DE2235188A1 - Verstellhuelse fuer die leitschaufeln eines axialverdichters - Google Patents

Description

BST 036

Brown Boveri - Sulzer Turbomaschine!! AG, Zürich, Schweiz Verstellhülse für die Leitschaufeln eines Axialverdichters

Die Erfindung betrifft eine Verstellhülse für Leitschaufeln eines AxialVerdichters j die durch zwei lineare, bezüglich ihres Arbeitsmittels parallel zueinander geschaltete Servomotoren in einem von der Umgebung durch ein Gehäuse gasdicht getrennten Innenraum des Verdichters axial verschiebbar ist.

Vor allem bei Verdichtern der genannten Art, bei denen das Gehäuse unter einem erhöhten Druck steht, öder mit denen Gase gefördert werden, deren Austritt in die umgebende Atmosphäre unerwünscht oder nicht zulässig ist, erfordert die Ueberwachung und Wartung des hydraulischen Systems zum Antrieb der Verstellhülse einen erheblichen Aufwand und ist häufig ohne Stillsetzung der Anlage nicht möglich. Weiterhin besteht bei diesen Maschinen·die Gefahr, dass die zu fördernden Gase durch Leckagen aus den Servomotoren verunreinigt werden, wenn die Servomotoren im Innenraum des Verdichters angeordnet sind oder mit diesem in Verbindung stehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die für die Verstellung der Leitschaufeln benötigten Servomotoren vom Innenraum des Verdichtergehäuses zu trennen und gleichzeitig eine sichere Abdichtung an den dann notwendigen Durchtritten der Kolbenstangen zu diesem Innenraum zu gewährleisten.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Servomotoren ausserhalb des Innenraumes des Verdichters angeordnet sind, dass ferner für gasdichte Durchtritte der in den Innenraum führenden Kolbenstangen an deren äusserem Umfang Dichtungen vorgesehen sind, und dass schliesslich jede Kolbenstange über eine 'Verbindungsstange mit kugelkopfart,igen Enden mit der Verstellhülse verbunden ist. ' '

Die Verbindungsstange mit den kugelkopfartigen Enden gewährleistet, dass auch bei - infolge von Montageungenauigkelten und von verschieden grossen Wärmedehnungen, die durch unterschiedliche Umgebungstemperaturen und unterschiedliche Materialien zwischen dem Kompressorgehäuse und der Verstellhülse bedingt sind, auftretenden Relativverschiebungen zwischen Hülse und Stellmotoren in radialer Richtung der Maschine, die Kolbenstangen lediglich eine zur Achse der Servomotoren zentrierte Bewegung in Richtung ihrer Achsen ausführen, so dass die Dichtelemente an ihrem Eintritt in das Verdichtergehäuse nicht durch Auslenkungen senkrecht dazu belastet und daher undicht werden. Weiterhin wird durch die Sicherstellung einer rein axialen Bewegung der Kolbenstangen ein Klemmen der Servomotoren verhindert.

Um die über die Kugelköpfe auf die Kolbenstangen übertragenen Seitenkräfte möglichst klein zu halten, soll der Abstand zwischen dem Angriffspunkt der Kugelkopfstange an der Verstellhülse und demjenigen an der Kolbenstange möglichst gross werden; weiter sollte dieser Angriffspunkt möglichst in der Nähe des Kolbenstangenlagers liegen. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Kolbenstangen eine dem

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Hub des Servomotores entsprechende Länge besitzen und an ihren Enden eine einseitig offene Verlängerungshiilse tragen, welche mit den Dichtungen zusammenarbeitet. Selbstverständlich wäre es an sich auch möglich, das freie Ende der Kolbenstangen hohl auszubilden, um diese Wirkung zu erzielen; fertigungstechnisch wäre jedoch diese Lösung ungünstig, da die Zugänglichkeit zu der Verbindungsstelle erschwert wäre. Weiterhin kann es zweckmässig sein, wenn die Dichtelemente am äusseren Umfang der Kolbenstangen bzw. der Verlängerungshülsen gleichzeitig als Führungen für eine in ihrer Achsrichtung zentrierte Bewegung der Kolbenstangen dienen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Aufsicht auf einen mit der Erfindung" ausgerüsteten Axialverdichter, wobei die obere Hälfte des in einer horizontalen Achsebene geteilten Gehäuses abgenommen ist; Fig. 2 ist ein Schnitt II - II von Fig. 1 in vergrössertem Massstab.

Die aus zwei Teilstücken unterschiedlichen Durchmesseis bestehende Verstellhülse 1 ist über mit ihr fest verbundene Stangen 2 auf im Gehäuse 3 befestigten Auflageblöcken 4 abgestützt. Sie ist durch zwei erfindungsgemäss getrennt vom Innenraum 6 des Verdichters aussen am Gehäuse 3 befestigte, lineare Servomotoren 5 axial verschiebbar, von denen der eine in Abhängigkeit von einer geeigneten Betriebsgrösse, z.B.,von der geforderten Fördermenge, des Verdichters gesteuert ist, während der andere ungesteuert, jedoch

synchron zum ersten mitläuft.

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Die Steuerung des einen (in Fig. 1 oberen) Motors 5 ist nur durch eine Rückführung angedeutet, die aus einer auf der Kolbenstange 7 des Motors 5 befestigten Xurvenscheibe 8 und einem darauf gleitenden Winkelhebel 9 besteht, der seinerseits auf einen bei hydraulisehen Systemen üblichen, im Gehäuse 10 befindlichen Steuerkolben einwirkt.

Die .Bewegungen der in den Servomotoren 5 befindlichen Kolben werden durch die Kolbenstangen 7, die in mit dem Innenraum 6 des Verdichters in Verbindung stehende Kammern 11 führen und durch Dichtungen 12 abgedichtet sind, auf an der Verstellhülse 1 befestigte, z.B. mit ihr verschweisste Ansätze 13 übertragen, die durch schlitzartige Oeffnungen 21 aus dem Raum 6 in die Kammern 11 hineinragen. Erfindungsgemäss sind zwischen den Kolbenstangen 7 und dem zugehörigen Ansatz 13 Verbindungsstangen 14 vorgesehen, die, wie Fig. 2 zeigt, kugelkopfartige Enden 15 aufweisen.

Der eine Kugelkopf 1-5 jeder Stange 14 greift in eine entsprechende Ausnehmung 16 der zugehörigen Kolbenstange 7 ein, und ist durch eine -für den Durchtritt der Stange 14 zentral durchbohrte, mit einem Aussengewinde versehene Mutter 17 gehalten. Das andere Ende 15 jeder Stande 14 ruht in einer Bohrung 18 im flanschartigen Ende des Ansatzes 13, wobei in diese Bohrung 18 von einer Seite eine weitere Mutter 17 und von der anderen Seite eine nicht durchbohrte, ebenfalls mit einem Aussengewinde versehene Mutter 19 eingeschraubt sind, die beide an den Kugelkopf 15 angepasste Ausnehmungen 22 aufweisen.

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Wie bereits erwähnt, ist es zweckmässig,. die Verbindung der Stangen 14 mit der Kolbenstange 7 möglichst weit vom Ansatz 13 entfernt und in der Nähe des Eolbenstangenlagers 23 (Fig. 2) der Wand 3 anzuordnen. Daher ist die Kolbenstange 7 so kurz wie möglich gehaltenj sie besitzt eine Länge, die etwa dem Hub des Kolbens entspricht. Zu ihrer'Verlängerung ist auf sie eine rohrartige Hülse 20 geschoben, die an einem Ende offen ist, so dass die Stange 14 jederzeit ungehinderte Auslenkungen in Richtungen senkrecht zu ihrer Achse ausführen kann. Da die verkürzte Kolbenstange 7 gar nicht oder nur wenig durch das Gehäuse 3 in die Kammer 11 hinein-•reicht, ist der Durchtritt in die Kammer 11 am äusseren Umfang der Hülse 20 abgedichtet; diese Abdichtung besteht aus im Verdichtergehäuse 3 gelagerten Dichtelementen 12 üblicher Bauart, z.B. aus Stopfbüchsen mit oder ohne Flüssigkeitssperren, oder aus Gummiabdichtungen; die Dichtungen 12 können gegebenenfalls darüberhinaus zusammen mit der aus Trockenlagerwerkstoff hergestellten Büchse 24 als Lager-und Führungselemente für die an die Kolbenstange 7 angesetzte Hülse 20 dienen.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   J Verstellhülse für die Leitschaüfeln eines AxialVerdichters, die durch zwei lineare, bezüglich ihres Arbeitsmittels parallel zueinander geschaltete Servomotoren in einem von der Umgebung durch ein Gehäuse gasdicht getrennten Innenraum des Verdichters axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Servomotoren (5) ausserhalb des Innenraumes (6) des Verdichters angeordnet sind, dass ferner für gasdichte Durchtritte der in den Innenraum (6) führenden Kolbenstangen (7) an deren äusserem Umfang Dichtungen "(12) vorgesehen sind, und dass schliesslich jede Kolbenstange (7) über eine Verbindungsstange (14) ,mit kugelkopfartigen Enden (15) mit der Verstellhülse/verbunden ist.
2. 2. Verstellhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangen eine dem Hub des Servomotors entsprechende Länge besitzen und an ihren Enden eine einseitig offene Verlängerungshül-,se (20) tragen, welche mit den Dichtungen (12) zusammenarbeitei:.
3. 3. Verstellhülse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (12) am äusseren Umfang der Kolbenstangen (7.) bzw. der Verlängerungshülsen (20) gleichzeitig als Führungen (24) für eine in ihrer Achsrichtung zentrierte Bewegung der Kolbenstangen

   (7) dienen.'

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