DE2724003B2

DE2724003B2 - Schaufelverriegelung im Stator eines Axialkompressorgehäuses

Info

Publication number: DE2724003B2
Application number: DE2724003A
Authority: DE
Inventors: Constantino Florenz Vinciguerra (Italien)
Original assignee: Nuovo Pignone SpA
Current assignee: Nuovo Pignone SpA
Priority date: 1976-06-15
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1979-08-23
Also published as: JPS52154112A; GB1550018A; NL7706273A; SE7705650L; BE855715A; US4142827A; ZA773058B; IT1062412B; BR7703782A; NL167502B; DE2724003C3; SU694098A3; FR2355183B1; CA1073362A; FR2355183A1; DE2724003A1; AR210686A1; NL167502C

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verriegeln der Schaufeln im Stator eines zweiteiligen halbzylindrischen Axialkompressorgehäuses, wobei de- '" ren Schaufelfuße auf den Führungen der Schwalbenschwanznuten aufruhen und diese weitgehend füllen, wobei die Schaufelrücken quer in der gleichen Richtung wie die Oberseite der Schwalbenschwanznuten unter Bildung eines Zwischenraums, der symmetrisch um den '" Längsmittelbereich dieser Rücken ausgebildet ist und allmählich bis zum Erreichen der Minimaldicke in diesem Mittelbereich enger wird, gekrümmt sind.

Solche Schaufelverriegelungen sind beispielsweise in der FR-PS 11 57 669 beschrieben. In üblicher Weise uind ^h() die Rücken der Schaufelfüße in Längsrichtung gekrümmt. Die Befestigung erfolgt über Zwischenteile und eine Nut mit stark verbreitertem Boden. Der Zwischenteil trägt ein Füllband, welches sandwichartig zwischen dem stark vertieften Boden der Nut und dem ^h'ⁱ Zwischenteil angeordnet ist. Eine solche Befestigung eignet sich bestenfalls für Strömungsmaschinen !.ehr kleiner Abmessungen, für die die Auslegung auch gedacht ist. Bei der Montage ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten. Ungeeignet ist eine solche Konstruktion dann, wenn Medien mit hohem Staubanteil, die zu Staubablagerungen oder Verkrustungen zwischen den Schaufclfüßen führen, hochverdichtet werden sollen.

Bei einer anderen bekannten Konstruktion (DE-OS 24 30 579) ist die Ausbildung ähnlich wie oben beschrieben. Allerdings sind dort auch die Rücken der Schaufelfüße in Längsrichtung gekrümmt. In emen sich verjüngenden Hohlraum werden Keile eingeführt, die allerdings in staubiger Umgebung ungeeignet sind. Zusätzliche Verriegelungseinrichtungen sind notwendig. Außerdem müssen die Keile unter zusätzlich anzuordnende elastische Platten getrieben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaufelfußbefestigung der eingangs genannten Art anzugeben, die nicht nur wesentlich einfacher und zweckmäßiger als bisher in der Montage, sondern auch wesentlich leichter auseinanderzubauen ist Eine solche Schaufelfußbefestigung soll sich auch im Einsatz beim Verdichten von Medien mit hohem Stsubanteü, die zu hohen Staubablagerungen und sogar Verkrustungen zwischen den Schaufelfüßen führen, insbesonderein mit Uranhexafluorid arbeitenden Urananreicherungsanlagen, eignen.

Erreicht wird dies bei einer Schaufelfußverriegelung der eingangs genannten Art überraschend einfach dadurch, daß die Schaufelfüße gegen die Schwalbenschwanznuten durch flache gekrümmte Federn etwa von der gleichen Breite wie die Rücken gedrückt sind, wobei deren Krümmung entgegengesetzt und in etwa gleich der der Nutoberseite ist; und daß die Minimaldikke der Zwischenräume zwischen dem Rücken der Schaufelfüße und der Nutoberseite geringfügig breiter als die Dicke der flachen gekrümmten Federn ist.

Es ergeben sich beachtliche Vorteile gegenüber den bekannten Befestigungen, bei denen der Schaufelfußrücken in Längsrichtung gekrümmt ist und meist in einem einteiligen Statorgehäuse iber Spannbänder, Gelenkketten oder Keile plus weiteren Spanngliedern verriegelt wird. Hierdurch wird auch praktisch jeder einzelne Schaufelfuß durch eine in bestimmter Weise gekrümmte und nur längs einer Berührungslinie auf den Schaufelfuß wirkende Feder beaufschlagt. Es kann nicht mehr wie bei den bekannten Konstruktionen, bei denen nicht sämtliche Schaufeln mit der gleichen Verriegelungslast ausgesetzt werden, passieren, daß Schaufeln lose werden.

Die Schaufeln werden praktisch längs einer Kontaktlinie, bei der es sich um die Erzeugende des das Statorgehäuse umhüllenden Zylinders handelt, verriegelt. Ausgenutzt wird hierzu vor allen Dingen die Maßnahme, daß die Krümmung der Feder im Ruhezustand entgegengesetzt zur Krümmung der Oberfläche des Schaufelrückens ist.

Gegenüber bekannten Maßnahmen lassen sich die Schaufeln einzeln ausbauen.

Vorzugsweise enden die flachen gekrümmten Federn an einem Ende in einer Lippe, die entgegengesetzt zu ihrer Krümmung gebogen ist. So lassen sich die Federn ohne weiteres herausziehen, wenn die Schaufeln entfernt werden.

Vorteilhaft ist die Krümmung des Rückens der Schaufelfüße derart, daß an den Längsenden der Schaufelfüße der Zwischenraum zwischen dem Rücken des Schaufelfußes und der Führungsoberseite eine maximale Dicke etwa gleich ⁱh der Wölbungshöhe der Krümmung der flachen gekrümmten Federn aufweist.

Hierdurch wird das Einführen der Federn erleichtert. Die Federn bleiben immer ausgerichtet bezüglich der Mittelachse der Wandungen des Schaufelrückens, so daß ein gleichförmiger Druck auf die Schaufelfüße ausgeübt wird, da die Federn dauernd längs dieser Mittellinie beaufschlagt sind. Je weiter die Feder in den Zwischenraum eingedrückt wird, desto größer wird die auf sie durch den Rücken des Schaufelfußes ausgeübte Biegebelastung, die spezifisch auf den Teil der Feder, der in Kontakt mit dem Rücken steht, wirkt.

Der Nachteil bei anderen bekannten Konstruktionen, bei denen die Schaufelfüße im Querschnitt genau die gleichen Abmessungen wie der Querschnitt der Umfangsführung haben, wo also extrem hohe Anforderungen an Bearbeitungsgenauigkeit gestellt werden, werden vermieden. Auch durch Siaubablagerungen und Krustenbildungen zwischen Schaufelfüßen und ihren Führungen oder Nuten wird nämlich eine starre Verriegelung herbeigeführt, was einen raschen Ausbau der Schaufeln wegen Beschädigung oder aus Gründen der Reinigung unmöglich macht. Bei der Maßnahme nach der Erfindung sind also die Schaufelfüße ^on einer Dicke, die geringfügig kleiner als die Höhe der Schwalbenschwanzführungen ist Der Zwischenraum verläuft also symmetrisch um den Längsmittelbereich der Rücken; der Zwischenraum wird allmählich enger, bis er seine minimale Dicke in der Mittelzone erreicht

Nicht nur werden konstruktive komplizierte Ausbildungen vermieden und die Radialabmessung des Kompressors wird unverändert belassen; ein verläßlieher schneller Ein- und Ausbau der Schaufeln ergibt sich, indem einfach mit einem geeigneten Werkzeug auf die Innenfläche bzw. Außenfläche der Lippe der gekrümmten Feder gedrückt wird, so daß diese jeweils in diese Zwischenräume eingeführt bzw. aus diesen herausgezogen werden.

Vorzugsweise sind die seitlichen Ränder, mit denen die Schaufelfüße auf den jeweiligen Umfangsschwalbenschwanznuten 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 die entstehenden 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 Zeichnungen näher erläutert werden. In diesen zeigt

F i g. i eine perspektivische Darstellung eines Teils des Statorgehäuses eines Axialkompressors, wobei die Schaufein entsprechend dem Positionsverriegelungssystem nach der Erfindung angebracht sind,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung der Ausbildung der das Schaufelstellungsverriegelungssystem nach der Erfindung bildenden Elemente;

F i g. 3 ist ein Schnitt längs der Linie AA in F i g. 1; F ί g. 4 ist ein Schnitt längs der Linie BB in F i g. 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 3 vorgesehen sind, in welche die Füße 4 der Schaufeln 5 benachbart eingeführt werden, bis die (Schwalbenschwanz)führungen 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 (F^; g. 2) erreicht. Die maximale Dicke des Schaufelfußes, 6. h. die Dicke des Fußes im mittigen Längsbereich 14 des Rückens 10 wird geringer als die Höhe der Umfangs(schwalbenschwanz)führung gehalten, so daß die entsprechende Minimaldicke 5 (siehe Fig.3) des Zwischenraumes 12 geringfügig größer als die Dicke einer flachen Feder 15 ist Diese flache Feder 15 hat in etwa die gleiche Breite wie der Rücken 10 des Schaufelfußes und in etwa dje 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 Rücken in etwa V2 der Wölbung f_o (Fig.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, indem mit einer Kraft Q (siehe F i g. 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_o in die Lage mit dem Endwert /(siehe F i g. 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 entsprechenden Stützteile oder Stützbereiche 7 dor 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 Federlippe 16 eingewirkt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verriegeln der Schaufeln im Stator eines zweiteiligen halbzylindrischen Axialkompressorgehäuses, wobei deren Schaufelfuß^ auf den Führungen der Schwalbenschwanznuten aufruhen und diese weitgehend füllen, wobei die Schaufelrücken quer in der gleichen Richtung wie die Oberseite der Schwalbenschwanznuten unter Bildung eines Zwischenraums, der symmetrisch um den Längsmittelbereich dieser Rücken ausgebidet ist und allmählich bis zum Erreichen der Minimaldicke in diesem Mittelbereich enger wird, gekrümmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelfüße (4) gegen die Schwalbenschwanznuten (3) durch flache gekrümmte Federn (15) etwa von der gleichen Breite wie die Rücken (10) gedruckt sind, wobei deren Krümmung entgegengesetzt und in etwa gleich der der Nutoberseite (11) ist; und dal) die Minimaidicke der Zwischenräume (12) zwischen dem Rücken (10) der Schaufelfüße und der Nutoberseite geringfügig breiter als die Dicke der flachen gekrümmten Federn (15) ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen gekrümmten Federn (13) an einem Ende in einer Lippe (16; 17), die entgegengesetzt zu ihrer Krümmung gebogen ist, enden.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung des Reckens (10) der Schaufeifüße (4) so bemessen ist, daß an den Lan»senden der Schaufelfüße der Zwischenraum (12) zwischen dem Rücken (10) des Schaufelfußes und der Führungsobenieite eine maximale Dicke von etwa greich drei Halbe der Wölbungshöhe der Krümmung der flachen gekrümmten Federn (15) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Ränder (6), mit denen die Schaufelfüße (4/ auf den jeweiligen Umfangsschwaibenschwanzntiten ruhen, unten in ihrem Mittelbereich (8) hinterschnitten sind.