DE1297622B

DE1297622B - Hydraulic shaft turning device for steam or gas turbines

Info

Publication number: DE1297622B
Application number: DE1963M0059325
Authority: DE
Inventors: Leininger Rudolf
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1963-12-20
Filing date: 1963-12-20
Publication date: 1969-06-19

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Wellendrehvorrichtung für Dampf- oder Gasturbinen mit einem druckölbetriebenen, nach dem Verdrängungsprinzip arbeitenden Drehmotor und mit einer Überholkupplung.The invention relates to a hydraulic shaft rotating device for Steam or gas turbines with a pressure oil-operated, according to the displacement principle working rotary motor and with an overrunning clutch.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der deutschen Patentschrift 801310 bekannt. Sie befindet sich an einem Wellenende. Die Anordnung einer Andrehvorrichtung am Wellenende bringt aber erhebliche Schwierigkeiten mit sich, da, bei der normalerweise vorgesehenen direkten. Kupplung zwischen Turbine und Generator, an dem turbinenseitigen Wellenende die Hauptölpumpe und Regelvorrichtungen und an dem generatorseitigen Wellenende der Hilfserreger angeordnet sind.Such a device is from the German patent specification 801310 known. It is located at one end of the shaft. The arrangement of a turning device at the end of the shaft, however, brings with it considerable difficulties, there, with which normally provided direct. Coupling between turbine and generator on the turbine side Shaft end the main oil pump and control devices and on the generator side Shaft end of the auxiliary exciter are arranged.

Andererseits muß :eine derartige Andrehvorrichtung auch bei drehender Turbinenwelle mit einem hohen Maß an Stoßfreiheit eingerückt werden können. Das bedingt verhältnismäßig komplizierte Vorrichtungen, die am Wellenende keinen Platz haben.On the other hand, such a turning device must also be used when the Turbine shaft can be engaged with a high degree of shock resistance. That requires relatively complicated devices that do not have any space at the end of the shaft to have.

Die Aufgabe besteht darin, diesen Mangel zu beheben.The task is to remedy this deficiency.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Drehmotor ein an sich bekannter Flügelzellenmotor ist, dessen Läufer aus einer die Turbinenwelle ringförmig umgebenden Nabe und in dieser Nabe gleitenden Leistungsteilen besteht, daß die Mitnehmer der Überholkupplung als hydraulische Mitnehmerkolben ausgebildet sind, die durch den Druck des den Flügelzellenmotor antreibenden Drucköls eingerückt und durch Federkraft ausgerückt werden und in einem Mitnehmerrad angeordnet sind, das auf der Nabe in Umfangsrichtung um einen gewissen, durch Anschlagstifte begrenzten Weg frei gleiten kann und die Leitung, durch die das Drucköl in die Zylinder der Mitnehmerkolben zufließt bzw. aus ihnen abfließt, durch Bohrungen der Nabe und des Mitnehmerrades gebildet und so ausgebildet ist, daß das Mitnehmerrad in seiner einen Grenzstellung den Zufluß und in seiner anderen Grenzstellung den Abfluß des Drucköls zu, bzw. von den Zylindern der Mitnehmerkolben öffnet; und daß eine Bremsvorrichtung für das Mitnehmerrad vorgesehen ist.This object is achieved in that the rotary motor is a known per se Vane motor is whose rotor consists of a ring that surrounds the turbine shaft Hub and in this hub sliding power parts consists that the driver of the Overrunning clutch are designed as a hydraulic drive piston, which by the Pressure of the pressure oil driving the vane motor is engaged and by spring force are disengaged and are arranged in a drive wheel that is on the hub in Slide freely in the circumferential direction around a certain distance limited by stop pins can and the line through which the pressurized oil in the cylinders of the driving piston flows in or flows out of them, through holes in the hub and the driver wheel is formed and designed so that the driver wheel in its one limit position the inflow and in its other limit position the outflow of the pressure oil to or of the cylinders the drive piston opens; and that a braking device for the driver wheel is provided.

Hierdurch wird der technische Fortschritt erreicht, daß die Andrehvorrichtung in einem Raum angeordnet werden kann, der sonst ungenutzt bleibt, nämlich möglichst in oder an den Lagerböcken zwischen Turbine und Generator. Ferner wird durch diese Vorrichtung erreicht, daß für die Andrehvorrichtung eine beliebige Drehzahl gewählt werden kann, so daß der übergang beim Einkuppeln sanft vor sich geht.As a result, technical progress is achieved that the turning device can be arranged in a space that would otherwise remain unused, namely if possible in or on the bearing blocks between the turbine and generator. Furthermore, through this Device achieved that any speed selected for the turning device can be so that the transition is smooth when engaging.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch den Mantel des Flügelzellenmotors gemäß A -A der F i g. 2 mit eingesetztem Läufer, F i g. 2, linke Seite, einen Schnitt B-B der F i g. 1 und rechte Seite einen Schnitt C-C der F i g. 4, F i g. 3 einen Schnitt D-D der F i g. 2 und F i g. 4 einen Schnitt E-E der F i g. 2.In the drawings, an embodiment of the subject matter of the invention is explained. It shows F i g. 1 shows a cross section through the jacket of the vane motor according to A -A of FIG . 2 with an inserted runner, FIG. 2, left side, a section BB of FIG. 1 and right side a section CC of FIG. 4, fig. 3 shows a section DD of FIG. 2 and F i g. 4 shows a section EE of FIG. 2.

Die F i g. 2, 3 und 4 sind als Ausschnitte in vergrößerter Darstellung wiedergegeben.The F i g. 2, 3 and 4 are excerpts in an enlarged view reproduced.

Auf einem angedeuteten Lagerbock 1 gemäß F i g. 1, über den ein Lagerbockdeckel 2 gesetzt werden kann, ruht der mit dem Mantel 3 versehene Flügelzellenmotor, dessen Läufer mit 4 benannt ist, welcher eine Anzahl in Schlitzen 5 beweglich angeordneter Leistungsteile 6 aufweist, die an der inneren Mantelfläche 7 entlanggleiten. Bei 8 und 8' erfolgt der Druckölzulauf, während bei 9 und 9' der Ölablauf vorgesehen ist. Die Turbinenwelle ist bei 10 angedeutet, deren Kupplungsflansch mit 11 bezeichnet ist. Zwischen zwei benachbarten Leistungsteilen 6 bildet sich je eine Arbeitskammer 12. Bei 13 ist je eine Bohrung für den Drucköldurchlauf erkennbar, die sich im Läufer 4, und zwar diametral gegenüberliegend, befinden.On an indicated bearing block 1 according to FIG. 1, over which a bearing block cover 2 can be set, the vane motor provided with the jacket 3 rests, its Runner with 4 is named, which a number in slots 5 movably arranged Has power parts 6 which slide along the inner circumferential surface 7. at 8 and 8 'the pressure oil inlet takes place, while at 9 and 9' the oil outlet is provided is. The turbine shaft is indicated at 10, the coupling flange of which is denoted by 11 is. A working chamber is formed between two adjacent power parts 6 12. At 13 a hole for the pressure oil flow can be seen, which is located in the rotor 4, diametrically opposite, are located.

In F i g. 2 bzw. F i g. 3 ist bei 8 wieder der Druckölzulauf und bei 9 der Ölablauf angedeutet, während bei 12 eine Arbeitskammer erkennbar ist, die vom Mantel 3 umfangsseitig und den Seitenteilen 3 a und 3 b seitlich begrenzt ist. Mit 14 sind Lager benannt, mit deren Hilfe der Läufer 4 im feststehenden Gehäuse 3, 3 a, 3 b drehbar ist. Vom Druckölzulauf 8 führt eine Druckölbohrung 15 zur Bohrung 13, die sich im Läufer 4 befindet. Auf der Nabe 16 des Läufers 4 ist das Mitnehmerrad 17 aufgesetzt und durch einen Ring 18 axial gehalten. Zur Abbremsung des Mitnehmerrades 17 dient eine schematisch angedeutete Bremsvorrichtung 19. Mit 20 ist eine radiale Ablaufbohrung in der Nabe 16 bezeichnet. Die Bohrung 13 setzt sich über die radial geführten Bohrungsstücke 21 und 21' im Mitnehmerrad 17 in der Bohrung 22 fort. An diese Bohrung 22 schließt sich die Stichbohrung 23 zum Zylinder 32 an. Die Bohrungen 13 und 22 liegen parallel, während die Ablaufbohrung 20 und das Bohrungsstück 21' in Axialebenen liegen, die einen Winkel von etwa 10° einschließen, wie aus F i g. 3 erkennbar ist.In Fig. 2 and FIG. 3 is again the pressure oil inlet at 8 and at 9 the oil drain indicated, while at 12 a working chamber can be seen, the from the jacket 3 circumferentially and the side parts 3 a and 3 b is laterally limited. With 14 bearings are named, with the help of the rotor 4 in the fixed housing 3, 3 a, 3 b is rotatable. A pressure oil bore 15 leads from the pressurized oil inlet 8 to the bore 13, which is located in rotor 4. The driver wheel is on the hub 16 of the rotor 4 17 placed and held axially by a ring 18. For braking the driver wheel 17 is a schematically indicated braking device 19. With 20 is a radial The drain hole in the hub 16 is designated. The bore 13 is set over the radially guided bore pieces 21 and 21 'in the driver wheel 17 in the bore 22. At this bore 22 adjoins the branch bore 23 to the cylinder 32. The holes 13 and 22 are parallel, while the drain hole 20 and the bore piece 21 ' lie in axial planes which include an angle of about 10 °, as shown in FIG. 3 can be seen.

Der mit dem Kupplungsflansch 11 zusammenarbeitende Kupplungsflansch 24 weist an seinem Umfang zwei diametral angeordnete Mitnehmerzähne 25 auf, die im Bereich des Mitnehmerrades 17 liegen und mit einer senkrecht zur Umfangsrichtung liegenden Anschlagfläche 26 und einer zur Umfangsrichtung geneigten Rückenfläche 27 versehen sind. Mit 28 und 29 sind im Mitnehmerrad 17 befestigte Anschlagstifte benannt, die der Begrenzung der Gleitbewegung des Mitnehmerrades 17 um den Winkel von etwa 10° dienen und in eine Aussparung 30 der Nabe 16 hineinragen. Die Stichbohrung 23 endet nach der Darstellung gemäß F i g. 4 in einem zylindrischen Raum 31, der zu einem schräg zur Radialen gestellten Zylinder 32 gehört, in dem ein Mitnehmerkolben 33 durch die Zugkraft einer Feder 34 so festgehalten wird, daß bei fehlender Beaufschlagung durch das Drucköl aus der Stichbohrung 23 der Mitnehmerkolben 33 mit seiner Nase 35 innerhalb der Aussparung, d. h. innerhalb des inneren Umfanges der Nabe 16 und außerhalb des Wirkbereiches der Mitnehmerzähne 25 bleibt. Bei 36 ist ein Anschlagstift und bei 37 ein Gewindering angedeutet, in it dem die Spannung der Feder 34 einstellbar ist. Durch einen Gewindestopfen 38 wird der zylindrische Raum 31 nach außen abgeschlossen.The coupling flange 24 cooperating with the coupling flange 11 has two diametrically arranged driver teeth 25 on its circumference, which are located in the region of the driver wheel 17 and are provided with a stop surface 26 perpendicular to the circumferential direction and a back surface 27 inclined to the circumferential direction. Stop pins fastened in the driver wheel 17 are designated by 28 and 29, which serve to limit the sliding movement of the driver wheel 17 by an angle of approximately 10 ° and protrude into a recess 30 in the hub 16. The branch bore 23 ends as shown in FIG. 4 in a cylindrical space 31 belonging to a cylinder 32 inclined to the radial, in which a driving piston 33 is held in place by the tensile force of a spring 34 so that when there is no pressurized oil from the branch bore 23, the driving piston 33 with its nose 35 remains within the recess, ie within the inner circumference of the hub 16 and outside the effective area of the driver teeth 25. A stop pin is indicated at 36 and a threaded ring is indicated at 37, in which the tension of the spring 34 can be adjusted. The cylindrical space 31 is closed to the outside by a threaded plug 38.

Wenn das Drucköl zur Wellendrehvorrichtung über 8 bzw. 8' zugeführt wird, beginnt sich der Läufer 4 des Flügelzellenmotors zu drehen. Wird das Mitnehmerrad 17 mit der Bremsvorrichtung 19 abgebremst, so baut sich in den Bohrungen 15-13-21'-21-22-23 bis zum zylindrischen Raum 31 ein Öldruck auf und der Mitnehmerkolben 33 wird gegen die Kraft der Feder 34 aus dem Mitnehmerrad 17 und über den inneren Umfang der Nabe 16 hinaus herausgeschoben. Hierbei kommt die Nase 35 jedes Mitnehmerkolbens 33 mit einem der Mitnehmerzähne 25, die auf dem Kupplungsflansch 24 der Turbinenwelle 10 sitzen, in Eingriff und es treibt der Flügelzellenmotor die Turbinenwelle 10 an. Je nach Steuerung der Druckölmenge kann die Drehzahl der Turbinenwelle variiert werden. Wenn die Drehzahl der Turbinenwelle 10 größer als die der Drehvorrichtung ist, so löst sich der Mitnehmerzahn 25 von der Nase 35 und vom Mitnehmerkolben 33 ab. Der gegenüberliegende Mitnehmerzahn 25 läuft von rechts an die Mitnahmernase 35 heran und nimmt über den Mitnehmerkolben 33 das Mitnehmerrad 17 so lange, und zwar um den Winkel von etwa 10° mit, bis der Anschlagstift 28 an der Nabe 16 zur Anlage kommt. Hierdurch kommt das Bohrungsstück 21 mit der Ablaufbohrung 20 in Verbindung und der zylindrische Raum 31 wird drucklos. Die Feder 34 und die Rückenfläche 27 des Mitnehmerzahnes 25 schieben den Mitnehmerkolben 33 wieder in das Mitnehmerrad 17 hinein, wodurch die Verbindung zwischen dem Flügelzellenmotor und der Turbinenwelle 10 wieder gelöst ist.When the pressure oil is supplied to the shaft rotating device via 8 or 8 ', the rotor 4 of the vane motor begins to rotate. If the driver wheel 17 is braked with the braking device 19, an oil pressure builds up in the bores 15-13-21'-21-22-23 up to the cylindrical space 31 and the driver piston 33 is removed from the driver wheel against the force of the spring 34 17 and pushed out over the inner circumference of the hub 16. Here, the nose 35 of each driver piston 33 comes into engagement with one of the driver teeth 25, which are seated on the coupling flange 24 of the turbine shaft 10 , and the vane motor drives the turbine shaft 10 . The speed of the turbine shaft can be varied depending on the control of the amount of pressure oil. If the speed of the turbine shaft 10 is greater than that of the rotating device, the driver tooth 25 detaches itself from the nose 35 and from the driver piston 33. The opposite driver tooth 25 runs up to the driver nose 35 from the right and takes the driver wheel 17 via the driver piston 33, namely by an angle of about 10 °, until the stop pin 28 comes to rest on the hub 16. As a result, the bore piece 21 comes into contact with the drainage bore 20 and the cylindrical space 31 is depressurized. The spring 34 and the back surface 27 of the driving tooth 25 push the driving piston 33 back into the driving wheel 17 , whereby the connection between the vane motor and the turbine shaft 10 is released again.

Soll nun der Flügelzellenmotor zusammen mit dem Mitnehmerrad 17 mit der Turbinenwelle 10 wieder in Eingriff gebracht werden, so ist bei laufendem Flügelzellenmotor das Mitnehmerrad mittels der Bremsvorrichtung 19 so lange zu bremsen, bis das Bohrungsstück 21 mit dem Bohrungsstück 21' in Verbindung steht, wodurch der Mitnehmerkolben 33 beaufschlagt und wieder ausgefahren wird. Eine solche Bremsung kann hydraulisch oder auch mechanisch erfolgen.If the vane motor together with the driver wheel 17 is to be brought into engagement again with the turbine shaft 10 , the driver wheel is to be braked by means of the braking device 19 while the vane motor is running until the bore piece 21 is connected to the bore piece 21 ', whereby the Driving piston 33 is acted upon and extended again. Such braking can take place hydraulically or mechanically.

Claims

Claim: Hydraulic shaft rotating device for steam or gas turbines with a pressure-oil-operated rotary motor working according to the displacement principle and with an overrunning clutch, characterized in that the rotary motor is a vane motor (3, 4) known per se, the rotor (4) of which consists of a turbine shaft (10) ring-shaped surrounding hub (16) and in this hub (16) sliding power parts (6) is that the drivers of the overrunning clutch are designed as hydraulic driving pistons (33) which are engaged by the pressure of the pressure oil driving the vane motor and by spring force (Spring 34) are disengaged and are arranged in a driver wheel (17) which can slide freely on the hub (16) in the circumferential direction by a certain path limited by stop pins (28, 29), and the line through which the pressure oil The driving piston flows into or out of the cylinder (32) through bores (15, 13, 21, 22, 23, 21 'or 20) of the hub ( 16) and the driver wheel are formed and designed in such a way that the driver wheel opens the inflow in its one limit position and the discharge of the pressure oil to and from the cylinders (32) of the driver piston in its other limit position, and that a braking device (19) is provided for the driver wheel (17) .