DE1043976B

DE1043976B - Regeleinrichtung fuer das Leitrad einer Wasserturbine oder einer Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE1043976B
Application number: DEE8709A
Authority: DE
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1954-03-12
Filing date: 1954-03-12
Publication date: 1958-11-13
Also published as: CH320875A

Description

Regeleinrichtung für das Leitrad einer Wasserturbine oder einer Kreiselpumpe Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für das Leitrad einer Wasserturbine oder einer Kreiselpumpe mit einem Regelring, der durch mindestens einen Ringstellmotor mit fest auf dem Maschinendeckel angeordneten Stellmotorzylindern und einem Ringkolben bewegt wird, dessen Schwerpunktkreis mit dem Schwerpunktkreis der Regelringquersehnitte zumindest angenähert in gleicher Ebene liegt.
Die Regelung von Wasserturbinen oder von Kreiselpumpen erfolgt im allgemeinen mit sogenannten Finkschen Drehschaufeln in Verbindung mit einem Regelring, wobei dieser Regelring meistens durch einen oder mehrere hydraulische Stellmotoren verdreht wird. In neuerer Zeit werden diese Stellmotoren vielfach als sogenannte Ringstellmotoren ausgeführt. Es liegt nahe, den Ringstellmotoren dieselbe Drehachse zu geben wie dem Regelring, welcher sich um die Turbinenachse als Drehzentrum dreht.
Bei den bisher bekanntgewordenen Ausführungen sind entweder die Stellmotorkolben oder die Stellmotorzylinder starr mit dem Regelring verbunden. Aus konstruktiven Gründen, insbesondere wenn eine geringe Bauhöhe erstrebt wird, liegt meistens der Schwerpunktkreis des Ringstellmotors innerhalb des Schwerpunktkreises des Regelringes. Dies bedeutet, daß bei starrer Verbindung des Ringstellmotors mit dem Regelring zusätzliche Biegungsmomente auftreten, welche in Anbetracht ihrer Größe eine verstärkte Ausführung bzw. eine Ausführung des Regelringes in Stahlguß bedingen. Die Verwendung der gleichen Drehachse für den Regelring wie für die Ringstellmotoren hat überdies den Nachteil, daß namentlich bei größeren Turbinen der Ringdurchmesser des Kolbens sehr groß wird. Zur Bearbeitung des Ringkolbens sind infolgedessen verhältnismäßig große und teure Bearbeitungsmaschinen erforderlich.
Es sind nun auch kleinere Stellmotoren mit Ringkolben bekannt, bei denen die Verstellbewegung durch Drehen um die Drehachse des Stellmotors übertragen wird. Diese Stellmotoren sind aber für die großen, bei den genannten Regeleinrichtungen auftretenden Verstellkräfte nicht geeignet.
Weiter ist eine Regeleinrichtung mit geradachsigen Verstellmotoren bekannt, bei der die Kolben über Stangen beweglich mit dem Regelring verbunden sind. Bei dieser Ausführung greifen die Verstellkräfte jedoch über am Regelring befestigte, weit ausladende Hebel an, so daß der Regelring großer Biegebeanspruchung ausgesetzt ist.
Die geschilderten Nachteile der bekannten Ausführungen werden bei einer Regeleinrichtung der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der Ringstellmotor innerhalb des Umfanges des Regelringes mit seiner Drehachse parallel zur Maschinenachse angeordnet ist und der Ringkolben durch Laschen gelenkig mit dem Regelring verbunden ist.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes als Beispiel dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Teil der Regeleinrichtung einer Wasserturbine in einem Schnitt durch die Turbinenachse und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. Finksc'he Drehschaufeln 1 werden in üblicher Weise über Verstellhebel 2 und Lenker 3 durch einen Regelring 4 verstellt. Innenhalb des Umfanges des Regelringes befindet sich der Ringstellmotor. Im vorliegenden Beispiel ist nur ein Ringstellmotor gezeichnet. Es können jedoch, wie in der Praxis üblich, zwei oder mehr Ringstellmotoren vorgesehen werden. Jeder Ringstellmotor besteht aus einem doppelseitigen Ringkolben 5 und zwei Stellmotorzylindern 6. Die Drehachse 7 des Ringstellmotors verläuft außerhalb der Turbinenachse 8 parallel zu dieser und innerhalb des Regelringes 4. Die Verbindung des Ringkolbens mit der Drehachse erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel mittels zweier plattenförmiger Hebel 9 und 10. Der Ringkolben ist mit dem Regelring nicht starr, sondern gelenkig mittels zweier Laschen 11 und 12 verbunden.
Die Verstellkraft wird dabei ohne Umweg vom Ringkolben auf den Regelring übertragen.
Der Ringkolben 5 ist seinerseits so stark gekrümmt, daß sich die Stellmotorzylinder 6 ohne konstruktive Schwierigkeiten innerhalb des Regelringes anordnen lassen und so keinen zusätzlichen Platz auf dem Turbinendeckel benötigen.
Die starke Krümmung des Ringkolbens ermöglicht auch bei großen Wasserturbinen eine Bearbeitung des Kolbens auf verhältnismäßig kleinen Bearbeitungsmaschinen. Zudem sind die Ringstellmotoren notfalls leicht aus- und einbaubar. = Im Bereich des Ringstellmotors ist der Regelring im vorliegenden Beispiel mit U-förmigem Profil ausgeführt. Der ringförmige Stellmotorkodben 5 ragt hierbei soweit in den Regelring hinein, daß der Schwerpunktkreis 13 des Ringkolbens sehr nahe an den Schwerpunktkreis 14 des Regelringes herankommt.
Die Laschen 11, 12 liegen angenähert in der axialen Projektion des Schwerpunktkreises 14 der Regelringquerschnitte; wodurch die Verstellkraft tangential in den Regelring eingeleitet wird und so den Regelring nicht auf Biegung beansprucht.
Der Ein- und Ausbau der Ringstellmotoren wird bei der gezeigten Ausführung dadurch erleichtert, daß der Regelring im Bereich des Ringstellmotors oben eine deckelförmige, abnehmbare Versteifungsplatte 16 aufweist. Der Ringstellmotor ist auf dem Turbinendeckel 17 befestigt. Ferner ist das Lager der Stellmotordrehachse 7 über ein Verbindungsstück 18 mit den Stellmotorzylindern 6 verbunden. Die Stellmotorkolben 5 sind in den Stellmotorzylindern 6 in bekannter Weise durch Stopfbuchsen abgedichtet.
Statt Kreisquerschnitte können die Ringkolben in bekannter Weise auch andere Ouerschnittsformen, beispielsweise die -eines Rechteckes oder Quadrates aufweisen.
Die am Beispiel einer Wasserturbine dargestellte Regeleinrichtung läßt sich sinngemäß auch für eine Pumpe verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. - Regeleinrichtung für das Leitrad einer Wasserturbine oder einer Kreiselpumpe mit einem Regelring,- der durch mindestens einen Ringstellmotor mit fest auf dem Maschinendeckel angeordneten Stellmotorzylindern und einem Ringkolben bewegt "wird, dessen Schwerpunktkreis mit dem Schwerpunktkreis der Regelringquerschnitte zumindest angenähert in gleicher Ebene liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringstellmotor (5, 6) innerhalb des Umfanges des Regelringes (4) mit seiner Drehachse (7) parallel zur Maschinenachse (8) angeordnet ist und der Ringkolben (5) durch Laschen (11, 12) gelenkig mit dem Regelring (4) verbunden ist.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiähnet, daß däs -Läger der Stellmotordrehachse (7) über ein Verbindungsstück (18) mit den Stellmotorzylindern (6) verbunden ist.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (5) in das in seinem Bereich U-förmige Querschnittsprofil des Regelringes (4) hineinreicht und die Laschen (11, 12) angenähert in der axialen Projektion des Schwerpunktkreises (14) der Regelringquerscbnitte liegen.
4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringstellmotor (5, 6) nach Abnehmen einer über ihm befindlichen, einen Teil des Regelringes (4). bildenden Versteifungsplatte (16) nach oben in Richtung der Maschinenachse (8) ausbaubar ist. . In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 872 000, 887 030; schweizerische Patentschrift Nr. 231549; USA.-Patentschrift Nr. 1706 372.