CH398644A - Beschauflung mit Deckband für Turbinen oder Verdichter - Google Patents

Description

      Beschauflung    mit Deckband für Turbinen oder Verdichter    Die Erfindung betrifft     Beschauflungen    mit Deck  band für Turbinen oder Verdichter, bei denen das  Deckband aus einzelnen nicht starr miteinander ver  bundenen Deckplatten besteht.  



  Bei derartigen     Beschauflungen    ist es im allge  meinen erwünscht, insbesondere wenn die     Schaufeln     unter hoher Biegebeanspruchung stehen, die Deck  platten zur Vergrösserung der     Biegesteifigkeit    aus  zunutzen. Es genügt hierzu nicht, die     Deckplatten     benachbarter     Schaufeln        aneinander    anliegen zu las  sen, da dann alle     Schaufeln    unter der Biegebean  spruchung ausweichen und somit die Stützwirkung  ausbleibt.  



  Die Deckplatten können sich dabei der Durch  biegung der Schaufeln folgend     ungehindert    schräg  stellen, so dass sich für die Schaufeln     eine    ungünstige  Beanspruchung wie bei einem einseitig     eingespannten     Balken ergibt.  



  Nur wenn die Deckplatten gegen gegenseitiges  radiales Verschieben ihrer seitlichen Anlageflächen  gesichert     sind,    wirken sie wie eine     Einspannung,     wobei die Biegebeanspruchung der Schaufeln, ähn  lich wie bei einem an beiden Enden     eingespannten     Balken erheblich     vermindert    wird.  



  Es ist zwar     bekannt,    die Deckplatten benachbar  ter     Schaufeln    paarweise oder zu mehreren zu ver  schweissen oder durch     aufgenietete    Deckbänder mit  einander zu verbinden. Um Wärmedehnungen aus  gleichen zu können, lässt man aber zwischen den so  entstehenden Schaufelpaketen Spalte. An diesen Stel  len ist die Übertragungsmöglichkeit für die auftreten  den Kräfte unterbrochen. Im Gegensatz zu     Leit-          schaufeln    könnten Laufschaufeln mit üblicher Fuss  befestigung erst im eingebauten Zustand verschweisst  werden, so dass der Läufer     in,        beschaufeltem    Zustand  nochmals     geglüht    werden müsste.

   Ausserdem würde    eine Demontage der     Beschaufelung    erschwert sein,  da zuerst die     Schweissnähte    getrennt werden müssten.  Meistens wären die     Schaufeln    dann nicht wieder ver  wendbar.  



  Es ist auch bekannt, die Deckplatten in     Umfangs-          richtung    mit einer     schwalbenschwanzförmigen    Nut  zu versehen und in diese einen Keil     einzuschieben.     Ein solcher Keil bleibt     im    Verhältnis zum Quer  schnitt der Deckplatten schwach, so dass eine der  artige     Verbindung    zwar zur Übertragung von Zug  und     Druckspannungen    aber nicht von Schub- und  Biegespannungen geeignet ist.

       Ausserdem        müsste    der  Keil mindestens für die     übertragung    von Schub- und       Biegespannungen    sehr genau gearbeitet und     mit    sehr  wenig Spiel     eingepasst    werden, so dass er bei den     in     Turbinen auftretenden hohen Temperaturen leicht        festbrennen     könnte und eine Demontage der     Be-          schauflung    schwierig wäre.  



  Der     Erfindung        liegt    die Aufgabe     zugrunde,        eine          Beschauflung    für     Turbinen    oder Verdichter zu schaf  fen, bei der das Deckband aus     einzelnen    nicht starr       miteinander    verbundenen     Deckplatten        besteht    und bei  der unter Ausnutzung der Vorteile einer solchen       Beschauflung    die vorgenannten     Nachteile    vermieden  sind.

   Zu diesem Zweck stehen gemäss der     Erfindung     die Stirnseiten der Deckplatten so miteinander form  schlüssig     in    Eingriff, dass sie gegen durch Biege  beanspruchungen der     Schaufeln    verursachte radiale  Verschiebungen gesichert sind.  



  Bei der erfindungsgemässen     Beschauflung    ist eine  leichte     Montlerbarkeit    der Schaufeln gewährleistet  und     gleichzeitig    sichergestellt, dass sich die Deck  platten unter der     Wirkung    von an den     Schaufeln     angreifenden     Biegekräften    nicht schräg stellen kön  nen.

        Die Deckplatten können ohne gegenseitiges Spiel  eingebaut werden, wenn der Betrag des     Tangens    des  Winkels zwischen den     gegenseitigen    Berührungskan  ten der Deckplatten und einer diese Berührungskan  ten schneidenden, parallel zur Turbinen- oder     Ver-          dichterdrehachse    gelegten Geraden grösser ist als  der Reibungskoeffizient zwischen den Berührungs  flächen der Deckplatten. Nur dann erzielt man die  an sich bereits bekannte Wirkung, dass sich näm  lich die Wärmedehnungen durch Verdrehen der  Schaufeln um ihre Längsachsen ausgleichen können.  Dies ist ein zusätzlicher Vorteil, den alle anderen  zuvor     erwähnten    bekannten Verbindungsarten nicht  aufweisen.

   Um zu erreichen, dass die Deckplatten  auch ohne zu grosse Ansprüche an die Herstellungs  genauigkeit sicher aneinander anliegen, können die  Schaufeln so hergestellt sein, dass sie im     Einbau-          und    Betriebszustand eine     Torsiornsvorspannung    auf  weisen, die so gerichtet ist, dass die Deckplatten  benachbarter Schaufeln in     Umfangsrichtung        anein-          andergedrückt    werden.  



  Zur Verbesserung der Stützwirkung können die  Schaufeln ausserdem eine     Biegevorspannung    erhalten,  die so gerichtet ist, dass durch diese     Biegevorspannung     die     miteinander    in Eingriff stehenden, der gegen  seitigen Abstützung gegen radiale Verschiebungen  dienenden Flächen von 'benachbarten     Deckplatten     im Einbau- und Betriebszustand gegeneinander ge  drückt werden. Auch hierdurch können Bearbeitungs  ungenauigkeiten ausgeglichen werden.  



  Im folgenden wird die Erfindung an Hand einiger  Ausführungsbeispiele näher erläutert.  



  In     Fig.    1 sind     Leitschaufeln    1 mit Deckplatten 2  dargestellt. Die     Deckplatten    weisen seitlich einen  Versatz 3, 4 auf und stehen über diesen so mit  einander in     Eingriff    bzw. sind so miteinander ver  hängt, dass sich die     Deckplatten    durch die durch den  Pfeil 5     angedeutete    Umfangskraft nicht schräg stellen  können. Die Verhängung bewirkt dann, wie bereits  erwähnt, eine     Verminderung    der Biegebeanspruchung  der     Schaufeln.     



  Selbstverständlich können auch andere Arten von       Verhängungen    gewählt werden. So kann die Ver  hängung beispielsweise, wie in     Fig.2        angedeutet,     über eine Verzahnung oder, wie in     Fig.    3 dargestellt,  durch Bolzen 6 oder Keile erfolgen, die gegebenen  falls zur Sicherung gegen Herausfallen an ihren Enden  vernietet sein können.  



  Die Berührungskanten 7 und 8 der Deckplatten 2  können, wie beispielsweise in     Fig.    4 dargestellt ist,  zu einer zur Achsrichtung der Turbine oder des  Verdichters parallelen Richtung 9 einen so grossen  Neigungswinkel u erhalten, dass sie sich beim Auf  treten von Wärmedehnungen im Sinne     einer    Ver  kleinerung dieses Winkels verdrehen, so dass sich  der auf den     Beschauflungsumfang    projizierte Ab  stand der Kanten 7 und 8 zum Ausgleich dieser  Dehnungen vermindert.

       Damit    bei dieser Ausgleichs  bewegung keine Selbsthemmung durch Reibung auf  tritt, muss der     Betrag    des     Tangens    des     Winkels       zwischen der     Richtung    9 und den Kanten 7 und 8  grösser sein als der Reibungskoeffizient zwischen den  Berührungsflächen der Deckplatten. Um ein Klaffen  zwischen den     Berührungskanten,    beispielsweise bei  Temperaturänderungen zu vermeiden, kann die  Schaufel eine     Torsionsvorspannung    erhalten, die so  gerichtet ist, dass sie die Neigung der Kanten 7 und 8  zur Richtung 9 zu vergrössern trachtet.  



  Die Berührungsflächen zwischen den Deckplatten  können zur Verminderung der Reibung nach einem  der bekannten Verfahren behandelt sein.  



  Durch die vielen nicht starren     Verbindungsstellen     zwischen den Deckplatten reiben die Schaufeln beim  Auftreten von Schwingungen aneinander, so dass  diese gedämpft werden. Bei     Leitbeschauflungen    für  Gehäuse oder Zwischenböden mit     Teilfuge        kann    vor  teilhaft die Verhängung der     Deckplatten    zwischen  den Schaufeln an der Trennstelle genauso ausgeführt  werden wie an allen anderen Verbindungsstellen.  



  Die     Erfindung    beschränkt sich keinesfalls auf  das Ausführungsbeispiel, welches für     eine        Leit-          beschauflung    dargestellt wurde. Sie ist mit dem  gleichen Vorteil für     Laufradbeschauflungen    anwend  bar. Sie bietet für alle     Beschauflungen    mit Deckband  Vorteile, also auch für solche, bei denen mehrere       Schaufeln,    z.

   B. durch Schweissen starr     miteinander     verbunden     sind,    wobei dann nur die Trennstellen  zwischen den     einzelnen    Schaufelpaketen entspre  chende Verhängungen aufweisen bzw. die Schaufel  pakete an diesen Stellen in der     erfindungsgemässen     Weise miteinander formschlüssig in Eingriff stehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Beschauflung mit Deckband für Turbinen oder Verdichter, bei der das Deckband aus einzelnen nicht starr miteinander verbundenen Deckplatten be steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten der Deckplatten (2) so miteinander formschlüssig in Eingriff stehen, dass sie gegen durch Biegebean spruchungen der Schaufeln (1) verursachte radiale Verschiebungen gesichert sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Beschauflung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten der Deckplatten (2) einen Versatz (3, 4) aufweisen, durch dien jede Deckplatte mit der ihr benachbarten Deckplatte in Eingriff steht (Fig. 1). z. Beschauflung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatten (2) über an ihren Stirnseiten vorgesehene Verzahnungen mit ent sprechenden Verzahnungen -der benachbarten Deck platten in Eingriff stehen (Fig. 2).

   3. Beschauflung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatten (2) an ihren Stirnseiten Ausnehmungen für zwischen je zwei be nachbarte Deckplatten eingelegte Bolzen oder Keile (6) aufweisen, über die die Deckplatten miteinander in Eingriff stehen (Fig. 3). 4. Beschauflung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen oder Keile (6) an ihren Enden vernietet sind.

   5. Beschauflung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des Tangens des Winkels a zwischen den gegenseitigen Berührungskanten (7, 8) der Deck platten (2) und einer diese Berührungskanten schnei denden, parallel zur Turbinen- oder Verdichterdreh- achse gelegten Geraden (9) grösser ist als der Rei bungskoeffizient zwischen den Berührungsflächen der Deckplatten (2).

   6. Beschauflung nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsflächen zwischen den Deckplatten (2) zur Verminderung der Reibung behandelt sind. 7. Beschauflung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (1) eine Biegevorspannung erhalten, durch die die miteinander in Eingriff stehenden, der gegen seitigen Abstützung gegen radiale Verschiebungen dienenden Flächen benachbarter Deckplatten (2) im Einbau- und Betriebszustand gegeneinander gedrückt werden.

   B. Beschauflung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln (1) eine Torsionsvorspannung aufweisen, durch -die die miteinander in Eingriff stehenden Flächen benachbarter Deckplatten (2) im Einbau und Betriebszustand in Umfangsrichtung aneinander gedrückt werden.