DE1227704B

DE1227704B - Einrichtung zum Ausloesen eines Druckimpulses beim UEberschreiten der hoechstzulaessigen Lageaenderung von Maschinenteilen

Info

Publication number: DE1227704B
Application number: DEL34016A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Wittstock
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1959-08-21
Filing date: 1959-08-21
Publication date: 1966-10-27

Description

Einrichtung zum Auslösen eines Druckimpulses beim überschreiten der höchstzulässigen Lageänderung von Maschinenteilen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines zur Anzeige und/oder zur Auslösung einer Sicherheitseinrichtung dienenden hydraulischen oder pneumatischen Druckimpulses beim überschreiten einer höchstzulässigen Lageänderung eines umlaufenden Maschinenteiles gegenüber feststehenden Teilen, bei welcher die zur Übertragung des Druckiinpulses vorgesehene Druckleitung an einem feststehenden Teil gegenüber der Oberflächedes umlaufenden Maschinenteiles angeordnet ist und der Druck in dieser Druckleitung ungleich dem Druck in dem Raum ist, in welchem sich das umlaufende Maschinenteil befindet.
Häufig werden Störungen oder Beschädigungen an Maschinen mit umlaufenden Teilen dadurch hervorgerufen, daß sich diese Teile während des Betriebes verschieben und dabei an den feststehenden Teilen der Maschine anstreifen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Impuls zu erzeugen, wenn der Abstand zwischen dem umlaufenden Teil und den feststehenden Teilen unzulässig klein ist.
Es sind schon verschiedene Einrichtungen zum kontinuierlichen Messen des Abstandes von umlaufenden Maschinenteilen gegenüber feststehenden Teilen bekannt und ausgeführt worden, die nach mechanischen oder hydraulischen oder elektrischen Verfahren arbeiten. Als Beispiel für eine hydraulisch arbeitende Einrichtung sei eine Sicherheitsvorrichtung für Antriebsmaschinen, z. B. Dampf- und Gasturbinen angeführt, die bei Klotzlagerabnützung über ein zulässiges Maß ein Stillsetzen der Maschine herbeiführt. Bei dieser Vorrichtung ist in geringem Abstand vor einer Wellenstirnfläche eine Austrittsöffnung eines Druckölsystems so angeordnet, daß bei Abnutzung des Klotzlagers der Druck im Druckölsystem sinkt und daß in an sich bekannter Weise dieser Druck als Impuls für die Schnellschluß-Auslösevorrichtung der Treibmittelzufuhr dient. Weiterhin :sind elektrische Einrichtungen zum Messen des Radial- und Axialspieles an umlaufenden Maschinen unter Verwendung kapazitiver und induktiver Geber in verschiedenen Ausführungen bekanntgeworden.
Alle diese Einrichtungen sind ohne weiteres so auszuführen, daß sie beim überschreiten einer höchstzulässigen Lageänderung des umlaufenden Teiles gegenüber den feststehenden Teilen oder umgekehrt einen Einzelimpuls erzeugen, der entweder nur zur Anzeige oder aber zugleich zum Auslösen einer Sicherheitseinrichtung dient, bei deren Betätigung,die betreffende Maschine stillgesetzt und damit die Gefahr des Anstreifens vermieden wird. . Bei allen diesen Einrichtungen wird die eigentliche Meßgröße, also der Abstand zwischen umlaufenden und feststehenden Teilen in eine andere, mit dem Betrag des Abstandes in Zusammenhang stehende übertragungsgröße umgewandelt, so bei der schon angeführten hydraulischen Einrichtung in einen #Flüssigkeitsdruck und bei Einrichtungen mit induktiven und kapazitiven Gebern in induktive bzw. kapazitive Widerstände. Bei diesen Umwandlungen wirken stets andere Einflüsse, beispielsweise Temperaturänderungen an der Meßstelle, wegen der Temperaturabhängigkeit der Viskosität des Strömungsmittels, oder Änderungen der Drehzahl der umlaufenden Teile auf die übertragungsgröße ein und verfälschen somit das Meßergebnis. Daher sind manche dieser Einrichtungen zur Verwendung an solchen Stellen schlecht geeignet, bei denen während des Betriebes der Maschine starke Temperaturschwankungen auftreten. Weiterhin sind jene Einrichtungen wegen der Gefahr der Verschmutzung bzw. Verstopfung der Strömungskanäle, wegen ihrer Abhängigkeit von der Zufuhr von Energie für die Förderung,des Strömungsmittels und wegen ihres komplizierten Aufbaues sehr störanfällig. Es ist zwar möglich, den verfälsch-enden Einfluß von Störgrößen durch besondere Ausführungen und Maßnahmen zu verringern, doch bedarf es hierzu eines zusätzlichen Aufwandes. Oft ist es aus verschiedenen Gründen nicht zulässig, den Raum, in dem sich das umlaufende Maschinenteil befindet, mit dem aus der Strahlrohröffnung austretenden Strömungsmittel zu beaufschlagen. Daher können jene bekannten Einrichtungen oft überhaupt niüht oder nur an wenigen Stellen von Maschinen mit umlaufenden Teilen verwendet werden. Es gibt zwar auch direkt wirk-ende Sicherheitseinrichtungen ohne Umwandlung' von Meßgrößen in Übertragungsgrößen, wie es z. B. bei Druckminderungsventilen mit Schneidkanten oder Dornen zum öffnen elastischer Platten beim überschreiten höchstzulässiger Drücke erfolgt. Jedoch sind diese nicht zur überwach-ung ehier'vom Drucksystern -unabhängigen Größe vorgesehen. - Die Erfindung besteht,darin, daß der Abstand zwischen der dem Hohlteil zugewandten Endfläche des rotierenden Teiles und der diesem gegenüberliegenden Wandfläche des Druckrohres gleichder höchstzulässigen Lageänderung ist und ferner dadurch, daß der Druckimpuls durch Auftrennen der Wand der Druckleitung ausgelöst wirdund femerdadurch, daß ,das Auftrennen mittels !der über den Umfang des rotierenden -Maschinenteiles verteilten, mit schneiden- oder sägezahnförmig ausgebildeten Kanten versehenen Teilen erfolgt.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung beruht auf der zwar schon aus anderen Anwendungsgebieten bekannten Möglichkeit, einen Druckimpuls durch Herstellen eines Druckausgleiches zwischen zwei Räumen unterschiedlichen Innendruckes zu erzeugen. Die Anwendung dieser bekannten Möglichkeit zur Lösung der vorliegen-den Aufgabe ist aber gegenüber den schon bekannten Verfahren und Mitteln zur Lösung derselben Aufgabe aus folgenden Gründen besonders vorteilhaft: Bei der überwachung des Abstandes findet keine Umwandlung dieser Größe in eine andere Größe statt. Wegen des Fortfalls der Einwirkung von Störeinflüssen ist es ausgeschlossen, daß der Impuls schon vor oder erst nach überschreiten der höchstzulässigen Lageänderung ausgelöst wird.
Die Einrichtung nach der Erfindung benötigt im Gegensatz zu den schon bekannten Einrichtungen keine Hilfsenergie.
Die bei jenen Einrichtungen notwendigen Zusatzeinrichtungen zum Auslösen eines Einzelimpulses bei unzulässiger Verringerung des Abstandes entfallen.
Die Einrichtung nach der Erfindung zeichnet sich durch größte Einfachheit, weitestgehende Anwendbarkeit und hohe Betriebssicherheit aus.
Die Druckräume können direkt in den feststehenden Teilen der Maschine eingearbeitet sein. Sie können aber ebensogut in Hohlteilen angeordnet sein, die an den feststehenden Maschinenteilen in radialer und/oder axialer Richtung versteRbar und leicht auswechselbar befestigt sind.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung eignet sich besonders zur Anwendun g für Dampf- und Gasturbineu. Dabei können die Druckräume direkt an die Schnellschluß-Auslöseeinrichtung solcher Turbinen angeschlossen sein, so daß diese bei Gefahr des Anstreifens ausgelöst und die Turbine rechtzeitig still-,gesetzt wird.
In den Figuren der Zeichnung ist die Einrichtung gemäß der Erfindung in einer Anordnung an der Labyrinthdichtung einer Dampf- oder Gasturbine ,schematisch abgebildet.
Die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung wirkt gegen .unzulässig große Verschiebung in einer axialen Richtung; F i g. 2 zeigt die Einrichtung in einer Anordnung gegen zu große Lageänderung in radialer Richtun-; in F i g. 3 ist die Einrichtung so ausgebildet, daß sie bei unzulässig großen Lageveränderungen sowohl in radialerRichtung als auch in beiden axialen Richtungen ausgelöst wird.
In dem Hohlteil 11 ist der Druckraum 12 angeordnet, dessen Innendruck ungleich dem Außendruck an der betreffenden Stelle ist. Dieses Hohlteil 11 ist über eine Schraubverbindung 4 an dem feststehenden Außenring 31 der Labyrinthdichtung, 3 befestigt. Durch die Verstellbarkeit des Hohlteiles 11 mit Hilfe der Schraubverbindung 4 in axialer bzw. radialer Richtung ist es möglich, den Spalt oc zwischen dem Druckraum 12 und den schneidenförmigen Kanten 21 an der Maschinenwelle 2 so einzustellen, daß dieser in der betreffenden Richtung istets kleiner ist als der entsprechende Abstand der Dichtspitzen 32 von dem Außenring 31 der Labyrinthdichtung 3. Die Druckleitung 5 stellt die Verbindung zwischen dem Hohlteil 11 und einer Anzeigeeinrichtung und/oder einer SchnellschlußAuslöseeinrichtung der Turbine her. Sie verläuft durch den mit dem Flanschdeckel 7 abgeschlossenen Durchbruch 61 des Außengehäuses 6. Der Ausgleichsbogen 51 gestattet ungehinderte Wärrnebeweglichkeit :der Druckleitung 5 bei ungleichmäßiger Wärmedehnung des Außenringes 31 gegenüber dem Außengehäuse 6 der Maschine.
In F i g. 4 ist eine Draufsicht in Richtung A auf die verstellbare Schraubverbindung 4 zwischen dem Hohlteil 11 und dem Außenring 31 der Fi g. 3 wiedergegeben.
F i g. 5 zeigt den Querschnitt des Hohlteiles 11 entlang der Schnittlinie B-C.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Erzeugung eines zur Anzeige und/oder zur Auslösung einer Sicherheitseinrichtung dienenden hydraulischen oder pneumatischen Druckimpulses beim überschreiten einer höchstzulässigen Lageänderung eines umlaufenden Maschinenteiles gegenüber feststehenden Teilen, bei welcher die zur übertragung des Druckimpulses vorgesehene Druckleitung an einem feststehenden Teil gegenüber der Oberfläche des umlaufenden Maschinenteilesangeo.rdnet ist und der Druck in dieser Druckleitune, ungleich dem Druck in dem Raum ist, in welchem sich das =laufende Maschinenteil befindet, d a - durch gekennzeichnet, daß der Abstand* zwischen der dem Hohlteil(11) zugewandten Endfläche -des rotierenden Teiles(21) und der diesem gegenüberliegenden Wandfläche des Druckrohres (12) gleich der höchstzulässigen Lageäirderung ist und ferner dadurch, daß der Druckimpuls durch Auftrennen der Wand der Druckleitung ausgelöst wird und ferner dadurch, daß das Auftrennen mittels der über den Umfang des rotierenden Maschinenteiles verteilten, mit schneiden- oder sägezahnförmig -ausgebildeten Kanten versehenen Teilen (21) erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckräume (12) in den feststehenden Teilen (31) der Maschine eingearbeitet sind. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckräume (12) in von den feststehenden Maschinenteilen (31) gesonderten Hohlteilen (11) befinden, welche an diesen in radialer und/oder axialer Richtung verstellbar und leicht auswechselbar befestigt sind. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch dhre Anwendung für Dampf- und Gasturbinen -und durch den Anschluß der Druckräume (12) an die Schnellschluß-Auslöseeinrichtungen dieser Turbinen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 47 855, 48 607, 847 539; deutsche Auslegeschriften Nr. 1008 750, 1024 524; französische Patentschrift Nr. 1079 901.