Anordnung zum Schubausgleich von Kreiselmaschinen, inabes. Dampfturbine
In den meisten. Maschinen zur Verdichtung oder Entspannung eines Arbeitsmittels
(Turbinen, Pumpen, Gebläse, Schraubenantrieb für Schiffe usw.) übt das Arbeitsmittel
einen Schub auf den Läufer aus, der beträchtliche Werte annehmen kanh Un den Schub
zu beherrschen, bestehen zwei Möglichkeiten : Entweder man sieht Baumittel vor,
die kräftig genug sind,
um den Schub aufzunehmen oder man fuhrt eine dem Schub ent-
sprechende Gegenkraft ein Häufig werden beide Massnahmen
gleichzeitig angewendete Zur Aufnahme des Schuhes dienen
die bekannten Blooklager mit ihren vielen Bauformen. Der
Schubausgleich kann entweder dadurch herbeigeführt werden,
dass man betriebsmäßig vom Arbeitsmittel beaufschlagte Flächen gegeneinander schaltet,
so dassjsich die gegengerichteten Schübe mehr oder weniger ausgleichen, oder man
baut
zusätzliche Schubausgleichflächen ein. die vom Arbeitsmittel entgegen dem betriebemässig
auftretenden Schub beaufschlagt werden. Vielfach wird der Schubausgleich durch Gegenschaltung
oder durch zusätzliche Schubausgleichflächen durch
Blooklager ergänzte sei es,, um bei Störungen des Schubaua-
gleiches innerhalb der Maschine eine gewisse Sicherheit gegen Maschinenschäden zu
schaffen, sei es, um bauliche günstigere Verhältnisse herbeizuführen, als die, welche
man
- iiux ein
durch die Anwendung nur eines dieser Mittel erreichen könnte.
c
Eine dritte Möglichkeit des Schubausgleiches besteht nach
einem älteren Vorschlag darin, eine Fremdkraft in Fora eines
magnetischen Gegenfeldes einzuführen, dessen Grösse derart
gewählt wird, dass es dem in der Maschine auftretenden
Schub das Gleichgewicht hält, Es wird also etwa der in einer
C>
Kreiselpumpe durch die Förderflüssigkeit auftretende Schub mit dem Schub eines magnetischen
Feldes ins Gleichgewicht gesetzte ao dass die Welle schubfrei ist, ohne dass es
eines BlScklagers zur Aufnahme des Schubes oder zusätzlicher beaufschlagter Flächen
zum Ausleich des Schubes bedürfte. Die Erfindugn betrifft ebenfalls diese Art des
Schubausgleiches.Arrangement for thrust compensation of gyroscopes, inabes. Steam turbine in most. Machines for compression or expansion of a work medium (turbines, pumps, blowers, screw drives for ships, etc.), the work medium exerts a thrust on the rotor, which can assume considerable values. There are two possibilities to master the thrust: Either one provides construction means who are strong enough to absorb the thrust or you can take one of the thrust
Speaking drag an often both measures
used at the same time to accommodate the shoe
the well-known blook bearings with their many designs. Of the
Thrust compensation can either be brought about by
that during operational work the surfaces acted upon by the work equipment are switched against one another, so that the opposing thrusts more or less compensate, or additional thrust compensation surfaces are built in. which are acted upon by the work equipment against the thrust occurring during operational operations. Often the thrust compensation is achieved by counter switching or by additional thrust compensation surfaces Blooklager added it, in order to be able to
the same to create a certain security against machine damage within the machine, be it to bring about structural conditions that are more favorable than those which one can - iiux a
could achieve by using just one of these means.
c
There is a third possibility of thrust compensation after
an older suggestion in hiring a stranger in fora one
Introduce magnetic opposing field, the size of which
it is chosen that it is the one occurring in the machine
Thrust keeps the balance, so it'll be about the one in a
C>
Centrifugal pump thrust occurring through the pumped liquid is balanced with the thrust of a magnetic field so that the shaft is thrust-free without the need for a thrust bearing to absorb the thrust or additional impacted surfaces to compensate for the thrust. The invention also relates to this type of thrust compensation.
Nach dem älteren Vorschlag besteht die Einrichtung zur Erzeugung des
magnetischen Gegenfeldes aus zwei gleichachsigaii perse von denen der eine den anderen
umgibt und zwischen den » ^ das magneitische Feld verläuft. In erster Linie ist
dabei daran gedacht, den Läufer des Antriebsmotors gegenüber dem Ständer in Achsrichtung
verschoben anzuordnen, so dass er beim Einschalten des Stromes in den Ständer hineingezogen
wird und hiorbei eine Schubkraft erzeugt. die dem Schub
innerhalb der Pumpe en-bgegengesetzt ist. Es ist dies eine
0
MöglichkeitderbaulichenAusführungdesmagnetischenSchubausgleichs, die aber nur solange
ausreicht, wie die zu beherrschenden Kräfte nicht sehr gross sind. Bei Kreiselmaschinen
mit grossen Schubkäften, etwa bei Dampfturbinen wäre
dieser Weg
nicht gangbar. Für solche Fälle wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, das magnetische
Gegenfeld durch mindestens ein Paar scheibenförmiger in achsrichtung aufeinanderfolgender
Surper zu. bilden, von denen der eine im Raum feststeht und der andere auf der Walle
befestigt ist ; -Wie die Berechnung zeigt, lässt sich beispielsweise bei zwei Paar'von
Scheiben mit einem Durchmesser von etwa 60 cm und
einer Erregcrleistung von etwa 500 Watt ein Schub in der.
Grössenprdnung von 20 to erzeugen, wobei ;'was besonders be-
deutungsvoll ist, der bauliche Aufwand sehr gering istt
cl
jedenfalls. wesentlich geringer als bei einem der üblichen
Bl&cklager, ganz abgesehen davon dass die sorgfältige.
Über-
waschung und Pflege des Blocklagersy die-zu seiner Betriebe-
sicherheit unbedingt erforderlich ist, hier. in Fortfall
kommt. Es würde naturgemäss nichts im stehen das Mag-
netsystem so durchzubilden dass äs im Notfalle für kurze
Zeit die-Aufgabe des Bloclagers übernehmen Jconnte wenn
etwa der magnetische Ausgleich infolge einer Ut ? ruhg ont-
fallen sollte,
Ein besonderer. Vorteil des elektromagnetischen Shubaus-'..
gleiches liegt in seiner Regelbarkeit die bei anderen'Arten
des Ausgl'eiche,s...in diesemMassenicht oder"nur sehr schwie-
rig möglich äre. Man ann nämlich die Grosse dea magneti-
sehen Schubes ohne weiteres durch einen einfachen Regler von
irgend welcher kennzeichnenden Grösse der Ereiselmaschine abhängig machen, Bei einer
Ereiselpumpe kann man etwa eine AbhängigkeitdesmagnetischenSchubesvonderFördermengeoder
von dem Förderdruck herstellen, bei einer Dampfturbine von
der Belastung, bei einem Gebläse ebenfalls von der Fördar-
der BelaFitun", ig bei einem iX
menge oder dem Förderdruck, bei Maschinen mit einem Blocklager von der Lagertemperatur
oder der Öltemperatur usw.,
. Welche Betriebsgrösse man zur Schubregelung heranziehen
iz>
will, wird man von Fall zu Fall nach den Betriebsbedingungen zu entscheiden haben..According to the older proposal, the device for generating the opposing magnetic field consists of two equiaxed figures of which one surrounds the other and the magnetic field runs between the two. The main idea is to displace the rotor of the drive motor with respect to the stator in the axial direction so that it is drawn into the stator when the current is switched on and generates a thrust force. the thrust inside the pump en-b is opposite. It is this one
0
Possibility of structural design of the magnetic thrust compensation, which is only sufficient as long as the forces to be controlled are not very large. In the case of centrifugal machines with large thrust forces, such as steam turbines, this route would not be feasible. For such cases it is proposed according to the invention that the opposing magnetic field be closed by at least one pair of disk-shaped surpers that follow one another in the axial direction. form, one of which is fixed in space and the other is fixed on the wall; As the calculation shows, with two pairs of disks with a diameter of about 60 cm and an excitation power of about 500 watts a boost in the.
Generate a size increase of 20 to, whereby; 'which is particularly
is significant, the construction effort is very low
cl
in any case. much less than one of the usual ones
Bl & cklager, quite apart from being careful. Above-
washing and maintenance of the block storage system for its operations
safety is imperative here. in failure
comes. Of course, nothing would stand in the way of the mag-
to train the net system so that it can be used for a short time in an emergency
Time to take over the task of the bloclager if
about the magnetic compensation as a result of a Ut? Ruhg ont-
should fall
A special. Advantage of the electromagnetic shubaus- '..
the same lies in its controllability that of other types
the balance, s ... in this mass not or "only very difficult
rig possible. Namely, the size of the magnetic
see thrust easily through a simple regulator of
make any characteristic variable of the rotary machine dependent the load, in the case of a blower also from the
the BelaFitun ", ig with an iX
quantity or the delivery pressure, in the case of machines with a block bearing, the bearing temperature or the oil temperature, etc., . Which company size can be used for thrust control
iz>
you will have to decide on a case-by-case basis according to the operating conditions.
Für den Schubausgleich selbst bestehen zwei Grundmöglich-
- keifend Entweder man stzt dem in der Maschine auftretenden
Schub einen entgegengesetzten magnetischen Zug entgegen
oder man führt einen magnetischen Schub als Gegenschub
ein. Auch hier wird sich die Wahl einer der beiden Möglichkeiten nach den baulichen
Gegebenheiten zu richten haben.There are two basic options for the thrust compensation itself- - nagging Either you support what is occurring in the machine
Thrust against an opposite magnetic pull
or a magnetic thrust is used as a counter thrust
a. Here, too, the choice of one of the two options will have to be based on the structural conditions.
Jn'vielen Fällen wird der magnetische Zug zum. Ausgleich vorzusehen
sein, da man mit nur einem Erregersystem auskommt und der zweite Körper des Paares
wicklungsfrei bleiben kann. Bei dem magnetischen Schub müssen beide Körper des
Paares magnetisch gleichpolig sein um sich abzuatossen
Das erfordert aber die Erregung beider Körper eines Paares.
Im ersten Falle wird es im allgemeinen das günstigste einz
die Erregerwicklung in den feststehenden Körper des Paares einzustezen, um Schleifringe
zu sparen. ob@oich auch die
andere Möglichkeit (Unterbringung der Erregung im umlaufenden
Körper) nicht ausgeschlossen ist
n o
Bei der Gleichstromerregung wird die Wicklung in eine
Kreiselnut eingesetzte um in der rotierenden Scheibe Ver-
luste zu vermeiden. Ob man nur eine Wicklung verwendet oder mehrere konzentrische
Wicklungen, hängt von den baulichen Möglichkeiten ab. Bei nur einer Wicklung werden
die Verluste am kleinsten, die Scheibe wird aber am dicksten.In many cases the magnetic pull becomes Compensation must be provided, since you can get by with only one excitation system and the second body of the couple can remain free of winding. With the magnetic thrust, both bodies of the The pair be magnetically homopolar to wear off
But that requires the excitation of both bodies of a couple.
In the first case it will generally be the cheapest one
to poke the excitation winding into the fixed body of the couple in order to save slip rings. if @ oich also die other possibility (accommodation of the excitation in the circulating
Body) is not excluded
no
With DC excitation, the winding turns into a
Gyro groove inserted in order to adjust the rotating disc
to avoid losses. Whether you only use one winding or several concentric windings depends on the structural options. With only one winding, the losses are the smallest, but the disc is the thickest.
Bei mehreren Wicklungen wird die Scheibe entsprechend dünner, aber
die Verluste steigen an. Die Erregerwicklungen sind so anzuordnen, dass die Luftingduktion
nach Möglichkeit an allen Stellen gleich ist.
Bei Drehstromerregung liegt. die Wicklung ala Phasenwioklung
in Radialnuten entsprechend den elektrischen Maschinen mit
Scheibenläufern. Um Verluste zu vermeiden, ZUGS das brehgeld
mit der Drehgeschwindigkeit des Masohinenläufers umlaufen,
Außerdem muss die die Wicklung tragende Scheibe lamelliert
,. -.
werden*
Ob man mit einem Parallelkörper auskom-nt, oder mehrere
derartige Paare hintereinanderschalten musa hangt von. der
Grösse des auszugleichenden &chubes a,
Bin schematisches Ausführungsbeispiel ist in der Figur dar-
gestelltt. Ea handelt sich darum, den auf die WelT-e 1 ausge-
übten Schub auszugleichen der in der Richtung des einge-
zeichneten Pfeiles irkt Die Welle 1 trägt in-diesem Falle
zwei Scheibenpaare 2 mit je einer feststehenden'Scheibe 3
und Je eine der wella 1 befestigten. umlaufenden Scheibe
4. Als Erregung iat Gleichstromerregung angenommen wobei
acrhe Wicklungen 5
swei konzentrische Wicklungen 5 und 6 in treianutn'der
feststehenden Scheiben 3 untergebracht sind DieJuten sind
durch Ringe 7 überdeckte die zwcokmäsaigerweise. aus dem
gleichen Bauatoff wie di Scheiben 3 bestehen. :. ;.-''
11 etzansprüche
1 Figur
If there are several windings, the disk becomes correspondingly thinner, but the losses increase. The excitation windings are to be arranged in such a way that the air induction is the same at all points if possible. With three-phase excitation. the winding as phase winding
in radial grooves corresponding to the electrical machines
Disc runners. To avoid losses, ZUGS the money
rotate at the speed of rotation of the masohine rotor,
In addition, the disc carrying the winding must be laminated
,. -.
will*
Whether you can get by with one parallel body or several
cascading such pairs musa depends on. the
Size of the & chubes a to be compensated,
A schematic embodiment is shown in the figure
posed. Ea is the question of the WelT-e 1
to compensate for the thrust exerted in the direction of the
The arrow drawn does not work. In this case, shaft 1 carries
two pairs of washers 2, each with a stationary washer 3
and each one of the wella 1 attached. rotating disc
4. The excitation is assumed to be direct current excitation
straight windings 5
two concentric windings 5 and 6 in tied
Fixed discs 3 are housed DieJuten are
the zwcokmäsaigerweise covered by rings 7. from the
the same construction material as di discs 3 exist. :. ; .- ''
11 claims
1 figure