AT210844B - Regelring, insbesondere zum Verstellen der Leitradschaufeln von Kreiselmaschinen, wie Wasserturbinen od. dgl. - Google Patents

Description

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  Regelring, insbesondere zum Verstellen der Leitradschaufeln von Kreiselmaschinen, wie Wasserturbinen od. dgl. 



   Zum Verstellen der Leitradschaufeln von Wasserturbinen   od. dgl.   durch hydraulische Stellmotoren (Servomotoren) ist es bekannt, die Stellmotoren als Ringstellmotoren auszubilden in der Weise, dass die bewegten Teile des Stellmotors mit dem Regelring und die feststehenden Teile mit der Auflage des Re- geringes, also etwa dem Turbinendeckel, verbunden sind. Beispielsweise werden hiefür mehrere ring- stückförmige Stellmotorzylinder unmittelbar am Turbinendeckel befestigt und die zugehörigen Kolben unmittelbar am Regelring angeordnet, an dem die einzelnen Leitschaufeln angelenkt sind.

   Nach weiteren Vorschlägen des gleichen Erfinders kann auch der Regelring selbst als der die Zylinder oder die Kol- ben bildende Teil des Stellmotors ausgebildet werden, indem beispielsweise der Regelring wenigstens stückweise mit hohlem Querschnitt ausgebildet und diese Ringstücke als Zylinder verwendet werden. 



   Bisher werden diese Regelringe bzw. die   ringstückförmigen   Segmente eines solchen Regelringes als komplizierte bzw. teuere Gussstücke oder Schweisskonstruktionen hergestellt, die zur Erzielung der erforderlichen Formsteifigkeit mit grosser Wandstärke, also sehr schwer ausgeführt werden mussten. Die Erfindung betrifft einen solchen Hohlprofil-Regelring mit hydraulischen Ringstellmotoren und bezweckt dessen weitere Verbesserung. 



   Auf den Regelring wirken bekanntlich einerseits die Momente der Leitschaufeln, die einem hohen hydraulischen Druck ausgesetzt sind, und anderseits das vom Turbinenregler gesteuerte Verstellmoment der gleichmässig über den Umfang verteilten Stellmotoren. Mit Rücksicht auf die hieraus sich ergebenden hohen Beanspruchungen muss der Regelring so gebaut und angeordnet werden, dass die einzelnen Kräfte günstig angreifen und dass der Ring nicht deformiert wird. Ausserdem soll der Regelring leicht montiert und insbesondere sollen auch die einzelnen Stellmotoren in ihrer Wirkungsweise leicht überwacht und bequem ein-und ausgebaut werden können. Je nach der speziellen Turbinenkonstruktion begegnen diese Aufgaben mehr oder weniger grossen Schwierigkeiten. 



   Gemäss der Erfindung sind die einzelnen Ringsegmente des Hohlprofil-Regelringes zur Lösung der genannten Aufgaben über ihre ganze Länge aus handelsüblichen, im wesentlichen geschlossenen Hohlprofilkörpern gebildet. Im besonderen sind die Ringsegmente gemäss der Erfindung aus Profilen mit kreisringoder wenigstens angenähert kreisringförmigem Querschnitt gebildet, da sich hiedurch ein besonders einfacher, formsteifer und leichter Aufbau ergibt. 



   Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind der Regelring bzw. dessen etwa durch Flanschverbindungen aneinandergereihte Ringsegmente aus geraden, schräg abgeschnittenen Rohrstücken polygonal zusammengesetzt, insbesondere zusammengeschweisst. Zur Erzielung eines zweckmässigen Aufbaues, insbesondere zur besseren Anpassung des Regelringes an die Kreisringstückform der Kolben, empfiehlt es sich dabei, die im Bereich der Stellkolben und der Stellzylinder liegenden Ringstücke aus Rohrstücken kleinerer Kantenlänge herzustellen als die übrigen Ringstücke. 



   Da sich die Erfindung ganz besonders für Maschinen grösserer Abmessungen eignet und gerade bei solchen Maschinen natürlich die Forderung nach einer leichten und handlichen Bauweise am grössten ist, ist der Regelring nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung aus einer der Zahl der Stellkolben bzw. der Zahl der aneinandergebauten Doppelstellkolben entsprechenden Anzahl von untereinander gleichen und zur Aufnahme der Stellkolben dienenden ringstückförmigen Stellkolbensegmenten und einer gleichen 

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Anzahl von weiteren zwischen den ersteren eingesetzten, ebenfalls untereinander wenigstens im wesent- lichen gleichen und wenigstens zu einem Teil als Stellmotorzylinder dienenden Zwischensegmenten zu- sammengesetzt, in der Weise, dass die Stellkolbensegmente durch Flanschverbindungen lösbar zwischen die Zwischensegmente eingesetzt sind.

   Dabei bestehen alle Segmente aus Rohrstücken gleichen Quer- schnittes. 



   In an sich bekannter Weise sind die Stellkolbensegmente zum ortsfesten Abstützen der Stellkolben mit Öffnungen versehen, die seitlich angeordnet sind, und die Stellkolbensegmente für den Einbau der
Kolben in einer zur Maschinenachse senkrechten Ebene unterteilt. 



   Die Anordnung ist weiterhin so getroffen, dass als Stellmotorzylinder die den Stellkolbensegmenten benachbarten kurzen Rohrstücke der Zwischensegmente dienen. Sofern dabei die Kolben in an sich be- kannter Weise als Tauchkolben ausgebildet sind, sind in einfacher Weise die   Stellkolbendichtungen   bzw. deren Träger zwischen die Anschlussflanschen der Stellkolben- und der Zwischensegmente eingesetzt. 



   Die Doppelkolben sind   zweckmässig   in der Mitte zwischen den beiden Kolben quergeteilt und zusammen- geflanscht. 



   Zur Bildung der Zylinderräume für die Stellkolben sind die Stellzylinderböden nahe einer Stossstelle zwischen zwei benachbarten   Stellzylinder-Rohrstücken   eingeschweisst. 



   In Richtung der Maschinenachse ist der Regelring in an sich bekannter Weise an einigen Stellen mit- tels einfacher Stützen (Gleitfüsse) auf dem Turbinendeckel oder einem andern naheliegenden ruhenden
Maschinenteil abgestützt. Je nach Bedarf können, besonders bei   vertikalachsiger   Anordnung der Turbine, auch Gegenfüsse auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet werden, damit sich der Regelring nicht abheben kann. Zur Abstützung sind die Stellkolben in günstiger Weise auf einer Platte befestigt, die durch die seitlichen Öffnungen bzw. Schlitze des Regelringes hindurchragt und beiderseits etwa auf dem
Turbinendeckel befestigt ist. 



   Die   Ölzuführung   erfolgt in an sich bekannter Weise durch die Platten und durch die Stellkolben hindurch, wobei es sich unter Umständen empfiehlt, die durch die Platten radial eingeführten Ölleitungen (Bohrungen) nach aussen fortzusetzen und dort zur   Überwachung   der   Ölzirkulation   mit abnehmbaren Verschlüssen zu versehen. 



   Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt und wird im folgenden an Hand dieses Beispieles noch näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch einen Regelring gemäss der Erfindung, u. zw. für eine vertikalachsige Turbine, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Regelring nach Linie   II-H   der Fig. 1 einschliesslich seiner Abstützung auf den Turbinendeckel und Fig. 3 einen Zylinderschnitt durch einen Doppelkolben gemäss der Linie   III- III   der Fig. 1. 



   Nach Fig. 1 ist der Regelring mit zwei einander in bezug auf die Achse 1 der Maschine gegenüberliegenden Doppelstellkolben 2,2a und 3, 3a mit je zwei zugehörigen Stellzylindern 4, 5,6 und 7 ausgerüstet. Er ist aus den untereinander gleichen Stellkolbensegmenten 8 und 9 mit kreisringförmigem Querschnitt und den ebenfalls untereinander gleichen Zwischensegmenten 10, 11, die ebenfalls kreisringförmige Querschnitte besitzen, zusammengesetzt, u. zw. zusammengeflanscht, wobei diese einzelnen Segmente für sich wiederum je aus einer Anzahl von polygonal aneinandergesetzten Rohrstücken gebildet sind. So besteht das Zwischensegment 10 aus den geraden Rohrstücken 12,13, 14, 15, 16,17, 18 und das Stellkolbensegment 8 bzw. 9 aus den Rohrstücken   19,   20, 21. 



   Der ganze Regelring bildet ein ungleichmässiges Polygon, wobei die einzelnen Seitenlängen der Stellkolbensegmente 8 und 9 kürzer sind als die Seitenlänge der Zwischensegmente 10 und 11. Hiedurch wird erreicht, dass sich die   krelsringstückförmigen   Stellkolben gut in das Hohlprofil des die Stellzylinder bildenden Regelringes einfügen, u. zw. mit einem, gemessen an den äussersten Abmessungen, grösstmöglichen Arbeitsquerschnitt. 



   Als Stellzylinder dienen die jeweils an die Stellkolbensegmente 8,9 sich anschliessenden Teile der Zwischensegmente 10, 11. Die Stellzylinderböden 22, 23,24, 25 sind jeweils in der Nähe einer Stossstelle zweier Rohrstücke der Zwischensegmente 10,11   eingeschweisst.   



   Die Stellkolben sind als Tauchkolben ausgebildet und sind auf ihrer Lauffläche nur durch die Dichtungen 26 abgedichtet, die entweder unmittelbar oder auch über einen geeigneten Dichtungsträger zwischen die Flanschen der Segmente 8/10,8/11 bzw. 9/10 und 9/11 eingespannt sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel. mit unmittelbar zwischen den Flanschen eingespannten Dichtungsringen haben diese L-förmigen Querschnitt und sind so angeordnet, dass sie auf der dem Stellzylinder zugewendeten Seite eine ebene Fläche bilden, in gleicher Weise wie die benachbarten Flanschen. Ausserdem sind die Stellkolbensegmente 8,9 nach einer achssenkrechten Ebene in zwei Teile unterteilt. Die   Teilflanschen   sind mit 27 bezeichnet. 

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   Die Doppelkolben sind senkrecht zur Teilungsfläche der Stellkolbensegmente 8,9 ebenfalls geteilt und zusammengeflanscht (Flanschen 28,29), so dass sich die Teile leicht montieren und demontieren lassen. Sie sind mit ihrem mittleren Teil auf einer Platte 30 montiert, die durch seitliche Schlitze 31,
32 der Stellkolbensegmente 8 bzw. 9 hindurchgreifen und die sich ausserhalb des Regelringes auf dem Turbinendeckel 33 abstützen. Der Regelring selbst ist mittels schmaler Gleitfüsse 34 ebenfalls auf dem Turbinendeckel gleitend gelagert. Aussen am Regelring sind die Lenker 35 der durch den Regelring zu verstellenden Leitschaufeln 36 angedeutet. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Regelring, insbesondere zum Verstellen der Leitradschaufeln von   Kreiselmaschinen,   wie Wasserturbinen od.   dgl.,   mit vom Regelring gebildeten Servomotorzylindern und hiemit zusammenarbeitenden, ortsfesten, vorzugsweise als doppelseitige Tauchkolben ausgebildeten Servomotorkolben, bestehend aus einzelnen Ringsegmenten, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringsegmente (8, 9,10, 11) über ihre gan- ze Länge aus handelsüblichen, im wesentlichen geschlossenen Hohlprofilkörpern (12 - 21) gebildet sind.

Claims (1)

1. 2. Regelring nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die die Ringsegmente (8,9, 10, 11) bildenden Hohlprofilkörper (12-21) kreisringförmigen oder wenigstens angenähert kreisringförmigen Querschnitt aufweisen.

   3. Regelring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringsegmente (8,9, 10,11) aus geraden, schräg abgeschnittenen Rohrstücken (12 - 21) polygonal zusammengesetzt sind.

   4. Regelring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Kolben und Zylinder liegenden Rohrstücke (17, 18, 19, 20, 21) kleinere Kantenlängen aufweisen als die übrigen.

   5. Regelring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelring aus einer der Zahl der Kolben bzw. Doppelkolben entsprechenden Anzahl von untereinander gleichen und zur Aufnahme der Kolben dienenden, ringstückförmigen Segmenten (8, 9) und einer gleichen Anzahl von weiteren zwischen den ersteren eingesetzten, ebenfalls untereinander wenigstens im wesentlichen gleichen und wenigstens zu einem Teil als Servomotorzylinder dienenden Segmenten (10,11) zusammengesetzt ist und dass die Segmente (9,8) der einen Gruppe durch Flanschverbindungen lösbar zwischen den Segmenten (10, 11) der andern Gruppe eingesetzt sind.

   6. Regelring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente beider Gruppen aus Hohlprofilen gleichen Querschnitts gebildet sind.

   7. Regelring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Abstützen der Kolben mit seitlichen Öffnungen (31, 32) versehenen Segmente (19) nach einer zur Maschinenachse senkrechten Ebene unterteilt sind.

   8. Regelring nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit Doppeltauchkolben, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppeltauchkolben (2,2a, 3,3a) in der Mitte zwischen den beiden Kolben unterteilt und zu- sammengeflal1scht sind.

   9. Regelring nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Servomotorzylin- der (4 - 7) in an sich bekannter Weise jeweils das dem mit seitlichen Öffnungen versehenen Segment benachbarte Segment dient.

   10. Regelring nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbendichtungen (26) bzw. deren Träger zwischen den Verbindungsflanschen der beiden benachbarten Segmente eingesetzt sind.

   11. Regelring nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dichtung (26) bzw. der Dichtungsträger auf der dem Zylinder zugekehrten Seite und die Anschlussflansche mittels einer in einer einzigen Ebene liegenden Fläche berühren.

   12. Regelring nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils hintere Zylinderwand nahe an einer Stossstelle zwischen zwei benachbarten Segmenten eingeschweisst ist.

   13. Regelring nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass er in vertikaler Richtung auf einigen schmalen Gleitfüssen (34), erforderlichenfalls mit gegenüber angeordneten Gegenfüssen, abgestützt ist.

   14. Regelring nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben bzw. Doppelkolben auf je einer Platte (30) montiert sind, die durch seitliche Öffnungen (31, 32) des Regelringes hindurchragen und beiderseits vorzugsweise auf dem Turbinendeckel abgestützt sind. <Desc/Clms Page number 4>

   15. Regelring nach einem der Ansprüche l bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölzuführung in an sich bekannter Weise durch die Abstützung der Servomotorkolben und durch die Servomotorkolben selbst hindurch erfolgt und die Ölleitungen durch die Servomotorkolbenabstützungen nach aussen fortgesetzt und dort durch überwachbar Verschlüsse abgedeckt sind.