CH653408A5

CH653408A5 - Verstelleinrichtung fuer die leitschaufeln einer axialturbomaschine.

Info

Publication number: CH653408A5
Application number: CH4229/81A
Authority: CH
Inventors: Libero Portaleoni
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1985-12-31
Also published as: JPS588205A; IT1151225B; IT8221453A0; JPS6160241B2; US4540434A; DE3125639C2; FR2508564B1; DE3125639A1; FR2508564A1

Description

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Claims

PATENTANSPRUCH Versteileinrichtung für die Leitschaufeln einer Axialturbomaschine mit einer Verstellhülse (7), die im Innenraum der Maschine axial verschiebbar ist, wobei die axiale Verschiebung der Verstellhülse über eine um im Unterteil des Verdichtergehäuses gelagerte Schwenkachsen (10) schwenkbare Gabel (11) erfolgt, an deren Umfang an einer Stelle ein Antrieb (17-20) angreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (17-20) einseitig an einer der Schwenkachsen (10) der Gabel (11) angreift.

Die Erfindung betrifft eine VerStelleinrichtung für die Leitschaufeln einer Axialturbomaschine mit einer Verstellhülse, die im Innenraum der Maschine axial verschiebbar ist, wobei die axiale Verschiebung der Verstellhülse über eine um im Unterteil des Verdichtergehäuses gelagerte Schwenkachsen schwenkbare Gabel erfolgt, an deren Umfang an einer Stelle ein Antrieb angreift.

Eine Versteileinrichtung der genannten Art ist aus der CH-PS 364 581 bekannt; sie weist den Nachteil auf, dass der als Antrieb dienende hydraulische und linear wirkende Servomotor für Wartungs- und Reparaturarbeiten schwer zugänglich ist. Dieser Motor ist nämlich - um auf beiden Seiten der Verstellhülse möglichst gleich grosse Kräfte auszuüben - nahezu im tiefsten Punkt der Maschine in einer vertikalen Mittelebene durch die Maschinenachse angeordnet. Für seine Montage und Unterhaltsarbeiten muss daher eine spezielle Demontage-Vorrichtung vorgesehen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Konstruktion so zu verbessern, dass die Zugänglichkeit zu dem Antrieb erleichtert wird, ohne dass die gleichmässige Verteilung der Stellkräfte auf beide Seiten der Verstellhülse unzulässig beeinträchtigt wird. Denn besonders bei kurzen Verstellhülsen mit grossem Durchmesser - durch die nur die Leitschaufeln weniger Stufen verstellt werden - kann eine ungleiche Verteilung auf beide Seiten der zum axialen Verschieben der Verstellhülse benötigten Kräfte zu einem Verkanten und Verklemmen der Verstellhülse führen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Antrieb einseitig an einer der Schwenkachsen der Gabel angreift. Der Antrieb, der in einem Handrad oder in einem Stellmotor bestehen kann, ist auf diese Weise leicht zugänglich, seitlich am Maschinengehäuse angebracht; die Torsions- und Biegesteifigkeit der Gabel gewährleistet, dass durch den einseitigen Antrieb kein Verkanten und Verklemmen der Verstellhülse bewirkt wird, sondern die Antriebskraft über die starre Gabel auf beide Seiten der Verstellhülse verteilt wird.

Die Torsions- und Biegesteifigkeit der Gabel kann dabei durch Formgebung und/oder durch die Abmessungen ihres Querschnittes und/oder durch geeignete Auswahl ihres Materials sichergestellt werden.

Die Übersetzung der Drehbewegung eines Handrades oder eines Stellmotors in die axiale Verschiebung der Verstellhülse kann beispielsweise über ein Schneckengetriebe erfolgen.

Mit Vorteil können darüberhinaus sowohl die in unmittelbarer Nähe der horizontalen Trennebene der Maschine erfolgende Schwenkung der Gabel als auch die axiale Verschiebung der Verstellhülse durch schmierfreie Lagerungen der relativ zueinander bewegten Teile erleichtert werden. Die Kraftübertragung auf die Verstellhülse kann dabei beispielsweise in bekannter Weise über Gleitsteine, Rollen oder Laschen vorgenommen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 gibt in einem Schnitt, der im Bereich der Verstellein-richtung senkrecht zur Welle verläuft, einen mit der neuen Versteileinrichtung ausgerüsteten Verdichter wieder;

Fig. 2 gibt rein schematisch - bei weitgehend weggelassenem Gehäuse - in ihrer oberen Hälfte eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines axialen Teilstückes des Verdichters der Fig. 1 wieder, während die untere Hälfte eine seitliche Ansicht auf die Gabel und die Verstellhülse darstellt;

Fig. 3-7 zeigen als Detail von Fig. 2 verschiedene Möglichkeiten für die Übertragung der Bewegung von der schwenkbaren Gabel auf die axial verschiebbare Verstellhülse.

In einem in einer horizontalen Trennebene geteilten Gehäuse 1 eines Verdichters ist, in nicht dargestellten Lagern gelagert, zentral der Rotor 2 angeordnet, dessen Schaufeln weggelassen worden sind. Der Rotor 2 ist konzentrisch von einem Leitschaufelträger 3 umgeben, in dem verstellbare Leitschaufeln 4 - von denen nur einzelne einer Stufe dargestellt sind - drehbar gelagert sind.

Für ihre Verstellung sind die Leitschaufeln 4 über Stellhebel 6 mit Ringnuten (Fig. 2) verbunden, die im Innern einer axial verschiebbaren Verstellhülse 7 angeordnet sind. Die Verstellhülse 7 ist über mit ihr fest verbundene Stangen 8 (Fig. 2) auf im Gehäuse 1 befestigten Auf lageböcken 9 in axialer Richtung verschiebbar abgestützt. Die Gleitflächen zwischen den Stangen 8 und den Auflageböcken 9 sind in bekannter Weise als trockengeschmierte Lager ausgebildet.

Die für eine Verstellung der Schaufeln 4 notwendige axiale Verschiebung der Verstellhülse 7 erfolgt mittels einer schwenkbaren, über Schwenkachsen 10 drehbaren, im Unterteil des Gehäuses 1 gelagerten Gabel 11. Diese Gabel 11 ist gemäss der vorliegenden Erfindung torsions- und biegesteif ausgebildet, was im einfachsten Fall beispielsweise dadurch e'rreicht wird, dass ihr Querschnitt rechteckig ausgebildet ist und so gross wie aufgrund des zwischen Hülse 7 und Gehäuse 1 vorhandenen Platzes möglich dimensioniert wird. Falls für die Sicherstellung eines ausreichenden Schwenkbereiches notwendig, können dabei die der Hülse 7 zugewandten Ecken des Rechteck-Querschnitts abgeschrängt sein, wie in Fig. 2 angedeutet. Als geeignetes Material für die Gabel haben sich Stahl oder Gusseisen mit Kugelgraphit erwiesen.

Oberhalb ihrer Schwenkachse 10 trägt die Gabel 11 auf beiden Seiten einen Zapfen 12, der über einen Gleitstein 13 (Fig. 3 und 4) oder eine Rolle 14 (Fig. 5) zwischen zwei Vorsprünge 15 an der Hülse 7 eingreift. Der Zapfen 12 kann jedoch auch drehbar mit einer Lasche 16 verbunden sein, die ihrerseits an der Verstellhülse 7 ebenfalls drehbar befestigt ist (Fig. 6 und 7). Die gegeneinander bewegten Teile sind dabei wiederum als trockengeschmierte Lager ausgebildet. Wie aus Fig. 3 und 4 bzw. 6 und 7 zu ersehen ist, bewirkt eine Schwenkung der Gabel 11 aus der Vertikalen um einen Winkel a eine axiale Verschiebung s der Verstellhülse 7.

Der Antrieb für die Gabel 11 erfolgt erfindungsgemäss an einer Seite. Er besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Handrad 17. Dieses wirkt über eine Schnecke 18 in einem Getriebekasten 19 auf einen Zahnkranz 20, der fest auf dem verlängerten Ende der rechten Schwenkachse 10 sitzt. Selbstverständlich kann der gezeigte Antrieb auch durch einen Stellmotor anderer Art ersetzt sein.

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3 Blatt Zeichnungen