DE720039C - Dichtung, bestehend aus einem Graphit- oder Graphitkohlering mit metallischem Mantel - Google Patents

Description

• Dichtung, bestehend aus einem Graphit oder Graphitkohlering mit metallischem Mantel . Zusatz zum Patent 704 578 Die - Erfindung bezieht sich .auf eine Labyrinthdichtung; insbesondere an Gas- und Dampfturbinen. Sie besteht darin, daß Graphit- oder Graphitkohleringe mit metallischem Mantel gemäß Patent 704 578 für Labyrinthdichtungen verwendet werden, in denen der sich drehende, mit ringförmigen Kämmen versehene Mas.chinenteil mit seinen Kämmen die am feststehenden Maschinenteil sitzenden ummantelten Graphitkohleringe gerade berührt. Da Kohle sich bekanntlich bei der Erhitzung praktisch nicht ausdehnt, so war man bisher gezwungen, zur Schaffung derartiger Dichtungen so zu verfahren, daß die an dem sich drehenden Maschinenteil sitzenden ringfärrnigen Kämme von vornherein mit den ihnen ggg@enüb:erstehenden ruhenden Kohleringen bei gewöhnlicher Temperatur gerade in Berührung standen und sich dann bei der Wärmeausdehnung des sich drehenden Maschinenteils und der ringförmigen Kämme in die Innenflächen der Kohleringe eingruben. So konnte zwar erreicht werden, daß bei den auftretenden Höchsttemperaturen der Maschine eine vollkommene Abdichtung erzielt wurde; bei Sinken dieser Temperaturen aber und der dadurch bedingten Schrumpfung der sich drehenden Metallteile traten im Betriebe feine Spalte auf; die trotz ihrer Feinheit bei den zur Verwendung kommenden sehr hohen Drucken beträchtliche Undichtig .keiten zur Folge haben mußten.
• Diesem Übelstand wird durch die Erfindung abgeholfen. Wie im Hauptpatent 704 578 auseinandergesetzt, ist es möglich, Graphitkohleringe von größeren Dimensionen, als ihrem Metallmantel bei normaler Temperatur entspricht, in diesen einzufügen, wenn der Metallmantel zuvor durch Erhitzung so weit ausgedehnt wird, daß nun der Graphitkohler ing in ihn hineinp.aßt. Bei der Zusammenziehung des Metallmantels wird dann, wie sich gezeigt hat, der Graphitkohlering ohne Zerstörung entsprechend der Schrumpfung des Metallmantels zusammengepreßt. Bei erneuter Erhitzung des Metallmantels dehnt sich dann der Graphitköhlering wieder aus, er folgt hierbei ,also der Ausdehnung des Metallmantels. So wird daher erreicht, daß der sich: eigentlich unter der Hitzewirkung nicht ausdehnende Graphitkohlering nun der Ausdehnung des Metallmantels vollständig folgt und bei dess en erneuter Schrumpfung auch wiederentsprechend zusammengedrückt wird.
• Wählt man nun für den Mantel des Graphitkohleringes ein Material mit dem gleichen oder annähernd gleichen Wärm.eaus.dehnungskoeffizienten, den der sich drehende Maschinenteil mit seinen Dichtungskämmen besitzt, stellt man vorzugsweise also jenen Man. tel aus dem gleichen Material her wie diese: und bemißt man den Graphitk ohlering so, daß er bei einer über der Arbeitstemperatur der Maschine liegenden Temperatur gerade in seinen Mantel hineinpaßt, so erreicht man, daß der sich drehende Maschinenteil mit seinen Zinken oder Kämmen und der Graphitkohlering mit seinem Mantel sich in der Hitze in vollkommen gleichem Maße ausdehnen und beim Abkühlen wider zusammenziehen. Stehen nun die Kämme oder Zinken des sich drehenden Maschinenteils anfangs mit der Innenfläche des ummantelten Graphitkohleringes gerade in inniger Berührung; so bleibt dieser Zustand in diesem Falle .auch in der Hitze bestehen, mit anderen Worten, es bleibt hier die Abdichtung durch die Linienberührung zwischen den sich drehenden Kämmen und der Innenfläche des Kohleringes bestehen, ohne daß jene Metallkämme sich in diesen Kohl:erin g eingraben. Die gleiche Berührung bleibt aber auch bei Abkühlung der Maschinenteile, .aufrechterhalten, und die bei den bekannten Einrichtungen in diesem Falle auftretenden feinen Spalte, die zu Undichtigk esten Veranlassung geben, entstehen nicht.
• Da man bei Dampfturbinen u. dgl. ungeteilte Dichtungsringe nicht verwenden kann, so müssen die gemäß der Erfindung anzuwendenden ummantelten Graphitkohleringe,geteilt sein, d. h. aus mindestens zwei Teilen bestehen. Durch die Zusammensetzung des ummantelten Ringes aus Teilstücken wird aber gleichzeitig die Einfügung der Graphitkohleringe in ihren Mantel erleichtert, und ,es ward dadurch die Möglichkeit gegeben, die Teilstücke der Kohleringe mittels Unterschnei--dungen in ihren Mänteln festzuhalten, da die -liohleteilstücke von den Stirnenden her in die Mantelsegmente eingeschoben werden können.
• In der Zeichnung sind Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar -zeigt - Fig. i einen Schnitt durch einen ummantel--ten Graphitkohlering, Fig. - einen entsprechenden Schnitt durch einen Teil eines ähnlichen-Ringes, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Ausführung,-form des geteilten Ringes und Fig.4 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des geteilten Ringes.
• Bei der Ausführungsform gemäß Fig. i besteht der Graphitkohlering b aus einem dickeren und einem abgesetzten verjüngten Teil, während der Metallmantel a am Innenrand mit einem nach innen gerichteten rechtwinkligen Flansch c versehen ist, der den dickeren Teil des Graphitkohleringes b an dem Absatz untergreift. An der zylindrischen Außenfläche ist der Metallmantel a -mit Spitzen oder Zinken d versehen zwecks Anpassung bzw. Befestigung desselben im Stopfbüchsen .gehäuse bzw. im Leitscheibenboden der Turbine.
• Die Einfügung der Teilstücke des Graphitkohleringes b in die entsprechenden Teilstücke des Metallmantels a erfolgt gemäß der Erfindung in der Weise, daß der Metallmantel,a, der zweckmäßig aus dem gleichen Material besteht wie die der Wärmeausdehnung unterworfenen, sich drehenden Teile der betreffenden Maschine, elektrisch oder auf andere Weise auf eine Temperatur erhitzt wird, die weit über der Arbeitstemperatur der betreffenden Maschine (Turbine o. dgl.) liegt. Hierauf wird von der offenen Stirnseite des Metallmantels a her ein Graphitkohleteilstück b, welches bei dieser Temperatur gerade in das Teilstück des Mantels a hineinpaßt, eingeschoben. Kühlt sich dann der Metallmantel a wieder ab, so wird gleichzeitig das in ihn eingesetzte Kohleteilstück b entsprechend zusammengepreßt.
• Bei dem Einschieben des Kohleteilstücks in den Metallmantel kann man entweder so verfahren, daß die Enden von Kohle- und Manteltells,tück zueinander bündig liegen und daher die .sich zum Ring ergänzenden Teilstücke in der aus Fig.3 ersichtlichen Weise stumpf zusammenstoßen. Oder man kann auch so vorgehen, da.ß das Kohleteilstück b am einen Ende ein Stück weit über das Mantelteilstück a hinaussteht, während es dann am andern Ende um ein entsprechendes Stück dagegen zurücksteht, derart, daß bei Zusammenfügung von in diesem Sinne gleichartig ausgebildeten Teilstücken an den Stoßstellen Überlappungen gebildet werden, wie .dies, Fig.4 veranschaulicht.
• Statt den dickeren Teil des Kohleteilstücks b i absatziveisie in seinen dünneren Teil übergehen zu lassen, wie es Fig. i veranschaulicht, kann man den Übergang auch allmählich erfolgen lassen und zu diesem Zweck die Nut des Mantelteilstückes a' (Fig. z) schwalben- i schwanzförmig ausbilden. Auch in diesem -Falle muß natürlich das Kohleteilstück b' genau in den entsprechend hocherhitzten Mantel a' eingepaßt werden.
• Das Einsetzen der ummantelten Graphitakohleringe a, b in das Stopfbüchsengehäuse .bzw. den Leitscheibenboden der Maschine kann in beliebiger Weise erfolgen. Ebenso ist die Ausbildung und Anordnung der ringförmigen Zinken :oder Kämme an dem sich drehenden Maschinenteil beliebig. Daher sind diese Teile hier nicht veranschaulicht worden.
• Infolge der Anordnung der Spitzen oder Zinkend an der Außenfläche der Metallmäntel a wird eine leichte Anpassung an das betreffende Stopfbüchsengehäuse oder den Bodenermöglicht, indem an Ort und Stelle eine Ausdrehung im Drehbankfutter auf Paßsitz für die Ringkämme des rotierenden Maschinenteils vorgenommen wird. g. Labyrinthdichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Graphitkohleringes -aus. Material mit dem gleichen oder ,annähernd gleichen Wärme.ausdehnungskoeffizienten bestehtwie; der sich drehende Maschinenteil und seine Dichtungskämme.
• q.. Labyrinthdi,chtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitkohleteilstücke in ihren Mantelteilstücken durch Unterschn@eidungen o. dgl. festgehalten sind.
• 5. Labyrinthdichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitk.ohleteils.tücke an den Stirnflächen über ihre Mantelteilstücke ein Stück weit hinaus bzw. entsprechend gegen diese zurückstehen, derart, daß bei der Zusammensetzung der Teilstücke zum Ring Überlappung:en an den Stoßstellen gebildet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Dichtung, bestehend ,aus einem Graphit-oder Graphitkohlering mit metallischem Mantel gemäß Patent 70q.578, gekennzeichnet durch seine Verwendung für Labyrinthdichtungen, insbesondere an Gas-und Dampfturbinen, in denen der sich drehende, mit ringförmigen Kämmen versehene Maschinenteil mit seinen Kämmen die ,am feststehenden Maschinenteil sit7ep_-den ummantelten Graphitkohleringe gerade berührt. a. Labyrinthdichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Mantel aus Stahl #o. dgl. versehene Graphitkohlering aus zw .ei ,oder mehreren Teilstücken zusammengesetzt ist.