Elastische Verbindung von einseitig belasteter Scheibe;- insbesondere
Schaufelträger für Dampf- oder Gasturbinen mit einem Tragkörper -Um einseitig belastete
Scheiben, insbesondere Schaufelträger für radial beaufsch'lagte Kreiselmaschinen,
vorzugsweise Dampf- oder Gasturbinen, mit einem Tragkörper .elastisch zu verbinden
verwendet man häufig einen .dünnwandigen, nachgiebigen Verbindungsring.
C-, in solcher dünnwandiger, nachgiebiger Verbindungsring- kann die einseitige
Belastung der Scheibe nicht aufnehmen. Es ist daher üblich, die Scheibe unmittelbar
gegen den .Tragkörper anzulehnen und den dünnwandigen, nachgiebigen Verbindüng'sring
nur. zur Abdichtung und Zentrierung zu benutzen: Man war bisher gezwungen den Einbau
einer solchen Vorrichtung -derart vorzunehmen, daß die- Scheibe zunächst in Richtung
der einseitigen Belastung gegen den Tragkörper gedrückt wurde und daß die, elastische
Verbindung zwischen Scheibe und Tragkörper durch Anbringüng des dünnwandigen, nachgiebigen
Verbindungsringes hergestellt wurde. Der Einbau der- Scheibe von der Seite des Überdruckes
her erscheint zwar zunächst als der einfachste Weg, er bringt aber nach den Erkenntnissen
der vorliegenden Erfindung häufig- Nachteile mit sieh. Insbesondere werden die Durchmesser
von Leitscheiben radial beaufschlagter Dampf- oder Gä:sturbinen; in Richtung des
Überdruckes gesehen, von Scheibe zu Scheibe größer. Es muß also bei Einbau von der-
Seite des Überdruckes her zunächst die größte Scheibe in das Gehäuse eingebaut werden,
wofür entsprechende Öffnungen an den Stellen vorzusehen sind, an denen die kleineren
Scheiben anzubringen sind. Es ergibt sich so zwangsläufig"-daß die
Abstützungsstellen
für die vorhergb%eriden Scheiben von Scheibe zu Scheibe ätif - größeren Durchmessern
angeordnet werden müssen. Hierdurch ergeben sich nicht nur urinötig große Gehäuseabmessungen,
sondern die Beanspruchungen der Scheiben werden .durch die Vergrößerung ihrer Außendurchmesser
und ihrer Druckflächen innötig groß. Die vorliegende Erfindung erkennt, daß diese
Nachteile verschwinden, wenn der Einbau der Scheibe entgegen der Richtung des Überdruckes
erfolgt, also die Hochdruckscheiben vor den Niederdruclcscheiben eingebaut werden.
Bekannt ist zwar schon, den dünnwandigen, nachgiebigen Verbindungsring im Tragkörper
in einer dem betriebsmäßigen Achsdruck der Scheibe entgegengesetzten Richtung zu
befestigen. Die Scheibe selbst wurde aber auch dann in Richtung des betriebsmäßigen
Achsdruckes eingebaut, so daß sich von selbst die Möglichkeit ergab, -den -betriebsmäßigen
Achsdruck der Scheibe über eine feste Schulter unmittelbar auf den Tragkörper zu
übertragen.Elastic connection of disc loaded on one side; - in particular blade carriers for steam or gas turbines with a supporting body - to elastically connect discs loaded on one side, in particular blade carriers for radially loaded centrifugal machines, preferably steam or gas turbines, to a supporting body .thin-walled, flexible connecting ring. C-, in such a thin-walled, flexible connecting ring- cannot absorb the one-sided load on the disc. It is therefore customary to lean the disk directly against the support body and only use the thin-walled, flexible connection ring. to use for sealing and centering: Up to now, one was forced to install such a device in such a way that the pane was initially pressed against the support body in the direction of the unilateral load and that the elastic connection between the pane and the support body was created by attaching the thin-walled, compliant connecting ring was made. The installation of the disk from the side of the overpressure initially appears to be the easiest way, but according to the findings of the present invention it often brings disadvantages with it. In particular, the diameter of guide disks of radially acted steam or gas turbines; seen in the direction of the overpressure, larger from disk to disk. When installing from the side of the overpressure, the largest disk must first be installed in the housing, for which purpose appropriate openings are to be provided at the points where the smaller disks are to be attached. It thus inevitably results that the points of support for the previous disks from disk to disk have to be arranged with larger diameters The present invention recognizes that these disadvantages disappear when the disc is installed against the direction of the overpressure, i.e. the high-pressure discs are installed in front of the low-pressure discs The washer itself was then installed in the direction of the normal axial pressure, so that the possibility arose automatically of applying the operational axial pressure of the disk directly to the support via a fixed shoulder body transfer.
Um die Nachteile eines Einbaus der Scheibe von der Seite des Überdruckes
her zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß auch die Scheibe im Tragkörper
in einer dem betriebsmäßigen Achsdruck entgegengesetzten Richtung befestigt. ist
und der betriebsmäßige Achsdruck der Scheibe durch einen nachträglich eingefügten
steifen Abstützring unmittelbar auf den Tragkörper übertragen ist. Es zeigt sich
tatsächlich, daß die Gesamtanordnung vereinfacht wird, obwohl der nachträglich eingefügte
steife Ab stützring bzw. die ihn befestigende Schraube auf Zug beansprucht wird.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann bei einem Leitschaufelträger für
Kreiselmaschinen vermieden werden, daß der Abstützring gleichzeitig die Abdichtung
übernehmen muß, und zwar durch unmittelbares Einsetzen, Einstemmen oder Einwalzen
des dünnwandigen, nachgiebigen Verbindungsringes in das Maschinengehäuse in an sich
bekannter Weise und Überbrückung dieser Verbindung durch den nachträglich am gleichen
Gehäuse befestigten Abstützring. Hierdurch ist es unwesentlich, wie der Abstützring
selbst am' Gehäuse befestigt wird. Man kann beispielsweise die auf-Zug beanspruchten
Schrauben vermeiden, indem der Abstützring durch einen Sprengring oder durch einen
Bajonettverschluß im Gehäuse gehalten wird. Der dünnwandige, nachgiebige Verbindungsiing,
der die unmittelbare Abdichtung zwischen Leitscheibe und Gehäuse übernimmt, ist
auch in axialer Richtung nachgiebig genug, um geringe axiale Bewegungen, die durch
Nachgiebigkeit in der Verbindung zwischen' Ab- , stütring und Gehäuse auftreten,
zu Überbrücken. Besonders vorteilhaft wird die erfindungsgemäße Ausbildung der Verbindung
von Scheibe und Tragkörper in solchen Fäl--jen, in denen Leitscheiben von Kreisel-.maschinen
zum Zwecke der Zuleitung oder Abführung des Arbeitsmittels durch die .Scheiben hindurch
zweiteilig mit radialer Zwischenfuge ausgeführt sind. Es kann dann jede einzelne
Scheibenhälfte durch einen besonderen dünn-,vandigen, nachgiebigen Verbindungsring
unmittelbar mit dem Gehäuse verbunden werden, und es wird; eine vollkommene Dichtheit
jeder Scheibenhälfte gegenüber dem Gehäuse erzielt. Beide Verbindungsringe können
durch einen einzigen steifen Abstützring von der einseitigen Belastung entlastet
werden. Es sei besonders darauf aufmerksam gemacht, daß bei hohen Drücken und Temperaturen
des Arbeitsmittels das Einstemmen --von dünnwandigen, nachbiebigen Verbindungsringen
in entsprechende Nuten der Scheiben; Tragkörper oder Gehäuse oder ein gleichwertiges
Einwalzen sich bezüglich Dichtheit als jeder anderen Verbindung überlegen erwiesen
hat.To the disadvantages of installing the disc from the side of the overpressure
to avoid forth, it is proposed according to the invention that the disc in the support body
attached in a direction opposite to the operational axial pressure. is
and the operational axial pressure of the disc by a subsequently added
rigid support ring is transferred directly to the support body. It appears
in fact, that the overall arrangement is simplified, although the one added afterwards
From stiff support ring or the screw fastening it is subjected to tensile stress.
According to a further proposal of the invention, in a guide vane carrier for
Gyroscopic machines are avoided that the support ring is also the seal
must take over, namely by direct insertion, caulking or rolling
of the thin-walled, flexible connecting ring in the machine housing in itself
known way and bridging this connection by the later on the same
Support ring attached to the housing. This makes it unimportant like the support ring
itself is attached to the 'housing. One can, for example, claim the on-train
Avoid screws by securing the support ring with a snap ring or by a
Bayonet lock is held in the housing. The thin-walled, flexible connecting ring,
which takes over the direct seal between the guide disc and the housing is
also compliant enough in the axial direction to avoid small axial movements caused by
Resilience occurs in the connection between the support ring, support ring and housing,
to bridge. The construction of the connection according to the invention is particularly advantageous
of disk and support body in cases where the guide disks of gyroscopes
for the purpose of supplying or removing the working medium through the .Scheiben
are designed in two parts with a radial intermediate joint. Then every single one can do it
Disk half through a special thin, flexible, flexible connecting ring
be connected directly to the housing, and it will; a perfect tightness
achieved each disc half with respect to the housing. Both connecting rings can
Relieved of the one-sided load by a single stiff support ring
will. Particular attention should be paid to the fact that at high pressures and temperatures
of the work equipment, the mortising of thin-walled, flexible connecting rings
in corresponding grooves in the washers; Support body or housing or an equivalent
Roll-in proved to be superior to any other connection in terms of tightness
Has.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Einbau der abdichtenden Verbindungsringe
und der Abstützringe von der Seite des niedrigen Druckes her bietet schließlich
noch den Vorteil, daß jede Teilfuge am Hochdruckende der Turbine vermieden werden
kann. Gegen die hohen Drücke haben nur die Einstemm-oder Einwalzstellen der dünnwandigen,
nachgiebigen Verbindungsringe abzudichten, die außerdem innerhalb des Gehäuses liegen,
so däß kleine Undichtheiten nicht fühlbar werden würden. Nur ein einziger Flansch
am Niederdruckende des Maschinengehäuses braucht nach außen abzudichten, und dieser
Flansch ist dem geringsten auftretenden Druck, nämlich dem Druck auf der Niederdruckseite,
ausgesetzt. Es ergibt sich also durch Anwendung des Erfindungsgedankens bin besonders
vorteilhafter und betriebssicherer Aufbau der ganzen Maschine.The installation of the sealing connecting rings proposed according to the invention
and the support rings from the low pressure side finally offers
nor the advantage that any parting line at the high pressure end of the turbine can be avoided
can. Only the caulking or rolling points of the thin-walled,
to seal resilient connecting rings that are also located within the housing,
so that small leaks would not be felt. Just a single flange
at the low-pressure end of the machine housing needs to be sealed to the outside, and this
Flange is the lowest pressure occurring, namely the pressure on the low-pressure side,
exposed. It thus results from the application of the inventive concept am particularly
advantageous and operationally reliable structure of the entire machine.
Die Abbildung zeigt einen senkrechten Schnitt durch die elastische'
Verbindung der zweiteiligen Leitscheibe einer radial beaufschlagten :Dampfturbine.
z und 2 sind die beiden Teile der Leitscheibe, welche die Beschauflungen 3 und q.
tragen. Der Dampf durchströmt zuerst die Beschauflung 3 von außen nach innen und
anschließend die Beschauflung q. von -innen nach außen. So entsteht ein seitlicher
Überdruck auf die Scheibenteile von links nach rechts in Richtung des Pfeiles. Dieser
Überdruck preßt den Scheibenteil r bei 5 gegen den Scheibenteil 2 und beide Scheibenteile
bei -6 gegen den -Ringflansch 7. Der Ringflansch 7 ist durch .nicht
dargestellte
Schrauben am Turbinengehäuse 8 befestigt und überträgt den Überdruck auf das Gehäuse.
Es könnte zur Befestigung auch ein Bajonettverschluß oder ein Sprengring verwendet
werden. Keile 9 und Nasen io dienen zur Übertragung des Drehmomentes, können aber
auch zusätzlich . zur Aufrechterhaltung der Gleichmittigkeit dienen. Die Abdichtung
der Scheibenteile z und 2 gegenüber dem Turbinengehäuse B. nehmen die beiden dünnwandigen,
elastischen Ringe i r und r2 mit halbkreisförmigem Umfangsquerschnitt vor. Die Halbkreisform
nimmt den Überdruck infolge des kleinen Radius mit kleinen Spannungen entlang des
Halbkreises auf und. verhütet so die Ausbildung hoher Spannungen längs des-eigentlichen
Ringumfanges. Die inneren Ränder der Ringe z r. und 12 sind am äußeren Umfang der
Scheibenteile i und a eingestemmt, die äußeren Ränder unmittelbar in das Turbinengehäuse
B. Da derartige Stemmverbindungen erfahrungsgemäß bei allen Druck- und Temperaturschwankungen
völlig dicht halten, so entsteht unter Vermeidung jeder weiteren Flanschdichtung
eine sehr zuverlässige Abdichtung. Die Fläche 13 des Ringflansches 7 und der Zwischenring
14 verhindern ein Lösen der Stemmverbindungen im Gehäuse unter dem Überdruck. Diese
Stemmverbindungen sind auf Zug beansprucht, da der Einbau von' rechts, also entgegen
dem Überdruck, erfolgt. Dies gewährt den Vorteil,, daß die Befestigung im Gehäuse
auf dem kleinstmöglichen Durchmesser erfolgen kann, da die in Strömungsrichtung
des Dampfes nachfolgenden größeren Leitscheiben ebenfalls von rechts; also nicht
durch diesen. Durchmesser, eingebaut werden, so daß auf deren Abmessung .keine Rücksicht
genommen zu werden.braucht: Die unmittelbare Abdichtung der Leitscheibenteile i
und 2 gegen das Gehäuse 8 durch 'die .elastischen Ringe z i und 12, die gleichzeitig
diesen. Scheibenteilen die erforderliche Beweglichkeit bezüglich Ausdehnung und
Schrägstellung sichern, gestattet es, verlustlos Dampf zwischen den Scheibenteilen
i und 2 hinweg durch die Gehäusebohrung 15 und den Spalt 16 zum Innendurchmesser
der Beschauflungen 3 und q. hinzuleiten oder dort anzuzapfen. In Anbetracht der
besonderen Schwierigkeiten, die eine zuverlässige Abdichtung bei hohen Drücken und
Temperaturen bietet, ist diese einfache Möglichkeit von großer Bedeutung. Der Ringflansch
7 nimmt hierbei die durch den seitlichen Überdruck erzeugten Kräfte auf und überträgt
sie unmittelbar auf das- Gehäuse, ohne selbst abdichten zu müssen. Der Ring 17 dient-
nurals Schutzring.The figure shows a vertical section through the elastic '
Connection of the two-part guide pulley of a radially loaded: steam turbine.
z and 2 are the two parts of the guide disc, which the blading 3 and q.
wear. The steam first flows through the blading 3 from the outside to the inside and
then the blading q. from the inside to the outside. This creates a lateral
Overpressure on the disc parts from left to right in the direction of the arrow. This
Overpressure presses the disk part r at 5 against the disk part 2 and both disk parts
at -6 against the ring flange 7. The ring flange 7 is through .not
shown
Screws attached to the turbine housing 8 and transfers the overpressure to the housing.
A bayonet lock or snap ring could also be used for attachment
will. Wedges 9 and noses io are used to transmit the torque, but they can
also additionally. Serve to maintain equality. The waterproofing
of the disc parts z and 2 opposite the turbine housing B. take the two thin-walled,
elastic rings i r and r2 with a semicircular circumferential cross-section. The semicircular shape
takes the overpressure due to the small radius with small stresses along the
Semicircle on and. thus prevents the development of high tensions along the line
Ring circumference. The inner edges of the rings z r. and 12 are on the outer periphery of the
Disk parts i and a caulked, the outer edges directly into the turbine housing
B. Since experience has shown that such caulking connections are subject to all pressure and temperature fluctuations
keep completely tight, so avoiding any further flange seal
a very reliable seal. The surface 13 of the annular flange 7 and the intermediate ring
14 prevent loosening of the mortise connections in the housing under the overpressure. These
Mortise connections are subject to tension because the installation is from the right, i.e. opposite
the overpressure. This grants the advantage that the fastening in the housing
can be done on the smallest possible diameter, since in the direction of flow
the larger guide disks following the steam, also from the right; so not
Through this. Diameter, so that no consideration is given to their dimensions
To be taken. Needs: The immediate sealing of the guide disk parts i
and 2 against the housing 8 by 'the .elastic rings z i and 12, which at the same time
this. Disc parts the required mobility with respect to expansion and
Secure inclination, it allows steam between the panes without loss
i and 2 through the housing bore 15 and the gap 16 to the inner diameter
the blading 3 and q. to lead or to tap there. Considering the
particular difficulties making a reliable seal at high pressures and
Temperature, this simple possibility is of great importance. The ring flange
7 absorbs and transmits the forces generated by the lateral overpressure
it directly on the housing without having to seal yourself. The ring 17 serves
only as a protective ring.