DE2724003A1

DE2724003A1 - Schaufelverriegelung im stator eines axialkompressors

Info

Publication number: DE2724003A1
Application number: DE19772724003
Authority: DE
Inventors: Constantino Vinciguerra
Original assignee: Nuovo Pignone SpA
Current assignee: Nuovo Pignone SpA
Priority date: 1976-06-15
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1977-12-22
Also published as: JPS52154112A; GB1550018A; NL7706273A; SE7705650L; BE855715A; US4142827A; ZA773058B; IT1062412B; DE2724003B2; BR7703782A; NL167502B; DE2724003C3; SU694098A3; FR2355183B1; CA1073362A; FR2355183A1; AR210686A1; NL167502C

Description

* Z72A003

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verriegeln der Schaufeln im Statorgehäuse eines Axialkompressors, der vorzugsweise in staubiger Umgebung arbeitet, wobei die Bedingung derart ist, daß bei unveränderter radialer Abmessung des Kompressors sämtliche Schaufeln der gleichen vorbestimmten unbedingt konstanten Verriegelungsbelastung ausgesetzt sind, sodaß sichergestellt wird, daß sämtliche Schaufeln in gleichem Zustand sich befinden und unter gleichen Bedingungen arbeiten, wobei die Schaufeln schnell und verlässlich bei Auftreten von Fehlern oder zum Reinigen eingebaut und ausgebaut werden können.

otatorgehäuse für Axialkompressoren sind meist entweder aus einem einzigen Teil oder aus zwei halbzylindrischen Bauteilen hergestellt, die dann, naohdetn sie mit den jeweiligen Schaufeln ausgestattet sind, miteinander verbunden werden. In beiden Fällen werden die Schaufeln angebracht, indem ihre Füße benachbart in geeignete über den Umfang verlaufende Schwalbenschwanznuten oder Gehäuse eingeführt werden, die auf den Innenflächen des Statorgehäuses vorgesehen sind, wobei dieses Einführen von außen im Falle von geschlossenen Statοrgehausen oder seitlich im Falle von zweiteiligen Statorgehäusen erfolgt» bis diese Führungen

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oder Nuten vollständig gefüllt sind. Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, um die Schaufeln in ihrer Position auf dem Statagehause eines Axialkompressors zu verriegeln. Bei einer der bekannten, insbesondere auf geschlossene Statorgehäuse algewandten Vorrichtung werden die in die Umfangsnuten oder -führungen eingeführten Schaufeln in ihrer Stellung durch ein einziges elastisches Band oder andere komplizierte Sperreinrichtungen verriegelt, die, da sie von außerhalb des Statorgehäuses wirken, gleichzeitig auf die Hucken sämtlicher Schaufelfüße passen und diese Füße gegen die Ränder der Umfangsführungen schieben. Außer einer Erhöhung der Radialabmessung des Kompressors jedoch hat solch eine Anordnung auch den Nachteil, daß die Schaufeln nicht sämtlich der gleichen Sperrlast wegen unvermeidlichen konstruktiven Unvollkommenheiten im Schaufelfuß ausgesetzt werden, sodaß das elastische Band auf die Rücken der Schaufelfüße nicht gleichförmig presst.

Bei anderen bekannten Anordnungen, die insbesondere bei zweiteiligen Statorgehäusen Anwendung finden, sind die Schaufelfüße genau mit den gleichen Abmessungen wie der Querschnitt der Umfangsführung konstruiert, sodaß sie genau in die entsprechende Führung passen, wo sie in ihrer Lage spontan verriegelt verbleiben. Solch ein System verändert nicht nur die radiale Abmessung des Kompressors, durch Verminderung des Spaltes zwischen Führung und Schaufel praktisch auf Null wird darüberhinaus sichergestellt, daß sämtliche Schaufeln sich unter gleichen Bedingungen befinden und unter gleic hen Bedingungen arbeiten. Ein doppelter lachteil stellt sich aber ein. Zunächst handelt es sich um die besonders komplizierte Konstruktion aufgrund der Notwendigkeit, die Führungen und die Schaufel-

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fuße genau zu bemessen und zweitens insbesondere aufgrund der Unmöglichkeit, einen Kompressor mit solch einer Schaufelfußbefestigung zum Komprimieren von Stoffen zu benutzen, die zeitweise Staubablagerungen erzeugen, wie beispielsweise Uranhexafluorid in radioaktiven Urananreicherungsverfahren, für die die Erfindung ein besonderes Anwendungsgebiet ist. Staubablagerungen rufen nämlich Krustenbildungen zwischen den Schaufelfüßen und den jeweiligen Führungen oder Nuten hervor, die sie starr zusammen verriegeln|und so einen raschen Abbau der Schaufeln im Falle einer Beschädigung oder aus Zwecken der Reinigung möglich machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile durch ein neues Verriegelungssystem für die Schaufeln in den Umfangsschwalbenschwanznuten eines Axialkompressorgehäuses, das aus zwei halbzylindrischen Teilen besteht, zu schaffen, welches einfach in der Konstruktion ist, die Radialabmessung des Kompressors nicht verändert, sämtliche Schaufeln durch eine bestimmte konstante Last verriegelt und insbesondere einen schnellen Ausbau der Schaufeln, selbst in staubiger Umgebung sicher ermöglicht.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß den Schaufelfüßen eine Dicke verliehen wird, die geringer als die Höhe der (Schwalbenschwanz)führungen ist und ein Rücken verliehen wird, der quer in der gleichen Richtung wie die Nutenoberseite gekrümmt ist und so hiermit einen Zwischenraum bildet, der symmetrisch um den Längsmittelbereich dieses Rückens ist, wobei der Zwischenraum allmählich enger wird, bis er seine minimale Dicke in der Mittelzone erreicht und daß die Schaufelfüße gegen die Nutenführungen durch flache gekrümmte Federn gepresst werden, die unter Kraftaufwand in diese Zwischenräume eingeführt sind, wobei diese flachen Federn

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in etwa die gleiche Breite wie die Rücken der Schaufelfüße und eine Krümmung entgegengesetzt und in etwa gleich der der Oberseite der Führungsnut aufweisen und an einem Ende in einer Lippe enden, die in entgegengesetzter Richtung zu ihrer Krümmung gebogen ist.

Nicht nur werden konstruktive komplizierte Ausbildungen vermieden und die Radialabmessung des Kompressors unverändert gelassen; es wird auch ein verläßlicher und schneller Einbau und Ausbau der Schaufeln erhalten, indem einfach mit einem geeigneten Werkzeug auf die Innenfläche bzw. Außenfläche dieser Lippe der gekrümmten flachen Federn gedrückt wird, sodaß diese jeweils in die Zwischenräume eingeführt oder herausgezogen werden.

Die besondere Konfiguration der Rücken der Schaufelfüße und der flachen Federn bedeutet, daß bei Einführen der Federn in die Zwischenräume unter Kraftaufwand ein allmähliches Abbiegen der gekrümmten Federn sich einstellt, die ihren maximalen Abflachungsgrad wenn sie vollständig eingeführt sind, erreichen, wobei diese maximale Abflachung der Federn zu einem Druck führt, der, indem er auf diesen mittigen Bereich der Rücken der Schaufelfüße wirkt, die Schaufelfüße gegen die jeweiligen Führungen drückt, sodaß die Schaufeln in ihrer Lage praktisch bei konstanter Verriegelungslast verriegelt werden. Wegen der beachtlichen Abwiegung, die die Federn, wenn sie eingeführt sind, erleiden, sind die prozentualen Ablenkungsveränderungen aufgrund der Toleranzen der Federn, der Schaufelfüße und der (Schwalbenschwanz)nuten, Zuführungen minimal; so werden auch die Veränderungen in der Verriegelungslast minimal.

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Um zum Einführen der flachen gekrümmten federn mit zunehmendem Kraftaufwand in die Zwischenräume "beizutragen und dieses Einführen wirksamer zu machen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Krümmung der Rücken der Schaufelfüße derart gewählt, daß an den Enden der Füße in Längsrichtung gesehen der Zwischenraum zwischen Rücken und Nutenoberseite eine maximale Dicke aufweist, die in etwa 3/2 der Krümmungswölbung der flachen gekrümmten Federn ist. Mit zunehmenden Eindrücken in den Zwischenraum wird die Feder durch den Rücken des Schaufelfußes einer Biegebelastung ausgesetzt, die spezifisch auf den Teil der Feder,'der in Kontakt mit dem Rücken steht, wirkt und, wenn dieser Teil wie ausgeführt, konstruiert ist, dann fällt dieser fast mit der Mitte der Feder zusammen, bei dem es sich vor allem um den geeignetsten Bereich für das wirksame und leichte Abbiegen einer Feder handelt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die seitlichen Ränder der Schaufelfüße, mit denen diese Schaufeln auf den jeweiligen Umfangsschwalbenschwanzführungen ruhen, unten in ihrem Mittelbereich hinterschnitten.

Auf diese Weise wird die mittige Verriegelungsbelastung, die durch die flache Feder auf den Rücken des Schaufelfußes übertragen wird, über diese vier Endträgerbereiche der seitlichen Ränder des Fußes verteilt, die wirksam auf der Führung ruhen und so zu einer verbesserten Abstützung und zu einer wirksameren LageStabilität des Schaufelfußes führen.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung soll nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungpinäher erläutert werden. In diesen zeigen:

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Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Teils des Statorgehäuses eines Axialkompressors, wobei die Schaufeln entsprechend dem Positionsverriegelungssystem nach der Erfindung angebracht sind;

Pig. 2 eine perspektivische Darstellung der Ausbildung der das Schaufelstellungsverriegelungssystem; nach der Erfindung bildenden Elemente;

Pig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie AA in Pig. 1; Pig*.4 ist ein Schnitt längs der Linie BB in Fig. 3.

In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 Teil eines von zwei halbzylindrischen Teilen eines zweiteiligen Statorgehäuses eines Axialkompressors, auf deren Innenfläche 2 die in Umfangsrichtung verlaufenden Schwalbenschwanznuten vorgesehen sind, in welche die Füße 4 der Schaufeln 5 benachbart eingeführt werden, bis die (Schwalbenschwanzführungen völlig gefüllt sind. Jeder Fuß 4 umfasst an seinen seitlichen Enden vorkragende Ränder 6, die auf den Stützteilen 7 der Führung 3 aufruhen. Die seitlichen Ränder 6 sind unten in ihrem Mittelbereich in einer Nut 8 hinterschnitten, derart, daß sie auf diesen Stützteilen 7 nur mittels ihrer vier Endbereiche 9 aufruhen. Der Rücken 10 des Schaufelfußes ist in Querrichtung im gleichen Sinne wie die Oberseite 11 der Umfangsführungen 3 gekrümmt und bildet hiermit einen Zwischenraum 12, der allmählich von den Längsrändern 13 des Rückens schmaler wird, bis er seine minimale Dicke im Mittellängsbereich 14 des Rückens (Fig. 2) erreicht. Die maximale Dicke des Schaufelfußes,'d.h. die Dicke des Fußes im mittigen Längsbereich 14 des Rückens wird geringer als die Höhe der Umfangs(schwalbenschwanz)-führung gehalten, sodaß die entsprechende Minimaldicke s (siehe Fig. 3) des Zwischenraumes 12 geringfügig größer als die Dicke einer flachen Feder 15 ist. Diese flache Feder

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hat in etwa die gleiche Breite wie der Rücken 10 des Schaufelfußes und in etwa die gleiche Krümmung wie die Oberseite 11 der Umfangsführungen 3, jedoch in entgegengesetzter Richtung hierzu und umfasst an ihren Enden eine Lippe 16, die in Richtung entgegengesetzt zu ihrer Krümmung gebogen ist. Die Krümmung der Rücken 10 der Schaufelfüße ist derart, daß die Maximaldicke des Zwischenraums 12, das ist ihre Dicke an den Längsrändern 13 dieser Küken in etwa 3/2 der Wölbung f (Pig. 2) der Anfangskrümmung dieser flach gekrümmten Federn 15 hat.

Bei Anwendung der Verriegelung nach der Erfindung wird eine Schaufel eingesetzt, indem ihr Fuß 4 in die jeweilige (Schwalbenschwanz)umfangsnut 3 eingeführt wird; eine Feder 15 wird in den geformten Zwischenraum 12 eingeführt, in^dem mit einer Kraft Q (siehe Fig. 2) auf die Außenfläche der gebogenen Lippe 16 der Feder unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugs gedrückt wird. Die Feder wird so veranlasst, sich aus der Lage mit dem Anfangswert f in die Lage mit dem Endwert f (siehe Fig. 1) zu biegen und übt so längs des Längsmittelbereiches 14 des Rückens 10 des Schaufelfußes einen Druck aus, der die vier Endbereiche 9 der seitlichen Ränder 6 des Schaufelfußes gegen die entsprechendenStützteile oder Stützbereiche 7 der Umfangsführung 3 beaufschlagt und die Schaufel so in ihrer Stellung verriegelt. Zum Herausführen der Schaufeln werden die jeweiligen Federn 15 herausgezogen, indem mit einem Werkzeug gegen die Innenfläche 17 der Federli^jJe 16 eingewirkt wird.

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M Leerseite

Claims

NUOYO PIGNONE S.p.A. Florenz, Italien Schäufelverriegelung im Stator eines Axialkompressors

1. Vorrichtung zum Verriegeln der Schaufeln im Stator eines aus zwei halbzylindrischen Teilen bestehenden Axialkompressorgehäuses, mit Schwalbenschwanzführungen im Innenumfang des Statorgehäuses, in welchen die Schaufelfüfie soweit eingeführt sind, daß sie die Schwalbenschwanznuten Tollständig füllen und auf diesen führungen mit ihren seitlichen Bändern auf ruhen, daduroh gekennzeichnet, daß die Dicke der Schaufelfuß· (4) geringer als die Höhe der Schwalbenschwanznuten (3) ist; daß die Krümmung der Schaufelfußrücken (10) quer in der gleichen Richtung wie die Oberseite (11) der Sohwalbenschwansnuten (3) unter Bildung eines Zwischenraums (12) hiermit, der symmetrisch um den Längsmittelbereioh (H)

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dieses Rückens (10) ausgebildet ist und allmählich enge?.¹ bis zum Erreichen der Minimumdicke in diesen Mittelbereich (H) wird, verläuft und daß die Schaufelfüße (4) gegen die Schwalbenschwanznuten (3) durch flache gekrümmte Federn (15) gedrückt sind, die in diese Zwischenräume (12) kraftschlüssig eingeführt sind.

2. Schaufelverriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die flachen gekrümmten Federn (15) etwa die gleiche Breite wie die Rücken (10) der Schaufelfüße (4) und eine Krümmung entgegengesetzt und in etwa gleich der der Nutoberseite (11) haben und an einem Ende in einer Lippe (16) enden, die entgegengesetzt zu ihrer Krümmung gebogen ist.

3. Schaufelverriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Minimaldicke der Zwischenräume zwischen dem Rücken (10) der Schaufelfüße und der Nutoberseite geringfügig breiter als die Dicke der flachen gekrümmten Federn (15) ist.

4. Schaufelverriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Krümmung des Rückens der Schaufelfüße derart ist, daß an den Längsenden der Schaufelfüße der Zwischenraum zwischen dem Rücken des Schaufelfußes und der Führungsoberseite eine maximale Dicke etwa gleich 3/2 der Wölbungshöhe der Krümmung der flachen gekrümmten Federn aufweist.

5. Schaufelverriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die seitlichen Ränder, mit denen die Schaufelfüße auf den jeweiligen Umfangsschwalbenschwanznuten ruhen, unten in ihrem Mittel-

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"bereich hinterschnitten sind.

6. Vorrichtung zum Verriegeln der Schaufeln in ihrer Stellung auf dem Statorgehäuse eines in staubiger Umgebung arbeitenden Axialkompressors, im wesentlichen wie beschrieben und dargestellt.

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