DE3125639A1

DE3125639A1 - "verstelleinrichtung fuer die leitschaufeln einer axialturbomaschine"

Info

Publication number: DE3125639A1
Application number: DE19813125639
Authority: DE
Inventors: Libero 8483 Kollbrunn Portaleoni
Original assignee: Sulzer AG; Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1983-01-13
Also published as: IT8221453A0; IT1151225B; US4540434A; FR2508564A1; JPS6160241B2; DE3125639C2; FR2508564B1; JPS588205A; CH653408A5

Description

P. 5628/Wg/IS Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Verstelleinrichtung für die Leitschaufeln einer Axialturbomaschine

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für die Leitschaufeln einer Axialturbomaschine mit einer Verstellhülse, die im Innenraum des Verdichters axial verschiebbar ist, wobei die axiale Verschiebung der Verstellhülse über eine, um im Unterteil des Verdichtergehäuses gelagerte Schwenkachsen, schwenkbare Gabel erfolgt, an deren Umfang an einer Stelle ein Antrieb angreift.

Eine Verstelleinrichtung der genannten Art ist aus der CH-PS 364 581 bekannt; sie weist den Nachteil auf, dass der als Antrieb dienende hydraulische und linear wirkende Servomotor für Wartungs- und Reparaturarbeiten schwer zugänglich ist. Dieser Motor ist nämlich - um auf beiden Seiten der Verstellhülse möglichst gleich grosse Kräfte auszuüben - nahezu im tiefsten Punkt der Maschine in einer vertikalen Mittelebene durch die Maschinenachse angeordnet. Für seine Montage und Unterhaltsarbeiten muss daher eine spezielle Demontage-Vorrichtung vorgesehen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Konstruktion so zu verbessern, dass die Zugänglichkeit zu dem Antrieb erleichtert wird, ohne dass die gleichmässige Verteilung der Stellkräfte auf beide Seiten der Verstellhülse unzulässig beeinträchtigt wird. Denn besonders bei kurzen Verstellhülsen mit grossem Durchmesser - durch die nur die Leitschaufeln weniger Stufen verstellt werden - kann eine

ungleiche Verteilung auf beide Seiten der zum axialen Verschieben der Verstellhülse benötigten Kräfte zu einem Verkanten und Verklemmen der Verstellhülse führen»

Mit der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Gabel torsions- und biegesteif ausgebildet ist, und dass ferner der Antrieb einseitig an einer der Schwenkachsen der Gabel angreift. Der Antrieb,, der in einem Handrad oder in einem Stellmotor bestehen kann,, ist auf diese Weise leicht zugänglich, seitlich am Maschinengehäuse angebracht\ die Torsions- und Biegesteifigkeit der Gabel gewährleistet^ dass durch den ein= seitigen Antrieb kein Verkanten und Verklemmen der Verstellhülse bewirkt wird, sondern die Antriebskraft über die starre Gabel auf beide Seiten der Verstellhülse- ver·= teilt wird.

Die Torsions- und Biegesteifigkeit der Gabel kann dabei durch Formgebung und/oder durch die Abmessungen ihres Querschnittes und/oder durch geeignete Auswahl ihres Materials sichergestellt werden.

Die Uebersetzung der Drehbewegung eines Handrades oder eines Stellmotors in die axiale Verschiebung der Verstell=» hülse kann beispielsweise über ein Schneckengetriebe erfolgen.

Mit Vorteil können «äarüberhinaus sowohl die in unmittel-.barer Nähe der horizontalen Trennebene der Maschine erfolgende Schwenkung der Gabel als auch die axiale Verschiebung der Verstellhülse durch schmierfreie Lagerungen der relativ zueinander bewegten Teile erleichtert werden., Die Kraft" Übertragung auf die Verstellhülse kann dabei beispielsweise in bekannter Weise über Gleitsteine, Rollen oder

Laschen vorgenommen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 gibt in einem Schnitt I-I von Fig. 2, der

im Bereich der Verstelleinrichtung senkrecht zur Welle verläuft, einen mit der neuen Verstelleinrichtung ausgerüsteten Verdichter

wieder;

Fig. 2 gibt rein schematisch - bei weitgehend weggelassenem Gehäuse - in ihrer oberen Hälfte eine Aufsicht auf einen Ausschnitt eines axialen Teilstückes des Verdichters der Fig. 1 wieder, während die untere Hälfte eine seitliche Ansicht auf die Gabel und

die Verstellhülse darstellt;

Fig. 3-7 zeigen als Detail von Fig. 2 verschiedene Möglichkeiten für die Uebertragung der Bewegung von der schwenkbaren Gabel auf die axial verschiebbare Verstellhülse.

In einem in einer horizontalen Trennebene geteilten Gehäuse 1 eines Verdichters ist, in nicht dargestellten Lagern gelagert, zentral der Rotor 2 angeordnet, dessen Schaufeln weggelassen worden sind. Der Rotor 2 ist konzentrisch von einem Leitschaufelträger 3 umgeben, in dem verstellbare Leitschaufeln 4 - von denen nur einzelne einer Stufe dargestellt sind- drehbar gelagert sind.

Für ihre Verstellung sind die Leitschaufeln 4 über Stellhebel 6 mit Ringnuten 5 (Fig. 2) verbunden, die im Innern

einer axial verschiebbaren Verstellhülse 7 angeordnet sind. Die Verstellhülse 7 ist über mit ihr fest verbundene Stangen 8 (Fig. 2) auf im Gehäuse 1 befestigten Auflageböcken 9 in axialer Richtung verschiebbar abgestützt. Die Gleitflächen zwischen den Stangen 8 und den Auflageböcken 9 sind in bekannter Weise als troekengeschmierte Lager ausgebildet.

Die für eine Verstellung der Schaufeln 4 notwendige axiale Verschiebung der Verstellhülse 7 erfolgt mittels einer schwenkbaren, über Schwenkachsen 10 drehbaren, im Unterteil des Gehäuses 1 gelagerten Gabel 11. Diese Gabel 11 ist gemäss der vorliegenden Erfindung torsions- und biegesteif ausgebildet, was im einfachsten Fall beispielsweise dadurch erreicht wird, dass ihr Querschnitt rechteckig ausgebildet ist und so gross wie aufgrund des zwischen Hülse 7 und Gehäuse 1 vorhandenen Platzes möglich dimensioniert wird. Falls für die Sicherstellung eines ausreichenden Schwenkbereiches notwendig, können dabei die der Hülse 7 zugewandten Ecken des Rechteck-Querschnitts abgeschrängt sein, wie in Flg« 2 angedeutet«, Als geeignetes Material für die Gabel haben sich Stahl oder Gusseisen mit Kugelgraphit erwiesen.

Oberhalb ihrer Schwenkachse 10 trägt die Gabel 11 auf beiden Seiten einen Zapfen 12, der über einen Gleitstein (Fig. 3 und 4) oder eine Rolle 14 (Fig„ 5) zwischen zwei Vorsprünge 15 an der Hülse 7 eingreift, der Zapfen 12 kann jedoch auch drehbar mit einer Lasche 16 verbunden sein, die ihrerseits an der Verstellhülse 7 ebenfalls drehbar befestigt ist (Fig. 6 und 7). Die gegeneinander bewegten Teile sind dabei wiederum als troekengeschmierte Lager ausgebildet» Wie aus Fig. 3 und 4 bzw. 6 und 7 zu ersehen

ist, bewirkt eine Schwenkung der Gabel 11 aus der Vertikalen um einen Winkel 6( eine axiale Verschiebung s der Verstellhülse 7.

Der Antrieb für die Gabel 11 erfolgt erfindungsgemäss an einer Seite. Er besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Handrad 17. Dieses wirkt über eine Schnecke 18 in einem Getriebekasten 19 auf einen Zahnkranz 20, der fest auf dem verlängerten Ende der rechten Schwenkachse sitzt. Selbstverständlich kann der gezeigte Antrieb auch durch einen Stellmotor anderer Art ersetzt sein.

Claims

Patentansprüche

Verstelleinrichtung für die Leitschaufeln einer Axialturbomaschine mit einer Verstellhülse, die im Innenraum des Verdichters axial verschiebbar ist, wobei die axiale Verschiebung der Verstellhülse über eine, um im Unterteil

_ des Verdichergehäuses gelagerte Schwenkachsen, schwenkbare Gabel erfolgt, an deren Umfang an einer Stelle ein Antrieb angreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabel (11) torsions- und biegesteif ausgebildet ist, und dass ferner der Antrieb (17 - 20) einseitig an einer der Schwenkachsen

(10) der Gabel (11) angreift.
2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Torsions- und Biegesteife der Gabel (11) durch Formgebung und/oder Dimensionierung ihres Querschnittes und/oder durch Auswahl ihres Materials gewährleistet sind.