DE1428258B2

DE1428258B2 - Vorrichtung zum axialen verschieben des rotors eines turboverdichters mit axial verschiebbarem laufrad

Info

Publication number: DE1428258B2
Application number: DE19641428258
Authority: DE
Inventors: Hans Winthertur Benz (Schweiz)
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1964-02-14
Filing date: 1964-02-19
Publication date: 1972-05-10
Also published as: FR1423171A; BE659649A; SE311206B; NL6402775A; GB1074923A; DE1428258A1; CH411209A; US3367627A; NL125195C

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum axialen Verschieben des Rotors eines Turboverdichters mit axial verschiebbarem Laufrad, welches sich in Ruhestellung gegen eine im Gehäuse ausgebildete Dichtungsfläche stützt und die öffnung des Gehäuses des Turboverdichters verschließt, wobei für die gesamte Lagerung der Welle des Laufrades ein besonderes Lagergehäuse vorgesehen ist, das im Gehäuse des Turboverdichters in einer Führung axial verschiebbar angeordnet ist.

Ein Turboverdichter dieser Art ist z. B. aus der französischen Patentschrift 1 163 174 bekannt. Bei dieser bekannten Maschine müssen jedoch vor einer Verschiebung des Rotors die Bolzen von Hand gelöst werden, was umständlich ist. Falls der Turboverdichter ein Umwälzgebläse eines Atomkraftwerkes ist, kann es dabei auch zu lange dauern, bis der Verdichter im Falle eines Defektes abgestellt werden kann.

Die Erfindung hat die Schaffung einer Vorrichtung zum Ziel, durch welche die axiale Verschiebung des Rotors rasch und zuverlässig von einer zentralen Stel-Ie aus ausgeführt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse durch Bolzen in Betriebsstellung gehalten wird, von denen jeder einen Kolben aufweist, welcher in einem sich gegen das Lagergehäuse stützenden, mit Druckmittelanschluß versehenen Zylinderteil angeordnet ist, wobei ein im Zylinderteil wirkender Druck eine Dehnung des Bolzens und Entlastung eines quer zur Bewegungsrichtung des Lagergehäuses beweglichen Zwischenstückes, das zwischen den Bolzen und dem Lagergehäuse angeordnet ist, bewirkt, und daß ein fernsteuerbares Antriebsorgan zur Bewegung des Zwischenstückes aus seiner Betriebsstellung zwischen dem Bolzen und dem Lagergehäuse vorgesehen ist.

Die Erfindung wird an Hand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsform erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Gebiases zusammen mit einer schematischen Darstellung der Warte, von weicher aus die Betätigung erfolgt,

F i g. 2 den Befestigungsteil aus F i g. 1 in vergrößertem Maßstab und im Schnitt.

In F i g. 1 ist der Rotor 1 eines Umwälzgebläses auf einer Welle 2 in an sich bekannter Weise befestigt. Die Welle 2 ist in Lagern 3, 4 gelagert und führt durch eine Wellendichtung 5. In axialer Richtung ist die Welle durch ein Axiallager 6 geführt. Die Lager 3, 4 und 6 sowie die Wellendichtung 5 sind in einem besonderen Lagergehäuse 7 angeordnet. Das Lagergehäuse 7 ist in einem Gehäuse 8 in Achsenrichtung der Welle 2 verschiebbar geführt. Das Gehäuse 8 ist mit einer ringförmigen Dichtung 9 versehen, welche ^;mit ·■ einer entsprechend ausgebildeten Anschlagfläche des Rotors 1 zusammenwirkt.

Das Lagergehäuse 7 ist im Gehäuse 8 durch mehrere am Umfang des Gehäuses gleichmäßig verteilte Gewindebolzen 10 mit Mpttern 11 befestigt (s.

Fig. 2). Der Gewindebolzen 10 ist mit einem Teil vergrößerten Durchmessers versehen, welcher einen Kolben 12 bildet. Um den Kolben herum ist ein Zylinderteil 13 angeordnet, welcher mit einem Druckmittelanschluß 14 versehen ist und sich gegen einen Flansch 15 des Lagergehäuses 7 stützt. Die Mutter 11 drückt ihrerseits gegen einen Druckteil 16, der mit einem ringförmigen Kolben 17 versehen ist. Der zwischen dem Druckteil 16 und dem Kolben 17 gebildete Zylinderraum ist durch eine Leitung 18 ebenfalls an eine Druckmittelquelle anschließbar. Zwischen dem Druckteil 16 und dem Zylinderteil 13 befinden sich mehrere Zwischenstücke 20. Die Zwischenstücke 20 sind jedes mit einer schrägen Fläche 21 versehen, die sich in der gezeichneten Stellung in der Bewegungsrichtung des Ringkolbens 17 befindet, und stützen sich nach außen gegen Blattfedern 22. Das Lagergehäuse 7 ist außerdem noch mit am Umfang verteilten hydraulischen Zylindern 23 mit Kolben 24 versehen.

Jeder der Zylinder 23 ist durch eine Leitung 25 an eine Druckmittelquelle angeschlossen. Die Kolben 24 stützen sich gegen die Stirnfläche 26 des Gehäuses 8.

Während des Betriebes ist das Lagergehäuse 7 zusammen mit der Welle 2 im Bilde nach rechts verschoben (F i g. 2), so daß der Rotor 1 von der Dichtung 9 abgehoben ist. Die Welle 2 wird über den am Leitungsende dargestellten Flansch z. B. von einem Elektromotor angetrieben. Bei seiner Drehung be- ίο wirkt der Rotor 1 eine Umwälzung des Reaktorkühlmittels durch die in F i g. 1 gezeichneten Kanäle. Soll nun bei einer Stillegung des Gebläses der Rotor 1 in Abschlußstellung gebracht werden, so muß das Lagergehäuse 7 im Bilde nach links verschoben und in die dargestellte Abschlußstellung gebracht werden.

Das wird erfindungsgemäß auf die folgende Weise durchgeführt. Zuerst wird durch die Druckleitung 14 den Zylinderräumen der Zylinderteile 13 Druckmittel zugeführt, wobei die im Bilde nach links auf den Kolben wirkende Druckkraft jeweils den entsprechenden Gewindebolzen 10 dehnt. Die Druckkraft und die Dehnung sind dabei so groß gewählt, daß der auf die Zwischenstücke 20 wirkende Druck aufgehoben wird. Darauf wird durch die Leitung 18 Druckmittel in den Raum vor dem Kolben 17 gebracht, wodurch dieser eine Bewegung im Bilde nach rechts ausführt. Dadurch werden die Zwischenstücke 20 so weit auseinanderbewegt, daß sie aus dem Bereich des Druckteiles 16 kommen. Darauf wird die Druckmittelzufuhr in die Rohrleitung 14 gesperrt, und diese Leitung wird drucklos gemacht. Nun kann sich das Lagergehäuse 7 durch den von der rechten Seite wirkenden Überdruck des im Kreislauf befindlichen Reaktorkühlmittels im Bilde nach links bewegen. Nachdem das Lagergehäuse 7 einen gewissen Weg zurückgelegt hat und keine Gefahr besteht, daß die Zwischenstücke 20 durch die Federn 22 zurückgeschoben werden könnten, kann auch die Druckleitung 18 drucklos gemacht werden.

Sollte aus irgendeinem Grunde der Überdruck im Kreislauf des Kühlmittels oder z. B. bei vertikaler Anordnung das Gewicht des Lagergehäuses mit der Welle und dem Rotor zu einer axialen Verschiebung des Rotors nicht ausreichen, so können durch die Druckleitungen 25 die Zylinder 23 unter Druck gesetzt werden, wobei die Kolben 24 das Verschieben des Lagergehäuses 7 bewirken.

Soll umgekehrt nach einem Stillstand des Gebläses das Lagergehäuse 7 wieder im Bilde nach rechts verschoben werden, so wird durch die Leitung 14 der Zylinderraum des Zylinderteiles 13 unter Druck gesetzt. Dadurch wird das Lagergehäuse 7 im Bilde nach rechts verschoben und der Gewindebolzen 10 in der beschriebenen Weise gedehnt. Bei druckloser Leitung 18 können die Federn 22 die Zwischenstücke 20 zwischen den Zylinderteil 13 und den Druckteil 16 schieben. Nachdem die Zwischenstücke 20 eingeschoben sind, kann die Druckleitung 14 drucklos gemacht werden. Das Lagergehäuse 7 stützt sich darauf über den Zylinderteil 13, die Zwischenstücke 20 und den Druckteil 16 auf die Muttern 12.

Der untere Teil der Fig. 1 zeigt schematisch die Anlage zur Fernbetätigung und zur Steuerung der beschriebenen Funktion. Ein in der Bedienungswarte angeordnetes Steuerpult 30 weist elektrische Doppelschalter 31, 32 und je einen einfachen Schalter 34, 35 auf. Durch den Schalter 34 wird über eine entsprechende Leitung der Motor 36 einer Druckölpumpe 37 in Betrieb gesetzt. Die Ölpumpe 37 fördert Öl aus einer Leitung 38 in eine Druckleitung 40. An die Druckleitung 40 schließt sich die Leitung 25 mit einem elektromagnetischen Ventil 42 an, welche zum Zylinder 23 führt. Das elektromagnetische Ventil 42 wird vom Schalter 35 gesteuert. Außerdem schließt sich an die Druckleitung 40 eine Leitung 43 mit einem Überlaufventil 44 an. Das Überlaufventil 44 kann, wie dargestellt, ein elektrisch gesteuertes Ventil sein und über eine elektrische Leitung 45 von einem Einstellorgan 46 betätigt werden, wodurch eine Einstellung des Druckes in der hydraulischen Leitung 40 und in den Leitungen 41, 43 von der Warte aus möglich ist. An die Rohrleitung 40 schließen sich weiter noch zwei Leitungen 47, 48 an, wobei in der Rohrleitung 46 zwei elektromagnetische Ventile 49, 50 und in der Rohrleitung 48 Ventile 51, 52 hintereinandergeschaltet sind. Zwischen den Ventilen 49, 50 ist die Rohrleitung 14 an die Rohrleitung 47 angeschlossen, zwischen den Ventilen 51, 52 die Rohrleitung 18 an die Rohrleitung 48. Die Ventile 49, 50 werden durch Verstellen des Hebels des Schalters 32 in die linke oder die rechte Stellung betätigt, die Ventile 51, 52 durch eine entsprechende Betätigung des Hebels des Schalters 31.

Soll nun das Lagergehäuse 7 in Abschlußstellung gebracht werden, so wird nach einem Abstellen des Antriebsmotors durch den Schalter 34 die Pumpe der hydraulischen Anlage in Betrieb gesetzt und am Einstellorgan 46 der gewünschte Druck eingestellt. Darauf wird der Hebel des Schalters 32 in die rechte Stellung gebracht und das elektromagnetische Ventil 49 betätigt, derart, daß es die Zufuhr von Druckmittel in den Zylinderraum des Zylinderteiles 13 freigibt, wodurch der Gewindebolzen 10 gedehnt wird. Darauf wird durch eine Verstellung des Hebels des Schalters 31 nach links das Ventil 51 geöffnet und die Leitung 18 unter Druck gesetzt. Das bewirkt ein Verschieben des Kolbens 17 nach rechts und ein Herausschieben der Zwischenstücke 20. Unter Umständen kann jetzt durch den Schalter 35 das Ventil 42 geöffnet werden, so daß der Druck durch die Rohrleitung 41 in den Zylinder 23 gelangt. Darauf wird der Hebel des Schalters 32 aus der linken Stellung in die rechte Stellung gebracht, wodurch das Ventil 49 geschlossen und das Ventil 50 geöffnet wird. Damit wird der Druck im Zylinderteil 13 zum Verschwinden gebracht, und das Lagergehäuse 7 kann sich nun im Bilde nach links verschieben. Darauf kann durch den Schalter 31 die Rohrleitung 18 und durch den Schalter 35 auch die Rohrleitung 41 drucklos gemacht werden.

Zu einem Verschieben des Lagergehäuses 7 im Bilde nach rechts in die Betriebsstellung wird nach einer Inbetriebsetzung der Pumpanlage 36, 37 durch den Schalter 32 das Ventil 49 betätigt. Dadurch wird das Lagergehäuse 7 nach rechts verschoben, und die Zwischenstücke 20 werden durch die Federn 22 zwischen den Druckteil 16 und den Zylinderteil 13 gebracht. Der Betriebszustand wird durch ein Ausschalten des Ventils 49 und ein Einschalten des Ventils 50 erreicht. Darauf kann der Schalter 32 in Mittelstellung gebracht werden, in welcher keines der Ventile betätigt ist, und die hydraulische Anlage 36, 37 kann ausgeschaltet werden.

Es ist auch eine Ausführung denkbar, bei welcher

die Zylinder 13 und 23 zu einem einzigen, doppeltwirkenden Zylinder zusammengefaßt sind. Zu diesem Zwecke braucht nur die linke Seite des Zylinders 13 aus F i g. 2 abgeschlossen und mit einer hydraulischen Druckleitung, die der Leitung 25 entspricht, versehen werden. Außerdem ist es in diesem Falle erforderlich, den Zylinderteil 13 mit dem Flansch 15 auf eine Weise zu verbinden, die auch zum Übertragen von Zugkräften geeignet ist. Das kann z. B. auf die Weise geschehen, daß der Zylinder 13 mit einem Gewinde versehen wird, welches in ein entsprechendes Gewinde im Flansch 15 eingeschraubt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum axialen Verschieben des Rotors eines Turboverdichters mit axial verschiebbarem Laufrad, welches sich in Ruhestellung gegen eine im Gehäuse ausgebildete Dichtungsfläche stützt und die öffnung des Gehäuses des Turboverdichters verschließt, wobei für die gesamte Lagerung der Welle des Laufrades ein besonderes Lagergehäuse vorgesehen ist, das im Gehäuse des Turboverdichters in einer Führung axial verschiebbar angeordnet ist, dadurchgekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (7) durch Bolzen (10) in Betriebsstellung gehalten wird, von denen jeder einen Kolben (12) aufweist, welcher in einem sich gegen das Lagergehäuse (7) stützenden, mit Druckmittelanschluß (14) versehenen Zylinderteil (13) angeordnet ist, wobei ein im Zylinderteil (13) wirkender Druck eine Dehnung des Bolzens und Entlastung eines quer zur Bewegungsrichtung des Lagergehäuses (7) beweglichen Zwischenstückes (20), das zwischen den Bolzen (10) und dem Lagergehäuse (7) angeordnet ist, bewirkt, und daß ein fernsteuerbares Antriebsorgan (16, 17, 18) zur Bewegung des Zwischenstückes (20) aus seiner Betriebsstellung zwischen dem Bolzen (10) und dem Lagergehäuse (7) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (10) mit einer Mutter (11) versehen ist und daß das Zwischenstück (20) und das fernsteuerbare Organ zwischen der Mutter (11) und dem Zylinderteil (13) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das fernsteuerbare Organ einen Zylinder (16) aufweist, der einen durch Druckmittel betätigbaren Kolben (17) enthält, welcher Kolben mit einer abgeschrägten Fläche (21) des Zwischenstücks (20) zusammenwirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lagergehäuse (7) und dem Gehäuse (8) ein hydraulischer Zylinder (23) mit einem Kolben (24) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderteil (13) einen doppeltwirkenden Zylinderraum aufweist und derart ausgebildet ist, daß dieser sowohl Druckwie auch Zugkräfte auf das Lagergehäuse (7) ausüben kann.