DE810908C

DE810908C - Labyrinthdichtung fuer umlaufende Maschinen

Info

Publication number: DE810908C
Application number: DEP35961D
Authority: DE
Inventors: John Harry Clapham Atkins; Thomas Clark
Original assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Current assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Priority date: 1946-12-09
Filing date: 1949-03-06
Publication date: 1951-08-13
Also published as: US2553442A

Description

Labyrinthdichtung für umlaufende Maschinen Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf umlaufende Maschinen für gasförmige oder flüssige Medien, die unter Druck stehen oder gesetzt werden, beispielsweise auf Kreiselverdichter oder Brennkraft-oder andere Turbinen. Insbesondere betrifft die Erfindung Maschinen, bei denen die Umfangsteile des Läufers oder Rotors mit einer verhältnismäßig sehr hohen Lineargeschwindigkeit umlaufen.
Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung einer Labyrinthdichtung, die in mehr oder weniger großem Umfang einen befriedigenden Ausgleich des Axialschubes des Druckmediums auf den umlaufenden Teil ermöglicht.
Erfindungsgemäß umfaßt eine Labyrinthdichtung für Maschinen der genannten Art eine Reihe ringförmiger in axialen Abständen voneinander angeordneter Scheiben zwischen dem feststehenden Teil und einem Ring, die einen gewundenen Durchlaß für das Druckmedium bilden. Der Ring wird starr von dem Läuferteil der Maschine mittels eines Paares von Tragscheiben getragen, die mit dem Läufer fest verbunden sind und von denen wenigstens eine eine kegelförmige Form besitzt, die mit ihrer konkaven Seite der anderen zugewendet ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Läufer die Form eines Ringes oder einer Trommel, auf die die Tragscheiben warm aufgezogen oder in ähnlicher Weise aufgebracht sind, wobei sie in axialer Richtung fixiert sind und durch Antriebsklauen miteinander im Eingriff stehen. Eine der Tragscheiben besitzt Antriebsklauen, die mit an der Trommel mittelbar oder unmittelbar befestigten Antriebsklauen im Eingriff stehen. Vorzugsweise bestehen die Tragscheiben aus hochzugfestem Stahl, während das Stahlmaterial der Trommel einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, so daß der radiale Festsitz zwischen der tragenden Scheibe und der Trommel im Betrieb erhalten bleibt.
Die einzige Figur der Zeichnung stellt einen Teilschnitt durch einen Axialverdichter dar, der an seiner Austrittsseite mit einer Labyrinthdichtung nach der Erfindung ausgerüstet ist.
Auf der Läufertrommel sitzen stumpfkegelige einander zugewandte Scheibenpaare 12 fest.
Die Strömungsrichtung im Verdichter ist durch Pfeile 13 angedeutet. Die feststehende Beschaufelung zwischen den umlaufenden Schaufelkränzen 14 ist zur Vereinfachung fortgelassen . worden. Die innere Begrenzung des Strömungsweges für die Luft wird durch Ringe 15 vervollständigt, die den Zwischenraum zwischen den Füßen 16 der Schaufeln 14 benachbarter Schaufelkränze ausfüllen.
Die Labyrinthdichtung an der Austrittsseite des Verdichters besteht aus einer Anzahl in Abständen nebeneinander angeordneter Ringscheiben 17, die in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel von einem feststehenden Ring 18 getragen werden, in dem sie mit ihren Außenrändern durch Nieten befestigt sind, von denen eine bei i9 gezeigt ist. Die Scheiben 17 ragen nach innen verschieden weit vor und legen sich mit ihren Innenrändern gegen eine entsprechend gestufte Fläche 2o eines Ringes 21. Es ist jedoch klar, daß die Ringe 17 umgekehrt auch vom Ring 21 getragen sein können, wobei dann ihre Außenränder verschieden weit vorstehen und mit einer entsprechend gestuften Fläche des feststehenden Ringes 18 zusammenarbeiten würden. Endlich könnten auch einige der Ringe 17 vom Ring 21 und die anderen vom Ring 18 getragen werden.
Der Ring 21 besitzt in dem gewählten Ausführungsbeispiel einen Flansch 22, der zwischen den Außenrändern eines Paares kegeliger Seheiben 23, 24 liegt und mit diesen vernietet ist. Die Scheiben 23, 24 kehren ihre konkaven Seiten einander zu, wobei die Scheibe 23 im Vergleich zu Scheibe 24 eine verhältnismäßig geringfügige Konizität aufweist, d. h. fast flach ist. Die Scheiben 23, 24 sind auf dem Läufer ii befestigt; in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel werden sie vop einem an die Läufertrommel ii mittels Schraubenbolzen 26 angeflanschten Ring 25 getragen. Der Ring 25 ist aus einem Werkstoff von einem verhältnismäßig hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten; die Scheiben 23, 24 sind aus hochzugfestem Stahl und beispielsweise auf den Umfang des Ringes 25 aufgeschrumpft. Der Ring 25 bietet die Möglichkeit einer axialen Fixierung der Scheibennaben, die außerdem durch Antriebsklauen 27 miteinander im Eingriff stehen. Die Nabe der Scheibe 23 trägt auch an ihrer Außenseite Klauen 28, die mit Klauen 29 an der Nabe der benachbarten Scheibe 12 des Verdichters im Eingriff steht.
Die Labyrinthdichtung verhindert in bekannter Weise Druckverluste. Der Förderdruck des Verdichters wirkt gegen die dem Verdichter zugewandte Fläche der Scheibe 23 und sucht diese in axialer Richtung nach links zu drücken. Diese Wirkung auf den Läufer ii ist entgegengesetzt der Druckrichtung, die infolge der Reaktion- der Schaufelkränze 14 gegenüber dem durch den Verdichter strömenden Druckmittel entsteht. Auf diese Weise sind die Drucklager des Läufers mehr oder weniger stark entlastet, wobei die Bauart diese auftretenden Innendrücke ohne Verbiegungen aushalten kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Labyrinthdichtung für umlaufende Maschinen für gasförmige oder flüssige Medien, die unter Druck stehen oder gesetzt werden, insbesondere für Maschinen, bei denen der umlaufende Teil der Dichtung eine verhältnismäßig sehr hohe Lineargeschwindigkeit besitzt, mit einer Anzahl von Ringscheiben, die in axialen Abständen voneinander zwischen einem feststehenden Gehäuseteil und einem Ring liegen und einen vielfach.gewundenen Durchlaß für das Druckmittel bilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (21) vom Läufer der Maschine mittels eines Scheibenpaares (23, 24) starr getragen wird, das am Läufer befestigt ist und von dem wenigstens eine Scheibe Kegelform besitzt und mit ihrer konkaven Seite der anderen Scheibe zugewandt ist.
2. Labyrinthdichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer ein Ring oder eine Trommel ist, auf die die Tragscheiben mit Warmsitz oder auf ähnliche Weise aufgebracht und in axialer Richtung fixiert sind, und daß die Tragscheiben miteinander im Eingriff stehende Antriebsverzahnung, z. B. Klauen ö. dgl., besitzen, wobei die Antriebsverzahnung einer Scheibe mit einer Antriebsverzahnung zusammenarbeitet, die an der Trommel befestigt ist.
3. Labyrinthdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheiben aus hochzugfestem Stahl und die Trommel aus einem Stahlmaterial mit hohem Wärmeausdehnungskoeffiziepten bestehen, so daß der radiale Festsitz zwischen den kegelförmigen Scheiben und der Trommel auch unter Betriebsbedingungen erhalten bleibt.