DE1503254A1 - Seal for hydraulic turbo machines - Google Patents
Seal for hydraulic turbo machinesInfo
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Description
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DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD 1503254 DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DR. EGGERT Dl PL-PHYS. GRAVEDR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD 1503254 DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DR. EGGERT Dl PL-PHYS. GRAVE
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4.b.19ö4 B/Se4.b.19ö4 B / Se
Dominion Engineering Works Limited, 1st Avenue, Lachine, Quebec, Canada.Dominion Engineering Works Limited, 1st Avenue, Lachine, Quebec, Canada.
Dichtung für hydraulische Turbomaschinen.Seal for hydraulic turbo machines.
In einer MehrStrömungspumpe, einer Francis-Turbine oder einer anderen hydraulischen Turbomaschine mit einem ummantelten Rotor sind zuweilen Einrichtungen vorgesehen, um die fiäume zwiscnen den Außenseiten der Mäntel und dem angrenzenden statischen Bauteil mit Luft gefüllt zu halten.In a multi-flow pump, a Francis turbine or Another hydraulic turbomachine with a shrouded rotor means are sometimes provided to the fiäum to keep between the outer sides of the jackets and the adjacent static component filled with air.
In Haschinen dieser Art hat die Luft eine Neigung, an den üotordichtungen voröei zu entweichen, welche vorgesehen sind, um ein übermäßiges Leciten des Arbeitsmediums von der Hochdruckseite nach der ITiederdruckseite am Rotor vorbei zu verhindern. In machines of this type, the air has a tendency to escape past the rotor seals, which are provided to prevent excessive leakage of the working medium from the high pressure side to the low pressure side past the rotor.
Gemäla der Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen, um ein solches Lecken der Luft an diesen Dichtungen vorbei zu verhindern. According to the invention devices are provided to a to prevent such air leakage past these seals.
Die üblichen zylindrischen Dichtungen mit kleinem Spalt haben sich für das Zurückhalten der Luft als nicht wirksam erwiesen.Have the usual cylindrical gaskets with a small gap proved ineffective at retaining air.
Gegenstand der Erfindung ist eine neue und verbesserte Dichtung fur hydraulische Turbomaschinen, durch weiche das Entweichen von Luft verhindert wird.The subject of the invention is a new and improved seal for hydraulic turbo machines, by means of which the Escape of air is prevented.
Einen anderen Gegenstand der Erfindung bildet eine neue und verbesserte Dichtung, welche das Entweichen von Luft verhindert,Another object of the invention is a new and improved seal, which prevents the escape of air,
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obwohl sie kein unzweckmäßig kleines Drehsitzspiel erfordert.although it does not require an inconveniently small swivel seat game.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine neue und verbesserte Dichtung, welche die Fliehkraftabscheidung der Luft und des Arbeitsmediums anwendet, um das Entweichen der Luft zu verhindern.Another object of the invention is a new and improved seal which separates the centrifugal force of the air and the working medium to prevent the air from escaping.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.Further features and advantages of the invention emerge from the description below.
In den Zeichnungen sind verschiedene beispielsweise Ausfüh-" rungsformen der Erfindung dargestellt.In the drawings, various, for example, execution " Approximate forms of the invention shown.
Fig. 1 zeigt eine diametrale senkredhte Schnittansicht einer Francis-Turbine oder Turbinenpumpe.Fig. 1 shows a diametrically perpendicular sectional view of a Francis turbine or turbine pump.
In den Fig. 2 bis 7 ist in größerem Maßstab der in Fig. 1 mit einem Kreis versehene Teil dargestellt.In FIGS. 2 to 7, the part provided with a circle in FIG. 1 is shown on a larger scale.
Fig. 2 zeigt die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.Fig. 2 shows the preferred embodiment of the invention.
Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei welcher die Aufwärtsbewegung des Rotors weniger beschränkt ist als bfc;i der Ausführungsform gemäß Fig. 2.FIG. 3 shows a modified embodiment in which the upward movement of the rotor is less restricted than bfc; i of the embodiment according to FIG. 2.
Fig. 4 zeigt eine andere abgeänderte Ausführungaform, bei welcher der obere Teil der Dichtunt abgeschrägt ausgebildet ist anstelle der in den Fig. 2 und 3 gezeigten abgestuften Ausbildung.Fig. 4 shows another modified Ausführungaform, wherein the upper part of the Seal t is chamfered instead of that shown in Figs. 2 and 3 graded training.
Fig. ü zeigt noch eine andere abgeänderte Ausführungöform, bei welcher eine Kombination der abgeschrägten und der abgestuften Ausbildung verwendet wird.Fig. Ü shows yet another modified embodiment, in which a combination of the beveled and the stepped Training is used.
Fig. b zeigt eine weitere abgeänderte Aueführungeform, bei weloher eine vollständig abgeschrägte Ausbildung der Diohtungsflachen verwendet wird.Fig. B shows a further modified design, in which a completely bevelled design of the Diohtungsflanken is used.
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u1ig. 7 zeigt noch eine weitere abgeänderte Ausfuhrungsform, bei welcher die abgeschrägte Ausbildung gemäß Pig. 4 in einer Konstruktion verwendet wird, die einen besonderen Rotordichtungsteil entbehrlich macht.u 1 ig. 7 shows yet another modified embodiment in which the tapered design according to Pig. 4 is used in a construction that makes a special rotor seal part unnecessary.
In allen Figuren der Zeichnungen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.In all figures of the drawings like parts are with the the same reference numerals.
Wenn die Maschine als Turbine arbeitet, wird das Wasser gemäß Fig. 1 aus dem Einlaßgehäuse 10 durch Versteifungsschaufeln 11 und Durchlässe 12 auf den Läufer 13 gelenkt ([ und über den Sockelring 32 und das Saugrohr 33 abgeleitet. Der Läufer 13 ist auf der Welle 15 befestigt. Die Welle 15 ist im Führungslager H gelagert. Wenn die Maschine 4edoch als Pumpe arbeitet, werden der Läufer 13 und die Welle 15 *«4-3λ4-«2ι aurcn eine auf die Welle 15 einwirkende äußere Kraft angetrieben und das Wasser fließt in entgegengesetzter Richtung.If the machine works as a turbine, the water is directed from the inlet housing 10 through stiffening blades 11 and passages 12 onto the rotor 13 as shown in FIG. and discharged via the base ring 32 and the suction pipe 33. The rotor 13 is fastened on the shaft 15. The wave 15 is stored in the guide bearing H. But if the machine does works as a pump, the rotor 13 and the shaft 15 * «4-3λ4-« 2ι aurcn an external force acting on the shaft 15 driven and the water flows in the opposite direction.
Es wurde bei Maschinen dieser Art als wünschenswert befunden, ein Medium von geringer Diohte una Viskosität, gewöhnlich Luft, mitteis eines 4ts3Ä&& in den Raum 16 zwischen dem Läufer 13 und dem oberen Deckel 17, sowie in den Raum 18 zwischen dem Läufer 13 und dem unteren Deckel 19 einzuführen. ' Infolge der dem Läufer 13 erteilten Drehung wird die Luft gegen die Drehachse und demgemäß gegen die dichtungen geschleudert, an denen vorbei die Luft bei den üblichen Ausführungen auetsitt.It has been found desirable in machines of this type to use a medium of low viscosity and viscosity, usually Air, in the middle of a 4ts3Ä && in the space 16 between the Runner 13 and the upper cover 17, as well as into the space 18 between the runner 13 and the lower cover 19 to be introduced. ' As a result of the rotation imparted to the rotor 13, the air is thrown against the axis of rotation and accordingly against the seals, where the air flows past with the usual designs.
Fig. 2 veranschaulicht genauer die Dichtung und die angrenzenden Teile des Läufers 13, des unteren Deckels 19 und des Sockelringee 32.Fig. 2 illustrates in more detail the seal and the adjacent parts of the rotor 13, the lower cover 19 and the Base ring 32.
Gemäß Fig. 2 ist der Läufer 13 mit einem umlaufenden Dichtungsring 2U versehen, der am unteren Ende Uer Läuferkante 2^According to FIG. 2, the rotor 13 is provided with a circumferential sealing ring 2U provided, the lower end Uer runner edge 2 ^
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angeordnet ist und der innerhalb der Bohrung 21 des unteren Deckels 19 liegt. Der Ringraum 23 ist der radiale Spalt zwischen dem Umfang des Dichtungsringes 20 und der Bohrungis arranged and within the bore 21 of the lower Cover 19 is. The annular space 23 is the radial gap between the periphery of the sealing ring 20 and the bore
Der Bingraum 22, der einen kleineren Durchmesser als der Hingraum 23 aufweist, ist der radiale Spalt zwischen der Bohrung 27 des statischen Dichtungsringes 34 und dem Umfang 28 der Läuferkante 29.The bing space 22, which has a smaller diameter than the Has Hingraum 23, the radial gap between the Bore 27 of the static sealing ring 34 and the circumference 28 of the rotor edge 29.
Ein weiterer Ringraum 25, der von der waagerechten Fläche des statischen Dichtungsringes 34 und der waagerechten Fläche W 31 des umlaufenden Dichtungsringes 20 begrenzt wird, verbindet den Ringraum 22 mit dem Ringraum 23. Der Querschnitt des Ringraumes 25 ist dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Abmessung kleiner ist als die radiale Abmessung.Another annular space 25, which is bounded by the horizontal surface of the static sealing ring 34 and the horizontal surface W 31 of the circumferential sealing ring 20, connects the annular space 22 with the annular space 23. The cross section of the annular space 25 is characterized in that the axial dimension is smaller is than the radial dimension.
In der Bohrung 21 des unteren Deckels 19 ist zwischen dem oberen und unteren Ende eine Ringnut 26 ausgebildet. Leitungen 24 speisen die Nut 26 mit Wasser unter einem Druck, der größer ist als der Druck im Raum 18.An annular groove 26 is formed in the bore 21 of the lower cover 19 between the upper and lower ends. cables 24 feed the groove 26 with water under a pressure that is greater than the pressure in the space 18.
Da der Querschnitt des Ringraumes 25 eine beträchtliche radiale Abmessung aufweist und da den in diesem Ringraum enthaltenen Medien durch den umlaufenden Dichtungsring 20 " eine Drehbewegung erteilt wird, erfolgt eine Fliehkraftabscheidung der Medien mit verschiedener Dichte, wie z.B. Luft und Wasser, so daß im äußeren Bereich des Raumes 25 eine ständige Wasserdichtung erzeugt wird, welche das Entweichen von Luft aus dem Raum 18 verhindert.Since the cross-section of the annular space 25 has a considerable radial dimension and because the in this annular space contained media is given a rotary movement by the circumferential sealing ring 20 ″, a centrifugal separation takes place of media with different densities, such as air and water, so that in the outer area of the room 25 a permanent water seal is created, which prevents the escape of air from the space 18.
Obwohl die Erfindung in ihrer Anwendung zum Abdichten von Luft im unteren Bereich der Franois-Turbine beschrieben wurde, kann dieselbe Dichtung selbstverständlich auoh zum Abdichten von Luft im oberen Bereich der Francis-Turbine angewendet werden. Außerdem ist die Anwendung der Dichtung gemäß der Erfindung auf eine hydraulische Masohine naoh Art der Francis-Turbine nur beispieleweise angegeben und es könnenAlthough the invention is described in its application for sealing air in the lower region of the Franois turbine the same gasket can of course also be used to seal off air in the upper area of the Francis turbine be applied. In addition, the application of the seal according to the invention to a hydraulic masohine of the kind the Francis turbine is only given as an example and it can
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verschiedene Abänderungen, wie sie beispielsweise in den Fig. 3 bis 7 dargestellt sind, angewendet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.various modifications, such as those shown in FIGS. 3 to 7, can be applied without to leave the scope of the invention.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist ais der vorstehenden Beschreibung ersichtlich.The operation of the device is as above Description visible.
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