länge einen konstanten Durchmesser auf. Die Dichtungsbüchse 9 sitzt mit Schiebesitz

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in der Gehäusebohrung 10, wobei die Passung zusätzlich mittels einem O-Ring 11 abgedichtet ist, welcher gleichzeitig verhindert, dass die Dichtungsbüchse 9 bei Drehen der Welle 1 ebenfalls mitdreht.

Wellenseitig bildet die Dichtungsbüchse 9 zusammen mit dem Rotorteil 6 eine Labyrinthdichtung 12. Durch den im Verdichterraum 3 herrschenden Ueberdruck wird die zur während der Einlaufzeit rascheren Abnützung mit Ausnehmungen 14 versehene Stirnseite 15 der Dichtungsbüchse 9 gegen die rotierende Rotorschulter 7 gepresst. Das bei der Montage der Abdichtungsanordnung zwischen dem Büchsenbund 13 und dem Gehäuseteil 2 vorgesehene Spiel s (Fig.l obere Hälfte) entspricht der während der Einlaufzeit an der Stirnseite 15 der Dichtungsbüchse 9 erwünschten Abnützung. Die Tiefe der Ausnehmungen 14 ist geringer als das Spiel s, so dass nach Abnützung der Stirnseite 15 um das durch den Büchsenbund 13 begrenzte Ausmass s an dieser Stirnseite 15 eine einwandfreie erste Dichtungsfläche vorhanden ist, welche mit einer gegenüberliegenden, am Rotorteil 7 vorgesehenen zweiten Dichtungsfläche 17 abdichtend zusammenwirkt. Der zwischen der Dichtungsbüchse 9 und dem Gehäuseteil 2 vorgesehene Schiebesitz ist derart bemessen, dass während der gesamten Einlaufzeit der Dichtungsbüchse 9 die letztere durch den im Verdichterraum 3 herrschenden Ueberdruck mit ihrer Stirnseite 15 in Anlage an den Rotorteil 7 gepresst wird.

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Die Dichtungsbüchse 9 besteht aus relativ weichem Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften wie zum Beispiel Graphit-Bronze, Blei-Bronze, Grauguss, Graphit oder diese Eigenschaften aufweisenden Kunststoffen.

Während der Einlaufphase wird die Dichtungsbüchse 9 an ihrer Stirnseite 15 abgenützt, bis der Büchsenbund 13 am Gehäuseteil 2 ansteht (Fig. 1 untere Hälfte). Danach arbeitet die Abdichtung nahezu spielfrei und berührungslos.

Bei den in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind zu Fig. 1 analoge Teile mit gleichen Ueberweisungszeichen versehen, wobei in der oberen Hälfte von Fig. 2 die Abdichtungsanordnung vor Ablauf der Einlaufphase und in der unteren Hälfte nach Ablauf der Einlaufphase dargestellt ist.

Bei dieser Ausführungsform ist die Dichtungsbüchse 9 mit einem dünnen Längsschlitz 16 versehen, dadurch in radialer Richtung federnd, und auf den Rotorteil 6 aufgeklemmt. Die dadurch wirkende Federkraft ist derart bemessen, dass die Dichtungsbüchse 9 in der Einlaufphase durch den im Raum 3 herrschenden Ueberdruck mit ihrem Büchsenbund 13 immer in Anlage an den Gehäuseteil 2 gepresst wird.

Die Grosse des am Büchsenbund 13 in der Einlaufphase erwünschten Verschlusses wird durch das zwischen der Stirnseite 15 der Dichtungsbüchse 9 und der Rotorschulter 7 vorgesehene anfängliche Spiel s bestimmt.

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Der Büchsenbund 13 wird während der Einlaufphase auf der gegen den Gehäuseteil 2 zu gerichteten Stirnseite so lange abgenützt, bis die Stirnseite 15 der Dichtungsbüchse 9 an der Rotorschulter 7 ansteht (siehe untere Hälfte von Fig. 2). Danach arbeitet die Abdichtung nahezu spielfrei und berührungslos.

Auch bei dieser Ausführungsform weist die Gehäusebohrung 10 auf ihrer gesamten Länge einen konstanten Durchmesser auf.

Selbstverständlich ist die Anordnung einer geschlitzten Dichtungsbüchse 9 auf dem rotierenden Rotorteil 6 nur bei einer niedertourigen Maschine möglich, da bei einer hochtourigen Maschine die geschlitzte Büchse 9 unter dem Einfluss der Zentrifugalkräfte aufgeweitet und dadurch ein Schlupf zwischen Büchse 9 und Rotorteil 6 auftreten würde.

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Claims

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Patentansprüche

. Abdichtungsanordnung zum Abdichten eines rotie-"^ renden Teiles gegenüber einem feststehenden Teil, wobei auf beiden Seiten der Abdichtungsstelle ein unterschiedlicher Druck herrscht, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden gegeneinander abzudichtenden Teilen (2; 6,7) eine Dichtungsbüchse (9) angeordnet ist, welche auf dem einen (2; dieser beiden Teile (2;6,7) unter Bildung eines Schiebesitzes und im 3etrieb unverdrehbar, zentriert ist und mit dem anderen Teil (6) zusammen eine berührungslose Abdichtung (12) bildet, dass diese Dichtungsbüchse (9) in ihrer gegen die mit geringerem Druck beaufschlagte Seite (4) zu gerichteten Axialrichtung über mindestens eine mindestens nach Ablauf einer Einlaufzeit eine erste Dichtungsfläche (15) Anlagestelle an einer zugeordneten, am relativ zu ihr rotierenden Teil (7) sich befindenden zweiten Dichtungsfläche (17) anliegt, und einen Anschlagteil (13) aufweist, welcher nach anfänglichem Axidlspiel (s) gegenüber dem

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relativ zu ihr stillstehenden Teil (2) bei Ablauf der Einlaufzeit direkt oder indirekt an letzterem anliegt, und derart die Abnützung der ersten und/oder zweiten Dichtungsfläche (15 resp. 17) auf den vorbestimmten Wert (s) begrenzt.

2. Abdichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch·gekennzeichnet, dass die erste Dichtungsfläche (15) durch während der Einlaufzeit sich relativ stark abnützendes Material gebildet wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Dichtungsbüchse (9) und dem relativ zu dieser stillstehenden Teil (2) vorgesehene Schiebesitz derart bemessen ist, dass bei Abnützung der ersten und/oder zweiten, Dichtungsfläche (15,17) auf Grund der zwischen den beiden abzudichtenden Seiten herrschenden Druckdifferenz eine Verschiebung der Dichtungsbüchse (9) in deren gegen die mit geringerem Druck beaufschlagte Seite (4) zu gerichteten Axialrichtung erfolgt.

4. Anordnung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gjjjcennzeichnet, dass die Dichtungsbüchse (9) auf deii? feststehenden Teil (2) angeordnet ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die berührungslose Dichtung als Labyrinthdichtung (12) ausgebildet ist.

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6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsbüchse (9) aus Graphit-Bronze, Blei-Bronze, Grauguss oder Graphit besteht.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsbüchse (9) mit einem Längsschlitz (16) versehen und derart in radialer Richtung federnd am relativ zur Dichtungsbüchse (9) feststehenden Teil (6) ein- bzw. aufgeklemmt ist (Fig.2).

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die eine Dichtungsfläche (15,17) mit Ausnehmungen (14) versehen ist, deren Tiefe in axialer Richtung der Dichtungsbüchse (9) geringer ist als die zu erwartende Abnützung dieser Dichtungsfläche (15,17) während der Einlaufzeit.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagteil durch einen Büchsenbund (13) gebildet wird.

10. Verwendung der Abdichtungsanordnung nach Anspruch 1 zum Abdichten der Lagerräume von Verdichtern und/oder Turbinen an den Wellendurchgängen.

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