DE3042191C1 - Adjustment device for the guide vanes of an axial compressor - Google Patents
Adjustment device for the guide vanes of an axial compressorInfo
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- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für die Leitschaufeln eines Axialverdichters mit einer Verstellhülse, die im Innenraum des Verdichters axial verschiebbar und von mindestens einem Stellmotor angetrieben ist, wobei die Verbindung zwischen Stellmotor und Verstellhülsen über Schubstangen mit kugelkopfartigen Enden erfolgt.The invention relates to an adjusting device for the guide vanes of an axial compressor with an adjusting sleeve, which are axially displaceable in the interior of the compressor and by at least one servomotor is driven, the connection between the servomotor and adjusting sleeves via push rods with spherical ends takes place.
Axialverdichter mit einer Verstelleinrichtung der vorstehend genannten Art sind aus der CH-PS 5 53 921 bekannt; bei dieser Konstruktion wird die Verstellhülse, die über fest an ihr befestigte Stangen auf im Gehäuse angeordneten Auflageböcken gleitfähig gelagert ist, mit Hilfe von zwei bezüglich des Arbeitsmittels parallel zueinander geschalteten Servomotoren axial verschoben. Infolge unvermeidbarer Gleichlauf-Ungenauigkeiten der beiden Servomotoren kann es bei dieser Konstruktion zu einem Verklemmen der Verstellhülse kommen, wenn diese eine relativ kurze axiale Länge und einen großen Durchmesser hat.Axial compressors with an adjusting device of the type mentioned above are from CH-PS 5 53 921 known; In this construction, the adjusting sleeve, which is fixed to rods firmly attached to it, in the housing arranged support blocks is slidably mounted, with the help of two parallel with respect to the working means mutually connected servomotors shifted axially. As a result of unavoidable synchronization inaccuracies of the two servomotors, the adjustment sleeve can jam with this construction come when this has a relatively short axial length and a large diameter.
Aus der DE-OS 14 28 030 ist eine Verstelleinrichtung für die Leitschaufeln eines Axialverdichters bekannt, bei der eine Verstellhülse über ein Ritzel und eine Zahnstange und von einem Drehservomotor angetrieben axial verschoben werden. Da der Antrieb der Verstellhülse hier am Umfang einseitig erfolgt, kommt es auch bei dieser Konstruktion zu einem Verklemmen der Verstellhülse, besonders bei kurzen Führungen und Verstellhülsen mit nur wenigen Stufen verstellbarer Leitschaufeln.From DE-OS 14 28 030 an adjusting device is known for the guide vanes of an axial compressor, in which an adjusting sleeve via a pinion and a Rack and driven axially by a rotary servo motor. Since the drive of the If the adjustment sleeve is carried out on one side on the circumference, this construction also leads to jamming the adjustment sleeve, especially with short guides and adjustment sleeves with just a few steps Guide vanes.
Ferner ist eine Verstelleinrichtung bekannt (CH-PS 5 57 960), bei der für jede Stufe ein drehbarer Verstellring vorgesehen ist. Die einzelnen Verstellringe sind untereinander durch drei über den Umfang verteilte Federbänder verbunden, die ihrerseits am Schaufelträger drehbar gelagert sind. Beim Verdrehen eines angetriebenen Verstellringes verdrehen sich alle anderen Verstellringe in Richtung zu dem Fixpunkt am Schaufelträger linear abnehmend, wobei die Federbänder verwunden werden. Wegen der Torsionsbeanspruchung der Federbänder sind der Drehung der Verstellringe und damit einer Verstellung der Leitschaufeln enge Grenzen gesetzt; darüberhinaus ist der Verstellwinkel umso kleiner, je näher die Stufe dem Auflagepunkt der Federbänder auf dem Schaufelträger liegt.Furthermore, an adjusting device is known (CH-PS 5 57 960), in which a rotatable one for each stage Adjusting ring is provided. The individual adjustment rings are mutually by three over the circumference distributed spring bands connected, which in turn are rotatably mounted on the blade carrier. When twisting of a driven adjusting ring, all other adjusting rings rotate in the direction of the fixed point on Blade carrier decreasing linearly, twisting the spring bands. Because of the torsional stress the spring bands are the rotation of the adjustment rings and thus an adjustment of the guide vanes narrow limits set; In addition, the closer the step, the smaller the adjustment angle The point of support of the spring straps lies on the blade carrier.
Aufgabe der Erfindung ist eine Verstelleinrichtung für die Leitschaufeln von relativ wenigen Stufen eines Axialverdichters zu schaffen, bei der einerseits der geschilderte Klemmeffekt vermieden und andererseits ein über alle Stufen gleicher, relativ großer Winkelbereich bei der Verstellung überstrichen wird. DieseThe object of the invention is an adjusting device for the guide vanes of a relatively few stages To create an axial compressor in which on the one hand the described clamping effect is avoided and on the other hand a relatively large angular range that is the same across all stages is swept over during the adjustment. These
ίο Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Verstellhülse zunächst durch mindestens drei, über ihren Umfang verteilte Schubstangen mit einem, zu ihr konzentrischen, drehbaren und axial sowie radial geführten Stellring verbunden ist, der über ein Gestänge und Hebel von dem Stellmotor angetrieben ist.ίο The task is according to the present invention solved in that the adjusting sleeve initially by at least three push rods distributed over its circumference is connected to a concentric, rotatable and axially and radially guided adjusting ring, which is driven by the servomotor via a linkage and lever.
Bei der neuen Konstruktion erfolgt die Verstellung durch einen einzigen Stellmotor, der über Gelenkhebel und ein Gestänge auf einen Stellring wirkt; durch das Drehen des axial festen und auch radial geführten Stellringes wird durch die Schubstangen die ebenfalls axial geführte Verstellhülse axial verschoben, die dann — wie bei der eingangs erwähnten Konstruktion — über die Verstellhebel die Leitschaufelverstellung bewirkt. Durch die Anordnung von drei über Kugelgelenke gelagerte Schubstangen für die Übertragung der Stellkräfte werden Kippmomente an der Verstellhülse vermieden. Weiterhin ist der Verstellbereich dieses Verstellsystems gegenüber der erwähnten Federband-Konstruktion durch die Verwendung der drei Schubstangen genügend groß.In the new design, the adjustment is carried out by a single servomotor, which is operated via articulated levers and a linkage acts on an adjusting ring; by turning the axially fixed and also radially guided Adjusting ring, the adjusting sleeve, which is also axially guided, is axially displaced by the push rods, which then - As with the construction mentioned above - the guide vane adjustment via the adjustment lever causes. The arrangement of three connecting rods supported by ball joints for the transmission of the Actuating forces, tilting moments on the adjustment sleeve are avoided. Furthermore, the adjustment range is this Adjustment system compared to the mentioned spring band construction through the use of the three push rods big enough.
Für den Ausgleich von Montage-Ungenauigkeiten ist es vorteilhaft, wenn die Schubstangen in ihrer Länge einstellbar sind. Die Führung des Stellrings in axialer und in radialer Richtung läßt sich konstruktiv einfach verwirklichen, wenn der Stellring schmierfrei in einer Nut des Schaufelträgers gelagert ist.To compensate for assembly inaccuracies, it is advantageous if the length of the push rods are adjustable. The guidance of the adjusting ring in the axial and in the radial direction is structurally simple can be realized when the adjusting ring is mounted in a groove in the blade carrier without any lubrication.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.In the following, the invention will be explained using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing explained in more detail.
F i g. 1 zeigt eine Aufsicht auf einen Teil der unteren Hälfte eines, in einer horizontalen Trennebene geteilten Verdichtergehäuses, in dem die Verstellhülse und die Verstelleinrichtung gelagert sind; im linken Teil der Figur ist die Verstellhülse zum Teil bis zur horizontalen Trennebene weggebrochen.F i g. 1 shows a plan view of part of the lower half of a divided in a horizontal parting plane Compressor housing in which the adjusting sleeve and the adjusting device are mounted; in the left part of the In the figure, the adjustment sleeve is partially broken away to the horizontal parting plane.
Fig.2 ist ein Vertikalschnitt durch den gleichen Gehäuseteil gemäß der Schnittlinie II-II von Fig. 1, wobei in dieser Figur weite Bereiche der Verstellhülse ebenfalls im Schnitt gezeigt sind.Fig. 2 is a vertical section through the same housing part according to the section line II-II of Fig. 1, with large areas of the adjusting sleeve in this figure are also shown in section.
Das nur teilweise dargestellte Gehäuse 1 des mit einem saugseitigen Ende dargestellten Verdichters enthält links den Ansaugraum 2, der über einen Einlaufring 3 in den nicht weiter dargestellten Schaufelkanal 4 mit den Leitschaufeln 5 übergeht. Der Rotor 40 der Maschine mit den Laufschaufeln 41 ist nur in F i g. 2 dargestellt.The only partially shown housing 1 of the compressor shown with a suction-side end contains the suction chamber 2 on the left, which via an inlet ring 3 in the not shown Blade channel 4 merges with guide blades 5. The rotor 40 of the machine with the blades 41 is only in Fig. 2 shown.
Die Leitschaufeln 5 sind um ihre Achsen 7 drehbar in einen Leitschaufelträger 6 eingesetzt; außerhalb des Leitschaufelträgers 6 sind die Drehachsen 7 der Schaufeln 5 mit Stellhebeln 8 verbunden, die über Gleitsteine 10 in Ringnuten 11 von Nutringen 12 eingreifen. Die Ringe 12 sind in einer Verstellhülse 13 befestigt.The guide vanes 5 are inserted into a guide vane carrier 6 such that they can rotate about their axes 7; outside of Guide vane 6, the axes of rotation 7 of the blades 5 are connected to adjusting levers 8, which via Slide blocks 10 engage in annular grooves 11 of groove rings 12. The rings 12 are in an adjusting sleeve 13 attached.
Die Verstellhülse 13 besteht aus zwei Teilstücken unterschiedlichen Durchmessers, die über eine flanschartige Trennwand 14 miteinander verbunden sind. Die Verstellhülse 13 ist weiterhin über mit ihr festThe adjustment sleeve 13 consists of two sections of different diameters, which have a flange-like Partition 14 are interconnected. The adjusting sleeve 13 is still fixed over with her
ORIGINAL IMSPECTEDORIGINAL IMSPECTED
verbundene Stangen 15 auf im Gehäuse I angeordneten Auflageböcken 16 in axialer Richtung verschiebbar abgestützt.connected rods 15 on support blocks 16 arranged in the housing I are displaceable in the axial direction supported.
In Achsrichtung der Maschine erstreckt sich die Verstellhülse 13 nur über die mit verstellbaren Leitschaufeln 5 versehenen ersten Stufen des Verdichters, wobei sie den Leitschaufelträger 6 umschließt.In the axial direction of the machine, the adjusting sleeve 13 extends only over the adjustable sleeve The first stage of the compressor is provided with guide vanes 5 and encloses the guide vane carrier 6.
Die für eine Verstellung der Leitschaufeln 5 notwendige, axiale Verschiebung der Verstellhülse 13 erfolgt über drei über den Umfang der Verstellhülse 13 verteilte Schubstangen 17, die über Kugelgelenke 18 (F i g. 2) gelagert sind. Diese sind jeweils mit Hilfe eines Zapfens 19 zwischen zwei Laschen 20 gehalten, die auf die in Strömungsrichtung weisende Fläche der flanschartigen Trennwand 14 aufgeschweißt sind. Das andere Ende der Schubstange 17 ist über ein weiteres Kugelgelenk 24 und einen Zapfen 25 gehalten, der seinerseits radial in einen Stellring 26 eingesetzt ist.The axial displacement of the adjusting sleeve 13 necessary for adjusting the guide vanes 5 takes place via three push rods 17 which are distributed over the circumference of the adjusting sleeve 13 and which are connected via ball joints 18 (Fig. 2) are stored. These are each held with the help of a pin 19 between two tabs 20, which on the face of the flange-like partition 14 facing in the direction of flow are welded on. The other The end of the push rod 17 is held by a further ball joint 24 and a pin 25, the is in turn inserted radially into an adjusting ring 26.
Der Mittelteil der Schubstange 17 weist an seinen Enden nicht gezeigte Schraubengewinde auf, die in entsprechende Muttergewinde von Endstücken 21 mehr oder weniger tief einschraubbar sind, so daß die axiale Länge der Schubstangen 17 verändert werden kann; ist die richtige Länge der individuellen Schubstange 17 während der Montage eingestellt, wird sie mit Kontermuttern 23 gesichert.The middle part of the push rod 17 has screw threads (not shown) at its ends, which in FIG corresponding nut threads of end pieces 21 can be screwed in more or less deeply, so that the axial Length of the push rods 17 can be changed; is the correct length of the individual push rod 17 set during assembly, it is secured with lock nuts 23.
Der Ring 26 sitzt, axial und radial geführt und gehalten, in einer Ringnut 27, die mit selbstschmierendem Lagermaterial ausgekleidet ist. Infolge seiner axialen und radialen Führung und Halterung führt der Stellring 26 in der Ringnut 27 nur Drehbewegungen aus, die Winkeländerungen der Schubstangen relativ zur Längsrichtung der Maschine und damit axiale Verschiebungen der Verstellhülse 13 hervorrufen.The ring 26 sits, axially and radially guided and held, in an annular groove 27, which is self-lubricating Storage material is lined. As a result of its axial and radial guidance and support, the leads Adjusting ring 26 in the annular groove 27 only from rotational movements, the angular changes of the push rods relative to the Cause the longitudinal direction of the machine and thus axial displacements of the adjusting sleeve 13.
Die Drehungen des Stellringes 26 werden bewirktThe rotations of the adjusting ring 26 are effected
ίο durch einen außerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Stellmotor 28, der über ein Getriebe 29 eine durch eine Öffnung 36 im Gehäuse 1 durchgreifende Welle 30 bewegt, auf der ein Hebel 31 (Fig.2) sitzt. Der Hebelarm ist über ein weiteres Kugelgelenk 32 und einίο by one arranged outside the housing 1 Servomotor 28 which, via a gear 29, drives a shaft 30 extending through an opening 36 in the housing 1 moved, on which a lever 31 (Fig.2) sits. The lever arm is via a further ball joint 32 and a
π Gestänge 33, das konstruktiv den gleichen Aufbau wie die Schubstangen 17 besitzt, sowie ein zweites Kugelgelenk 34 an einem Vorsprung 35 des Stellringes 26 angelenkt. Auf diese Weise bewirkt eine Drehung der Welle 30 bzw. des Hebels 31 den Antrieb für die Drehbewegung des Stellringes 26, der seinerseits eine Verschiebung der Verstellhülse 13 in axialer Richtung, wie geschildert, bewirkt.π linkage 33, which is structurally the same structure as has the push rods 17, and a second ball joint 34 on a projection 35 of the adjusting ring 26 hinged. In this way, a rotation of the shaft 30 or the lever 31 causes the drive for the Rotary movement of the adjusting ring 26, which in turn shifts the adjusting sleeve 13 in the axial direction, as described, causes.
In F i g. 2 sind dabei die beiden Extremstellungen des Hebels 31 bei der einen und bei der anderen Endstellung der Verstellhülse 13 angedeutet.In Fig. 2 are the two extreme positions of the lever 31 in one and the other end position the adjustment sleeve 13 indicated.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (3)
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