DE760185C

DE760185C - Einrichtung an Diffusorventilen von Dampf- oder Gasturbinen

Info

Publication number: DE760185C
Application number: DES146416D
Authority: DE
Inventors: Ozro N Bryant
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1940-07-30
Filing date: 1941-07-31
Publication date: 1953-01-19

Description

Einrichtung an Diffusorventilen von Dampf- oder Gasturbinen Untersuchungen über die Zusammenhänge zwischen Ventilerhebung, Dampfmenge, Druck vor dem Ventil und .Druck hinter dem Ventil bei Einlaßventilen von Dampf- oder Gasturbinen haben zu einer Ventilbauform geführt, die unter dem Namen Diffusorventil bekanntgeworden ist. Der Ventilsitz, um diese Bezeichnung zu gebrauchen, weist drei Zonen auf, riäunlich eine gut abgerundete sich verengende Einlaufzone, eine sich diffusorartig erweiternde Abströmzone und eine mittlere Zone, die als engste Stelle entweder nur die leiden genannten Zonen ohne ausgesprochene Längserstreckung verbindet oder ein kurzes zylindrisches Stück bildet. Durch diese Maßnahme wird innerhalb des Ventilsitzes die Strömungsgeschwindigkeit teilweise, in Druck umgesetzt und hierdurch ein überstimmtes Verhältnis zwischen Ventilerhebung und durchströmender Arbeitsmittelmenge geschaffen. Für die Ausbildung des ;zugehörigen Ventilkörpers sind ,zwei grundsätzlich verschiedene Wege -bekanntgeworden. Die eine Möglichkeit ist die, den Ventilkörper als Drehkörper auszubilden, dessen Erzeugende eine stetig gekrümmte Kurve ist. Man kann diese Form wohl am besten mit dem Begriff ballig bezeichnen. Daneben gibt es die zweite Möglichkei t, -den Ventilkörper als Zylinder auszubil den, der in eine den Durchtrittsquerschnitt bestimmende, verhältnismäßig scharfe Kante ausliiuft. Die zweite Möglichkeit ist Jedoch striiniungStecliiliscli nicht günstig, (tellll Rillte: (ier scharfen kante bilden sich erfahrtin@Ysgemäß Ablösungswirbel. welche Aie Hauptströmung stören und daher Verluste bringen. Irifdl,-,.desscn hat sich bei dein 1)itttisorcentil .tllgemein der halligeVentilkörper eingeführt. (ler eine sanfte Führung Lind 1=:nl:un@, des Arbeitsmittelstromes gen-:illrleistet. 'Mit ihni beschäftigt sich auch die vorliegen:de-ErfincIting, und zwar besteht (licse darin. ;laf) clie r«-:ihlite, stetig gekrümmte- -Erzeugende des Ventilkörpers hinter dem Regelquerschnitt unstetI-. und zwar unter Blldnn- cltler scliiieidenarti,#eii 1sante zurücksprin-t. wälirend die Erzeugende des Ventilsitzes ihren stetigen Verlauf beibehält. .

Betrachtet man nun die Strömun-svorgänge hei der bisherigen und hei der neuen Bauform. so ergibt sich folgendes: In Fig. i: iii der die bekannte Bauform'dargestellt ist, bedeutet i ein bewe-liches Ouerhaupt, adenVentilschaft.derinderFührung3 mit Spiel gleiten kann. d. '`.'ill e -Mutter zur Einstellung der Läiige .des Schaftes =, i einen Auflagering für (nie Mutter 4. Der Schaft 2 trägt an seinem unteren Lude den Ventilkörper (i. der, wie bereits erwähnt. ein Drehkörper miteiner st:ti-, gekrümmten Erzeugenden ist. Der Ventilsitz-? enthält drei Zonen. nämlich die sich stetig verengendt.Einlaufrone S. (nie sich difusorarti" erweiternde Zl)strömzoiie 9 und die engste Zone lo, die in diesem Fall theoretisch nur eine Linienstärke besitzt. Innerhalb des von der Zone g e inzeschlossenen Raumes i r wird die Strönnu@gsesch«-indikeit des Arbeitsmittels in Druck umgesetzt. Vor dem Ventil herrscht der Druck P1, hinter dem Ventil der Druck P., Das Arbeitsmittel strömt in der allgemeinen Richtung R-C und durchströmt hierbei den eigentlichen Ventilquerschnitt b'. Jetzt zeit die Betrachtung nun folgendes: _ _ Vor dem eigentlichen Ventil(luersrhnitt T@ -;lerrscht ein großer Ouerschnitt. Dieser verringert sich auf denWeit B und erweitert sich (laiin wieder. Anschließend-an (fiese -Erweiterun;l; tritt aber jetzt in der Zone 1o «-feder eine Verengung und anschließend in = cler "Zone 9 eine Erweiterung eire: I?s findet also nicht nur im Ventilsitz eine Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck statt. sondern Bereits vorher eine solche Umsetzun- hinter (lein eigentfichen Ventilquerschnitt. kiese ist aber durchaus' unerwünscht. denn s-ie führt. «-i e -die-Erfahrun- zeigt. leicht zti Stößen und Schwingungen. Diese sind im Fall des I)iffti.ori-ciitilsdeshalb -besonders- störend,

hei Biel= allgeilIern üblichtIi Bauform

:nlcher V etitile Glas Ventil nicht f1-st an eitl:I-

1pInde1 hängt. #cin(I@I'Il 1!)je :il 'IeIn ()ner-

slattpt I geführt :@t, 1: :'#2-In lillzeilcllrell

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Strömun,- l@eiin @c#uken .des (ruerhauptes auf

!.einen Sitz z11 lit@t.`@t. Ein -,JIilIv3 gG'wlsstr-

mal1,2n frei he~ce@'-liclits Ventil «-iir(Ie lrei zu-

s:ltzlichen Anstöl-len titliiediiigt schwingen itIl'1

Iadurch diee@relma131@l:elt des Arl=eits-

mittelstromes stören. Die- Ausbildun- des

Ventils "eniäli der Erfindung (lagegell @-cr-

meidet derartig störericie Einflüsse. Wie Frz.=

zeigt, ist-- die stetig 1?rz:a#`ende au der

Kante 1 2 mitert)rochett. l@It cIltlllr"@reIl"/.titl@

sprint hier nach einer htgeli Erzeth°ii(len 13 scharf zurück, an die sich ein ebenes Stück 1q. anschließt. Die Ditiusorwirkung im Ventil-sitz ist damit beseitigt. Das bedeutet aller. cial.; Störanstöße. wie sie bei dr <=It@r:n Bauform auftraten, nunmehr beseitigt «-erdöl.

Sollte es sich z:izen. (.aß :-Ier unterschnittene Rauni. der durch die Flächen 13. 1.4 gebildet- wird. ein zti groiles Wirbelfeld er-

zeuegt, was 1JC1::t'1;@<'il fietri@bl@l:e(II@Iilnl# I I

ell

blicht ausgeschlossen Ist. ;o kann lnan ent-

sprechend Fig.3 an _1i: l:rz_eu@en(le 1 3 eitIell

kugeligen oder Laili@tn -Teil r; anschlieiaen

lassen. der für clif- @tr@imutl@@ als eine Art

Führungskörper wirkt und das Auffüllen

eines Raumes niit eiii.2m sv:henden Wirbel

verhindert.

Claims

PATENTA>iSPRÜ-CHE: i. Einrichtung an Dittusorc-entilen von Dampf- oder Gasturbinen, lief denen die (Ken Durchtritt bel-renzendenTeile (Ventilsitz und Ventilkörper) bis zum Durchtrittsquerschnitt mit einer stetig gekrümmten Erzeugenden aiis,-,el)il(let sind, dadurch gekennzeichnet. daß diese Erzen-,-ende des Ventilkörpers hinter dem Regelquerschnitt unstetig. und zwar unter Bilduilg einer scllneidenarti-eii Kante 12) zurückspringt. während clie Erzeu",elicle des Ventilsitzes ihren- stetigen Verlauf beibehält.
2. Einrichtung nach _\nsprucli i, dadurch gekennzeichnet. claß die Erzeugende hinter dem Rücksprung ( 12) Wie(ler in eine stetig gel:rüiluntt \Vnlhun#r (r;) ülxrgetit lF'i@r. 31. Znr.il;gr:n zun` nies I:rtlnrlllIlt;.#'g:geIt@talld4 vom @tail(1 der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: USA.- Patentschrift \r: 2 noi 66o.