Einrichtung zur Regelung des Neigungswinkels von Leitschaufeln einer Strömungsmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Regelung des Neigungswinkels von Leitschaufeln einer Strömungsmaschine.
Allgemein bekannt sind Einrichtungen zur Regelung des Neigungswinkels von Leitschaufeln eines Verdichters bezüglich des Arbeitsmittelstromes, von welchen jede mit ihrem getriebenen Element starr verbunden ist, um zusammen mit diesem während der Einwirkung der Betätigungsvorrichtung auf die getriebenen Elemente der Leitschaufeln gedreht zu werden.
Bei diesen bekannten Einrichtungen dienen als getriebene Elemente, welche mit den Leitschaufeln starr verbunden sind, Triebzahnräder, die mit einem zentralen Zahnrad in dauerndem Eingriff stehen, welches durch die Betätigungsvorrichtung angetrieben wird.
Zur Regelung des Neigungswinkels der Leitschaufeln wird dem zentralen Zahnrad die Bewegung von der Betätigungsvorrichtung erteilt.
Hierbei vollführen die Triebzahnräder, die mit dem zentralen Zahnrad in dauerndem Eingriff stehen, zusammen mit den Leitschaufeln eine Drehung bezüglich des Arbeitsmittelstroms um einen vorgegebenen Winkel.
Es sei darauf hingewiesen, dass die kinematische Kette, die die Leitschaufeln mit der Betätigungsvorrichtung verbindet, genauso wie jede andere, Glieder mit Zahneingriff enthaltende kinematische Kette Spiele aufweist, was sich auf die Lebensdauer der bekannten Einrichtungen ungünstig auswirkt.
Während der Arbeit des Verdichters vibrieren bei den bekannten Einrichtungen die in dem sich bewegenden Strom des Arbeitsmittels befindlichen Leitschaufeln, wobei infolgedessen auch die mit diesen Schaufeln starr verbundenen Elemente Schwingungen erfahren. Bei der Entstehung von Schwingungen ruft das Vorhandensein der vorstehend erwähnten Spiele wechselnde Stossbelastungen hervor, welche auf die Elemente und Baugruppen der Einrichtung einwirken und zu ihrer Zerstörung führen können.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung des genannten Nachteils.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Einrichtung zur Regelung des Neigungswinkels von Leitschaufeln einer Strömungsmaschine zu schaffen, bei welcher in der kinematischen Kette, die die Leitschaufeln mit der Betätigungsvorrichtung verbindet, die Beseitigung von Spielen vorgesehen wird.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe der vorgeschlagenen Einrichtung gelöst, in der gemäss der Erfindung die getriebenen Elemente aufeinanderfolgend zu einer kinematischen Kette mittels Zwischengliedern vereinigt sind, während die Betätigungsvorrichtung eine unabhängige Drehung der benachbarten getriebenen Elemente nach entgegengesetzten Seiten besorgen kann, wobei die erzeugte Spreizkraft zur Beseitigung von Spielen in dieser kinematischen Kette beiträgt.
Im folgenden wird die Erfindung an einem in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert.
In der vorgeschlagenen Einrichtung zur Regelung des Neigungswinkels der Leitschaufeln 1 einer Strömungsmaschine bezüglich des Arbeitsmittelstromes, von welchen jede mit ihrem getriebenen Element - einem Triebzahnrad 2 - starr verbunden ist, um zusammen mit diesem während der Einwirkung der Betätigungsvorrichtung auf diese getriebenen Elemente gedreht zu werden, die getriebenen Elemente aufeinanderfolgend zu einer kinematischen Kette mittels Zwischengliedern - den Zwischenzahnrädern 3 - vereinigt; die Betätigungsvorrichtung A erlaubt eine unabhängige Drehung der benachbarten getriebenen Elemente nach entgegengesetzten Seiten. Die dabei erzeugte Spreizkraft trägt zur Beseitigung von Spielen in dieser kinematischen Kette bei.
Die Betätigungsvorrichtung A besitzt zwei Antriebsglieder 4 und 5 entgegengesetzten Drehsinns. Die kinematische Kette, welche die Leitschaufeln 1 mit der Betätigungsvorrichtung A verbindet und in dauerndem Eingriff befindliche, aufeinanderfolgend angeordnete Trieb- (2) und Zwischenzahnräder 3 besitzt, ist auf der Strecke B zwischen zwei benachbarten Triebzahnrädern 2 unterbrochen.
Jedes von diesen Triebzahnrädern 2 ist mit einem der Antriebsglieder 4, 5 der Betätigungsvorrichtung verbunden.
Das erste Antriebsglied 4 erteilt den Gliedern der kinematischen Kette die Linksdrehung, während das zweite Antriebsglied 5 die Rechtsdrehung mitteilt.
Die vorgeschlagene Einrichtung wird wie folgt betrieben.
Das Antriebsglied 4 der Betätigungsvorrichtung A erteilt den Zahnrädern 2 und 3 die Linksdrehung. Hierbei vollführen die mit diesen Zahnrädern 2 starr verbundenen Schaufeln 1 eine Drehung um einen vorgegebenen Winkel bezüglich des Arbeitsmittelstromes der Strömungsmaschine. Hiernach stoppt man das Antriebsglied 4 ab.
Dann wird mittels des Antriebsgliedes 5 eine Drehung der Glieder der erwähnten kinematischen Kette in der zur vorangegangenen Drehung entgegengesetzten Richtung vorgenommen, wodurch man eine Spreizkraft erzeugt, welche die Beseitigung der Spiele im Eingriff der Zahnräder bewirkt. Daraufhin wird das Antriebsglied 5 ebenfalls abgestoppt.
Ist es erforderlich, die Leitschaufeln nach der umgekehrten Seite (nach rechts) hin zu verdrehen, wird die Drehung der Glieder der kinematischen Kette, die die Schaufeln mit der Betätigungsvorrichtung A verbindet, mit Hilfe des Antriebsgliedes 5 dieser Vorrichtung vorgenommen, während man die Drehung in entgegengesetzter Richtung der Glieder der kinematischen Kette, wodurch die Beseitigung der Spiele in dieser Kette erfolgt, mittels des Antriebsgliedes 4 durchführt.
Dadurch, dass in der kinerratischen, die Leitschaufeln mit ihrer Betätigungsvorrichtung verbindenden Kette während der Arbeit der Einrichtung Spiele beseitigt werden, werden wechselnde Stossbelastungen und Schwingungen ausgeschaltet, die auf die Elemente der Einrichtung einwirken.
Dies alles wirkt sich günstig auf die Lebensdauer der vorgeschlagenen Einrichtung aus, insbesondere bei deren Einsatz in Strömungsmaschinen mit einem Arbeitsmittel, welches eine erhebliche Dichte aufweist.
Device for regulating the angle of inclination of guide vanes of a flow machine
The invention relates to a device for regulating the angle of inclination of guide vanes of a turbomachine.
Generally known are devices for regulating the angle of inclination of guide vanes of a compressor with respect to the working medium flow, each of which is rigidly connected to its driven element in order to be rotated together with this during the action of the actuating device on the driven elements of the guide vanes.
In these known devices, the driven elements which are rigidly connected to the guide vanes are drive gears which are in permanent engagement with a central gear which is driven by the actuating device.
To regulate the angle of inclination of the guide vanes, the central gear wheel is given the movement by the actuating device.
Here, the drive gears, which are in permanent engagement with the central gear, rotate, together with the guide vanes, through a predetermined angle with respect to the working medium flow.
It should be noted that the kinematic chain connecting the guide vanes to the actuating device, like any other kinematic chain containing toothed links, has play, which has an adverse effect on the life of the known devices.
During the work of the compressor, in the known devices, the guide vanes located in the moving flow of the working medium vibrate, with the elements rigidly connected to these vanes also experiencing vibrations as a result. When vibrations arise, the presence of the aforementioned clearances causes alternating shock loads which act on the elements and assemblies of the device and can lead to their destruction.
The purpose of the present invention is to eliminate the aforementioned disadvantage.
The invention is based on the object of creating such a device for regulating the angle of inclination of guide vanes of a turbomachine, in which clearance is provided in the kinematic chain that connects the guide vanes to the actuating device.
This object is achieved with the aid of the proposed device, in which, according to the invention, the driven elements are successively combined into a kinematic chain by means of intermediate links, while the actuating device can provide an independent rotation of the adjacent driven elements in opposite directions, the spreading force generated for elimination of games in this kinematic chain.
In the following the invention is explained using an exemplary embodiment shown in the accompanying drawing.
In the proposed device for regulating the angle of inclination of the guide vanes 1 of a turbomachine with respect to the working medium flow, each of which is rigidly connected to its driven element - a drive gear 2 - in order to be rotated together with this during the action of the actuating device on these driven elements, the driven elements successively to form a kinematic chain by means of intermediate links - the intermediate gearwheels 3 - combined; the actuator A allows the adjacent driven elements to rotate independently in opposite directions. The spreading force generated in the process helps eliminate play in this kinematic chain.
The actuating device A has two drive members 4 and 5 in opposite directions of rotation. The kinematic chain, which connects the guide vanes 1 to the actuating device A and has continuously engaged, successively arranged drive (2) and intermediate gears 3, is interrupted on the path B between two adjacent drive gears 2.
Each of these drive gears 2 is connected to one of the drive members 4, 5 of the actuating device.
The first drive link 4 gives the links of the kinematic chain the left-hand rotation, while the second drive link 5 communicates the right-hand rotation.
The proposed facility operates as follows.
The drive member 4 of the actuating device A gives the gears 2 and 3 the left-hand rotation. Here, the blades 1 rigidly connected to these gears 2 rotate through a predetermined angle with respect to the working medium flow of the turbomachine. The drive member 4 is then stopped.
Then, by means of the drive member 5, the links of the above-mentioned kinematic chain are rotated in the opposite direction to the previous rotation, whereby a spreading force is generated which eliminates the play in the meshing of the gears. The drive member 5 is then also stopped.
If it is necessary to turn the guide vanes in the opposite direction (to the right), the rotation of the links of the kinematic chain connecting the vanes to the operating device A is carried out with the aid of the drive member 5 of this device, while the rotation in opposite direction of the links of the kinematic chain, whereby the elimination of the play in this chain is carried out by means of the drive link 4.
Since play is eliminated in the kinerratic chain connecting the guide vanes to their actuating device during the operation of the device, alternating shock loads and vibrations which act on the elements of the device are eliminated.
All of this has a favorable effect on the service life of the proposed device, especially when it is used in turbo machines with a working medium which has a considerable density.