Druckfeste Scheibe als Schaufel oder Labyrinthträger für radial beaufschlagte
Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf- oder Gasturbinen Druckfeste Scheiben, die
als Schaufel- oder Labyrinthträger für radial beaufschlagte Kreiselmaschinen, insbesondere
Dampf- oder Gasturbinen, verwendet werden, werden nach bekannten Vorschlägen mit
einem elastischen, durch eine Anlagefläche des Stützkörpers vom Seitendruck der-
Scheibe entlasteten Abdichtungsring am Stützkörper befestigt, um die hohen Beanspruchungen,
die bei starrer Abstützung am Scheibenrand auftreten, zu vermeiden. Damit fällt
jedoch auch das aufrichtende Moment fort, das die starre Abstützung hervorruft.
Entsprechend erhöht sich die Belastung des übrigen Scheibenteiles. Es zeigt sich
zwar, daß der übrige Scheibenteil diese -zusätzliche Belastung mit kleineren Beanspruchungen
aufnimmt, als sie bei starrer Abstützung am Scheibenrand auftreten. Die vorliegende
Erfindung will jedoch die Beanspruchungen in der Scheibe, die ein seitlicher Überdruck
hervorruft, noch weiter herabsetzen, also die Aufnahme höherer seitlicher fiberdrücke
ermöglichen. Sie geht dabei von der Erkenntnis aus, daß bei richtiger Wahl der Abstützungsverhältnisse
von dem seitlichen Überdruck selbst an der Abstützstelle ein aufrichtendes Moment
ausgeübt und so bemessen werden kann, daß es Überbeanspruchungen an der Abstützstelle
ohne Überschreitung der gewünschten Wandstärke vermeidet. Erfindungsgemäß wird dementsprechend
vorgeschlagen, daß einem die Scheibe vom beschaufelten Teil aus betrachtet über
die @Abstützfläche hinaus radial verlängernden und durch den elastischen Abdichtungsring
gegen den Stützkörper abgedichteten Rand durch axial nachgiebige Ausbildung des
elastischen Abdichtungsringes oder des Randes selbst eine der unter Druckbelastung
eintretenden Scheibenneigung entsprechende Schrägstellung ermöglicht ist. Um auf
diese Weise ein fühlbares aufrichtendes Entlastungsmoment zu erzielen, wird in weiterer
Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß der mittlere wirksame Abdichtungsdurchmesser
des Abdichtungsringes vom beschaufelten Teil aus betrachtet mindestens ro mm jenseits
des Stützflächenrandes liegt. Eine
ausreichende Nachgiebigkeit des
radial gerichteten Verlängerungsrandes der Scheibe bedingt eine ausreichende radiale
Erstreckung des Randes gegenüber der axialen Dicke, die zweckmäßig so bemessen wird,
daß der radiale Abstand zwischen Stützflächenrand und mittlerem wirksamem Abdichtungsdurchmesser
des Abdichtungsringes größer ist als die axiale Dicke des Verlängerungsrandes. Es
kann aber auch in vorteilhafter Weise die Nachgiebigkeit in den elastischen Abdichtungsring
verlegt werden, indem der freie Umfang des Verlängerungsrandes durch eine axiale
Bewegungen zulassende, halbkreis-oder S-förmige, elastische Welle gegen den Stützkörper
abgedichtet ist. In allen Fällen ist die Nachgiebigkeit des Randes selbst oder des
elastischen Abdichtungsringes so zu wählen, daß bei der sich einstellenden Schrägstellung
der Scheibe keine Überbeanspruchungen auftreten. -In der Abb. i ist i die Scheibe,
die in der Richtung A einem seitlichen Überdruck ausgesetzt ist. Die Scheibe baut
sich aus den Schaufeltragringen 2 und den zwischen diesen angeordneten Stegen 3
auf und leitet aus der Verbindung dieser Schaufeltragringe ihre Seitensteifigkeit
her. Von den äußeren Schaufeltragringen ist der Tragring q. verstärkt ausgeführt,
da die Gesamtkräfte, die auf die äußeren Schaufeltragringe wirken, groß sind. Am
äußersten Rande sind noch Versteifungsringe 5 angeordnet. Die Scheibe lehnt sich
bei 6 gegen den Stützring 7 an, der als Bajonettring in das Gehäuse 8 eingesetzt
igt. Am Außenrand der Scheibe ist der radiale Verlängerungsring 9 angeordnet, der
über den Zwischenring io das Drehmoment auf das Gehäuse 8 überträgt. Der -radiale
Rand 9 ist durch die elastische Welle i i, deren Querschnitt sich aus zwei Halbkreisen
zu einem S zusammensetzt, abgedichtet. Wenn man annimmt, daß sich dieser
elastische Abdichtungsring unter dem Dampfdruck gegen den Ring io anlegt, ist der
strichpunktiert eingezeichnete mittlere Abdichtungsdurchmesser um den Hebelarm a
von der Mitte der Auflagefläche 6 entfernt. Der seitliche Überdruck lastet voll
über die Strecke a auf dem Verlängerungsrand und übt so auf die Versteifungsringe
5 ein Moment aus, welches die Scheibe gegenüber den seitlichen LTberdrücken aufrichten
will. So entsteht eine wesentliche Entlastung der Versteifungsringe 5 und damit
der Scheibenbeanspruchung.Pressure-resistant disk as a blade or labyrinth carrier for radially loaded centrifugal machines, in particular steam or gas turbines Pressure-resistant disks, which are used as blade or labyrinth carriers for radially loaded centrifugal machines, especially steam or gas turbines, are, according to known proposals, with an elastic, through a contact surface of the support body from the side pressure of the disk relieved sealing ring attached to the support body in order to avoid the high stresses that occur with rigid support on the edge of the disk. However, this also eliminates the righting moment that causes the rigid support. The load on the remaining part of the disc increases accordingly. It turns out that the rest of the disk part absorbs this additional load with less stress than would occur with rigid support on the edge of the disk. The present invention, however, aims to further reduce the stresses in the disc that are caused by a lateral overpressure, that is to say enable the absorption of higher lateral overpressures. It is based on the knowledge that with the correct choice of the support conditions, the lateral overpressure exerts an erecting moment even at the support point and can be dimensioned in such a way that it avoids overstressing the support point without exceeding the desired wall thickness. According to the invention it is accordingly proposed that an edge which, when viewed from the bladed part, extends radially beyond the support surface and is sealed against the support body by the elastic sealing ring, by means of an axially flexible design of the elastic sealing ring or the edge itself, has an inclination corresponding to the inclination of the disk under pressure is made possible. In order to achieve a palpable straightening relief torque in this way, it is proposed in a further embodiment of the invention that the mean effective sealing diameter of the sealing ring, viewed from the bladed part, is at least ro mm beyond the edge of the support surface. Sufficient flexibility of the radially directed extension edge of the disk requires sufficient radial extension of the edge with respect to the axial thickness, which is expediently dimensioned so that the radial distance between the support surface edge and the mean effective sealing diameter of the sealing ring is greater than the axial thickness of the extension edge. However, the flexibility can also advantageously be shifted to the elastic sealing ring by sealing the free circumference of the extension edge against the support body by a semicircular or S-shaped elastic shaft that allows axial movements. In all cases, the flexibility of the edge itself or of the elastic sealing ring must be selected so that no overstressing occurs when the disc is inclined. -In Fig. I, i is the disc that is exposed to lateral overpressure in direction A. The disk is built up from the vane support rings 2 and the webs 3 arranged between them and derives its lateral rigidity from the connection of these vane support rings. Of the outer blade support rings, the support ring q is. executed reinforced, since the total forces acting on the outer vane support rings are large. Stiffening rings 5 are also arranged on the outermost edge. At 6, the disk rests against the support ring 7, which is inserted into the housing 8 as a bayonet ring. The radial extension ring 9, which transmits the torque to the housing 8 via the intermediate ring io, is arranged on the outer edge of the disk. The radial edge 9 is sealed by the elastic shaft ii, the cross section of which is composed of two semicircles to form an S. If it is assumed that this elastic sealing ring rests against the ring io under the steam pressure, the mean sealing diameter drawn in dash-dotted lines around the lever arm a is removed from the center of the support surface 6. The lateral overpressure loads completely over the distance a on the extension edge and thus exerts a moment on the stiffening rings 5 which wants to straighten the pane against the lateral overpressures. This results in a substantial relief of the stiffening rings 5 and thus of the load on the panes.
Für die Abb. 2 gelten die gleichen Bezugsziffern. Hier ist der Verlängerungsrand
9 im Verhältnis zu seiner axialen Dicke so lang ausgeführt, daß er biegsam genug
ist, um bei fester axialer Einspannung am Außenrand einer Schrägstellung der Versteifungsringe
5 ohne Überbeanspruchung zu folgen. Die Abdichtung erfolgt durch den elastischen
Ring 12, der aber wegen der elastischen Ausbildung des Verlängerungsrandes keine
axiale Bewegungsmöglichkeit zu erlauben braucht. Der volle seitliche Überdruck lastet
hier bei dieser Ausführung zwar auf einer wesentlich größeren Fläche des Verlängerungsrandes,
dafür ist aber der Verlängerungsrand außen axial abgestützt, so daß auf die Versteifungsringe
5 ein ähnliches aufrichtendes Moment ausgeübt wird wie bei der Ausführung nach Abb.
i.The same reference numbers apply to Fig. 2. Here is the extension edge
9 made so long in relation to its axial thickness that it is flexible enough
is to with a fixed axial restraint at the outer edge of an inclination of the stiffening rings
5 to follow without overuse. The seal is made by the elastic
Ring 12, but not because of the elastic design of the extension edge
needs to allow axial movement. The full lateral overpressure is a burden
here in this version on a much larger area of the extension edge,
but the extension edge is axially supported on the outside, so that on the stiffening rings
5 a similar righting moment is exerted as in the embodiment according to Fig.
i.
In beiden Ausführungsbeispielen sind die dargestellten Scheiben als
Leichtscheiben ausgeführt.In both exemplary embodiments, the disks shown are as
Lightweight washers executed.