AT513760B1

AT513760B1 - Apparatus and method for regulating vanes

Info

Publication number: AT513760B1
Application number: ATA50601/2012A
Authority: AT
Inventors: Thomas Ing Zöchbauer
Original assignee: Global Hydro Energy Gmbh
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2016-06-15
Also published as: AT513760A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regulierung von Leitschaufeln (6), umfassend mindestens eine Leitschaufel (6) und/oder ein Verbindungselement für eine Leitschaufel, mindestens ein Stellelement (3) und mindestens eine mechanische Anschlagseinheit, wobei die Leitschaufel (6) und/oder deren Verbindungselement, mittels des Stellelements (3) bewegt (geöffnet und/oder geschlossen) werden kann und die mechanische Anschlagseinheit mittels mindestens eines ersten Anschlagselements (4) und mindestens eines zweiten Anschlagselements die maximale und/oder minimale Öffnung mindestens einer Leitschaufel (6), bzw. eines Verbindungselements, begrenzt, wobei jedes erste Anschlagselement (4) dermaßen angeordnet ist, dass bei einer Verdrehung der Leitschaufel (6) und/oder des Verbindungselements relativ zum Stellelement (3) die Orientierung jedes ersten Anschlagselements (4) relativ zum Stellelement (3) nicht verändert wird.The invention relates to an apparatus and a method for regulating guide vanes (6), comprising at least one guide vane (6) and / or a connecting element for a guide vane, at least one adjusting element (3) and at least one mechanical stop unit, wherein the vane (6) and / or whose connecting element can be moved (opened and / or closed) by means of the adjusting element (3) and the mechanical stop unit by means of at least one first stop element (4) and at least one second stop element the maximum and / or minimum opening of at least one guide vane ( 6), or a connecting element, limited, wherein each first stop element (4) is arranged such that upon rotation of the guide vane (6) and / or the connecting element relative to the actuating element (3), the orientation of each first stop element (4) relative to the control element (3) is not changed.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regulierung von Leitschaufeln, vorzugsweise in einer Turbine oder einer Pumpe. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer Öffnungsbegrenzung von Leitschaufeln und einer Überlastregulierung mit motorischer Rückstellung.Description: The invention relates to a device and a method for the regulation of guide vanes, preferably in a turbine or a pump. In particular, the invention is concerned with an orifice restriction of vanes and overload control with engine reset.

[0002] In der Regel muss der Bauraum in einer Turbine so großzügig dimensioniert werden, dass jede Leitschaufel bis zu einem Winkel von 90° öffnen kann, d.h. eine vollständige Drehung der Leitschaufeln ohne Berührung mit anderen Bauteilen, z.B. mit den Laufschaufeln, muss möglich sein.In general, the space in a turbine must be so generously dimensioned that each vane can open up to an angle of 90 °, i. E. a complete rotation of the vanes without contact with other components, e.g. with the blades, must be possible.

[0003] Fremdkörper im Turbinenraum stellen hier, wie auch bei anderen Turbinen oder Kraftwerkspumpen eine große Gefahr dar.Foreign bodies in the turbine room are here, as well as other turbines or power plant pumps is a great danger.

[0004] Bei Turbinen oder Pumpen mit Leitschaufeln ist es von großem Nachteil, wenn Fremdkörper zwischen die Leitschaufeln und bewegte Elemente der Turbine/Pumpe, z.B. die Laufschaufeln der Laufräder, geraten und dort eingeklemmt werden. Eine Blockierung einzelner oder aller Laufschaufeln während des Betriebs kann bei Turbinen/Pumpen ohne diesbezügliche Sicherheitsvorrichtungen zu einer Beschädigung einzelner Schaufeln bis hin zur Zerstörung der Turbine/Pumpe führen.With turbines or pumps with vanes, it is a great disadvantage if foreign matter is present between the vanes and moving elements of the turbine / pump, e.g. the blades of the wheels, advised and trapped there. Blocking any or all blades during operation may result in turbine / pump failure without safety precautions, individual blade damage, or destruction of the turbine / pump.

[0005] Um mechanische Schädigungen zu verhindern, wird in einem solchen Falle oftmals mittels eines abscherbaren Bolzens als Überlast-Element zugelassen, dass sich eine Leitschaufel im Falle einer Blockierung durch Fremdkörper im Leitapparat weiter verdreht.In order to prevent mechanical damage, it is often allowed in such a case by means of a shear-off bolt as an overload element that a vane in the event of a blockage by foreign objects in the nozzle further twisted.

[0006] JP S59180069 A beschreibt eine Vorrichtung zur Verstellung von Leitschaufeln, die unter anderem auch eine mechanische Anschlagseinheit umfassend zwei Anschlagselemente A und B aufweist, welche die Öffnungsbewegung der Leitschaufel ausschließlich bei einer Überlast begrenzen.JP S59180069 A describes a device for adjusting vanes, which, inter alia, a mechanical stop unit comprising two stop elements A and B, which limit the opening movement of the vane exclusively in case of overload.

[0007] US 3060706 A beschreibt eine Leitschaufelverstellung für hydraulische Turbinen, wobei diese Schrift keine Kombination aus zwei einander zugeordneten Anschlagselementen offenbart, bei denen eines bei einer unkontrollierten Verdrehung der Leitschaufel relativ zum Stellelement im Hinblick auf das Stellelement unverändert bleibt und das andere relativ zur Haltestruktur der Leitschaufel Vorrichtung unbeweglich angeordnet ist.US 3,060,706 A describes a vane adjustment for hydraulic turbines, this document does not disclose a combination of two associated stop elements, in which one remains unchanged in an uncontrolled rotation of the vane relative to the actuator with respect to the actuator and the other relative to the support structure the vane device is immovably arranged.

[0008] DE 1503300 AI beschreibt eine Sicherung gegen Überbeanspruchung der Verstelleinrichtung für verstellbare Schaufeln von Strömungsmaschinen, insbesondere für Leitschaufeln von Francis- oder Kaplanturbinen, mit einer Einrichtung zur Begrenzung des vom Stellmotor über das Verstellgestänge auf den Leitschaufelstiel übertragbaren Drehmoments, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei das Verstellmoment übertragenden Teilen des Verstellmechanismus eine bei Überschreiten eines bestimmten Drehmoments ausrastende, ein verschiebbares Rastglied aufweisende Mitnehmereinrichtung angeordnet ist.DE 1503300 AI describes a safeguard against overuse of the adjustment for adjustable blades of turbomachinery, especially for vanes of Francis or Kaplan turbines, with a device for limiting the transferable from the actuator via the Verstellgestänge on the guide vane torque, characterized in that between two the adjusting torque transmitting parts of the adjusting mechanism is arranged on a disengaging a certain torque disengaging, a displaceable locking member having driving means.

[0009] AT 332325 B beschreibt eine Leitschaufel-Überlastsicherung an Strömungsmaschinen, insbesondere Rohrturbinen, bestehend aus einer Anzahl verstellbarer Leitschaufeln mit ihren in Lagern aufgenommenen Leitschaufelzapfen, die bei Einklemmen von Fremdkörpern zwischen zwei benachbarten Schaufeln durch eine Kugelarretierung von der Verstellbewegung der übrigen Schaufeln getrennt werden, wobei in Verlängerung des Leitschaufelzapfens ein Führungsdorn angeordnet ist, der über Federelemente, z.B. Tellerfedern, einen Anpressdruck auf eine Nabe ausübt.AT 332325 B describes a vane overload protection on turbomachines, in particular pipe turbines, consisting of a number of adjustable vanes with their housed in fins Leitschaufelzapfen which are separated when trapping foreign bodies between two adjacent blades by a ball lock of the adjustment of the remaining blades , wherein in extension of the Leitschaufelzapfens a guide pin is arranged, which via spring elements, eg Disc springs, a contact pressure exerts on a hub.

[0010] DE 19703810 AI beschreibt ein dickwandiges spannringähnliches Kraftübertragungselement, insbesondere einen Lenkerkopf für die Leitschaufeln einer Wasserturbine, wobei das Kraftübertragungselement einseitig mit einem durchgehenden Spalt geringer Breite sowie Schraubverbindungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt des spannringähnlichen Kraftübertragungselementes im Bereich der oberen Außenkante parallel zum Spalt mit einer Nut für die Aufnahme einer Aufweitvorrichtung versehen ist.DE 19703810 AI describes a thick-walled clamping ring-like power transmission element, in particular a handlebar head for the guide vanes of a water turbine, wherein the force transmission element is provided on one side with a continuous gap of small width and screw, characterized in that the gap of the clamping ring-like force transmission element in the upper outer edge is provided parallel to the gap with a groove for receiving a widening device.

[0011] Sollte dieser Fall eingetroffen sein, sind die Einzelkomponenten der gesamten Anlage zwar bis auf den Bolzen noch intakt, zur Ausrichtung der verdrehten Leitschaufel muss jedoch bisher das Überlast-Element zwischen Leitschaufel und Stellmechanismus gelöst und die Leitschaufel manuell in die richtige Stellung zurückgestellt werden. Die damit notwendige Stilllegung der Maschine zwecks Austauschs der beschädigten Teile führt zu unerwünschten Betriebsstörungen.If this case has arrived, the individual components of the entire system are still intact up to the bolt, but for the alignment of the twisted vane so far, the overload element between the vane and adjusting mechanism has been solved and the vane manually reset to the correct position , The necessary shutdown of the machine for the purpose of replacing the damaged parts leads to undesirable malfunctions.

[0012] Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu verhindern.The object of the present invention was to prevent the disadvantages of the prior art.

[0013] Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Regulierung von Leitschaufeln, insbesondere in einer Turbine oder Pumpe, gemäß der Ansprüche gelöst.This object is achieved with an apparatus and a method for the regulation of vanes, in particular in a turbine or pump, according to the claims.

[0014] In einem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Öffnung mindestens einer Leitschaufel mittels eines Stellelements durch mindestens eine, bevorzugt außerhalb des Leitapparates positionierten, mechanischen Anschlagseinheit begrenzt.In a method according to the invention, the opening of at least one guide vane is limited by means of an actuating element by at least one, preferably positioned outside of the diffuser, mechanical stop unit.

[0015] Insbesondere wird diese Begrenzung so gewählt, dass die Leitschaufel an der Begrenzungsposition dermaßen ausgerichtet ist, dass die Strömung während des Betriebs der Turbine an dieser Schaufel optimal ist. Durch eine solche Anordnung können im Vergleich mit Verfahren des Standes der Technik Bauteile eingespart und Kollisionen zwischen Leitschaufel und Laufrad verhindert werden.In particular, this limitation is chosen such that the vane is oriented at the limit position so that the flow during operation of the turbine on this blade is optimal. By virtue of such an arrangement components can be saved and collisions between the guide blade and the impeller can be prevented in comparison with methods of the prior art.

[0016] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist mindestens eine Leitschaufel und/oder mindestens ein Verbindungselement für eine Leitschaufel auf, die mit einem Stellelement gekoppelt ist, mit dem das Verbindungselement und/oder diese Leitschaufel bewegt (geöffnet und/oder geschlossen) werden kann. Zusätzlich weist die Vorrichtung eine Haltestruktur auf, welche dazu ausgelegt ist, die Gesamtvorrichtung in einer Turbine, oder Pumpe zu halten und, insbesondere außerhalb des Leitapparates, noch mindestens eine mechanische Anschlagseinheit auf, welche die maximale und/oder minimale Öffnung mindestens einer Leitschaufel, bzw. einem Verbindungselement, begrenzt. Insbesondere wird diese Begrenzung so gewählt, dass die Leitschaufel an der Begrenzungsposition dermaßen ausgerichtet ist, dass die Strömung während des Betriebs der Turbine an dieser Schaufel optimal ist.A device according to the invention comprises at least one vane and / or at least one connecting element for a vane, which is coupled to an actuating element, with which the connecting element and / or this vane moves (open and / or closed) can be. In addition, the device has a holding structure, which is designed to hold the entire device in a turbine or pump and, in particular outside the distributor, at least one mechanical stop unit, which has the maximum and / or minimum opening of at least one vane, or a connecting element, limited. In particular, this limitation is chosen such that the guide vane is oriented at the limit position so that the flow during operation of the turbine on this vane is optimal.

[0017] Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufel und/oder deren Verbin-dungselement, mittels des Stellelements bewegt (geöffnet und/oder geschlossen) werden kann und die mechanische Anschlagseinheit mittels mindestens eines ersten Anschlagselements und mindestens eines zweiten Anschlagselements die maximale und/oder minimale Öffnung mindestens einer Leitschaufel, bzw. eines Verbindungselements, begrenzt, wobei jedes erste Anschlagselement dermaßen angeordnet ist, dass bei einer Verdrehung der Leitschaufel und/oder des Verbindungselements relativ zum Stellelement die Orientierung jedes ersten Anschlagselements relativ zum Stellelement nicht verändert wird unverändert bleibt, dass das erste Anschlagselement bei Normalbelastung relativ zur Leitschaufel und/oder dem Stellelement unbeweglich angeordnet ist, und dass jedes zweite Anschlagselement relativ zur Haltestruktur der Leitschaufelvorrichtung unbeweglich angeordnet ist, und bei einer bestimmten Position der Leitschaufel bei Normalbelastung mit einem der ersten Anschlagselemente einen Formschluss herstellt.The invention is characterized in that the guide vane and / or its connec tion element, by means of the adjusting element moves (open and / or closed) and the mechanical stop unit by means of at least one first stop member and at least one second stop member the maximum and / or minimal opening of at least one vane, or a connecting element, limited, wherein each first stop element is arranged such that upon rotation of the vane and / or the connecting element relative to the actuator, the orientation of each first stop element is not changed relative to the actuating element remains unchanged in that the first stop element is immovably positioned under normal load relative to the guide vane and / or the adjusting element, and that each second stop element is arranged immovable relative to the supporting structure of the vane device, and at a certain position Guide vane under normal load with one of the first stop elements produces a positive connection.

[0018] Die Verbindungselement dient dazu, eine Leitschaufel mit dem jeweiligen Stellelement zu verbinden. Bevorzugte Verbindungselemente sind Achsen. Zum besseren Verständnis wird der Begriff 'Verbindungselement' im Folgenden durch 'Achse' ersetzt, obwohl auch andere Verbindungselemente als Achsen denkbar sind.The connecting element serves to connect a vane with the respective actuating element. Preferred fasteners are axles. For the sake of better understanding, the term 'connecting element' will be replaced by 'axis' below, although other connecting elements than axes are conceivable.

[0019] Obwohl die Vorrichtung zur Regulierung von Leitschaufeln in einer Turbine im Betrieb stets mit Leitschaufeln ausgestattet ist, wäre jedoch denkbar, dass Austauschvorrichtungen ohne Leitschaufeln bereitgestellt werden, die dann mittels ihrer Verbindungselemente (Achsen) mit den bereits vorhandenen Leitschaufeln verbunden werden. Daher ist in den folgenden Ausführungen, die Achsen nicht explizit erwähnen sondern lediglich Leitschaufeln auch der Fall mitzulesen, dass an Stelle der Leitschaufel lediglich ein Verbindungselement für eine Leitschaufel verwendet werden kann, an die später die betreffende Leitschaufel angebracht werden kann.Although the apparatus for regulating vanes in a turbine is always equipped with vanes in operation, it would be conceivable that replacement devices are provided without vanes, which are then connected by means of their fasteners (axes) with the existing vanes. Therefore, in the following explanations, the axes do not explicitly mention but only guide vanes also read the case that instead of the guide vane only one connecting element for a vane can be used, to which the relevant vane can be attached later.

[0020] In der Regel ist jede Leitschaufel durch die Stellelemente individuell verstellbar, es ist jedoch auch möglich, dass mehrere Leitschaufeln mit einem jeweiligen Stellelement gruppenweise verstellt werden. Die genannte Verstellung der Leitschaufeln ist bevorzugt eine Drehung um mindestens eine Körperachse der Leitschaufel, insbesondere eine einzige Körperachse.In general, each vane is individually adjustable by the adjusting elements, but it is also possible that a plurality of guide vanes are adjusted in groups with a respective actuator. Said adjustment of the guide vanes is preferably a rotation about at least one body axis of the guide vane, in particular a single body axis.

[0021] Durch die Anschlagseinheit wird diese Bewegung begrenzt. Im Falle einer Drehung würde die Leitschaufel im Normalfall, ohne eine zusätzliohe Verstellung, keine vollständige Drehung ausführen können sondern lediglieh eine Pendelbewegung.By the stop unit, this movement is limited. In the case of a rotation, the guide vane would normally, without an additional adjustment, can not perform a complete rotation but merely a pendulum motion.

[0022] In einer bevorzugten Ausführungsform verfügt die Leitschaufel über eine reibschlüssige Verbindung mit dem Stellelement. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die Leitschaufel über eine Achse mit dem Stellelement verbunden ist und die Achse mit dem Stellelement und/oder mit der Leitschaufel reibschlüssig verbunden ist.In a preferred embodiment, the vane has a frictional connection with the actuating element. This is preferably achieved in that the guide vane is connected via an axis with the adjusting element and the axis is frictionally connected to the adjusting element and / or with the guide vane.

[0023] Bevorzugt weist das System Leitschaufel-Stellelement, bzw. Leitschaufel-Achse-Stell-element mindestens ein Überlastelement auf, das im Falle einer Blockierung der betreffenden Leitschaufel, z.B. durch einen Fremdkörper, eine Verstellung derselben ermöglicht. Dieses Überlastelement ist dabei so gestaltet oder angeordnet, dass mindestens eine Leitschaufel im Leitapparat in der Lage ist, sich weiter zu verdrehen, als durch eine betreffende Anschlagseinheit bei normalem Betrieb zugelassen wird.Preferably, the system vane actuator, or vane-axis actuator element at least one overload element, which in case of blocking of the relevant vane, e.g. by a foreign body, an adjustment of the same allows. This overload element is designed or arranged so that at least one vane in the nozzle is able to turn further than is allowed by a relevant stop unit in normal operation.

[0024] Das Überlastelement ist bevorzugt zwischen Stellelement und Achse, Leitschaufel und Achse oder direkt zwischen Stellelement und Leitschaufel angeordnet.The overload element is preferably arranged between actuator and axis, vane and axis or directly between the control element and the guide vane.

[0025] Bevorzugte Überlastelemente sind Rutschkupplungen, die erreichen, dass eines der beiden mit dieser Kupplung verbundenen Elemente ab einem bestimmten, vorher einstellbaren Drehmoment durchrutscht.Preferred overload elements are slip clutches, which achieve that one of the two elements connected to this coupling slips from a certain, previously adjustable torque.

[0026] In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Leitschaufel fest mit einer Achse verbunden und die Achse ist in dem Stellelement angeordnet, insbesondere in einer Bohrung des Stellelements, und wird duroh ein Überlastelement mit dem Stellelement verbunden.In a preferred embodiment, the vane is fixedly connected to an axis and the axis is arranged in the adjusting element, in particular in a bore of the adjusting element, and is duroh an overload element connected to the actuating element.

[0027] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Leitschaufel über ein Überlastelement mit einer Achse verbunden, die ihrerseits mit dem Stellelement fest verbunden ist.In a further preferred embodiment, the guide vane is connected via an overload element with an axis, which in turn is fixedly connected to the actuating element.

[0028] Die Anschlagseinheit umfasst mindestens ein erstes Anschlagselement, welches relativ zur Leitschaufel bzw. dem Stellelement bei Normalbelastung unbeweglich angeordnet ist, und mindestens ein zweites Anschlagselement, das relativ zur Haltestruktur der Leitschaufel unbeweglich angeordnet ist und bei einer bestimmten Position der Leitschaufel mit einem der ersten Anschlagselemente einen Formschluss herstellt. Die Haltestruktur ist dabei eine Struktur, welche die gesamte Vorrichtung in der Turbine, bzw. der Pumpe, hält, z.B. ein Rahmen und/oder ein Lagerflansch.The stop unit comprises at least a first stop element, which is arranged immovable relative to the guide vane or the adjusting element under normal load, and at least one second stop element, which is arranged immovable relative to the support structure of the guide vane and at a certain position of the vane with one of first stop elements makes a positive connection. The support structure is a structure that holds the entire device in the turbine or the pump, e.g. a frame and / or a bearing flange.

[0029] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Leitschaufel, das Stellelement oder die diese beiden Elemente verbindende Achse mindestens ein mit dem jeweiligen Element fest verbundenes erstes Anschlagselement, und die Achse zwischen der Leitschaufel und dem Stellelement ist drehbar in einem Lagerflansch angeordnet, der mindestens ein zweites Anschlagselement umfasst.In a preferred embodiment, the guide vane, the actuator or the axis connecting these two elements comprises at least one fixedly connected to the respective element first stop element, and the axis between the vane and the adjusting element is rotatably arranged in a bearing flange, the at least one second stop element comprises.

[0030] In einer der oben aufgeführten bevorzugten Ausführungsformen, die mindestens ein Überlastelement aufweisen, ist jedes erste Überlastelement so angeordnet, dass sich bei Überlast die Leitschaufel, und insbesondere auch die Achse, relativ zum ersten Anschlagselement bewegen kann, und/oder dass sich der Lagerflansch mit dem zweiten Anschlagselement drehen kann.In one of the above-mentioned preferred embodiments, which have at least one overload element, each first overload element is arranged so that in case of overload, the guide vane, and in particular also the axis, can move relative to the first stop element, and / or that the Can turn bearing flange with the second stop element.

[0031] Bevorzugt ist jedes der ersten Anschlagselemente in den verschiedenen Konfigurationen wie folgt angeordnet: [0032] a) In dem Fall, dass Leitschaufel und Stellelement direkt über ein Überlastelement verbunden sind, ist jedes der ersten Anschlagselemente unbeweglich zum Stellelement angeordnet, die Leitschaufel kann sich bei Überlast jedoch relativ zu den ersten Anschlagselementen mittels des Überlastelements verdrehen.Preferably, each of the first stopper members in the various configurations is arranged as follows: a) In the case where the vane and the adjusting member are directly connected via an overload member, each of the first stopper members is disposed immovable to the actuator which can guide vane However, in case of overload, rotate relative to the first stop elements by means of the overload element.

[0033] b) In dem Fall, dass eine Achse mit dem Stellelement über ein Überlastelement verbunden ist (wobei an dem anderen Ende der Achse eine Leitschaufel fest angebracht oder an-bringbar ist), ist jedes der ersten Anschlagselemente unbeweglich zum Stellelement angeordnet, das System Leitsohaufel/Achse kann sich bei Überlast jedoch relativ zu den ersten Anschlagselementen mittels des Überlastelements verdrehen.B) In the case that an axis is connected to the actuator via an overload element (wherein at the other end of the axis a vane fixedly mounted or can be brought), each of the first stop elements is immovably arranged to the actuator, the System Leitsohaufel / axis may rotate in case of overload, however, relative to the first stop elements by means of the overload element.

[0034] c) In dem Fall, dass eine Achse fest mit einem Stellelement verbunden ist und eine Leitschaufel über ein Überlastelement mit der Achse verbunden oder verbindbar ist, ist jedes der ersten Ansehlagselemente unbeweglich zum Stellelement und der Achse angeordnet, die Leitsehaufel kann sieh bei Überlast relativ zu den ersten Anschlagselementen mittels des Überlastelements verdrehen, jedoch nicht die Achse.C) In the case that an axle is fixedly connected to an actuator and a vane via an overload element connected to the axle or connectable, each of the first Ansehlagselemente immovable to the actuator and the axis is arranged, the Leitsehaufel can see at Overload relative to the first stop elements by means of the overload element twist, but not the axis.

[0035] In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Rückstellung mindestens einer betreffenden Leitschaufel nicht durch ein direkt manuelles Richten der Leitschaufel, etwa durch einen Techniker, der die Leitschaufel ausrichtet, sondern durch motorische Bewegung des Stellelements.In a preferred embodiment, the provision of at least one relevant vane is not done by direct manual straightening of the vane, such as by a technician who aligns the vane, but by motorized movement of the control element.

[0036] Diese motorische Bewegung des Stellelements wiederum kann manuell erfolgen, also duroh direkte Steuerung des Stellelements durch einen Menschen oder vollautomatisch, etwa durch Steuerung des Stellelements durch einen Computer, der in diesem Falle Informationen über die Stellung der Leitsehaufel und des Stellelements empfängt und die relative Normalstellung zwisehen Leitsehaufel und Stellelement und die absolute Stellung der Leitsehaufel in der Anlage automatisch anfährt.This motor movement of the actuating element in turn can be done manually, so duroh direct control of the actuator by a human or fully automatic, such as by controlling the actuator by a computer that receives information about the position of Leitsehaufel and the control element in this case and the Relative normal position zwisehen Leitsehaufel and actuator and the absolute position of Leitsehaufel in the system automatically anfährt.

[0037] Dazu umfasst die Vorrichtung bevorzugt mindestens eine Ausrichtungseinheit, welche im Grunde eine weitere Anschlagseinheit darstellt und mindestens ein drittes Anschlagselement und mindestens ein viertes Anschlagselement umfasst, wobei jedes dritte Anschlagselement relativ zur Leitsehaufel unbeweglich angeordnet ist, und jedes vierte Anschlagselement relativ zur Haltestruktur der Leitsehaufel unbeweglich angeordnet ist und bei einer bestimmten Position der Leitsehaufel mit einem der dritten Anschlagselemente einen Formschluss herstellt.For this purpose, the device preferably comprises at least one alignment unit, which basically constitutes a further stop unit and comprises at least a third stop element and at least a fourth stop element, each third stop element is arranged immovable relative to the Leitsehaufel, and each fourth stop element relative to the support structure of Leitsehaufel is immovably arranged and produces a positive connection with one of the third stop elements at a certain position of Leitsehaufel.

[0038] Bevorzugt ist jedes der dritten Anschlagselemente in den verschiedenen Konfigurationen wie folgt angeordnet: [0039] a) In dem Fall, dass Leitsehaufel und Stellelement direkt über ein Überlastelement verbunden sind, ist jedes der dritten Anschlagselemente unbeweglich zur Leitsehaufel angeordnet, das Stellelement kann sich bei Überlast mittels des Überlastelements relativ zu den dritten Anschlagselementen verdrehen.Preferably, each of the third stopper members in the various configurations is arranged as follows: a) In the case that the leader and the actuator are directly connected via an overload member, each of the third stopper members is immovably positioned with respect to the leader, the actuator can to turn in case of overload by means of the overload element relative to the third stop elements.

[0040] b) In dem Fall, dass eine Achse mit dem Stellelement über ein Überlastelement verbunden ist (wobei an dem anderen Ende der Achse eine Leitsehaufel fest angebracht oder an-bringbar ist), ist jedes der dritten Anschlagselemente unbeweglich zur Achse angeordnet, das Stellelement kann sich bei Überlast mittels des Überlastelements relativ zu den dritten Anschlagselementen verdrehen.B) In the case that an axis is connected to the actuator via an overload element (wherein at the other end of the axis a Leitsehaufel is firmly attached or can be brought), each of the third stop elements is immovably arranged to the axis Control element can rotate in case of overload by means of the overload element relative to the third stop elements.

[0041] c) In dem Fall, dass eine Achse fest mit einem Stellelement verbunden ist und eine Leitsehaufel über ein Überlastelement mit der Achse verbunden oder verbindbar ist, ist jedes der dritten Anschlagselemente unbeweglich zur Leitsehaufel angeordnet, das das Stellelement kann sieh zusammen mit der Achse bei Überlast mittels des Überlastelements relativ zu den dritten Anschlagselementen verdrehen.C) In the event that an axis is fixedly connected to an actuator and a Leitsehaufel connected via an overload element with the axis or is connectable, each of the third stop elements is immovably arranged to Leitsehaufel that the actuator can see together with the Turn the axle in case of overload by means of the overload element relative to the third stop elements.

[0042] Somit bewirkt die Anschlagseinheit, dass bei Normalbelastung das System Leitschaufel-Stellelement nur in vorgegebenen Grenzen bewegt werden kann und bei Überlast diese Grenzen zumindest von der Leitsehaufel überschritten werden können, da sich diese mittels der Überlastelements relativ zu jedem ersten Anschlagselement bewegen kann.Thus, the abutment unit causes that at normal load the system vane actuator can be moved only within predetermined limits and overload these limits can be exceeded at least by the Leitsehaufel, as they can move relative to each first stop member by means of the overload element.

[0043] Im Falle des motorischen Ausrichtens einer verstellten Leitsehaufel in ihre ursprüngliche relative Position zum Stellelement kann diese gegen einen Anschlag der Ausrichtungseinheit gefahren werden. Ein weiterer Druck auf das Stellelement wird dann aufgrund der Blockierung der Leitsehaufel durch das betreffende dritte Anschlagselement das betreffende Stellelement mittels des Überlastelements relativ zur Leitschaufel bewegen. Dies kann so lange erfolgen, bis die relative Stellung Leitschaufel-Stellelement und damit die relative Stellung der Leitschaufel zu dem ersten Anschlagselement wieder der ursprünglichen Stellung der beiden Teile vor der Blockierung entspricht.In the case of the motorized alignment of an adjusted Leitsehaufel in its original relative position to the actuator this can be driven against a stop of the alignment unit. Further pressure on the actuator will then move due to the blocking of the Leitsehaufel by the relevant third stop element, the relevant actuator by means of the overload element relative to the guide vane. This can be done until the relative position guide vane actuator and thus the relative position of the vane to the first stop element again corresponds to the original position of the two parts before blocking.

[0044] Beispiele für eine erfindungsgemäße Ausführungsform sind in den Abbildungen dargestellt.Examples of an embodiment according to the invention are shown in the figures.

[0045] Fig. 1 zeigt perspektivisch den Aufbau einer erfindungsgemäßen Ausführungsform; [0046] Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform in einem seitlichen Schnitt.Fig. 1 shows in perspective the structure of an embodiment of the invention; Fig. 2 shows an embodiment of the invention in a lateral section.

[0047] In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform perspektivisch dargestellt.In Figure 1, an embodiment of the invention is shown in perspective.

[0048] Ein mit einer Rutschkupplung als Überlastelement 1 versehenes Stellelement 3 umfasst eine Achse 2 mit dem Überlastelement reibschlüssig, so dass sich die Achse 2 bei normaler Belastung mit diesem Stellelement 3 verdrehen lässt und bei auftreten eines Drehmomentes ab einem bestimmten Maximalwert sich durch das Überlastelement 1 relativ zu dem Stellelement verdreht.A provided with a slip clutch as overload element 1 actuator 3 comprises an axis 2 with the overload element frictionally, so that the axis 2 can rotate at normal load with this actuator 3 and when a torque occurs from a certain maximum value through the overload element 1 is rotated relative to the actuator.

[0049] Mit dem Stellelement 3 ist ein erstes Anschlagselement 4 verbunden, welches bei einer bestimmten Position der Achse mit einem zweiten an einem Lagerflansch 5 Anschlagselement formschlüssig schließt.With the adjusting element 3, a first stop element 4 is connected, which closes positively at a certain position of the axis with a second on a bearing flange 5 stop element.

[0050] Wird nun eine mit der Achse 2 verbundene Leitschaufel 6 mittels des Stellelements 3 auf eine bestimmte Position eingestellt, ist durch die Anschlagseinheit bestehend aus den beiden Anschlagselementen eine Verdrehung nur bis zu einem bestimmten Winkel möglich. Die Position, bei der die Anschlagselemente sich berühren sollte dabei diejenige sein, bei der ein optimales Verhalten der Turbine beobachtet wird.Now, if a connected to the axis 2 vane 6 is set by means of the adjusting element 3 to a certain position, a rotation is only possible up to a certain angle by the stop unit consisting of the two stop elements. The position at which the stop elements should touch should be the one at which optimal behavior of the turbine is observed.

[0051] Tritt nun der Fall ein, dass die Leitschaufel 6 mit einem beweglichen Teil der Turbine blockiert, z.B. durch einen Fremdkörper in der Turbine, steigt in der Vorrichtung das durch die mit der Leitschaufel 6 verbundene Achse 2 auf das Überlastelement 1 ausgeübte Drehmoment sprunghaft an und die Achse verdreht sich zusammen mit der Leitschaufel relativ zu dem ersten Anschlagselement bis das Drehmoment wieder absinkt.If it now occurs that the vane 6 is blocked with a movable part of the turbine, e.g. due to a foreign body in the turbine, the torque exerted on the overload element 1 by the axis 2 connected to the vane 6 increases abruptly in the device and the axis rotates together with the vane relative to the first stop element until the torque decreases again.

[0052] In Figur 2 ist der im Rahmen der Figur 1 geschilderte Aufbau noch einmal in Form eines seitlichen Schnittbildes dargestellt, wobei hier die Leitschaufel nicht mehr im Bild zu sehen ist.In Figure 2, the structure described in the context of Figure 1 is again shown in the form of a side sectional view, in which case the guide vane is no longer visible in the picture.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Überlastelement 2 Achse 3 Stellelement 4 Erstes Anschlagselement 5 Lagerflansch 6 LeitschaufelREFERENCE LIST 1 Overload element 2 Axle 3 Control element 4 First stop element 5 Bearing flange 6 Guide vane

Claims

claims

An apparatus for controlling vanes (6), comprising at least one vane (6) and / or a vane connection element, at least one control element (3), a support structure adapted to receive the entire device in a turbine or pump hold and at least one mechanical stop unit, characterized in that the guide vane (6) and / or its connecting element, by means of the adjusting element (3) moves (opened and / or closed) and the mechanical stop unit by means of at least one first stop element (4) and at least one second stop element delimits the maximum and / or minimum opening of at least one guide vane (6), or a connecting element, each first stop element (4) being arranged so that upon rotation of the vane (6) and / or the Connecting element relative to the adjusting element (3) the orientation of each first stop element (4) relative z to actuator (3) remains unchanged, that the first stop element (4) is immovable relative to the guide vane (6) and / or the adjusting element (3) is arranged immovable, and that each second stop element is arranged immovable relative to the support structure of the vane device, and at a certain position of the vane (6) under normal load with one of the first stop elements (4) produces a positive connection.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the guide vane (6) and / or the connecting element has a frictional connection with the adjusting element (3), wherein the guide vane (6) preferably via an axis (2) as a connecting element with the adjusting element (3) is connected and the axis (2) with the actuating element (3) and / or with the guide vane (6) is frictionally connected, wherein preferably the Leith sohaufel (6) fixedly connected to an axis (2), and the axis (2) is arranged in the adjusting element (3), in particular in a bore of the adjusting element (3).

3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the system connecting element adjusting element (3), the guide vane adjusting element (3), or guide vane Aohse actuator (3) at least one overload element (1), in the Case of a Blookierung the relevant Leithohaufel, eg by a foreign body, an adjustment thereof, said overload member (1) being designed or arranged in particular such that at least one guide vane (6) in the nozzle is capable of further rotation than permitted by a respective stop unit in normal operation is, is preferred as the overload element (1) at least one slip clutch.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the stop unit comprises at least one first stop element (4), which is arranged relative to the guide vane (6), the connecting element or the adjusting element (3) unbeweglioh under normal load.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the guide vane (6), the adjusting element (3) or the axis connecting these two elements (2) has at least one fixedly connected to the respective element first stop element (4) and the axis (2) between the vane (6) and the adjusting element (3) is rotatably arranged in a bearing flange (5) comprising at least one second stop element, preferably in this system an overload element (1) being arranged that in case of overload, the guide vane (6), and in particular the Aohse (2), relative to the first stop element (4) can move, and / or that sieh the bearing flange (5) can rotate with the second stop element.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device additionally comprises at least one alignment unit comprising at least a third stop element and at least a fourth stop element, each third stop element is arranged immovable relative to the guide vane (6), and every fourth Stop element relative to the support structure of the guide vane (6) is arranged immovable and at a certain position of the guide vane (6) with one of the third stop elements produces a positive connection, and wherein in particular each third stop element is arranged such that upon rotation of the vane (6) or the axis (2) relative to the control element (3) the orientation of each third stop element relative to the guide vane (6) or with a guide vane (6) firmly connected or firmly connectable axis (2) remains unchanged.

A method of controlling vanes (6) or vanes in a turbine or pump characterized by the steps of: - providing a vane control device (6) according to any one of claims 1 to 6, - limiting the maximum and / or or minimum opening of at least one vane (6), or a connecting element by means of an actuating element (3) by at least one mechanical stop unit comprising at least a first stop element (4) and at least one second stop element, wherein each first Ansehlagselement (4) is arranged so in that upon rotation of the vane (6) and / or the connecting element relative to the control element (3), the orientation of each first stop element (4) relative to the control element (3) remains unchanged, and that each second stop element is immovable relative to the support structure of the vane device is, and at a certain position the guide vane (6) produces a positive connection with one of the first stop elements (4) under normal load.