DE320951C - Laeufer fuer raschlaufende Turbinen, Pumpen und Verdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hauptsächlich aus Radscheiben zusammengesetzten Läufer für raschlaufende Turbinen, Pumpen und Verdichter. Danach sind einzelne Teile desselben je für sich aus dem Vollen hergestellt und unter Vermeidung von Bohrungen in oder in der Nähe der Mitte aneinandergeschweißt. Zu diesem' Behuf können die Einzelteile in der Mitte flanschenarüge, gleichachsige Ansätze besitzen. Es können an den Lauf scheiben Ansätze so ausgebildet sein, daß sie zwischen "der Schweißstelle und dem Radkörper verdünnt sind. Dadurch wird ein gutes Schweißen erleichtert und es kann die Bohrung einer etwa zwischen zwei aufeinanderfolgenden Laufscheiben einzuschaltenden Zwischenwand möglichst klein gehalten werden. Ferner können die flanschenartigen Ansätze am äußeren Umfang geschlitzt sein, um Spannungen zu vermeiden, welche durch das Schweißen entstehen könnten. Diese Ansätze können auch zahnartig ineinandergreifen oder es kann auch nur der eine Teil gezahnt sein. Dadurch wird die Länge der Schweißstelle und die Widerstandsfähigkeit gegen Biegungsbeanspruchung erheblich vergrößert. Der umlaufende Teil kann so ausgebildet sein, daß wenigstens an einem Ende ein Wellenstück angeschweißt ist. Die andere Endscheibe kann mit dem benachbarten Wellenstück entweder aus einem Stück hergestellt oder ebenfalls verschweißt sein. Bei den bisher bekanntgewordenen Dampfund Gasturbinen, welche mehrere Radscheiben enthalten, hat man in den weitaus meisten Fällen die Laufscheiben mit einer Bohrung

versehen und auf eine besonders hergestellte Welle geschoben. In einer durchbohrten Scheibe rufen aber die Fliehkräfte bekanntlich in den innersten Fasern hohe Tangential-Spannungen hervor, wenn die Scheibe mit großer Drehgeschwindigkeit läuft. Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, die Welle samt den Radscheiben oder den für die Aufnahme mehrerer Laufschaufelkränze bestimmten Zylinder aus einem einzigen Stück, und zwar aus einem Klotz, herzustellen. Dies ist angängig, solange die Anzahl und der Außendurchmesser der Scheiben oder die Abmessungen des Schaufeltragkörpers gewisse Grenzen nicht überschreitet, und auch da noch besteht die Gefahr, daß der verhältnismäßig dicke und lange Klotz insbesondere in der Mitte schadhafte Stellen zeigt, welche seine Festigkeit beeinträchtigen. Solche Stellen kommen meist erst zum Vorschein, wenn der umlaufende Teil fast fertig bearbeitet ist und also schon einen großen Aufwand an Zeit und Mühe erfordert hat. Diese Nachteile werden durch den Gegenstand vorliegender Erfindung vermieden. Danach werden seine Einzelteile einzeln hergestellt. Weil sie wenigstens in einer Richtung verhältnismäßig geringe Abmessungen besitzen, hat man die Gewähr, daß ihr Gebilde durch und durch gleichmäßig ist, und daß es also keine gefährlichen »Nester« aufweist. Weil die Scheiben so ausgeführter Läufer in der Mitte keine Bohrungen besitzen, so sind sie für.hohe Drehzahl besonders geeignet und können als sogenannte Körper gleicher Festigkeit durchgebildet werden. Die Erfin-

dung kann auch auf solche umlaufende Teile von Turbinen angewendet werden, in welchen mehrere Schaufelkränze auf einem Zylinder angeordnet sind, wie dies bei Überdruckdampfturbinen in Frage kommt.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel den umlaufenden Teil für eine fünfstufige Freistrahldampfturbine mit fünf Laufscheiben. Fig. ι stellt den vertikalen ίο Längsschnitt dar; die Fig. 2 bis- 5 zeigen Einzelheiten. Gemäß Fig. 1 sind die Scheiben ι bis 5 je aus einem Stück geschmiedet oder gepreßt und gehen in der Mitte voll durch. Diese Figur zeigt verschiedene Arten von Verbindungen der Einzelteile. In Wirklichkeit - würde man an ein und demselben Läufer wohl nur eine Ausführungsart anwenden. Die Scheibe 1 ist mit dem benachbarten Wellenende 6 aus einem Stück hergestellt. Die Scheibe 2 zeigt links einen Ansatz, welcher am Ende, das ist bei 7, flanschenartig ausgebildet, in der Mitte, das ist bei 8, verdünnt ist. Der Flansch 7 dient dazu, die Radscheibe 2 bei A mit der Radscheibe 1 zu verschweißen, was vorteilhafterweise auf autogene Art geschehen kann. Wegen des verhältnismäßig großen Durchmessers des Flansches 7 wird diese Schweißstelle gegen Biegung sehr widerstandsfähig. Bei 8 ist der Ansatz deshalb verdünnt, damit die zwischen die Laufscheiben 1 und 2 einzusetzende Zwischenscheibe 9 eine möglichst geringe Bohrung erhalten kann, so daß die Undichtheitverluste daselbst möglichst gering ausfallen. Natürlich könnte der Ansatz auch mit der bei 8 vorhandenen Dicke bis ans linke Ende durchgeführt und stumpf an die Scheibe 1 angeschweißt sein, doch wäre diese Verbindung nicht so widerstandsfähig wie die gezeichnete.

Während das flanschenartige Ende 7 des an der Laufscheibe 2 vorgesehenen Ansatzes einen vollen, ununterbrochenen Rand besitzt, ist an der Laufscheibe 3 beispielsweise ein Ansatz angebracht, dessen flanschenartiges Ende 10 radiale Schlitze besitzt. Die Fig. 2 ist ein bei II-II durchgelegt gedachter Querschnitt von rechts gesehen. Die Schlitze 11 ermöglichen dem Flansch io, sich beim Schweißen in Richtung des Umfanges auszudehnen, ohne daß dabei gefährliche Spannungen in radialer oder tangentialer Richtung entstehen. Damit solche Spannungen auch an dem Hauptteil der zu versehweißenden Radscheibe vermieden werden, und damit das Schweißen nicht etwa durch die Wärmeableitung nach dem Außenumfang der Radscheibe allzusehr erschwert wird, kann auch die Gegenfläche der Schweißstelle, das ist in Fig. ι die rechtsgelegene Begrenzungsfläche der Laufscheibe 3, in der Nähe der Schweißstelle geschlitzt sein. Wie Fig. 1 zeigt, besitzt die Laufscheibe 3 auf ihrer rechten Seite einen in achsialer Richtung kurzen, fianschenartigen Ansatz 12; derselbe ist in radialer Richtung durchschnitten. Fig. 3 ist eine teilweise Seitenansicht der Laufscheibe 3 von rechts gesehen. Der flanschenartige Ansatz 12 besitzt radial gerichtete Schlitze 13 (Fig. 3).

Die flanschenartigen Ansätze sind gegeneinander zentriert. So enthält beispielsweise nach Fig. 1 der Ansatz 7, 8 der Laufscheibe 2 ein in achsialer Richtung kurzes, zylindrisches Ende 14, welches in eine entsprechende zylindrische Eindrehung 15 der Lauf scheibe 1 eingepreßt ist. Auf diese Weise hat man die Gewähr, daß der umlaufende Teil nach dem Verschweißen wenigstens nahezu ausgeglichen ist und nur noch geringer Nachhilfe bedarf, um in allen Winkelstellungen ausgeglichen zu sein.

In den Fig. 4 und 5 ist gezeigt, wie die zusammengehörigen Ansätze zweier benachbarter Scheiben zahnartig ineinandergreifen. Nach Fig. 4 trägt der Ansatz der linken Scheibe sechs Zahne 22, in deren Lücken sechs Zähne 23 des Ansatzes 24 der nächsten Scheibe greifen. Fig. 5 ist ein bei V-V in Fig. 4 durch den Ansatz 24 gelegt gedachter Querschnitt. Die Zähne 22 und 23 erscheinen dabei in Ansicht. Die Schweißstellen a-b-c-d-e und a-d sind für jedes Zähnepaar viel größer und dadurch widerstandsfähiger, als wenn sie nur unmittelbar am Außenumfang von α über d bis e reichen würden. Es könnten auch die Zähne 22 an der linken Scheibe (Fig. 4) wegbleiben und nur die Zähne 23 am Ansatz 24 in Anwendung kommen. Diese wären auf eine ebene Begrenzungsfläche aufzuschweißen. Diese Verbindungsart unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten Art dadurch, daß man auch zwischen den Zähnen schweißen kann.

Am rechten Ende des Umlaufkörpers ist ein Wellenstück 16 bei B an die Lauf scheibe 5 angeschweißt.

Die Erfindung kann Anwendung finden auf Dampf-, Gas- und Wasserturbinen, Pumpen und Verdichter.

Claims (6)

Patent-Ansprüche :

1. Hauptsächlich aus Radscheiben zusammengesetzter Läufer für raschlaufende Turbinen, Pumpen und Verdichter, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Radscheiben je "für sich aus dem Vollen hergestellt und unter Vermeidung von Bohrungen in oder in der Nähe der Mitte aneinandergeschweißt sind.

2. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile in

der Mitte flanschenartige, gleichachsige Ansätze besitzen.

3. Läufer mit mehreren Lauf scheiben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze an den Laufscheiben zwischen der Schweißstelle und dem Radkörper verdünnt sind.

4. Läufer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flanschenartigen Ansätze am äußeren Umfang geschlitzt sind.

5. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den aneinander zu schweißenden Teilen wenigstens der eine zahnartig ausgebildet ist.

6. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an einem Ende ein Wellenstück angeschweißt ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.