DE8236781U1 - SHAFTWAVE IN A FLOWING MACHINE FOR DEEP COLD MEDIA - Google Patents
SHAFTWAVE IN A FLOWING MACHINE FOR DEEP COLD MEDIAInfo
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Description
Die Neuerung bezieht sich auf einen Wellenstrang bei einer Strömungsmaschine für tiefkaite Medien, mit einem Wellenteil mit Verzahnung im Getriebebereich, einem ein Laufrad der Strömungsmaschine tragenden Wellenteil im tiefkalten Bereich und mit in einem Gehäuse angeordneten Lagerträgern und Lagern.The innovation relates to a shaft train in a turbo machine for deep kale media, with a shaft part with teeth in the gear area, one an impeller of the turbo-machine bearing shaft part in the cryogenic area and with bearing brackets arranged in a housing and storage.
In Fig. 1 ist dieser allgemein bekannte Stand der Technik dargestellt: In dem Getriebegehäuse 1 ist eine Ritzelwelle 2 gelagert, welche aus einem Wellenteil 3 und der Verzahnung 4 besteht. Wie bei der Ritzelwelle üblich, ist der Wellenteil 3 und die Verzahnung 4 aus einem Stück gefertigt, In der tiefkalte Medien verarbeitenden Strömungsmaschine ist auf dem Wellenteil 5 das Laufrad befestigt. Der Wellenteil 5 ist mit dem Wellenteil 3 über eine Zahnkupplung 6 verbunden.This generally known prior art is shown in FIG. 1: In the gear housing 1 is a pinion shaft 2, which consists of a shaft part 3 and the toothing 4. As usual with the pinion shaft, the Shaft part 3 and the toothing 4 made from one piece, In the turbo machine processing cryogenic media the impeller is attached to the shaft part 5. The shaft part 5 is connected to the shaft part 3 via a tooth coupling 6 tied together.
Eine derartige Anordnung findet beispielsweise bei Expansionsturbinen in Kältekreisläufen von Gasverflüssigungsanlagen oder auch in der Erdgasverflüssigung Anwendung. Die Leistungsaufnahme erfolgt hierbei über Getriebe, meist durch Generatoren, wobei das Getriebe plus die Turbine eine kompakte Einheit bilden. Die in der Turbine und an derSuch an arrangement is found, for example, in expansion turbines in refrigeration circuits in gas liquefaction systems or in the liquefaction of natural gas. The power consumption takes place here via gear, mostly by generators, whereby the gearbox plus the turbine form a compact unit. The ones in the turbine and on the
Turbinenwelle entstehenden Temperaturen liegen bei minus
1600C und tiefer.Turbine shaft temperatures are minus
160 0 C and below.
Es müssen damit Wellenwerkstoffe verwendet werden/ welche
auch bei tiefen Temperaturen eine noch ausreichende Kerbschlagzähigkeit besitzen. Derartige Werkstoffe sind jedoch
nicht als Verzahnungswerkstoffe geeignet.Shaft materials must therefore be used / which
still have sufficient notched impact strength even at low temperatures. Such materials, however, are not suitable as toothing materials.
Bei der in Fig. 1 dargestellten, bekannten Anlage sind damit der Strömungsmaschinenbereich und der Getriebebereich
getrennt, um in jedem Teil die optimalen Werkstoffe einsetzen zu können. Dies geschieht in der Weise, daß die Strömungsmaschine
einen eigenen Lagerträger hat und an das Getriebegehäuse 1 angeflanscht wird. Nach Fig. 1 ist ersichtlich,
daß die Verbindung des Wellenteils 3 mit der Verzahnung 4 über die Zahnkupplung 6 mit dem Wellenteil 5 erfolgt.In the known system shown in FIG. 1, the turbomachine area and the gear area are thus
separated so that the optimal materials can be used in each part. This is done in such a way that the turbomachine has its own bearing bracket and is flanged to the gear housing 1. According to FIG. 1 it can be seen that the connection of the shaft part 3 to the toothing 4 takes place via the toothed coupling 6 with the shaft part 5.
Nachteilig ist hierbei einmal der sehr hohe konstruktive
Aufwand, zum anderen der erhebliche Raumbedarf, wie er aus Fig. 1 deutlich hervorgeht.The disadvantage here is the very high design
Effort, on the other hand, the considerable space required, as can be clearly seen from FIG. 1.
Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wellenstrang für die eingangs genannten Anordnungen so auszubilden,
daß das Laufrad für tiefkalte Medien direkt auf
dem Wellenstrang befestigt werden kann und somit ein einfacher und raumsparender Aufbau erzielt wird.The present innovation is based on the task of designing a shaft train for the arrangements mentioned at the beginning in such a way that the impeller for cryogenic media is directly on
can be attached to the shaft train and thus a simple and space-saving structure is achieved.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wellenstrang mit den beiden Wellenteilen einstückig ausgebildet ist und daß die beiden Wellenteile durch Schweißung miteinander verbunden sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß für die beiden tvellenteile jeweils die optimalen Werkstoffe eingesetzt werden können, wobei infolge der Schweißverbindung trotzdem ein einfacher und raumsparender Aufbau gegeben ist. Der Lagerträger für die Strömungsmaschine undThis object is achieved according to the invention in that the shaft train is formed in one piece with the two shaft parts and that the two shaft parts are connected to one another by welding. This has the advantage of that the optimal materials can be used for each of the two tvelleteile, whereby as a result of the welded connection nevertheless a simple and space-saving structure is given. The bearing bracket for the turbomachine and
if . - 5 -if. - 5 -
■% die Laufradlager entfallen; eine Zahnkupplung ist nicht mehr ■% the impeller bearings are omitted; a tooth clutch is no longer
r, erforderlich; bei Verwendung von Druckkammgetrieben kannr, required; when using pressure comb gears can
das Axiallager, welches die Lage der Ritzelwelle und damit auch der Laufräder fixiert, auf der langsam laufenden, J5, mit der Ritzelwelle im Eingriff stehenden Gegenradwellethe axial bearing, which fixes the position of the pinion shaft and thus also the impellers, on the slow-running counter gear shaft, J 5 , which meshes with the pinion shaft
% angeordnet werden; damit ergeben sich Wirkungsgradverbes- % are ordered; this results in efficiency improvements
jf serungen und die ölanlage wird verkleinert. Die gesamte An-jf serungen and the oil plant is being downsized. The entire
ί lage wird kompakter, raumsparender und weist ein geringeresί location becomes more compact, space-saving and has a lower
% Gewicht auf. % Weight on.
;i In weiterer Ausgestaltung der Neuerung kann der Wellenteil; i In a further development of the innovation, the shaft part
I im tiefkalten Bereich aus weich-martensitischem WerkstoffI in the cryogenic area made of soft martensitic material
;f und der Wellenteil im Getriebebereich aus Verzahnungswerk-; f and the shaft part in the gear area is made of gearing
* stoff bestehen. Damit werden in jedem Fall entsprechend dem* consist of fabric. In any case, this will correspond to the
ί: Anwendungszweck optimale Werkstoffe für die beiden Wellen-ί: Purpose of application optimal materials for the two shaft
; teile eingesetzt.; parts used.
jj Nach einem anderen Merkmal der Neuerung sind die beidenjj Another feature of the innovation is the two
|j Wellenteile des einstückig ausgebildeten Wellenstranges| j shaft parts of the one-piece shaft train
l· nur über zwei Lager im Getriebegehäuse gelagert, wodurchl · only supported by two bearings in the gearbox housing, whereby
f. vorteilhafterweise die bei dem bekannten Stand der Technik f. advantageously those in the known prior art
5 erforderlichen Lagerträger der Strömungsmaschine entfallen.5 required bearing brackets of the turbomachine are omitted.
;< In weiterer Ausgestaltung der Neuerung kann das Laufrad ; < In a further development of the innovation, the impeller
§ einen Wellenteil aufweisen, welches direkt mit dem die Ver-§ have a shaft part which is directly connected to the
Sj zahnung tragenden Wellenteil verschweißt ist. Hierdurch er-Sj toothing bearing shaft part is welded. This
I gibt sich eine besonders einfache Ausführungsform, welcheI is a particularly simple embodiment, which
I speziell für Fertigungen in größeren Stückzahlen von Vor-I especially for production in larger numbers of pre-
If teil ist.If part is.
Nach einem anderen Merkmal der Neuerung können als Schweiß-I verbindung Elektronenstrahlschweißen, Reibschweißen oderAccording to another feature of the innovation can be called sweat-I connection electron beam welding, friction welding or
I Laserstrahlschweißen eingesetzt werden.I laser beam welding can be used.
Die Neuerung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:The innovation is described in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. In the drawing show:
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Anlage imFig. 2 is a side view of a system in
Mittelschnitt;Middle cut;
Fig. 3 eine andere Ausführungsforin der Anlage,3 shows another embodiment of the system,
ebenfalls im Mittelschnitt.also in the middle cut.
Nach Fig. 2 ist innerhalb eines Getriebegehäuses 1 ein Wellenstrang 2' angeordnet. Dieser Wellenstrang 2' besteht aus dem Kellenteil 5' und dem Wellenteil 3'. Der Wellenteil 5' trägt hierbei das Laufrad 7 und besteht aus weich-martensitischem Werkstoff - ist also für sehr tiefe Temperaturen gut geeignet.According to FIG. 2, a shaft train 2 'is arranged within a transmission housing 1. This shaft strand 2 'consists from the wedge part 5 'and the shaft part 3'. The shaft part 5 'here carries the impeller 7 and consists of soft martensitic Material - is therefore well suited for very low temperatures.
Der Wellenteil 3' besteht aus Verzahnungswerkstoff und trägt die Verzahnung 4, welche mit nicht näher dargestellten Gegenrädern zusammenarbeitet► Die beiden Wellenteile 3' und 5' sind durch Schweißung über eine Naht 9 miteinander verbunden. Als Schweißform kann hierbei Elektronenstrahlschweissen, Reibschweißen oder Laserstrahlschweißen Anwendung finden. Somit ist derWellenstrang 21 einstückig ausgebildet. Er lagert in den Lagern 10 und 11 im Getriebegehäuse 1, wodurch das Laufrad 7 sehr nahe an dieses Gehäuse herangeführt wird; es ergibt sich damit eine raumsparende Anordnung, wobei ausserdem die in Fig. 1 dargestellten Lagerträger mit den Lagern 8 gemäß dem bekannten Stand der Technik entfallen können. The shaft part 3 'consists of toothing material and carries the toothing 4, which works together with counter gears not shown in detail ► The two shaft parts 3' and 5 'are connected to one another by welding via a seam 9. Electron beam welding, friction welding or laser beam welding can be used as the welding form. Thus, the shaft train 2 1 is formed in one piece. It is stored in the bearings 10 and 11 in the gear housing 1, whereby the impeller 7 is brought very close to this housing; This results in a space-saving arrangement, and in addition the bearing brackets shown in FIG. 1 with the bearings 8 according to the known prior art can be dispensed with.
Nicht dargestellt sind die Isoliermaßnahmen, um den Kältefluß aus dem tiefkalten Medium an die angrenzenden Bauteile zu verhindern.The insulation measures to prevent the cold flow are not shown from the cryogenic medium to the adjacent components.
Durch die einstückige Ausbildung des \vellenstrangs 2' mit den beiden, jeweils aus den optimalen Werkstoffen bestehenden Wellenteilen 5' und 3' wird eine kompakte Anordnung geschaffen, welche sowohl gewichts- als auch raumsparend ist und eine sehr einfache Ausbildung aufweist.Due to the one-piece design of the \ vellenstrang 2 'with the two shaft parts 5 'and 3', each made of the optimal materials, create a compact arrangement, which is both weight and space-saving and has a very simple design.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist das Laufrad 7 einen einstückigen Wellenteil T auf, welcher seinerseits über eine Schweißnaht 9 mit dem Wellenteil 21 verschweißt ist, welcher die Verzahnung 4 trägt. Das Laufrad 7 ist also direkt mit dem Ritzelteil verschweißt. Damit kann die in Fig. 2 dargestellte Welle 51 entfallen, so daß sich eine sehr einfache Bauform ergibt.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, the impeller 7 has a one-piece shaft part T , which in turn is welded to the shaft part 2 1 , which carries the toothing 4, via a weld 9. The impeller 7 is thus welded directly to the pinion part. The shaft 5 1 shown in FIG. 2 can thus be omitted, so that a very simple design results.
In jedem Fall ist der Wellenstrang 21 mit den beiden Wellenteilen einstückig ausgebildet, wobei diese beiden Wellenteile durch entsprechende Schweißung über die Naht 9 miteinander verbunden sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 kann der Wellenteil 21 außerdem an dem dem Wellenteil 7" angrenzenden Bereich einen Vorsprung aufweisen, welcher mit einer entsprechenden Gegenkonstruktion dec Wellenteils 71 zusammenarbeitet, um dem Laufrad 7 eine sichere Halterung und Verbindung durch das Schweißen mit dem Wellenteil 21 zu vermitteln.In any case, the shaft strand 2 1 is formed in one piece with the two shaft parts, these two shaft parts being connected to one another by appropriate welding via the seam 9. In the embodiment according to FIG. 3, the shaft part 2 1 can also have a projection on the area adjoining the shaft part 7 ″, which cooperates with a corresponding counter-construction of the shaft part 7 1 in order to ensure that the impeller 7 is securely held and connected by welding to the Wave part 2 1 to convey.
8000 München 40, Elisabethstr. 348000 Munich 40, Elisabethstr. 34
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19828236781 DE8236781U1 (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | SHAFTWAVE IN A FLOWING MACHINE FOR DEEP COLD MEDIA |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19828236781 DE8236781U1 (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | SHAFTWAVE IN A FLOWING MACHINE FOR DEEP COLD MEDIA |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8236781U1 true DE8236781U1 (en) | 1983-11-17 |
Family
ID=6746986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19828236781 Expired DE8236781U1 (en) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | SHAFTWAVE IN A FLOWING MACHINE FOR DEEP COLD MEDIA |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8236781U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2864157A1 (en) * | 2003-12-17 | 2005-06-24 | Ingersoll Rand Energy Systems | Power transfer assembly for micro-turbine motor, has power turbine made of inconel, and transition portion connected to turbine by inertia welding and connected to pinion gear by electron beam welding |
-
1982
- 1982-12-29 DE DE19828236781 patent/DE8236781U1/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2864157A1 (en) * | 2003-12-17 | 2005-06-24 | Ingersoll Rand Energy Systems | Power transfer assembly for micro-turbine motor, has power turbine made of inconel, and transition portion connected to turbine by inertia welding and connected to pinion gear by electron beam welding |
US7089728B2 (en) | 2003-12-17 | 2006-08-15 | Ingersoll-Rand Energy Systems Corporation | Single-piece turbine rotor and pinion gear and manufacturing technique for same |
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