DE19639978C1

DE19639978C1 - Shaft seal

Info

Publication number: DE19639978C1
Application number: DE19639978A
Authority: DE
Inventors: Alexander Longree
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2016-09-28
Also published as: WO1998013630A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung, insbesondere für die Welle eines gasgekühlten Generators, mit einem zwischen einer Führungsplatte und einem mittels Stehbolzen an dieser befestigten Entlastungsflansch gehalterten Dichtungsring, der an seiner Innenseite einen Auslaß für Dichtöl aufweist.The invention relates to a shaft seal, in particular for the shaft of a gas cooled generator, with a between a guide plate and one by means of stud bolts on this attached relief flange held sealing ring, the has an outlet for sealing oil on its inside.

Eine derartige Wellendichtung ist aus der Deutschen Patent schrift DE 37 23 729 C2 bekannt. Die bekannte Wellendichtung in Scheibenbauweise gewährleistet eine dichte Durchführung einer rotierenden Welle durch ein mit Gas unter vorgegebenem Druck gefülltes Gehäuse, z. B. eines Generators. Dazu ist ein Dichtungsring zwischen einer Führungsplatte und einem über Stehbolzen mit dieser verbundenen Entlastungsflansch gehal tert. In dieser zweischaligen Halterungsausführung sitzt die Wellendichtung im eingebauten Zustand derart auf der Welle, daß die Führungsplatte dem Gehäuse zugewandt und damit auf der Gasseite des Dichtungsrings angeordnet ist, während der Entlastungsflasch auf der sogenannten Luftseite des Dich tungsrings sitzt.Such a shaft seal is from the German patent document DE 37 23 729 C2 known. The well-known shaft seal the slice construction ensures a tight passage a rotating shaft by a gas with a given Pressure filled housing, e.g. B. a generator. This is a Sealing ring between a guide plate and an over Stud bolt connected to this relief flange tert. This sits in this two-shell holder design Shaft seal in the installed state on the shaft in such a way that the guide plate faces the housing and thus on the gas side of the sealing ring is arranged during the Relief bottle on the so-called air side of you ring sits.

Zur Abdichtung der rotierenden Welle schwimmt der Dichtungs ring auf einem Ölfilm, der durch Zuführen von Dichtöl in den Radialspalt zwischen Dichtungsring und Welle erzeugt wird. Dazu wird ein Radialspiel der Wellendichtung fertigungstech nisch vorgegeben, wobei ein Kompromiß zwischen Öldurchsatz und Laufverhalten der Welle gefunden werden muß. Der Dicht ring wird dann während des Betriebs durch das ihn umspülende Dichtöl gekühlt, so daß er sich im Vergleich zur Welle weni ger stark ausdehnt. Dies bedingt eine Aufzehrung des Radial spiels. Diese Vorgänge müssen bei der Auslegung des Einbau spiels des Dichtungsrings berücksichtigt werden. Dies bedeu tet, daß das Einbauspiel entsprechend groß ausgelegt werden muß. Außerdem wird zum Ausgleich von am Dichtungsring angrei fenden Kräften dessen der Führungsplatte und/oder dem Ent lastungsflansch zugewandte Flanke mit Drucköl beaufschlagt. Bei einem derartig vom zufließenden Dicht- und/oder Drucköl vollständig umspülten Dichtungsring ist eine Änderung des Ra dialspiels nach Inbetriebnahme nicht möglich.The seal floats to seal the rotating shaft ring on an oil film, which is obtained by adding sealing oil into the Radial gap between the sealing ring and shaft is generated. For this purpose, a radial play of the shaft seal is made in manufacturing technology nisch predetermined, with a compromise between oil flow and running behavior of the shaft must be found. The seal ring is then washed during operation by the one around it Sealing oil cooled, so that it weni compared to the shaft expands strongly. This requires the radial to be consumed play. These operations must be carried out when designing the installation play of the sealing ring are taken into account. This means tet that the installation game should be designed accordingly large got to. In addition, the sealing ring is used to compensate forces of the guide plate and / or the ent Flank facing the load flange is pressurized with oil. With one of the inflowing sealing and / or pressure oil completely flushed sealing ring is a change in Ra dial game not possible after start-up.

In der DE 29 18 418 C2 ist eine Stevenrohrabdichtung mit ei ner Radialdichtung beschrieben. Eine Schiffswelle wird von einem Gleitring umgeben, auf welchem ein Stützring aufsitzt. Der Stützring ist geteilt und kann mittels einer Hydraulik vorrichtung zusammengedrückt werden. Damit ist der Anpreß druck des Gleitrings einstellbar. Mit einem Strömungswächter wird eine Leckagemenge ermittelt und abhängig von dieser Leckagemenge die Hydraulikvorrichtung so angesteuert, daß eine geringe Leckage bei einer gleichzeitig ausreichenden Schmierung des Gleitringes gewährleistet ist.DE 29 18 418 C2 describes a stern tube seal with an egg ner radial seal described. A ship wave is from surrounded a slide ring on which a support ring sits. The support ring is divided and can be hydraulically device are pressed together. So that's the pressure adjustable slide ring pressure. With a flow switch a leakage quantity is determined and dependent on this Leakage amount controlled the hydraulic device so that a small leak with a sufficient one Lubrication of the slide ring is guaranteed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wellen dichtung anzugeben, bei der auch nach erfolgter Montage in einfacher Weise Eingriffsmöglichkeiten zur Erzielung eines besonders günstigen Laufverhaltens möglich sind.The invention is therefore based on the object of a waves to specify the seal, even after installation in simple ways of intervention to achieve a particularly favorable running behavior are possible.

Diese Aufgabe wird bei einer Wellendichtung der eingangs ge nannten Art erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Die Steuerung oder Einstellung des Radialspiels erfolgt unter Nutzung der Wärmedehnung des Dich tungsrings.This task is at the beginning of a shaft seal ge named type according to the invention solved by the characterizing Features of claim 1. The control or setting of Radial play takes place using the thermal expansion of the you ring.

Zur Spielsteuerung wird der Dichtungsring beeinflußt durch die im Radialspalt zwischen dem Dichtungsring und der Welle während der Wellenrotation anfallende Reibungswärme im Dicht öl einerseits, und durch eine einstellbare Wärmeabfuhr über eine abströmende Kühlölmenge andererseits. Als Einflußgröße für die Kühlölsteuerung oder -regelung kann zusätzlich zum Öldruck auch die Temperatur des Dichtungsrings, das Reibmo ment im Radial- oder Ölspalt und/oder die Radialspalthöhe herangezogen werden.To control the play, the sealing ring is influenced by those in the radial gap between the sealing ring and the shaft frictional heat generated in the seal during shaft rotation oil on the one hand, and through an adjustable heat dissipation via an outflowing amount of cooling oil on the other hand. As an influencing variable for cooling oil control or regulation can in addition to Oil pressure also the temperature of the sealing ring, the friction mo element in the radial or oil gap and / or the radial gap height be used.

Eine üblicherweise außerhalb der Wellendichtung vorgesehene Ölverteilerkammer zur Versorgung der Lauffläche des Dich tungsrings mit Dichtöl ist in zweckmäßiger Ausgestaltung nun in die Führungsplatte verlegt. Mit dieser Verteilerkammer steht eine Zuflußbohrung im Dichtungsring in Verbindung, die in den Auslaß an der Innenseite des Dichtungsrings mündet. One usually provided outside the shaft seal Oil distributor chamber to supply the tread of the dich tion rings with sealing oil is now in an appropriate embodiment laid in the guide plate. With this distribution chamber is connected to an inflow hole in the sealing ring, the opens into the outlet on the inside of the sealing ring.

Daher kühlt das zufließende Dichtöl im Dichtungsring nur an den relativ kleinen Flächen der Zuflußbohrung.Therefore, the incoming sealing oil only cools down in the sealing ring the relatively small areas of the inflow hole.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die durch die Flanken des Dichtungsrings einerseits und die Seitenflä che der Führungsplatte bzw. des Entlastungsflansches anderer seits begrenzten Axialspalte mittels Nebendichtungen abge blockt, so daß im Axialspalt stehendes Öl keine Kühlwirkung hat. Erst wenn ein Regler mit einem Stellventil zur Einstel lung des Kühlölstroms öffnet, werden die den Axialspalt be grenzenden Flächen zur Kühlung des Dichtungsrings aktiviert.In a further advantageous embodiment, the are the flanks of the sealing ring on the one hand and the side surfaces surface of the guide plate or the relief flange of others limited axial gaps by means of secondary seals blocks, so that oil in the axial gap has no cooling effect Has. Only when a controller with a control valve for adjustment opening of the cooling oil flow, the axial gap will be adjacent surfaces for cooling the sealing ring activated.

Als besonders geeignete Nebendichtungen für die Axialspalte haben sich mit Drucköl beaufschlagte U-Profil-Dichtungen her ausgestellt. Zur Versorgung dieser Nebendichtungen ist zweck mäßigerweise innerhalb der Führungsplatte und/oder des Entla stungsflansches eine Zuflußbohrung für das Drucköl vorgese hen. Da allerdings die Reibung der Nebendichtungen die freie Einstellbarkeit des Dichtungsrings behindern könnte, wird mittels einer Regeleinrichtung der Anpreßdruck der Nebendich tungen soweit abgesenkt, bis die Dichtwirkung der Nebendich tung gerade aufgehoben ist. Dabei können kleine Leckagen zu gelassen werden. Da die Regeleinrichtung zur Druckregelung der Nebendichtungen lediglich Druck bei einer Ölmenge nahe Null zur Verfügung stellen muß, kann mit sehr kleinen Nenn weiten und unbedeutenden zusätzlichen Ölmengenverlusten gear beitet werden.As a particularly suitable secondary seal for the axial gaps have used U-profile seals with pressure oil issued. It is useful to supply these secondary seals moderately within the guide plate and / or the discharge Stungflansches an inflow hole for the pressure oil hen. However, since the friction of the secondary seals the free Adjustability of the sealing ring could hinder by means of a control device the contact pressure of the secondary down until the sealing effect of the secondary seal is just canceled. Small leaks can occur be left. Because the control device for pressure control the secondary seals only pressure with an amount of oil close Must provide zero can with very small denominations wide and insignificant additional oil losses be prepared.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson dere darin, daß bei einem derart steuerbaren Dichtungsring ein besonders kleines Einbauspiel bei gleichzeitig geringem Ölbedarf möglich ist. Außerdem sind in besonders einfacher und zuverlässiger Art und Weise Eingriffsmöglichkeiten zur optimalen Anpassung an eine vorhandene Betriebssituation ge geben. Desweiteren kann auch ein sehr steifer Dichtungsring mit relativ großer Bauhöhe eingesetzt werden.The advantages achieved with the invention are in particular the fact that in such a controllable sealing ring a particularly small installation game with low at the same time Oil demand is possible. They are also particularly simple and reliable way to intervene optimal adaptation to an existing operating situation give. Furthermore, a very rigid sealing ring can also be used can be used with a relatively large height.

Im folgenden wird anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbei spiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen die Fig. 1 und 2 in verschiedenen Längsaxialschnitten eine Wellendichtung in Scheibenbauweise mit steuerbarem Radialspiel.In the following, an embodiment of the invention is described with reference to a drawing. There, Figs. 1 and 2 in various Längsaxialschnitten a shaft seal in plate design with a controllable radial play.

Einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are in both figures with the provided with the same reference numerals.

Fig. 1 zeigt eine Wellendichtung 1 auf einer Welle 2, die Teil z. B. eines Generators einer Kraftwerksanlage ist. Zwischen einer Führungsplatte 3 und einem Entlastungsflansch 4 ist ein Dichtungsring 5 angeordnet. Der Entlastungsflansch 4 ist mit tels einer Anzahl von Stehbolzen 6 und darauf sitzenden Ge winde-Muttern 7 an der Führungsplatte 3 befestigt. Jeder Stehbolzen 6 ist mit Spiel durch eine Bohrung 8 des Dich tungsrings 5 geführt. Im Bereich der Bohrung 8 trägt der Stehbolzen 6 eine austauschbare Distanzhülse 9. Die Anzahl der am Umfang der Wellendichtung 1 verteilt angeordneten Stehbolzen 6 beträgt z. B. zwölf. Somit läßt sich der Abstand zwischen der Führungsplatte 3 und dem Entlastungsflansch 4 präzise einstellen. Durch Austausch der Distanzhülsen 9 sind insbesondere auch ein zwischen der Führungsplatte 3 und der dieser zugewandten ersten Flanke 10 des Dichtungsrings 5 ge bildeter erster Axialspalt 11 sowie ein zwischen dem Entla stungsflansch 4 und der dieser zugewandten zweiten Flanke 12 des Dichtungsrings 5 gebildeter zweiter Axialspalt 13 in ein facher Weise veränderbar. Fig. 1 shows a shaft seal 1 on a shaft 2 , the part z. B. is a generator of a power plant. A sealing ring 5 is arranged between a guide plate 3 and a relief flange 4 . The relief flange 4 is attached to the guide plate 3 by means of a number of stud bolts 6 and threaded nuts 7 seated thereon. Each stud 6 is guided with play through a bore 8 of the device ring 5 . In the area of the bore 8 , the stud 6 carries an exchangeable spacer sleeve 9 . The number of stud bolts 6 distributed around the circumference of the shaft seal 1 is z. B. twelve. The distance between the guide plate 3 and the relief flange 4 can thus be set precisely. By exchange of the spacers 9 in particular a between the guide plate 3 and the facing this first edge 10 of the seal ring 5 ge imaginary first axial gap 11 as well as a between the Entla stungsflansch 4 and the facing this second edge 12 of the seal ring 5 formed second axial gap 13 in easily changeable.

Die dargestellte Wellendichtung 1 ist besonders zur Abdich tung eines mit Wasserstoff gefüllten Generatorgehäuses geeig net und weist daher ein Dichtölsystem auf. Eine Zuflußbohrung 14 in der Führungsplatte 3 mündet in eine in der Führungs platte 3 vorgesehene Verteilerkammer 15 und dient zum Zufüh ren von Dichtöl DI. Die Führungsplatte 3 ist dem Generatorge häuse zugewandt, so daß der erste Axialspalt 11 auf der Gas seite des Dichtungsrings 5 liegt. Der Entlastungsflansch 4 bildet damit die dem Generatorgehäuse abgewandte Seite der Wellendichtung 1, wobei der zweite Axialspalt 13 auf der so genannten Luftseite des Dichtungsrings 5 liegt. Der Dich tungsring 5 ist über eine an der Führungsplatte 3 befestigte Verdrehsicherung 16 mit Momentenmessung gegen ein Mitdrehen bei rotierender Welle 2 gesichert.The shaft seal 1 shown is particularly suitable for sealing a hydrogen-filled generator housing and therefore has a sealing oil system. An inflow hole 14 in the guide plate 3 opens into a plate in the guide plate 3 provided distribution chamber 15 and is used for the feed Ren sealing oil DI. The guide plate 3 is facing the generator housing, so that the first axial gap 11 is on the gas side of the sealing ring 5 . The relief flange 4 thus forms the side of the shaft seal 1 facing away from the generator housing, the second axial gap 13 being located on the so-called air side of the sealing ring 5 . The device ring 5 is secured via a rotation lock 16 attached to the guide plate 3 with torque measurement against rotation when the shaft 2 rotates.

Der erste Axialspalt 11 ist mittels vorzugsweise zweier Ne bendichtungen 16a und 16b in Form von U-Profil-Dichtungen ab sperrbar, von denen jeweils eine auf einer der beiden Seiten der Stehbolzen 6 angeordnet ist. Analog ist der zweite Axial spalt 13 mittels Nebendichtungen 17a und 17b absperrbar. Da bei liegen die U-Profil-Dichtungen 16 und 17 in Nuten 20a, 20b und 21a, 21b der Führungsplatte 3 bzw. des Entlastungs flansches 4.The first axial gap 11 can be blocked by means of preferably two side seals 16 a and 16 b in the form of U-shaped seals, one of which is arranged on one of the two sides of the stud bolts 6 . Analogously, the second axial gap 13 can be shut off by means of secondary seals 17 a and 17 b. Since are the U-profile seals 16 and 17 in grooves 20 a, 20 b and 21 a, 21 b of the guide plate 3 and the relief flange 4th

Die U-Profil-Dichtungen 16, 17 sind in Abhängigkeit von der Größe der gewählten oder eingestellten Axialspalte 11, 13 in einem Material verschiedener Härte ausführbar. Dabei sollte das Material bei größerer, Axialspalten 11, 13 härter sein, als bei vergleichsweise kleineren Axialspalten 11, 13.Depending on the size of the selected or adjusted axial gaps 11 , 13, the U-profile seals 16 , 17 can be made of a material of different hardness. The material should be harder with larger axial gaps 11 , 13 than with comparatively smaller axial gaps 11 , 13 .

Der Entlastungsflansch 4 weist außerdem auf der der zweiten Flanke 12 des Dichtungsrings 5 zugewandten Seite eine Auslaß nut 22 auf. Auch der Dichtungsring 5 weist auf der der Welle 2 zugewandten Seite - d. h. an seiner Lauffläche 23 - einen nutenförmigen Auslaß 24 auf. Die Funktionen der Auslaßnuten 22 und 24 werden im folgenden anhand der Fig. 2 erläutert.The relief flange 4 also has an outlet groove 22 on the side facing the second flank 12 of the sealing ring 5 . The sealing ring 5 also has a groove-shaped outlet 24 on the side facing the shaft 2 , ie on its running surface 23 . The functions of the outlet grooves 22 and 24 are explained below with reference to FIG. 2.

Fig. 2 zeigt die Wellendichtung 1 in einer anderen Schnitt ebene. Sichtbar sind nun ein Druckölkreis und ein offener Kühlölkreis. Ebenso ist eine Zuflußbohrung 25 im Dichtungs ring 5 sichtbar, die über eine Bohrung 25a in der Führungs platte 3 mit der Verteilerkammer 15 in Verbindung steht, und die über einen Bohrungsabschnitt 25b im Dichtungsring 5 in den der Welle 2 zugewandten Auslaß 24 mündet. Die Verteiler kammer 15 ist über weitere, miteinander verbundene Bohrungen 26a und 26b in der Führungsplatte 3 mit der U-Profil-Dichtung 16b in der Nut 20b verbunden. Fig. 2 shows the shaft seal 1 in another sectional plane. A pressure oil circuit and an open cooling oil circuit are now visible. Likewise, an inflow bore 25 in the sealing ring 5 is visible, the plate 3 through a bore 25 a in the guide is in communication with the distribution chamber 15 , and which opens out through a bore portion 25 b in the sealing ring 5 in the shaft 2 facing outlet 24 . The distributor chamber 15 is connected via further interconnected holes 26 a and 26 b in the guide plate 3 with the U-profile seal 16 b in the groove 20 b.

Zum Druckölkreis gehören Zuflußbohrungen 27 und 28 in der Führungsplatte 3 bzw. im Entlastungsflansch 4 sowie eine von der Verteilerkammer 15 ausgehende und die Zuflußbohrungen 27, 28 verbindende Druckölleitung 30. Die Zuflußbohrung 27 steht dabei mit der U-Profil-Dichtung 16a in der Nut 20a in Verbin dung, während die Zuflußbohrung 28 mit den U-Profil-Dichtun gen 17a und 17b in den Nuten 21a bzw. 21b in Verbindung steht. In der Druckölleitung 30, die über einen Abzweig 30a in einen Abfluß 29 führt, ist ein Durchflußmesser 31 angeord net. Der Durchflußmesser 31 und ein steuerbares Stellventil 32 im Abzweig 30a sind Teil einer Regeleinrichtung 33 zur Druckregelung oder -steuerung der Nebendichtungen 16 und 17. Damit einstellbar ist der Öldruck pD' von über die Zuflußboh rung 27 und durch die Druckölleitung 30 sowie über die Zu flußbohrung 28 zu den Nebendichtungen 16 und 17 geführtem Drucköl DR und damit der Anpreßdruck der Nebendichtungen 16, 17 gegen die Flanke 10 bzw. 12 des Dichtungsrings 5. Der Öl druck pD' ist derart eingestellt, daß dieser um z. B. 0,2 bar geringer ist, als der Öldruck pD in der Verteilerkammer 15. Allerdings ist die U-Profil- oder Nebendichtung 16b zweckmä ßigerweise stets mit dem Öldruck pD beaufschlagt, so daß eine Leckage zur Gasseite vermieden ist. Dadurch kann, insbeson dere bei niedrig eingestelltem Öldruck pD', kein H2-Gas rück wärts durch das Berohrungssystem nach außen gelangen. Die Auslaßnut 22 im Entlastungsflansch 4 ist - ebenso wie eine in diese mündende Kühlölleitung 34, in die ein steuerbares Stellventil 35 geschaltet ist - Teil des offenen Kühlölkrei ses. Das Stellventil 35 ist wiederum Teil der Regeleinrich tung 33.The pressure oil circuit includes inflow bores 27 and 28 in the guide plate 3 and in the relief flange 4, as well as a pressure oil line 30 which extends from the distributor chamber 15 and connects the inflow bores 27 , 28 . The inflow bore 27 is connected to the U-profile seal 16 a in the groove 20 a, while the inflow bore 28 with the U-profile seals 17 a and 17 b in the grooves 21 a and 21 b in Connection is established. In the pressure oil line 30 , which leads via a branch 30 a into a drain 29 , a flow meter 31 is net angeord. The flow meter 31 and a controllable control valve 32 in the branch 30 a are part of a control device 33 for pressure regulation or control of the secondary seals 16 and 17th Thus, the oil pressure pD 'of tion via the Zuflußboh 27 and through the pressure oil line 30 and via the flow bore 28 to the secondary seals 16 and 17 guided pressure oil DR and thus the contact pressure of the secondary seals 16 , 17 against the flank 10 and 12 respectively Sealing ring 5 . The oil pressure pD 'is set so that this z. B. is 0.2 bar lower than the oil pressure pD in the distribution chamber 15 . However, the U-profile or secondary seal 16 b is expediently always subjected to the oil pressure pD, so that leakage to the gas side is avoided. As a result, especially when the oil pressure pD 'is set low, no H2 gas can escape backwards through the pipe system. The outlet groove 22 in the relief flange 4 is - just like a cooling oil line 34 opening into this, into which a controllable control valve 35 is connected - part of the open cooling oil circuit. The control valve 35 is in turn part of the device 33 Regeleinrich.

Während des Betriebs, d. h. bei rotierender Welle 2, schwimmt der Dichtungsring 5 von einem Ölfilm getragen auf der Welle 2. Dazu wird aus der Verteilerkammer 15 und über die Bohrun gen 25 Dichtöl DI zum Auslaß 24 geführt, von dem es durch den zwischen Wellenoberfläche 2a und Lauffläche 23 gebildeten Wellenspalt 2b nach außen sowohl zur Luftseite als auch zur Gasseite der Wellendichtung 1 hin strömt. Um dabei eine frei Einstellung des Dichtringes 5 nicht zu beeinträchtigen, wer den die Anpreßdrücke der U-Profil-Dichtungen 16 und 17 soweit heruntergefahren, daß gerade noch ein Abdichten der Axial spalte 11 und 13 gewährleistet ist. Da der kühlende Einfluß des zufließenden Dichtöls DI an den Flächen der Bohrungen 25 praktisch ausgeschaltet ist, wird sich der Dichtungsring 5 aufgrund von Verlusten im Radial- oder Wellenspalt 2b aufhei zen, was zu einer Spielvergrößerung führt. Das Einbauspiel des Radialspaltes 2b kann daher entsprechend eng eingestellt werden.During operation, ie with the shaft 2 rotating, the sealing ring 5 floats on the shaft 2, supported by an oil film. For this purpose, from the distribution chamber 15 and over the Bohrun conditions 25 sealing oil DI to the outlet 24 , from which it flows through the shaft gap 2 a and tread 23 formed wave gap 2 b to the outside both to the air side and to the gas side of the shaft seal 1 out. In order not to interfere with a free adjustment of the sealing ring 5 , who shuts down the contact pressures of the U-profile seals 16 and 17 to such an extent that sealing of the axial gaps 11 and 13 is ensured. Since the cooling effect of the incoming oil sealing DI is virtually eliminated at the surfaces of the holes 25, the seal ring 5 is due to losses in the radial or shaft gap 2 b aufhei zen, which leads to an increase in play. The installation clearance of the radial gap 2 b can therefore be set accordingly narrow.

Um eine Spieländerung einzustellen und damit eine Einfluß nahme auf das Laufverhalten des Dichtungsrings 5 zu ermögli chen, kann der Anpreßdruck der U-Profil-Dichtungen 16a, 17a und 17b abgesenkt werden. Dies erfolgt durch Einstellen des Drucks p im Druckölkreis 27, 28, 30 mittels des von der Re geleinrichtung 33 gesteuerten Stellventils 32 und durch Wär meabfuhr aus den Axialspalten 11, 13. Die Wärmeabfuhr wiede rum erfolgt über einen mittels des Stellventils 35 einstell baren Kühlölstrom KL, der zur Kühlung des Dichtungsrings 5 aus den Axialspalten 11, 13 abgeführt wird. Im Axialspalt 11 stehendes Dichtöl DI wird über die Bohrungen 8 zur Kühlöl leitung 34 geführt. Von dort wird es zusammen mit im Axial spalt 13 stehendem Drucköl DR abgeführt. Dabei wird die Kühl wirkung auf der dem Entlastungsflansch 4 zugewandten Seite des Dichtungsrings 5 noch dadurch verstärkt, daß die Flanke 12 des Dichtungsrings 5 auf dieser Seite, d. h. auf der Luft seite, größer ist, als die Flanke 10 auf der Gasseite. Die größere Flanke 12 kompensiert den von der Gasseite auf die Flanke 10 wirkenden Gasdruck pG. Die Reibung des Dichtungs rings 5 kann somit minimiert werden, was eine freie Einstell barkeit des Dichtungsrings 5 gewährleistet.To adjust a game change and thus an influence on the running behavior of the sealing ring 5 to ermögli chen, the contact pressure of the U-profile seals 16 a, 17 a and 17 b can be lowered. This is done by adjusting the pressure p in the pressure oil circuit 27 , 28 , 30 by means of the control valve 32 controlled by the control device 33 and by heat dissipation from the axial gaps 11 , 13 . The heat dissipation takes place via a cooling oil flow KL which can be set by means of the control valve 35 and which is removed from the axial gaps 11 , 13 for cooling the sealing ring 5 . In the axial gap 11 sealing oil DI is passed through the holes 8 to the cooling oil line 34 . From there it is discharged together with pressure oil DR standing in the axial gap 13 . The cooling effect on the discharge flange 4 facing side of the sealing ring 5 is further enhanced by the fact that the flank 12 of the sealing ring 5 on this side, ie on the air side, is larger than the flank 10 on the gas side. The larger flank 12 compensates for the gas pressure pG acting on the flank 10 from the gas side. The friction of the sealing ring 5 can thus be minimized, which ensures free adjustment availability of the sealing ring 5 .

Insbesondere bei Nenndrehzahl der Welle 2 kann eine Regelung oder Steuerung des aus den Axialspalten 11, 13 abströmenden Kühlöls KL und damit eine einstellbare Wärmeabfuhr in Abhän gigkeit von der Temperatur T des Dichtrings 5 und/oder vom Reibmoment erfolgen. Die entsprechende Einstellung wird von der Regeleinrichtung 33 übernommen. Sollte die Ölmenge im Axialspalt 11, 13 in unerwünscht hohem Maße unregelmäßig über den Umfang der Welle 2 austreten, so kann der Abfluß des Kühlöls KL in nicht näher dargestellter Art und Weise, z. B. mittels eines weiteren Reglers, zusätzlich oder alternativ aus einer Sammelnut im luftseitigen Entlastungsflansch 4 er folgen.Particularly at the nominal speed of the shaft 2 , regulation or control of the cooling oil KL flowing out of the axial gaps 11 , 13 and thus an adjustable heat dissipation as a function of the temperature T of the sealing ring 5 and / or the frictional torque can take place. The corresponding setting is adopted by the control device 33 . Should the amount of oil in the axial gap 11 , 13 emerge at an undesirably high degree irregularly over the circumference of the shaft 2 , the outflow of the cooling oil KL can be carried out in a manner not shown, e.g. B. by means of a further controller, additionally or alternatively, he follow from a collecting groove in the air-side relief flange 4 .

Der Arbeitsbereich der möglichen Spielveränderung Δh läßt sich bei einer Temperatur des Dichtungsrings 5 von T = 50 - 75°C und einem Innendurchmesser der des Dichtrings 5 von d = 500 mm sowie einem Einbauspiel h = 0,25 mm abschätzen zu:
The working range of the possible play change Δh can be estimated at a temperature of the sealing ring 5 of T = 50-75 ° C. and an inner diameter of that of the sealing ring 5 of d = 500 mm and an installation play h = 0.25 mm:

1. Δh = 0.14 mm or 56% of the installation clearance h with one Steel ring with a coefficient of thermal expansion α = 11.10 - 6.
2. Δh = 0.22 mm or 88% of the installation clearance h for a Bron zering with a coefficient of thermal expansion α = 18.10 - 6.

Wesentliche Vorteile der beschriebenen Wellendichtung 1 be stehen in einer einfachen Montage und einer guten Ausrich tungsmöglichkeit vor einem Einbau des Dichtungsrings 5. Wei terhin ist kein Entlastungsöl notwendig. Ferner wird der gasseitige Axialschub durch größere Dichtölflächen auf der Luftseite aufgefangen, während die Kühlflächen im Dichtungs ring 5 für das zufließende Dichtöl DI besonders klein gehal ten sind. Außerdem ist die Breite der Axialspalte 11, 13 und damit das Axialspiel, z. B. im Reparaturfall, durch einen Austausch der Distanzhülsen 9 in besonders einfacher Weise veränderbar. Auch können sehr steife Dichtungsringe 5 mit vergleichsweise großen Bauhöhen eingesetzt werden. Zudem ist eine Isolationsmessung der Führungs- oder Halteplatte 3 nach Lösen der Stehbolzen 6 und Abziehen des Dichtungsrings 5 pro blemlos möglich.Major advantages of the shaft seal one described be set in a simple assembly and a good Reg tung possibility prior to installation of the sealing ring. 5 Furthermore, no relief oil is necessary. Furthermore, the gas-side axial thrust is absorbed by larger sealing oil areas on the air side, while the cooling surfaces in the sealing ring 5 for the inflowing sealing oil DI are kept particularly small. In addition, the width of the axial gaps 11 , 13 and thus the axial play, for. B. in the case of repair, by changing the spacer sleeves 9 in a particularly simple manner. Very rigid sealing rings 5 with comparatively large overall heights can also be used. In addition, an insulation measurement of the guide or holding plate 3 is easily possible after loosening the stud bolts 6 and pulling off the sealing ring 5 .

Claims

1. Shaft seal, in particular for the shaft ( 2 ) of a gas-cooled generator, with a between a guide plate ( 3 ) and a by means of stud bolts ( 6 ) on this BEFE relief flange ( 4 ) held sealing ring ( 5 ) on its inside ( 23 ) has an outlet ( 24 ) for sealing oil (DI), characterized in that in order to control the radial play between the sealing ring ( 5 ) and shaft ( 2 ), an adjustable cooling oil flow (KL) from at least one of the two axial gaps ( 11 , 13 ) on the flanks ( 10 , 12 ) of the sealing ring ( 5 ) can be removed.

2. Shaft seal according to claim 1, characterized in that each of the two axial gaps ( 11 , 13 ) can be shut off by means of at least one secondary seal ( 16 , 17 ) which can be pressurized with pressure oil (DR).

3. Shaft seal according to claim 2, characterized in that the contact pressure (p) of the secondary seal ( 16 , 17 ) against an edge ( 10 , 12 ) of the sealing ring ( 5 ) is adjustable.

4. Shaft seal according to claim 2 or 3, characterized in that the Füh approximately plate ( 3 ) has an inflow bore ( 27 ) for the pressure oil (DR), which is in communication with the secondary seal ( 16 ) of the axial gap ( 11 ).

5. Shaft seal according to one of claims 2 to 4, characterized in that a U-shaped seal is provided as a secondary seal ( 16 , 17 ).

6. Shaft seal according to one of claims 1 to 5, characterized in that a distribution chamber ( 15 ) for the sealing oil (DI) is arranged within the guide plate ( 3 ) with a feed bore ( 14 ) in connection.

7. Shaft seal according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sealing ring ( 5 ) has an inlet bore ( 25 ) opening into the outlet ( 24 ) for the sealing oil (DI).

8. Shaft seal according to one of claims 1 to 7, characterized in that the discharge flange ( 4 ) on the side facing the sealing ring ( 5 ) has an outlet groove ( 22 ) in connection with a discharge line ( 34 ) for the cooling oil (KL). having.

9. Shaft seal according to one of claims 1 to 8, characterized in that a control device ( 33 ) with at least one actuator ( 32 , 35 ) is provided for setting the cooling oil flow (KL).

10. Shaft seal according to one of claims 1 to 9, characterized in that the Entla stungsflansch ( 4 ) has an inflow bore ( 28 ) for the pressure oil (DR), which is in communication with the secondary seal ( 17 ) of the axial gap ( 13 ).

11. Shaft seal according to one of claims 1 to 10, characterized in that as a tax size for setting a radial play (Δh) the oil pressure (p) of the pressure oil (DR) is provided.

12. Shaft seal according to claim 11, characterized in that the working range of setting the radial play about 50 to 90% of the Installation play (h) is.

13. Shaft seal according to one of claims 1 to 11, characterized in that the sealing ring ( 5 ) on its on the relief flange ( 4 ) adjoin the flank ( 12 ) has a larger area than on its flank adjacent to the guide plate ( 3 ) ( 10 ).

14. Shaft seal according to one of claims 1 to 13, characterized in that the Stehbol zen ( 6 ) with play through a bore ( 8 ) in the sealing ring ( 5 ) is guided and in this area carries an interchangeable spacer sleeve ( 9 ).