DE2203643A1 - CONTROL UNIT FOR TURBO COMPRESSOR - Google Patents
CONTROL UNIT FOR TURBO COMPRESSORInfo
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Description
DEMAG Aktiengesellschaft 20. Januar 1972DEMAG Aktiengesellschaft January 20, 1972
41 Duisburg 5700 - Bl/c/ka41 Duisburg 5700 - Bl / c / ka
Wolfgang-Reuter-PlatzWolfgang-Reuter-Platz
Leitapparat für TurboverdichterDistributor for turbo compressors
Die Erfindung betrifft einen Leitapparat für Turboverdichter, bestehend aus drehverstellbaren Leitschaufel^ die in einem Strömungskanal sternförmig mit· ihren Drehachsen in einer zur Achse des Kanals senkrechten Ebene angeordnet und durch Verdrehen eines für alle Schaufeln gemeinsamen Verstellringes, der zusätzlich, bezogen auf die Achse des Kanals, axial beweglich ist-, verstellbar sind«The invention relates to a diffuser for turbo compressors, consisting of rotatably adjustable guide vanes which are star-shaped in a flow channel with their axes of rotation arranged in a plane perpendicular to the axis of the channel and by turning one for all blades common adjusting ring, which is also axially movable in relation to the axis of the channel - are adjustable «
Die Regelung von Turboverdichtern im Teillastbereich erfolgt am wirtschaftlichsten durch einen ansaugseitigen Leitapparat mit verstellbaren Leitschaufeln, die sogenannte Dralldrossel. Durch die Drallregelung wird die Leistungsaufnahme des Ve-dichters günstig beeinflußt.The most economical way of regulating turbo compressors in the partial load range is through a guide device on the intake side with adjustable guide vanes, the so-called swirl throttle. The power consumption is reduced by the swirl control of the Ve-poet favorably influenced.
Bei bekannten Leitapparaten sind die Verstellschaufeln über Hebel und Lenker, die von dem am radial außenliegenden Ende der Schaufel angeordneten Drehzapfen aus-In known diffusers, the adjusting blades are via levers and links that are different from the one on the radially outer side At the end of the shovel.
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gehen, mit. einem den zylindrischen Strömungskanal umgebenden Verstellring verbunden. Der Verstellring ist auf der Außenseite des Strömungskanals mit Hilfe von Rollen drehbar und axial unbeweglich gelagert.go with. connected to an adjusting ring surrounding the cylindrical flow channel. The adjustment ring is rotatably and axially immovably mounted on the outside of the flow channel with the help of rollers.
Diese wie auch andere bekannte, nach ähnlichem Prinzip gebaute Anordnungen, stellen wegen der komplizierten Kinematik hohe Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der zahlreichen beweglichen Teile. Außerdem weisen sie den Nachteil auf, daß die Verstellung nur innerhalb eines verhältnismäßig kleinen Winkelbereichs möglich ist, bei dessen Überschreitung Selbsthemmung eintritt.This, as well as other known arrangements built according to a similar principle, are complicated because of the complexity Kinematics make high demands on the manufacturing accuracy of the numerous moving parts. Also wise they have the disadvantage that the adjustment is only possible within a relatively small angular range is, beyond which self-locking occurs.
Man hat zwar bereits vorgeschlagen, den Verstellbereich dadurch zu vergrößern, daß man den Verstellring nicht nur auf einer Kreisbahn, sondern zusätzlich auf einer Zylinderfläche bewegt. Hierbei sind jedoch wiederum Hebel und Lenker erforderlich, die die Konstruktion komplizieren. Es ist zudem schwierig, eine sichere Führung für den in zwei verschiedenen Richtungen zu bewegenden Ring zu schaffen.It has already been proposed to enlarge the adjustment range by not using the adjustment ring moved only on a circular path, but also on a cylinder surface. Here, however, are again Levers and handlebars are required, which complicate the construction. It is also difficult to find a safe one To create guidance for the ring to be moved in two different directions.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Leitapparat der eingangs genannten Art in der Weise zu verbessern, daß trotz möglichst einfacher, mit geringen Herstellungs- und Montagekosten verbundenen Konstruktion ein möglichstgroßer Verstellwinkel erzielt wird. Die zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehene Anordnung besteht darin, daß zwei in ümfangsriohtung und axialer Richtung bewegbare Verstellringe angeordnet sind, und daß Jeder Ring mit Jeder Sohaufel, die, wie an sich bekannt, am innenliegenden Ende in einer ortsfesten, zentral im Strömungskanal angeordneten Nabe mit, bezogen auf die Nabenachse, radialem Spiel gelagert sind, überThe object of the invention is to improve a diffuser of the type mentioned in such a way that despite As simple as possible, with low manufacturing and assembly costs associated with a construction as large as possible Adjustment angle is achieved. The arrangement provided according to the invention to achieve this object consists in that two adjusting rings which can be moved in the circumferential direction and in the axial direction are arranged, and that every ring with every heap, which, as is known per se, at the inner end in a stationary, centrally arranged in the flow channel hub with, based on the hub axis, radial play are mounted over
BADBATH
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ein im wesentlichen in Umfangsrichtung Zug- und Druckkräfte übertragendes Gelenk verbunden ist, wobei die beiden Gelenkstellen an einer Leitschaufel auf einer durch die Drehachse gehenden Linie beiderseits der Drehachse liegen und vorzugsweise gleichen Abstand von dieser haben. Hierdurch ergibt sich eine einfache und zweckmäßige Konstruktion, weil sämtliche Übertragungshebel und Schubstangen entfallen. Das schwierige Problem der Führung eines Verstellringes, der gleichzeitig Bewegungen in Umfangs- und Axialrichtung auszuführen hat, tritt nicht auf, weil sich die erfindungsgemäß vorgesehenen Ringe an den Gelenkstellen selbst führen. Durch die Einsparung aller Hebel und Lenker kann das Gehäuse mit einem kleineren Außendurchmesser als bisher gebaut werden.a tensile and compressive forces essentially in the circumferential direction transmitting joint is connected, the two hinge points on a guide vane on one through the axis of rotation line on both sides of the axis of rotation and preferably the same distance from this to have. This results in a simple and practical construction because all transmission levers and No push rods are required. The difficult problem of guiding an adjusting ring that moves at the same time has to perform in the circumferential and axial directions, does not occur because the inventively provided Guide rings at the joint points yourself. This can be achieved by saving all levers and handlebars Housing can be built with a smaller outer diameter than before.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung können die Gelenke aus an den Verstellringen oder den äußeren Leitschaufelenden angeordneten Kugelpfannen und an den äußeren Leitschaufelenden oder an den Verstellringen angeordneten Kugelköpfen bestehen« Ferner können die an den Ringen vorgesehenen Teile der Gelenke - Kugelköpfe oder Gelenkpfannen - seitlich vom Ring in Richtung zum gegenüber!fegenden Ring vorstehend angeordnet sein. Hierduroh wird ein von der Breite der Ringe unabhängiger maximaler Verstellwinkel erzielt.In an expedient development of the invention, the joints can be attached to the adjustment rings or the outer guide vane ends arranged ball sockets and on the outer guide vane ends or on the adjustment rings arranged ball heads exist «Furthermore, the parts of the joints provided on the rings - ball heads or joint sockets - be arranged protruding laterally from the ring in the direction of the opposite ring. This achieves a maximum adjustment angle that is independent of the width of the rings.
Vorteilhaft ist es, den Kugelkopf oder die Kugelpfanne jeweils auf einem mit der Leitschaufel festverbundenen Teller anzuordnen» Der Teller greift zweckmäßig jeweils in eine seinem Durchmesser entsprechende ötfnung in der Strömungskanalwand ein und liegt mit dieser im wesentlichen in einer Ebene. Auf diese Weise werden die Stellen, anIt is advantageous to each have the ball head or the ball socket on one firmly connected to the guide vane Arranging the plate »The plate appropriately engages in an opening corresponding to its diameter in the Flow channel wall and lies with this essentially in one plane. In this way, the bodies will be at
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denen die Schaufeitelle durch die Strömungskanalwand geführt sind, ausreichend abgedichtet.which the blade point through the flow channel wall are performed, sufficiently sealed.
Die Leitschaufeln sind nicht in ihnen zugeordneten Lagern gelagert, sondern hängen Jeweils mit einem der zwei Kugelköpfe an Je einem Verstellring. An den innenliegenden, Jeweils mit einem Drehzapfen versehenen Enden, greifen die Leitschaufeln in öfft'.ngen ein, die in der Nabe sternförmig angeordnet sind. adurch sind die Schaufeln gegen seitliches Ausschwenken gehindert.The guide vanes are not stored in their assigned bearings, but each hang with one of the two Ball heads on one adjusting ring each. On the inside, each with a pivot pin Ends, the guide vanes engage in openings that are arranged in a star shape in the hub. This prevents the blades from swinging out to the side.
Um die Verstellringe in y'; Lage konzentrisch zu halten und die Leitschaufel η zu fixieren, sind mindestens drei über die Schaufelanordnung verteilte Leitschaufeln an ihren, der Gehäusewand zugewandten Ende mit zur Drehachse zentrischen Büchsen versehen, in welche an der Gehäusewand des Leitapparates angeordnete Zapfen eingreifen.To the adjustment rings in y '; To keep the position concentric and to fix the guide vane η, at least three guide vanes distributed over the vane arrangement are provided at their end facing the housing wall with bushes centric to the axis of rotation, in which pins arranged on the housing wall of the guide apparatus engage.
Ein wartungsfreier B -tri« d des Leitapparates ist dann möglich, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung Kugelpfannen und Kugelköpfe aus zwei unterschiedlichen Materialien bestehen, die schmierungslose gegenseitige Gleitb wegung der beiden Teile ermöglichen.A maintenance-free B -tri «d of the diffuser is then possible if, according to a further proposal of the invention, ball sockets and ball heads made of two different Materials exist that allow lubrication-free mutual Gleitb movement of the two parts.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 den erfindungsgemäßen Leitapparat in Teilacnsicht, Fig. 2 eine Teilseitenansicht des Leitapparates nachFig. 1 the diffuser according to the invention in partial view, Fig. 2 is a partial side view of the diffuser according to
Fig. 1,
^ig. 3 eine Teildraufsicht auf Fig. 2 bei auf geringsten
Strömungswiderstand eingestellten LeitschaufelnFig. 1,
^ ig. 3 shows a partial top view of FIG. 2 with guide vanes set to the lowest flow resistance
und
Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 3 nach Verstellung der Leitschaufein.and
4 shows the arrangement according to FIG. 3 after adjustment of the guide vanes.
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Der erfindungsgemäße Leitapparat ist von. ,einem im Querschnitt runden Gehäuse 1 umschlossen, in welchem sich der von einer Wand 2 umgebene Strömungskanal befindet. Zwischen einer zentrisch im Strömungskanal ortsfesten Nabe 3 und der Wand 2 sind sternförmig drehverstellbare Leitschaufeln 4 angeordnet. Die mit A bezeichneten Drehachsen der Leitschaufel!! 4 liegen in einer zur Acha« "des Strömungskanals senkrechten Ebene E. An den innen liegenden Enden greifen die Leitschaufeln 4 mit Drehzapfen 5 in entsprechend sternförmig in der Nabe 3 angeordnete Büchsen ein5 wobei diese Lagerstellen Spiel der Leitschaufeln in zum Strömungskanal radialer Richtung zulassen.The diffuser according to the invention is of. , a housing 1 with a round cross section, in which the flow channel surrounded by a wall 2 is located. Between a hub 3 that is stationary centrally in the flow channel and the wall 2, guide vanes 4 that can be rotated in a star shape are arranged. The axes of rotation of the guide vane marked with A !! 4 lie in a plane perpendicular to Acha '"of the flow channel plane E. At the ends of inner grab the vanes 4 with pivot 5 in accordance with a star-shaped 5 wherein said bearing locations match allow a of the guide vanes in the radial to the flow channel direction in the hub 3 disposed cans.
Am außenliegenden Ende ist jede Leitschaufel mit einem runden Teller 6 versehen-, der in einer zur Drehachse A senkrechten Ebene zentrisch zur Drehachs® A liegt. Jeder Teller 6 greift in eine Öffnung θ in der Wand 2 ein, die ihn mit geringem Spiel umschließt und dadurch abdichtet. Die ifcLler 6 sind so dick ausgebildet, daß trotz der Wölbung der Wand 2 am gesamten Umfang jedes Tellers 6 die gewünschte Dichtwirkung erzielt wird»At the outer end, each guide vane is provided with a round plate 6, which is centered on the axis of rotation A in a plane perpendicular to the axis of rotation A. Each plate 6 engages in an opening θ in the wall 2, which surrounds it with little play and thereby seals it off. The ifcLler 6 are made so thick that, despite the curvature of the wall 2, the desired sealing effect is achieved on the entire circumference of each plate 6 »
Zur Übertragung der Drehverstellbewegungen auf die Leitschaufeln 4 sind auf den Außenseiten der Teller 6 jeweils zwei Kugelköpfe. 7, 7' befestigt* die sich um l80° versetzt einander gegenüberliegen und von der Drehachse A gleiche Abstände haben. Auf beiden Selten, der durch die Drehachsen A gehenden Ebene E (Fig. 3*4) ist je ein Verstellring 8, 9 vorgesehen, der die Wand 2 berührungsfrei umgibt und sich in dem zwischen der Wand 2 und dem Gehäuse 1 gebildeten Raum befindet. An jedem Ring 8, 9 sind an der dem anderen Ring zugewandten Seitenfläche Kugelpfannen 10, 11 befestigt, dieIn order to transmit the rotational adjustment movements to the guide vanes 4, the plates 6 are located on the outer sides two ball heads each. 7, 7 'attached * the are offset by 180 ° opposite each other and have the same distances from the axis of rotation A. On both rare the plane E passing through the axes of rotation A (Fig. 3 * 4) an adjusting ring 8, 9 is provided, which surrounds the wall 2 without contact and is located in the between the wall 2 and the housing 1 is formed space. On each ring 8, 9 are facing the other ring Side surface ball sockets 10, 11 attached, the
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die Kugelköpfe 7, 7' umfassen.the ball heads 7, 7 'comprise.
Gemäß Flg. 2 ist Jede dritte Leitschaufel 4' an der Oberseite des Tellers 6 mit einer Büchse 12 versehen, in die ein von der Wand des Gehäuses 1 radial nach innen vorstehender Zapfen 13 unter Belaseung von axialem Spiel eingreift. Diese Drehlagerung einzelner Leitschaufeln sorgji dafür, daß die Ringe 8, 9 ihre konzentrische Lage einhalten, so daß die nicht in dieser Weise außen gelagerten Leitschaufeln durch die Ringe wiederum in der ordnungsgemäßen Lage gehalten werden. Die Übertragung der Verstellbewegung von den Ringen 8, 9 auf die betreffende Leitschaufel wird hierdurch nicht beeinflußt.According to Flg. 2, every third guide vane 4 'is provided on the upper side of the plate 6 with a sleeve 12 into which a pin 13 protruding radially inward from the wall of the housing 1 with axial play intervenes. This rotary bearing of individual guide vanes ensures that the rings 8, 9 are concentric Maintain a position so that the guide vanes, which are not mounted on the outside in this way, turn into the rings through the rings the proper situation are kept. The transfer of the adjustment movement from the rings 8, 9 to the the relevant guide vane is not influenced by this.
Die zur Verstellung der Einrichtung erforderlichen Bewegungen werden von außen auf die Ringe 8, 9 durch Drehen einer Welle 14 (Pig« 2) übertragen, die mit ihrem abgeflachten Ende 15 in ein entsprechendes Langloch in einer mit beiden Ringen 8, 9 gelenkig verbundenen Lasche 17 oder direkt in ein Langloch in einer Leitschaufel eingreift. Die Gelenke zwischen Lasche und Ringen sind ebenso ausgebildet, wie die zwischen den Ringen 8, 9 und Schaufeln 4 vorgesehenen Gelenke«,The movements required to adjust the device are exerted on the rings 8, 9 from the outside Rotation of a shaft 14 (Pig «2) transmitted with its flattened end 15 in a corresponding elongated hole in one of the two rings 8, 9 articulated Tab 17 or engages directly in an elongated hole in a guide vane. The joints between tab and Rings are designed in the same way as the joints provided between rings 8, 9 and blades 4 «,
Fig. 3 zeigt die Stellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der die Ringe 8, 9 den größten Querabstand voneinander haben und dementsprechend die Gelenke, die die Ringe jeweils mit einer Leitschaufel verbinden, auf zur Längsachse des Leitapparates parallelen Linien hintereinander liegen. Die Leitschaufeln 4, 4f bieten in dieser Stellung der durchströmenden Luft den geringsten Widerstand. Wird, ausgehend von Fig. 3, der Ring 8 nach links und der Ring 9 nach rechts gedreht, drehen sichFig. 3 shows the position of the device according to the invention, in which the rings 8, 9 have the greatest transverse distance from one another and accordingly the joints that connect the rings to a guide vane lie one behind the other on lines parallel to the longitudinal axis of the guide apparatus. The guide vanes 4, 4 f offer the least resistance to the air flowing through in this position. If, based on FIG. 3, the ring 8 is rotated to the left and the ring 9 is rotated to the right, they rotate
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die Leitschaufeln 4, 4' im Uhrseigersinn in die Stellung nach Fig. 4, wobei sich die Ringe-einander annähern. Gleichzeitig werden die Leitschaufeln etwas radial . nach innen verschoben, weil sich die Gelenke auf Kreisbogenabschnitter. bewegen.the guide vanes 4, 4 'clockwise into the position according to FIG. 4, the rings approaching one another. At the same time, the guide vanes become somewhat radial. shifted inwards because the joints are on circular arc segments. move.
Aufgrund ö<*v Befestigung der G lenkteile (Kugelpfannen 10, JJ.} an den einander gegenüberliegenden Seitenflächen der Ringe δ, 9 ist eine Verdrehung aus der Lage nach Fig. 3 um fast 90° nach beiden Seiten möglich, so daß ein Verstellwinkel von fast l80 erzielt wird. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Leitschaufeln in einer von dem dargestellen Ausführungsbeispiel abweichenden Winkelstellung an den Tellern 6 zu befestigen.Due to ö <* v attachment of the G steering parts (ball sockets 10, JJ.} On the opposite side surfaces of the rings δ, 9, a rotation from the position according to FIG. 3 by almost 90 ° to both sides is possible, so that an adjustment angle of almost 180. It is of course also possible to fasten the guide vanes to the plates 6 in an angular position that differs from the exemplary embodiment shown.
In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications:
DT-Patentanmeldung K 20206 Ia/27c DT-AS 1 013 033 DT-PS 1 010 233DT patent application K 20206 Ia / 27c DT-AS 1 013 033 DT-PS 1 010 233
DT-AS 1 037 Ο58DT-AS 1 037 Ο58
DT-AS 1 041 203DT-AS 1 041 203
DT-AS 1 06I 027 ' DT-AS 1 06I 027 '
FR-PS 699 228FR-PS 699 228
1JS-PS 2 435 092 1 JS-PS 2 435 092
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Claims (6)
dadurch gekennzeichnet,Guide apparatus for turbo-compressors, consisting of adjustable guide vanes, which are arranged in a flow channel in a star shape with their axes of rotation in a plane perpendicular to the axis of the channel and by turning an adjusting ring common to all blades, which is also axially movable in relation to the axis of the channel is, are adjustable,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,2. Device according to claim 1,
characterized,
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2203643A DE2203643A1 (en) | 1972-01-26 | 1972-01-26 | CONTROL UNIT FOR TURBO COMPRESSOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=5834098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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- BE BE794140D patent/BE794140A/en not_active IP Right Cessation
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1972
- 1972-01-26 DE DE2203643A patent/DE2203643A1/en active Pending
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1973
- 1973-01-26 FR FR7302877A patent/FR2169692A5/fr not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE794140A (en) | 1973-05-16 |
| FR2169692A5 (en) | 1973-09-07 |
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