DE2349589B2 - Kreisförmiger Rotor in Leichtbauweise für TurbinendurchfluBmesser - Google Patents
Kreisförmiger Rotor in Leichtbauweise für TurbinendurchfluBmesserInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen kreisförmigen Rotor in Leichtbauweise für Turbinendurchflußmesser
mit an seinem Umfang angeordneten Schaufeln aus Kunststoff, der mit einer zentralen Welle verbunden is't,
die in einem Ansatz einer ortsfesten Haltevorrichtung drehbar gelagert ist der sich in den von den Schaufeln
überdeckten Bereich im Zentrum des Rotors hineinerstreckt und an dieser Stelle ein Lager für die Welle trägt
Ein derartiger Rotor ist durch c'\e DE-OS 20 32 506
bekannt geworden. Bei diesen Rotor sind die Schaufeln, die Nabe und der Nabenkranz, weit' er die Schaufeln
trägt aus einem Stück hergestellt, was jedoch aufgrund der kompliziert geformten Schaufeln verhältnismäßig
schwierig ist Außerdem müssen die Schaufeln eine hohe Genauigkeit aufweisen, um einen schwingungsfreien
Lauf des Rotors zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rotor für den eingangs genannten Zweck zu
schaffen, der trotz komplizierter Schaufeln einfach herstellbar ist
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem kreisförmigen Rotor der eingangs bezeichneten Art
dadurch gelöst daß die Schaufeln einzeln zwischen zwei lösbaren Teilen am Umfang einer kreisrunden Metallplatte eingeklemmt sind, die in ihrem mittleren Bereich
eine seitliche Ausprägung besitzt in die der Ansatz mit so dem Lager hineinragt Die Schaufeln können dadurch
individuell mit hoher Genauigkeit aus einem leicht verformbaren, spritzfähigen Kunststoff hergestellt werden, während die lösbaren Teile zur klemmenden
Halterung der Schaufeln am Umfang einer kreisrunden Metallplatte aus dünnen Blechen bestehen können, die
leicht zu verarbeiten sind. Aufgrund dieser Kombination kann man von den Vorteilen der speziellen Eigenschaften eines Kunststoffmaterials und z. B. von Aluminium
Gebrauch machen, um einen Rotor in Leichtbauweise w·
zu schaffen, der sowohl leicht als auch sehr stabil ist und kompliziert geformte Schaufeln mit hoher Genauigkeit
in präziser Anordnung aufweist Die seitliche Ausprägung der Metallplatte trägt vorteilhaft dazu bei,
Schwingungen beim Betrieb des Turbinendurchflußmes- Hr>
sers zu vermeiden. Zugleich kann das Lager für den Rotor platzsparend in dieser Ausprägung der Metallplatte untergebracht werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung geht aus dem Unteranspruch 2 hervor.
Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels erläutert Es
zeigt
F i g. 1 einen Teil-Längsschnitt durch einen Rotor gemäß der Erfindung;
F i g. 2 eine Stirnansicht von Schaufeln, die mit dem Rotor der F i g. 1 verwendet werden können;
Fig.3 einen Längsschnitt durch einen Turbinendurchflußmesser, der den Rotor der F i g. 1 enthält;
Fig.5 einen Teilschnitt durch das Gasrohr des
Turbinendurchflußmesserj der F i g. 4.
Im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 wird eine kreisrunde Metallplatte 30 verwendet deren äußerer Umfangsteil bei 31 zurückgebogen ist und zwar unterhalb einer
Schulter 32. Ein kreisrunder Ring 34 aus im Schleuderguß verarbeitetem Aluminium ist spiegelbildlich zu dem
äußeren Umfangsteil der Platte 30 verformt und er enthält eine Schulter 35 ähnlich der Schulter 32 sowie
einen ebenen Teil 36 an seinem inneren Radius. Die Metallplatte 30 weist eine mittige Öffnung 37 auf.
Schaufeln 50 (F i g. 2) werden zwischen den Schultern 32, 35 eingeklemmt gehalten, wenn Nieten oder
Schrauben 38 den kreisrunden Ring 34 mit der Metallplatte 30 verbinden. Der Rotor wird durch
Entfernung von Metall von den Nieten ausgewuchtet um dadurch eine Beschädigung der Metallplatte 30 zu
vermeiden.
Die Fig. 1 zeigt ferner eine Nabe 40 mit einer tragenden Stirnplatte 41 zur Halterung des Rotors. Es
wird darauf hingewiesen, daß dieses Ausführungsbeispiel eine besonders leichte Konstruktion darstellt
Um in der Fertigung eine größere Flexibilität zu erhalten, kann es erwünscht sein, die Zahl der Schaufeln
zu variieren, die auf den Metallplatten ausgewählter Größe befestigt werden. Die in Fig.2 gezeigten
Schaufeln 50 weisen je einen Vorsprung 51 auf, der unterhalb eines Fußes ausgeformt isu Wie gezeigt,
schiebt sich jeder Vorsprung genau !inter den Fuß der benachbarten Schaufel. Demzufolge können die Schaufeln entweder eng nebeneinander angeordnet werden
oder sie können etwas getrennt voneinander gehalten werden, ohne daß dazwischen Spalten entstehen.
Es wird nun auf Fig.3 Bezug genommen. Der Turbinendurchflußmesser weist einen Rotor 60 auf, der
ähnlich demjenigen in F i g. 1 gezeigten ist. Dieser Rotor 60 ist in einem Rohr 59 derart eingebaut, daß er durch
das strömende Gas mit einer Drehzahl gedreht wird, die von der Strömungsgeschwindigkeit abhängig ist, d.h.
daß sie sich auf die Menge der Gasströmung bezieht Das Rohr 59 weist stirnseitig Flansche 61 auf, so daß es
in eine Rohrleitung eingebaut werden kann. Innerhalb des Rohres ist ein echt stromlinienförmiges Gehäuse
gelagert, das sich zusammensetzt aus einem hohlen, sich erweiternden konischen Frontabschnitt 62 und einem
sich verjüngenden, rückwärtigen Abschnitt 63. Der Frontabschnitt ist mit Hilfe mehrerer Streben 64 in dem
Rohr 59 dauerhaft befestigt, während der rückwärtige Abschnitt mit Hilfe eines einzigen Bügels lösbar
befestigt ist der seinerseits durch Schrauben 65 an der Wand des Rohres festgemacht ist. Alle arbeitenden
Teile des Turbinendurchflußmessers sind in dem rückwärtigen Abschnitt so gelagert, daß sie mit diesem
entfernt werden können. Das Gehäuse begrenzt rund um sich herum einen ringförmigen Gas-Strömungskanal. Die Stromlinienform des Gehäuses gewährleistet in
Verbindung mit dem relativ großen freien Gasströmungskanal, daß das Gas bei nur minimalen Druckverlusten
durch den Turbinendurchflußmesser strömt
Der rückwärtige Abschnitt 63 besteht in der Hauptsache aus einem massiven Gußteil, das an seiner
Vorderseite einen im wesentlichen rechteckigen Hohlraum aufweist. Ein einziges, einstöckiges Gußteil 66
bildet ein kombiniertes Abstütz- und Verschlußteil, und es umfaßt eine Verschlußplatte, die an dem rückwärtigen
Abschnitt 63 so befestigt ist, daß sie einen Frontverschluß bildet, während ein Fortsatz mit
L-förmigem Querschnitt sich in den rechteckigen Hohlraum in dem rückwärtigen Abschnitt hinein
erstreckt Die Verschlußplatte weist einen sich nach vorne erstreckenden mittigen Ansatz auf, in dem ein
vorderes Kugellager 67 befestigt ist, und der Schenkel
des Fortsatzes mit dem L-förmigen Querschnitt trägt ein hinteres Kugellager 68. Eine Welle 70 verläuft durch
die zwei Kugellager und trägt vor dem vorderen Kugellager 67 den Rotor 60. Aus der Zeichnung geht
hervor, daß die seitlich vertiefte Ausbildung der Metallplatte 30 des Rotors sowie der Ansatz, de sich in
die Vertiefung erstreckt es ermöglichen, daß das Kugellager 67 dicht neben der Mitte des Rotors
positioniert werden kann sowie innerhalb des Drehzylinders der Schaufeln 50, wodurch ungünstige Hebelkräfte
an der Welle 70 vermieden werden. Die strömungsgerechte Form der Schaufeln 50 gewährleistet,
daß die strömenden Gase den Rotor bei minimalem Druckverlust beschleunigen, während die wirksame
Lagerposition es ermöglicht, daß sich der Rotor mit geringstem Widerstand drehen kann. Die strömungsgünstige
Form sowie die Zahl der Schaufeln werden so gewählt, daß die Rotorgeschwindigkeit auf einen
niedrigen Wert bei den maximalen erwarteten Strömungsgeschwindigkeiten gehalten wird, um dadurch
den Lagerverschleiß zu reduzieren und die Lebensdauer des Rotors zu erhöhen. Wie bereits oben beschrieben
wurde, kann die Zahl der Schaufeln einfach festgelegt werden, um da: Geschwindigkeits-Gasströmungs-Verhältnis
je nach den Erfordernissen zu verändern.
Ein Filter 90 ermöglicht den Gaseintritt in den rückwärtigen Abschnitt 63, um zu verhindern, daß
Druckunterschiede auftreten. Da jedoch der Fortsatz mit L-förmigem Querschnitt einen wesentlichen Teil des
Hohlraums im rückwärtigen Abschnitt 63 ausfüllt, ist der
Luftraum darin relativ klein. Das Volumen der Luft, das ein- und ausströmt, ist demzufolge klein, so daß auch die
Menge an Schmutz reduziert ist, die eingeführt werden könnte.
Zwischen den Kugellagern 67,68 ist ein Kegelrad 72 gelagert, da·; mit einem weiteren Kegelrad 73
zusammenarbeitet, welches am unteren Ende einer Abtriebswelle 74 befestigt ist, die bei 101 (F i g. 4) in dem
L-förmigen Fortsatz des Gußteils 66 gelagert ist. Der Antrieb des Rotors 60 wird dadurch über die Welle 70
um 90° abgelenkt auf die Abtriebswelle 74 übertragen. Die Abtriebswelle enthält ein trennbares Kreuzgelenk
oder eine Klauenkupplung 75, um Fehlausrichtungen auszugleichen, und sie verläuft dann durch eine öffnung
innerhalb des einzigen Bügels des rückwärtigen Abschnitts und durch eine öffnung 77 in der Wand des
Rohres 59 in ein Meßgehäuse 76, das an der Außenseite des Rohres befestigt ist
Um den Antrieb in das Meßgehäuse 76 einzuführen, ohne daß die Gefahr besteht, daß Gas in das Gehäuse
eintritt, wird eine Magnetkupplung 78 verwendet Diese enthält einen ringförmigen inneren Magnet 79, der am
oberen Ende der Antriebswelle 74 befestigt ist, ein ortsfestes, schalenförmiges Teil 80, das den Magneten 79
sowie die Antriebswelle 74 vollständig einschließt, um diese abzudichten, sowie einen äußeren ringförmigen
ίο Magneten Sl radial außerhalb des Teils 80 und des
inneren Magneten 79. Die magnetische Anziehung bewirkt daher, daß der äußere Magnet sich mit dem
inneren Magneten dreht
Der äußere Magnet 81 ist in einem rotierenden Teil 82 befestigt, an dem das erste von zwei Wechselrädern 83,
84 befestigt ist Diese Wechselräder können gegen andere ausgetauscht werden, um klein«; Variationen im
Übersetzungsverhältnis zu ermöglichen, um den Turbinendurchflußmesser zu eichen, d. h., daß dadurch
gewährleistet ist, daß die auf den Anze',jemechanismus
übertragene Drehung für eine vorgegebene Gasströmung im wesentlichen die gleiche ist
Der allgemein bei 85 angedeutete Anzeigemechanismus, der von den Wechselrädern über eine nicht
gezeigte Räderkette angetrieben wird, ist nicht im einzelnen gezeigt, da derartige Mechanismen bekannt
sind und aus Zahlentrommeln bestehen, die nacheinander angetrieben werden, um die ihnen erteilte Drehung
zu »zählen«.
Der Turbinendurchflußmesser kann leicht für Wartungszwecke auseinandergenommen werden, indem
man den oberen Teil der Antriebswelle 74 nach oben in das Meßgehäuse 76 zieht, wobei sie sich an der
Klauenkupplung 75 trennt indem man ferner die Schrauben 65 entfernt und den rückwärtigen Abschnitt
63 aus dem Ende des Rohres 59 beim Flansch 61 herauszieht Es wird bemerkt, daß die einzigen
öffnungen in der Wand des Rohres 59 diejenigen für die Antriebswelle 74 und Schrauben 65 sind, so daß
Abdichtungsprobleme auf ein Minimuni reduziert sind.
Die alternative Ausführungsform des Turbinendurchflußmessers in den Fig.4 und 5 ist zum größten Teil
ähnlich derjenigen der Fig.3, und gleiche Teile sind
demzufolge mit den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet Zusätzlich sind jedoch hier Vorkehrungen
getroffen, um in verschiedenen Lagern öl zuzuführen.
Ein horizontaler ölkanal 97 in der Hauptrohrleitung (Fig. 5) schneidet die öffnung 77, in der die
Antriebswelle 74 läuft
In vorbestimmten Wartungsabständen wird öl
manuell in den Kanal 97 gepumpt, von wo aus das öl nach oben rund um die Außenseite einer Buchse 98 in
der öffnung 77 strömt, um ein Lager 99 an der Oberseite der Buchse zu schmieren. Anschließend fließt es nach
unten durch das Lager rund um die Antriebswelle 74 und die Klauenkupplung 75 zu den Lagern 101. An dieser
Stelle wird das öl in einem Filzkissen 102 aufgesaugt, das in der Oberseite des Gußteils 66 eingesetzt ist Zwei
Kanäle 103, 104 verladen das Filzkissen mit den Ku-
M) gellagern 67, 68, und absorptionsfähiges Material, z. B.
Dochtmaterial, erstreckt sich durch die Kanäle, um eine kontinuierliche ölzufuhr vom Filzkissen 102 zu den
Kugellagern zu erzeugen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Kreisförmiger Rotor in Leichtbauweise für Turbinendurchflußmesser mit an seinem Umfang
angeordneten Schaufeln aus Kunststoff, der mit einer zentralen Welle verbunden ist, die in einem
Ansatz einer ortsfesten Haltevorrichtung drehbar gelagert ist, der sich in den von den Schaufeln
überdeckten Bereich im Zentrum des Rotors hineinerstreckt und an dieser Stelle ein Lager für die
Welle trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (60) einzeln zwischen zwei lösbaren
Teilen (31, 34) am Umfang einer kreisrunden Metallplatte (30) eingeklemmt sind, die in ihrem
mittleren Bereich ein? seitliche Ausprägung besitzt, is
in die der Ansatz mit dem Lager (67) hineinragt
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine (31) der lösbaren Teile (31 und 34)
einstückig mit der Metallplatte (30) verbunden und das andere (34) ein kreisrunder Ring ist
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Legal Events
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