DE4425344A1

DE4425344A1 - Rotary slider adjustable control for steam turbine

Info

Publication number: DE4425344A1
Application number: DE19944425344
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl Ing Geist; Stephan Dipl Ing Juerke
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-07-18
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: DE4425344C2

Abstract

The rotary slider (1) comprises an axial needle turntable (2) which serves as the bearing element. The slider is arranged in an accommodating groove (3) in one of the two rotary slider rings (1a, 1b), or in both together, that it encloses the flow channels (4) of te slider with an appropriate clearance. The fixed ring (1a) and the rotary ring (1b) are so formed in the region between the flow channels on one side and the turbine shaft (5) on the other that a narrow dividing gap (7) is created which reduces sliding friction and is matched to varying pressure conditions.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a turntable according to the preamble of claim 1.

Versuche, die bisher im Turbinenhau bei Entnahmeturbinen do minierenden Steuerventile durch Drehschieber zu ersetzen, können nur zum Erfolg führen, wenn es gelingt, bei verein fachtem Aufbau und höherem Wirkungsgrad eine gleichwertige Zuverlässigkeit zu erreichen. Bei bekannten Drehschieber-Kon struktionen muß ein Drehring als ein ungeschmiertes, heißes und sich evtl. verziehendes Bauteil auf einem Festring glei ten, wobei der bei geschlossenem Drehschieber entstehende Dampfdruck eine hohe Reibung verursacht. Hierdurch sind nicht nur große Antriebskräfte zur Betätigung des Drehrings erforderlich, sondern es tritt auch ein entsprechend starker Verschleiß an den Reibungsflächen auf.Attempts to do so far in the turbine house with extraction turbines replace the control valve with rotary valve, can only lead to success if it succeeds at Verein fold structure and higher efficiency an equivalent To achieve reliability. In known rotary valve con a rotating ring must be structurally as an unlubricated, hot and any warped component on a fixed ring ten, the resulting when the rotary valve is closed Vapor pressure causes high friction. This does not mean only large driving forces to operate the rotating ring required, but it also occurs a correspondingly strong Wear on the friction surfaces.

Aus der DE 42 14 775 A1 ist bereits ein Drehschieber bekannt, bei dem mit Hilfe von Axialnadeldrehkränzen die Gleitreibung des Drehrings weitgehend durch eine Rollreibung abgelöst wird. Obwohl die genannte Schrift auch Drehschieberausführun gen mit nur einem Axialnadeldrehkranz erfaßt, beschreibt sie ein Ausführungsbeispiel mit zwei Axialnadeldrehkränzen beid seitig der Strömungskanäle. Es ist somit nicht erkennbar, wie ein Aufbau gelingen könnte, bei dem nur einseitig der Strö mungskanäle ein Axialnadeldrehkranz angeordnet ist, ohne daß es hierbei durch hohen Dampfdruck zu einer eine Gleitreibung bewirkenden Verformung des Drehrings oder durch Ausbildung eines entsprechend breiten Spaltes zu erhöhtem Leckdampfver lust kommt.A rotary slide valve is already known from DE 42 14 775 A1, where with the help of axial needle slewing rings the sliding friction of the rotating ring largely replaced by rolling friction becomes. Although the cited font also has a rotary slide valve design described with only one axial needle slewing ring an embodiment with two axial needle slewing rings both side of the flow channels. It is therefore not clear how a structure could be successful in which the current on one side only mung channels an axial needle slewing ring is arranged without it becomes a sliding friction due to high vapor pressure causing deformation of the rotating ring or by training a correspondingly wide gap to increased leakage steam lust comes.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dampfturbine mit einem Drehschieber nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu ver bessern, daß das Rollenlager zwischen dem Drehring und dem Festring und auch diese Teile selbst, mit möglichst geringem Aufwand an Material und Fertigungszeit erstellt werden kön nen.The object of the invention is to provide a steam turbine with a Rotary valve according to the preamble of claim 1 so ver improve that the roller bearing between the rotating ring and the Fixed ring and these parts themselves, with the smallest possible Effort in material and manufacturing time can be created nen.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 18 ge kennzeichneten Merkmale gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen genannt.This object is achieved by the ge in claims 1 and 18 identified features solved. Appropriate configurations and further developments of the subject matter of the invention are in the Subclaims called.

Dadurch, daß nur ein Axialnadeldrehkranz als Lagerelement dient, ergibt sich nicht nur eine Einsparung eines weiteren Axialnadeldrehkranzes, sondern auch ein Wegfall zusätzlicher Arbeitsgänge zur Erstellung einer weiteren Lagernut in minde stens einem der beiden Drehschieberringe. Weiterhin erreicht man durch die spezielle Lage des Axialnadeldrehkranzes in einer Lagernut, die die Strömungskanäle des Drehschiebers in angemessenem Abstand umschließt, daß mögliche Verformungen des Drehrings wesentlich geringer sind im Vergleich zu einer ebenfalls möglichen Anordnung des Axialnadeldrehkranzes im Bereich zwischen den Strömungskanälen und dem Turbinenrotor. Schließlich kann durch eine geeignete Ausbildung des Festrings und des Drehrings erreicht werden, daß im Bereich zwischen den Strömungskanälen einerseits und dem Turbinenro tor andererseits ein Gleitreibung vermeidender, an wechselnde Druckverhältnisse angepaßter, schmaler Trennspalt entsteht.The fact that only an axial needle slewing ring as a bearing element not only saves another Axial needle slewing ring, but also an omission of additional Operations to create another bearing groove in minimum at least one of the two rotary valve rings. Still achieved the special position of the axial needle slewing ring in a bearing groove that the flow channels of the rotary valve in adequate distance that encloses possible deformations of the rotating ring are significantly smaller compared to one also possible arrangement of the axial needle slewing ring in Area between the flow channels and the turbine rotor. Finally, by appropriate training of the Fixed rings and the rotating ring are achieved in the area between the flow channels on the one hand and the Turbinenro gate, on the other hand, prevents sliding friction and changes Pressure, adjusted, narrow separation gap.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstan des ist vorgesehen, daß der Festring, nicht jedoch der Dreh ring, im Bereich des Turbinenrotors Dichtungselemente auf weist. Dies bietet die Möglichkeit, beide Drehschieberringe so zu bemessen, daß der schmale, zwischen Dreh- und Festring liegende Spalt bei sich änderndem Druck vorgegebene Grenz werte nicht unter- und nicht überschreitet. Weil die Dich tungselemente auf den Festring beschränkt sind, hat dieser einen höheren Dampfdruck aufzunehmen als der Drehring. Durch geeignete Bemessung der jeweiligen Wandstärke der beiden Drehschieberringe und die Länge der radialen Erstreckung des Drehrings kann eine optimale Bemessung des schmalen Trenn spaltes erreicht werden.In an advantageous embodiment of the subject of the invention it is intended that the fixed ring, but not the rotation ring, sealing elements in the area of the turbine rotor points. This offers the possibility of both rotary valve rings To be dimensioned so that the narrow, between rotating and fixed ring specified gap with changing pressure predetermined limit do not fall below or exceed values. Because you tion elements are limited to the fixed ring, this has absorb a higher vapor pressure than the rotating ring. By suitable dimensioning of the respective wall thickness of the two Rotary vane rings and the length of the radial extension of the Rotating ring can optimally dimension the narrow separator gap can be reached.

Damit beim Öffnen und Schließen des Drehschiebers eine exakte Ausrichtung seiner Düsenprofile erreicht wird, ist der Fest ring oder der Drehring mit einem Zentrierring versehen, der in eine Zentriernut des anderen Drehschieberrings eingreift und den Drehring gegen radiale Verschiebungen sichert.So that an exact when opening and closing the rotary valve Alignment of its nozzle profiles is achieved, the feast ring or the rotating ring with a centering ring engages in a centering groove of the other rotary valve ring and secures the rotating ring against radial displacements.

Ein weiterer konstruktiver Vorteil wird dadurch erreicht, daß die Zentriernut zum Außenumfang des Drehschiebers hin offen ist und die Lagernut sich zum Turbinenrotor hin an die Zen triernut anschließt. Die beiden von außen gut zugänglichen, ineinander übergehenden Nuten erleichtern die Bearbeitung.Another constructive advantage is achieved in that the centering groove is open towards the outer circumference of the rotary valve and the bearing groove is towards the turbine rotor towards the Zen triernut connects. The two are easily accessible from the outside, merging grooves facilitate machining.

Um die Bearbeitung der Nuten im wesentlichen auf einen der beiden Drehschieberringe beschränken zu können, ist es zweck mäßig wegen seiner größeren Wandstärke hierfür den Festring auszuwählen.To process the grooves essentially on one of the To be able to restrict two rotary valve rings, it is useful moderately because of its larger wall thickness for this the fixed ring to select.

Eine sehr zweckmäßige Methode zum Verbinden der beiden Dreh schieberringe besteht darin, daß der Drehring durch Spann schrauben am Festring gehalten ist und im Schraubenbereich Langlöcher aufweist, die sich entlang des von ihm genutzten Drehwinkels erstrecken. Vorteilhaft ist es, wenn dabei die Spannschrauben den Drehring im Bereich des Zentrierrings durchdringen und diesen am Drehring axial fixieren.A very convenient way to connect the two pivots slide rings is that the rotating ring by clamping screw is held on the fixed ring and in the screw area Has elongated holes that extend along the one he uses Extend angle of rotation. It is advantageous if the Tension screws the rotating ring in the area of the centering ring penetrate and fix it axially on the rotating ring.

Von ganz besonderer Bedeutung sind die Spannschrauben erst mit Hilfe untergelegter Blattfedern, da diese es ermöglichen eine definierte axiale Vorspannung auf den Drehring aus zuüben. Durch diese Vorspannung wird Schlupf während des Stellvorganges zwischen den beiden Drehschieberringen und den Nadelrollen vermieden. Außerdem ist für ein einwandfreies ki nematisches Abrollen der Nadelrollen eine ständig wirkende axiale Mindestlast erforderlich.The clamping screws are of particular importance with the help of underlying leaf springs, as this makes it possible a defined axial preload on the rotating ring to practice. This pretension causes slippage during the Adjustment process between the two rotary valve rings and Avoided needle rollers. In addition, for a perfect ki nematic unrolling of the needle rollers a constantly acting minimum axial load required.

Damit sich die Spannschrauben nicht durch Erschütterungen aus ihrer auf eine optimale Vorspannung eingestellten Stellung lösen können, ist es zweckmäßig sie durch Sicherungswinkel gegen Verdrehen zu sichern. Die Sicherungswinkel ihrerseits kann man durch Halteschrauben am Festring fixieren.So that the clamping screws are not affected by vibrations their position adjusted to an optimal preload can solve it, it is advisable to secure them secure against twisting. The security bracket in turn can be fixed to the fixed ring with retaining screws.

Axialnadeldrehkränze der hier benötigten Art, die in Dampf turbinen verwendbar wären, gibt es bisher nicht, so daß sie vom Turbinenhersteller selbst angefertigt werden müssen. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich dadurch, daß der Axi alnadeldrehkranz einen Blechring besitzt, der radial angeord nete Durchbrüche aufweist, die als Rollenkammern zur Aufnahme von Nadelrollen dienen. Die Durchbrüche können mit einem La serstrahl geschnitten werden, und durch ein Verstemmen der beidseitigen Öffnungen der Rollenkammern bei eingelegten Na delrollen werden diese am Herausfallen aus den Rollenkammern gehindert.Axial needle slewing rings of the type required here, in steam turbines would not be usable so far, so they must be manufactured by the turbine manufacturer itself. On Particularly simple structure results from the fact that the Axi has a sheet metal ring that is arranged radially Nete breakthroughs that serve as roller chambers for recording serve from needle rollers. The breakthroughs can be made with a La be cut and by caulking the Double-sided openings of the roller chambers with inserted Na They will roll on falling out of the roll chambers hindered.

Für seine Montage oder Demontage ist es wichtig, daß der Axi alnadeldrehkranz im Bereich der Teilfuge des Drehschiebers ebenfalls geteilt ist. Damit die beiden hierbei entstehenden Axialnadeldrehkranzteile eine sie verbindende Verklammerung ermöglichen, müssen ihre Teilungsenden entsprechend ausgebil det werden. Hierzu sind an einem Unterteil des Axialnadel drehkranzes an seinen beiden Enden über die Lage der Teilfuge hinausragende kopfförmige Haltezapfen vorgesehen, die in ent sprechende Kopflöcher eines Oberteils des Axialnadeldrehkran zes passen und bei der Montage axial zur Turbinenrotor ein steckbar sind. Anschrägungen im Bereich der Teilfuge der Axi alnadeldrehkranzteile sorgen dafür, daß sich die Teile bei ihren Drehbewegungen nicht verhaken.For its assembly or disassembly, it is important that the Axi Needle slewing ring in the area of the joint of the rotary valve is also shared. So that the two arise here Axial needle slewing ring parts a connection connecting them enable, their division ends must be trained accordingly be det. This is done on a lower part of the axial needle slewing ring at both ends on the position of the parting line protruding head-shaped retaining pin provided in ent speaking head holes of an upper part of the axial needle slewing crane zes fit and fit axially to the turbine rotor during assembly are pluggable. Bevels in the area of the joint of the Axi Needle slewing ring parts ensure that the parts do not get caught in their rotary movements.

Durch Anschweißen oder Anschrauben kann am Drehring des Dreh schiebers ein Anlenkhebel befestigt werden, der eine Kupplung mit einem Betätigungselement eines zur Betätigung des Drehrings erforderlichen Servomotors ermöglicht. Eine wesent liche Bedeutung erhält dieser Aufbau dadurch, daß Anlenkhebel unterschiedlicher Länge und Ausrichtung zur Verfügung stehen, die unterschiedliche Positionierungen des Drehschiebers zum Servomotor ermöglichen.By welding or screwing on the rotating ring of the rotary slider a link lever to be attached to a clutch with an actuating element for actuating the Rotary ring required servo motor allows. An essential Liche meaning is given by the fact that linkage lever different lengths and orientations are available, the different positions of the rotary valve for Enable servo motor.

Der zuvor beschriebene Drehschieber, aber auch andere ähnli che Konstruktionen bedürfen einer Technik zur schnellen und kostensparenden Herstellung. Bisher wurden Drehschieber die ser Art aus einem jeweils separat hergestellten Drehring und einem Festring zusammengesetzt. Ein demgegenüber weitaus fortschrittlicheres Verfahren zur Herstellung eines Dreh schiebers sieht vor, daß zunächst ein einteiliger Aufbau mit geeigneten Düsenprofilen zwischen den sie haltenden Ringen erstellt wird. Anschließend erfolgt eine axiale Teilung ent lang der vorgesehenen Teilfuge in ein Oberteil und in ein Un terteil und nach oder vor diesem Schnitt wird eine radiale Teilung zur Trennung des Drehrings vom Festring vorgenommen. Bei beiden Teilungen wird der Schnitt mit Hilfe eines Drahte rodierverfahrens durchgeführt.The rotary valve described above, but also others similar constructions require a technology for fast and cost-saving manufacturing. So far, rotary valves have been the ser Art from a separately manufactured rotating ring and a ring. In contrast, a lot more advanced method of producing a rotary Schiebers provides that initially a one-piece construction with suitable nozzle profiles between the rings holding them is created. Then there is an axial division ent along the intended joint into an upper part and an Un The lower part and after or before this cut becomes a radial Division to separate the rotating ring from the fixed ring. In both divisions, the cut is made using a wire clearing procedure carried out.

Um ein höhere Festigkeit und eine bessere Dampfdichtheit zu erreichen ist es von Vorteil, wenn der axiale Schnitt entlang der Teilfuge in verzahnter Form durchgeführt wird und weiter hin so verläuft, daß Düsenprofile hierbei nicht zerschnitten werden. Die Düsen im Bereich der Teilfuge sind dadurch höher belastbar.To have higher strength and better vapor tightness too it is advantageous if the axial cut along the parting line is carried out in a toothed form and on runs in such a way that the nozzle profiles are not cut will. The nozzles in the area of the parting line are therefore higher resilient.

Die am Drehschieber entstehenden Verformungen werden gering gehalten, indem der radiale Schnitt durch die Düsenprofile so gelegt wird, daß die Widerstandsmomente für beide Profilteile gleich groß sind. Weiterhin ist es erforderlich, daß die Pro filvorderteile in der Schließstellung des Drehrings eine Schnittfläche besitzen, die die Strömungskanäle zwischen den Profilhinterteilen abdeckt, so daß der Drehschieber vollstän dig geschlossen werden kann. The deformations that occur on the rotary valve are minimal held by the radial cut through the nozzle profiles like this is placed that the section modulus for both profile parts are the same size. It is also necessary that the Pro front parts in the closed position of the rotating ring Have cut surface that the flow channels between the Covers the rear of the profile so that the rotary valve is complete dig can be closed.

Im Festring und/oder Drehring des Drehschiebers wird zur Auf nahme eines Axialnadeldrehkranzes eine Lagernut und zur Auf nahme eines Zentrierrings eine Zentriernut benötigt. Die bei den zweckmäßiger Weise ineinanderübergehenden Nuten können wahlweise vor oder nach dem Radialschnitt erstellt werden.In the fixed ring and / or rotating ring of the rotary valve becomes open Take an axial needle slewing ring a bearing groove and on taking a centering ring requires a centering groove. The at the appropriately merging grooves either before or after the radial cut.

Nachdem der Zentrierring und ein Anlenkhebel auf dem Drehring befestigt worden sind, erfolgt die Montage des Drehschiebers. Hierzu wird zunächst das Unterteil und das Oberteil des Festrings an entsprechenden Teilen eines Leitbodens befe stigt. Anschließend wird das Unterteil des Drehschiebers kom plett montiert und hierbei das Unterteil des Axialnadeldreh kranzes in die vorgesehene Lagernut eingelegt, das Unterteil des Drehrings aufgesetzt und dieses durch Spannschrauben und Blattfedern vorgespannt.After the centering ring and a link lever on the rotating ring have been attached, the rotary valve is installed. For this, the lower part and the upper part of the Fix rings on corresponding parts of a guide floor increases. Then the lower part of the rotary valve is com completely mounted and the lower part of the axial needle turning wreath inserted into the intended bearing groove, the lower part of the rotating ring and this by clamping screws and Leaf springs preloaded.

Das komplette Unterteil des Drehschiebers wird allein oder mit zugehörigen Teilen eines Leitbodens oder Leitbodenpaketes in ein Turbinengehäuse eingebaut. Beim Einschieben des Unter teils verrastet das gabelförmigen Ende eines am Drehring be festigten Anlenkhebels mit einem Betätigungselement des Ser vomotors.The complete lower part of the rotary valve is alone or with associated parts of a guide floor or guide floor package installed in a turbine housing. When inserting the sub partly latches the fork-shaped end of a be on the rotating ring consolidated link lever with an actuator of the Ser vomotors.

Das Oberteil des Festrings kann nach dem Einlegen des Turbi nenrotors montiert werden und dann kann das Oberteil des Axi alnadeldrehkranzes so eingelegt werden, daß seine Kopflöcher die Haltezapfen des zugehörigen Unterteils des Axialnadel drehkranzes erfassen. Nach der Montage des Axialnadeldreh kranzes wird das Oberteil des Drehrings aufgesetzt, an der Teilfuge verschraubt und durch Spannschrauben mit Blattfedern vorgespannt.The upper part of the fixed ring can be inserted after inserting the turbi rotor and then the upper part of the Axi bobbin be inserted so that its head holes the holding pins of the associated lower part of the axial needle Capture the slewing ring. After assembling the axial needle turn the top of the rotating ring is placed on the ring Partial joint screwed and by clamping screws with leaf springs biased.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the drawings are shown and are described in more detail below. It demonstrate:

Fig. 1 die obere Hälfte eines Drehschiebers mit Turbinen rotor seitlich im Schnitt, Fig. 1, the upper half of a rotary valve with turbine rotor side in section,

Fig. 2 einen Axialnadeldrehkranz in Draufsicht, Fig. 2 is a Axialnadeldrehkranz in plan view,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Axialnadeldrehkranz nach Fig. 2, seitlich im Schnitt, entlang der Schnittli nie A-A, Fig. 3 shows a detail of a Axialnadeldrehkranz according to Fig. 2, the side in section along the Schnittli never AA,

Fig. 4 einen ungeteilten Drehschieber im Grundaufbau, Fig. 4 shows an undivided rotary valve in the basic structure,

Fig. 5a einen ungeteilten Drehschieber nach der Einarbei tung von Nuten vor dem Schnitt, FIG. 5a an undivided rotary valve according to the familiarization processing of grooves before the cut,

Fig. 5b einen in einen Drehring und einen Festring geteil ten Drehschieber nach dem Schnitt, Fig. 5b a geteil th in a rotating ring and a fixed ring rotary slide after cutting,

Fig. 6 einen aus einen Drehring und einen Festring wieder zusammengefügten Drehschieber, Fig. 6 is a reassembled from a rotary ring and a fixed ring rotary slide,

Fig. 7 einen komplett montierten Drehring seitlich im Schnitt, entlang der Schnittlinie B-B nach Fig. 8, Fig. 7 shows a completely assembled bezel laterally in section, taken along section line BB in FIG. 8,

Fig. 8 den Drehring nach Fig. 7 in Draufsicht, Fig. 8 shows the rotary ring according to Fig. 7 in plan view,

Fig. 9 einen Ausschnitt aus einem Drehschieber mit einer Spannschraube, seitlich im Schnitt, entlang der Schnittlinie C-C nach Fig. 8, Fig. 9 shows a detail of a rotary slide with a clamping screw, laterally in section, taken along section line CC of FIG. 8,

Fig. 10 einen Ausschnitt aus einer Turbine mit einem Dreh schieber mit seinem Anlenkhebel, Fig. 10 shows a detail of a turbine having a rotary slide with its feedback lever,

Fig. 11 einen Ausschnitt aus einer anderen Turbine mit einem Drehschieber mit einem anderen Anlenkhebel, Fig. 11 shows a detail of another turbine having a rotary slide valve with a different linkage lever,

Fig. 12 eine Anordnung zur Durchführung eines Trennungs schnittes mittels Drahterosion, Fig. 12 shows an arrangement for carrying out a separation section by means of wire erosion,

Fig. 13 einen Schnitt durch den Drehschieber im Bereich der Düsenprofile bei halb geöffnetem Drehring. Fig. 13 is a section through the rotary valve in the region of the nozzle profile in half-opened rotating ring.

Der in Fig. 1 dargestellte prinzipielle Aufbau eines Dreh schiebers 1 verzichtet auf Details. Man erkennt einen Fest ring 1a und einen Drehring 1b als die beiden wichtigsten Teile des Drehschiebers 1. Die Trennungslinie zwischen diesen beiden Drehschieberteilen 1a, 1b teilt auch Strömungskanäle 4 bildende Düsenprofile 24, von denen eines im Schnitt angedeu tet ist, in zwei Hälften. In einer relativ großen, primär im Festring 1a ausgesparten Zentriernut 16 liegt ein mit dem Drehring 1b verbundener Zentrierring 15, der für eine radiale Zentrierung der beiden Drehschieberteile 1a, 1b zueinander sorgt. In Richtung zum Turbinenrotor 5, dessen obere Hälfte ebenfalls dargestellt ist, schließt sich eine im Festring 1a ausgesparte Lagernut 3 an, in der sich ein Axialnadeldreh kranz 2 befindet.The basic structure of a rotary valve 1 shown in Fig. 1 dispenses with details. To recognize a hard ring 1a and 1b a rotating ring as the two most important parts of the rotary valve. 1 The dividing line between these two rotary slide parts 1 a, 1 b also divides flow channels 4 forming nozzle profiles 24 , one of which is indicated in section, in two halves. In a relatively large, primarily recessed in the fixed ring 1 a centering groove 16 is a centering ring 15 connected to the rotating ring 1 b, which ensures radial centering of the two rotary slide parts 1 a, 1 b to each other. Towards the turbine rotor 5 , the upper half of which is also shown, a recessed in the fixed ring 1 a bearing groove 3 , in which there is an axial needle turning ring 2 .

Der gesamte auf den Drehring 1b wirkende Druck wird vom Axi alnadeldrehkranz 2 aufgenommen und an den Festring 1a weiter gegeben. Das bedeutet, daß beidseitig des Axialnadeldrehkran zes 2 ein Trennspalt 7 ausgebildet ist, der dafür sorgt, daß es in diesen Bereichen nicht zu einer Gleitreibung kommt. Von besonderer Bedeutung ist hierbei der Trennspalt 7 im Bereich zwischen dem Axialnadeldrehkranz 2 und dem Turbinenrotor 5. Dichtungselemente 6 sorgen dafür, daß der auf den Festring 1a wirkende Druckdifferenz die des Drehrings 1b überschreitet. Durch entsprechende Dimensionierung dieser beiden Teile wird erreicht, daß sich auch bei steigendem Druck der Trennspalt 7 nicht schließt, andererseits aber auch nicht in unzulässiger Weise öffnet.The entire pressure acting on the rotating ring 1 b is absorbed by the axial needle slewing ring 2 and passed on to the fixed ring 1 a. This means that a separating gap 7 is formed on both sides of the Axialnadeldrehkran zes 2 , which ensures that there is no sliding friction in these areas. The separating gap 7 in the area between the axial needle slewing ring 2 and the turbine rotor 5 is of particular importance here. Sealing elements 6 ensure that the pressure difference acting on the fixed ring 1 a exceeds that of the rotating ring 1 b. By appropriate dimensioning of these two parts it is achieved that, even with increasing pressure, the separating gap 7 does not close, but on the other hand does not open in an impermissible manner.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Aufbau eines Axialnadeldrehkran zes 2 der für gute Eigenschaften beim Verstellen des Drehschiebers 1 und für dessen Zuverlässigkeit von wesentli cher Bedeutung ist. Als Grundelement dient ein ca. 4 mm Blechring 8, in den radial ausgerichtete, rechteckige Rollen kammern 9 mit einem Laserstrahl geschnitten sind, die ihrer seits Nadelrollen 10 aufnehmen. Durch ein nicht dargestelltes Verstemmen der äußeren Kanten in den beidseitigen Öffnungen der Rollenkammern 9 werden die eingelegten Nadelrollen 10 am Herausfallen gehindert. Figs. 2 and 3 show the structure of a Axialnadeldrehkran zes 2 for good properties during adjustment of the rotary valve 1 and for its reliability from material cher importance. The basic element is an approximately 4 mm sheet metal ring 8 , in which radially aligned, rectangular roller chambers 9 are cut with a laser beam, which in turn receive needle rollers 10 . By caulking the outer edges, not shown, in the double-sided openings of the roller chambers 9 , the inserted needle rollers 10 are prevented from falling out.

Wie die übrigen Teile des Drehschiebers 1, muß auch der Axi alnadeldrehkranz 2 für seinen späteren Einbau in eine Turbine entlang der Teilfuge in ein Unterteil des Axialnadeldrehkran zes 2a und ein Oberteil des Axialnadeldrehkranzes 2b getrennt werden. Damit die beiden Teile beim Einbau wieder zusammenge fügt werden können, sind am Unterteil des Axialnadeldrehkran zes 2a kopfförmige Haltezapfen 14 angeformt, die über die Teilfuge hinausragen und in entsprechende Kopflöcher 13 des Oberteils des Axialnadeldrehkranzes 2b passen und axial ein steckbar sind. Schließlich sorgen Anschrägungen 12 noch da für, daß sich die Enden von Ober- und Unterteil nicht beim Drehen verhaken können.Like the other parts of the rotary valve 1 , the Axi alnadeldrehkranz 2 must be separated for its later installation in a turbine along the parting joint in a lower part of the Axialnadeldrehkran 2 a and an upper part of the Axialnadeldrehkranzes 2 b. So that the two parts can be put together again during installation, head-shaped retaining pins 14 are formed on the lower part of the axial needle slewing crane 2 a, which protrude beyond the parting joint and fit into corresponding head holes 13 of the upper part of the axial needle slewing ring 2 b and are axially insertable. Finally, bevels 12 ensure that the ends of the upper and lower parts cannot get caught when turning.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen den Ablauf bei der Herstellung eines Drehschiebers 1. Bis zu dem in Fig. 4 dargestellten Stadium kann der Aufbau ähnlich wie bei einem Leitboden erfolgen. Hierbei liegen Düsenprofile 24 zwischen einem Blechinnenring 36 und einem Blechaußenring 37, und diese Anordnung liegt ih rerseits zwischen einem Innenring 25 und einem Außenring 26. FIGS. 4 to 7 show the sequence in the manufacture of a rotary slide 1. Up to the stage shown in FIG. 4, the structure can be similar to that of a guide floor. Here, nozzle profiles 24 lie between a sheet metal inner ring 36 and a sheet metal outer ring 37 , and this arrangement is on the other hand between an inner ring 25 and an outer ring 26 .

Das in Fig. 5 dargestellte anschließende Einbringen der Zen triernut 16, der Lagernut 3, und einer Federnut 39 erfolgt im vorliegenden Fall noch vor der Durchführung des Schnittes, kann aber im Prinzip auch nach diesem erledigt werden. Die Anordnung der Nuten und die Lage der Schnittlinie müssen grundsätzlich aufeinander abgestimmt werden, wie das in der die Trennung der Drehschieberteile demonstrierenden Fig. 5b dargestellt ist. Der Drehring 1b wird bei Bedarf zur Turbi nenrotor 5 hin auf einen größeren Innenradius gekürzt.The illustrated in Fig. 5 subsequent introduction of the Zen triernut 16, the mounting groove 3, and a tongue groove 39 takes place in the present case, before carrying out the cut, but can be done, in principle, also for this. The arrangement of the grooves and the position of the cutting line must in principle be coordinated with one another, as is shown in FIG. 5b demonstrating the separation of the rotary slide parts. The rotating ring 1 b is shortened to the turbi nenrotor 5 towards a larger inner radius.

In Fig. 6 sind Drehring 1b und Festring 1a wieder zusammenge fügt und am Drehring 1b ist ein Zentrierring 15 mit Befesti gungsschrauben 27 befestigt. Das Verbinden der Teile ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Nach dem Einlegen des Axialna deldrehkranzes 2 werden im Bereich des Zentrierrings 15 Spannschrauben 17 mit untergelegten Blattfedern 19 und Unter legscheiben 35 eingeschraubt, die durch die Federkraft eine definierte Vorspannung erzeugen. Ein seitlich am Festring 1a mit einer Halteschraube 34 fixierter Sicherungswinkel 20 si chert die Stellung der Spannschrauben 17. Weitere Details dieser Konstruktion verdeutlicht Fig. 9. Den Spannschrauben 17 zugeordnete Langlöcher 18 ermöglichen dem Drehring 1b eine Drehbeweglichkeit in dem vorgesehenen Winkelbereich.In FIG. 6, rotary ring 1 b and 1 a fixed ring back together quantity added, and b at the rotary ring 1 is a centering ring 15 with fixing screws attached Fixed To 27th The connection of the parts is shown in FIGS. 7 and 8. After inserting the Axialna rotary slewing ring 2 , clamping screws 17 are screwed in the area of the centering ring 15 with underlying leaf springs 19 and washers 35 , which generate a defined prestress by the spring force. A laterally on the fixed ring 1 a with a retaining screw 34 fixed securing bracket 20 si secures the position of the clamping screws 17th Further details of this construction are illustrated in FIG. 9. Elongated holes 18 assigned to the clamping screws 17 enable the rotating ring 1 b to rotate in the intended angular range.

Die Fig. 10 und 11 zeigen den Einbau des Drehschiebers 1 in zwei unterschiedlich aufgebaute Dampfturbinen. Bei der Anord nung nach Fig. 10 ist ein aus drei Leitböden 28 und einem Drehschieber 1 aufgebautes Leitbodenpaket 30 mit einer Leit bodenaufhängung 29 in ein Turbinengehäuse 32 eingebaut. Bei dieser Anordnung liegt der Drehschieber 1 links von einem Servomotor 22 mit seinem Betätigungselement 23. Bei der An ordnung nach Fig. 11 ist dagegen allein der Drehschieber 1 mit einer Festringaufhängung 31 im Turbinengehäuse 32 aufge hängt und liegt damit rechts vom Servomotor 22. Zur Überbrüc kung der unterschiedlichen Distanzen, die je nach Lage des Drehschiebers 1 wechseln können, dienen entsprechend geformte und dimensionierte Anlenkhebel 21, deren gabelförmige Enden beim Einbau des Drehschiebers 1 auf das Betätigungselement 23 des Servomotors 22 aufrasten. FIGS. 10 and 11 show the installation of the rotary valve 1 in two differently constructed steam turbines. In the arrangement according to FIG. 10, a guide plate package 30 composed of three guide plates 28 and a rotary valve 1 with a guide plate suspension 29 is installed in a turbine housing 32 . In this arrangement, the rotary valve 1 is located on the left of a servo motor 22 with its actuating element 23 . When an arrangement, according to Fig. 11, however, is only the rotary slide 1 is suspended with a suspension ring 31 fixed in the turbine casing 32, and thus is to the right from the servo motor 22. To bridge the different distances, which can change depending on the position of the rotary valve 1 , correspondingly shaped and dimensioned link levers 21 are used , the fork-shaped ends of which snap onto the actuating element 23 of the servo motor 22 when the rotary valve 1 is installed.

Fig. 12 läßt die radiale Schnittführung mit Hilfe einer Ero diervorrichtung 41 und einem Erodierdraht 40 erkennen. Hier bei werden der Drehring 1b und der Festring 1a voneinander getrennt, wobei auch die Düsenprofile 24 in Profilvorderteile 24a und Profilhinterteile 24b geteilt werden. Das Zusammen wirken dieser beiden Profilteile bei den Drehbewegungen des Drehrings 1b gegenüber dem Festring 1a verdeutlicht Fig. 13. Fig. 12 shows the radial cut with the help of an eroding device 41 and an eroding wire 40 . Here, the rotating ring 1 b and the fixed ring 1 a are separated from each other, the nozzle profiles 24 also being divided into profile front parts 24 a and profile rear parts 24 b. The interaction of these two profile parts during the rotary movements of the rotating ring 1 b relative to the fixed ring 1 a is illustrated in FIG. 13.

BezugszeichenlisteReference list

Drehschieber (1)
Festring (1a)
Drehring (1b)
Axialnadeldrehkranz (2)
Unterteil des Axialnadeldrehkranzes (2a)
Oberteil des Axialnadeldrehkranzes (2b)
Lagernut (3)
Strömungskanäle (4)
Turbinenrotor (5)
Dichtungselemente (6)
Trennspalt (7)
Blechring (8)
Rollenkammern (9)
Nadelrollen (10)
Teilfuge (11)
Anschrägungen (12)
Kopflöcher (13)
Haltezapfen (14)
Zentrierring (15)
Zentriernut (16)
Spannschrauben (17)
Langlöcher (18)
Blattfedern (19)
Sicherungswinkel (20)
Anlenkhebel (21)
Servomotor (22)
Betätigungselement (23)
Düsenprofile (24)
Profilvorderteile (24a)
Profilhinterteile (24b)
Innenring (25)
Außenring (26)
Befestigungsschrauben (27)
Leitboden (28)
Leitbodenaufhängung (29)
Leitbodenpaket (30)
Festringaufhängung (31)
Turbinengehäuse (32)
Halteschrauben (34)
Unterlegscheibe (35)
Blechinnenring (36)
Blechaußenring (37)
Rotormitte (38)
Federnut (39)
Erodierdraht (40)
Erodiervorrichtung (41)Rotary valve ( 1 )
Fixed ring ( 1 a)
Rotating ring ( 1 b)
Axial needle slewing ring ( 2 )
Lower part of the axial needle slewing ring ( 2 a)
Upper part of the axial needle slewing ring ( 2 b)
Bearing groove ( 3 )
Flow channels ( 4 )
Turbine rotor ( 5 )
Sealing elements ( 6 )
Separation gap ( 7 )
Sheet metal ring ( 8 )
Roller chambers ( 9 )
Needle rollers ( 10 )
Parting line ( 11 )
Bevels ( 12 )
Head holes ( 13 )
Retaining pin ( 14 )
Centering ring ( 15 )
Centering groove ( 16 )
Turnbuckles ( 17 )
Slots ( 18 )
Leaf springs ( 19 )
Securing angle ( 20 )
Linkage lever ( 21 )
Servo motor ( 22 )
Actuator ( 23 )
Nozzle profiles ( 24 )
Profile front parts ( 24 a)
Profile rear parts ( 24 b)
Inner ring ( 25 )
Outer ring ( 26 )
Mounting screws ( 27 )
Guide floor ( 28 )
Leitboden suspension ( 29 )
Leitbodenpaket ( 30 )
Fixed ring suspension ( 31 )
Turbine housing ( 32 )
Retaining screws ( 34 )
Washer ( 35 )
Sheet metal inner ring ( 36 )
Sheet metal outer ring ( 37 )
Rotor center ( 38 )
Tongue groove ( 39 )
EDM wire ( 40 )
EDM device ( 41 )

Claims

1. rotary valve ( 1 ) with at least one axial needle slewing ring ( 2 ) as a rotatable bearing element between its housing-mounted fixed ring ( 1 a) and its an opening and a closing position enabling rotating ring ( 1 b), for use in a turbomachine, in particular in a steam turbine with a rotary slide valve ( 1 ) as an adjustable control element for steam extraction, characterized in that only one axial needle rotating ring ( 2 ) serves as a bearing element and a bearing groove ( 3 ) receiving it in one of the two rotary slide rings ( 1 a, 1 b ) or in both is arranged so that it surrounds the flow channels ( 4 ) of the rotary valve ( 1 ) at a suitable distance, and that the fixed ring ( 1 a) and the rotary ring ( 1 b) in the area between the flow channels ( 4 ) on the one hand and the turbine shaft ( 5 ) on the other hand are designed so that a sliding friction avoiding between them, adapted to changing pressure conditions, see Small separation gap ( 7 ) is created.

2. Rotary valve according to claim 1, characterized in that the fixed ring ( 1 a), but not the rotary ring ( 1 b), in the region of the turbine shaft ( 5 ) sealing elements ( 6 ), in particular labyrinth seals, and rings both rotary valve ( 1 a, 1 b) are dimensioned such that the narrow gap ( 7 ) between the rotating and fixed ring adapts with changing pressure so that it does not fall below or exceed the specified limit values.

3. rotary valve according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the fixed ring ( 1 a) or the rotary ring ( 1 b) is provided with a centering ring ( 15 ) which in a centering groove ( 16 ) of the other rotary valve ring ( 1 a, 1 b) engages and secures the rotating ring ( 1 b) against radial displacements.

4. Rotary valve according to claim 3, characterized in that the centering groove ( 16 ) to the outer circumference of the rotary slide bers ( 1 ) is open and the bearing groove ( 3 ) is connected to the turbine shaft ( 5 ) towards the centering groove ( 16 ).

5. rotary valve according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the centering groove ( 16 ) and the bearing groove ( 3 ) are recessed substantially in the fixed ring ( 1 a).

6. rotary valve according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the rotary ring ( 1 b) is held by clamping screws ( 17 ) on the fixed ring ( 1 a) and in the screw region has elongated holes ( 18 ) which extend along the angle of rotation used by him extend.

7. Rotary valve according to claim 6, characterized in that the clamping screws ( 17 ) penetrate the rotary ring ( 1 b) in the region of the centering ring ( 15 ) and axially fix it on the rotary ring ( 1 b).

8. Rotary valve according to one of the preceding claims 6 or 7, characterized in that the clamping screws ( 17 ) with the aid of underlying leaf springs ( 19 ) exert a defined axial prestress on the rotating ring ( 1 b).

9. Rotary slide valve according to one of the preceding claims 6 to 8, characterized in that the clamping screws ( 17 ) are secured against rotation in their position adjusted to an optimal preload by securing brackets ( 20 ).

10. Rotary valve according to one of the preceding claims 6 to 9, characterized in that the securing bracket ( 20 ) is fixed by retaining screws ( 34 ) on the fixed ring ( 1 a).

11. Rotary valve according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the axial needle slewing ring ( 2 ) has a sheet metal ring ( 8 ) which has radially arranged openings which serve as roller chambers ( 9 ) for receiving Na delollen ( 10 ).

12. Rotary valve according to claim 11, characterized in that by caulking the two-sided openings of the roller chambers ( 9 ) with inserted needle rollers ( 10 ), these are prevented from falling out of the roller chambers ( 9 ).

13. Rotary slide valve according to one of the preceding claims 11 or 12, characterized in that the axial needle rotating ring ( 2 ) in the region of the joint ( 11 ) of the rotary slide valve ( 1 ) is also divided, and the dividing ends of the two resulting axial needle rotating ring parts ( 2 a , 2 b) enable a connection ( 12 , 13 ) connecting them.

14. Rotary valve according to claim 13, characterized in that on a lower part of the axial needle slewing ring ( 2 a) at both ends over the position of the parting line ( 11 ) projecting head-shaped holding pins ( 14 ) are provided, which in corre sponding head holes ( 13 ) one Upper part of the axial needle slewing ring ( 2 b) fit and can be inserted axially to the turbine shaft ( 5 ) during assembly.

15. Rotary slide valve according to one of the preceding claims 11 to 14, characterized in that the axial needle slewing ring parts ( 2 a, 2 b) in the area of the parting joint ( 11 ) have chamfers ( 12 ) which prevent jamming during rotary movements.

16. Rotary slide valve according to one of the preceding claims, characterized in that on the rotary ring ( 1 b) of the rotary slide valve ( 1 ) a pivot lever ( 21 ) is attached, which is a coupling with an actuating element ( 23 ) for actuating the rotary ring ( 1 b) necessary servo motor ( 22 ) he possible.

17. Rotary valve according to claim 16, characterized in that link levers ( 21 ) of different lengths and directions are available, the different positions of the rotary valve ( 1 ) to the servo motor ( 22 ) chen.

18. A method for producing a rotary valve ( 1 ) whose nozzle profiles ( 24 ) between an inner ring ( 25 ) and an outer ring ( 26 ) are attached, the profile front parts ( 24 a) a rotating ring ( 1 b) and the profile rear parts ( 24 b ) are to be assigned to a fixed ring ( 1 a), characterized in that first a one-piece structure with suitable nozzle profiles ( 24 ) is created between the rings holding them ( 25 , 26 ) and then an axial division along the part joint provided into an upper part and takes place in a lower part and after or before this cut a radial division for separating the rotating ring ( 1 b) from the fixed ring ( 1 a) is carried out and in both divisions the cut is carried out with the aid of a wire EDM process.

19. The method according to claim 18, characterized in that the axial cut along the parting joint is carried out in a toothed form and continues to run such that nozzle profiles ( 24 ) are not cut here.

20. The method according to any one of the preceding claims 18 or 19, characterized in that the radial section through the nozzle profiles ( 24 ) is placed so that the resistance moments are the same for both profile parts and that the profile front parts ( 24 a) in the closed position of the rotating ring ( 1 b) have a cut surface that covers the flow channels ( 4 ) between the profile rear parts ( 24 b).

21. The method according to any one of the preceding claims 18 to 20, characterized in that after the radial cut in the fixed ring ( 1 a) and / or rotary ring ( 1 b) a bearing groove ( 3 ) required for receiving egg nes axial slewing ring ( 2 ) is rotated out .

22. The method according to any one of the preceding claims 18 to 21, characterized in that after the radial cut in the fixed ring ( 1 a) and / or rotary ring ( 1 b) a centering groove ( 16 ) required for receiving a centering ring ( 15 ) is turned out.

23. The method according to any one of the preceding claims 18 to 22, characterized in that before the radial cut in the area of the fixed ring ( 1 a) and / or the rotary ring ( 1 b) one for receiving an axial needle slewing ring ( 2 ) and / or a centering ring ( 15 ) the required annular groove ( 3 , 16 ) is turned out, the positioning of which corresponds to the position of the subsequent cut.

24. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the centering ring ( 15 ) and a link lever ( 21 ) on the rotary ring ( 1 b) is attached.

25. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the lower part and the upper part of the fixed ring ( 1 a) is attached to a guide plate ( 28 ).

26. The method according to any one of the preceding claims 18 to 25, characterized in that the lower part of the rotary valve ( 1 ) is completely assembled and in this case the lower part of the axial needle slewing ring ( 2 ) is inserted into the intended slot ( 3 ), the lower part of the rotating ring ( 1 b) is set up and this is pre-tensioned by clamping screws ( 17 ) and leaf springs ( 19 ).

27. The method according to claim 26, characterized in that the complete lower part of the rotary valve with associated parts of a guide plate ( 28 ) or guide plate package ( 30 ) is installed in a turbine housing ( 32 ), the gabelför shaped end of the link lever ( 21 ) when inserted with the actuating element ( 23 ) of the servo motor ( 22 ) locked.

28. The method according to any one of the preceding claims 18 to 27, characterized in that the upper part of the fixed ring ( 1 a) is installed after inserting the turbine rotor ( 33 ) and then the upper part of the axial needle slewing ring ( 2 ) is inserted so that its Head holes ( 13 ) capture the holding pin ( 14 ) of the associated lower part of the axial needle turning ring ( 2 ).

29. The method according to claim 28, characterized in that after the assembly of the axial needle slewing ring ( 2 ), the upper part of the rotating ring ( 1 b) is placed, screwed ver to the parting joint and is prestressed by tensioning screws ( 17 ) with leaf springs ( 19 ).