DE976020C

DE976020C - Geschweisster Vorleitschaufelring fuer Wasserturbinen oder Pumpen mit Spiralgehaeuse

Info

Publication number: DE976020C
Application number: DEV5751A
Authority: DE
Inventors: Hans Koepke
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1953-05-01
Filing date: 1953-05-01
Publication date: 1963-01-17

Description

Geschweißter Vorleitschaufelring für Wasserturbinen oder Pumpen mit Spiralgehäuse Vorleitschaufelringe für Wasserturbinen oder Pumpen mit Spiralgehäuse bestehen aus zwei gewölbten Ringscheiben, zwischen denen die Vorleitschaufeln angeordnet, beispielsweise angeschweißt sind. An die Wölbung der beiden Ringscheiben schließt sich das zur Wasserführung dienende Spiralgehäuse stetig an. Es ist bekannt, die gewölbten Ringscheiben durch Schweißen aus Stahlblechen herzustellen. So ist beispielsweise eine Ausführung eines geschweißten Vorleitschaufelringes dieser Art bekanntgeworden, bei der die Profillänge der Schaufeln sich über nahezu die ganze radiale Breite des Vorleitschaufelringes erstreckt und bei der an der nicht von der Strömung berührten Fläche jeder der beiden gewölbten Ringscheiben an diese ein zur Maschinenwelle konzentrischer Stützring angeschweißt ist, mit dem wiederum eine zur Maschinenwelle senkrecht liegende Ringscheibe verschweißt ist. Dabei ist es auch bereits bekannt, die gewölbten Ringscheiben aus einzelnen Segmenten zusammenzuschweißen und die Vorleitschaufeln mindestens auf ihrem dem Spiralgehäuse zugewandten Teil die gewölbten Ringscheiben durchdringen zu lassen.
Während bei der erwähnten bekannten Ausführung eines Vorleitschaufelringes die konzentrischen Stützringe so angeordnet sind, daß sie zusammen mit den gewölbten Ringscheiben je einen etwa T-Profil-förmigen Querschnitt bilden, ist die Anordnung der zur Maschinenwelle senkrecht liegenden Ringscheiben so getroffen, daß sie zusammen mit den radial innen liegenden Teilen der gewölbten Ringscheiben und den konzentrischen Stützringen je ein zur Maschinenwelle hin offenes Ü-Profil bilden. Zur Vergrößerung der an sich geringen Formsteifigkeit sowohl der T- als auch der U-Profile sind eine Anzahl von in Axialebenen liegenden Stützrippen eingeschweißt. Durch diese Maßnahme wird zwar an den Stellen, an denen die Rippen angeschweißt sind, eine genügend grolle Formsteifigkeit erreicht, die dazwischenliegenden Bereiche des Vorleitschaufelringes sind dagegen nach wie vor sehr wenig formsteif, so daß an der Kraftübertragung nur sehr wenige und verhältnismäßig kleine Bereiche des Vorleitschaufelringes teilnehmen. Auf den Umfang betrachtet erfolgt somit aber eine sehr ungleichmäßige Kraftübertragung, bei der sehr hohe Spannungs- und Belastungsspitzen in Kauf genommen werden müssen.
Zur Beseitigung dieser Mängel schlägt nun die Erfindung vor, daß jeder Stützring vom Innenrand der gewölbten Ringscheibe ausgeht und daß mit dem freien Ende der dazu senkrechten Ringscheibe ein weiter werdender Ring verschweißt ist, der wiederum in der Nähe des äußeren Umfangs des V orleitschaufelringes an den Außenrand der gewölbten Ringscheibe geschweißt ist.
Gegenüber den bekannten Vorleitschaufelringen wird mit dem erfindungsgemäßen Vorleitschaufelring, für dessen Einzelmerkmale und Unterkombinationen kein Patentschutz begehrt wird, sondern bei dem nur die Gesamtkombination der Merkmale des Anspruchs i unter Schutz gestellt sein soll, der Fortschritt erzielt, daß alle Teile gleichmäßig an der Kraftübertragung beteiligt sind, so daß dementsprechend auch alle Teile gleichmäßig beansprucht werden und somit eine überaus gute und gleichmäßige Werkstoffausnutzung gewährleistet ist. Eine Verbesserung der Verhältnisse läßt sich noch dadurch erzielen, daß nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Stoßkanten benachbarter Blechsegmente ganz oder teilweise entlang den Durchdringungslinien zwischen den Vorleitschaufeln und den gewölbten Ringscheiben verlaufen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Horizontalschnitt durch einen Vorleitschaufelring mit anschließendem Spiralgehäuse, Fig.2 einen Vertikalschnitt durch die eine Hälfte des Vorleitschaufelringes und des anschließenden Spiralgehäuses und Fig.3 einen Vorleitschaufelringausschnitt im Grundriß.
In Fig. i bezeichnet 6 das aus einer Anzahl von Blechschüssen 6o gebildete Spiralgehäuse, an welches sich die von der Strömung berührten Blechsegmente 8 des gewölbten unteren Vorleitschaufelringes anschließen. Mit io sind die Vorleitschaufeln bezeichnet, deren Wandstärke gruppenweise (ioa, lob, ioc) gleich ist und von der ersten Gruppe ioa nahe der Einlaufstelle6a des Spiralgehäuses6 an bis zur letzten Gruppe ioc abnimmt. Wie aus Fig.2 zu ersehen ist, sind die strömungsführenden gewölbten Blechsegmente 8 des oberen Ringes und des unteren Ringes an den Stellen 15 mit den Blechschüssen 6o des Spiralgehäuses 6 verschweißt. Durch die von dem Innenrand jedes Blechsegmentes 8 ausgehenden, konzentrisch zur Maschinenwelle angeordneten Stützringe 14 und die geneigt zur Maschinenwelle angeordneten äußeren Stützringe 13 sowie die mit den Ringen 13 und 14 verschweißten Abdeckringscheiben 17 und i8 entsteht ein im Querschnitt geschlossener kastenförmiger oberer Ringkranz i i und unterer Ringkranz i2. Die Verbindung der strömungsführenden Blechsegmente 8 der beiden Ringkränze ii und 12 mit den Vorleitschaufeln io, welche die Segmente 8 nur mit ihrem der Anschlußstelle 15 der Spiralgehäuseschüsse 6o zugekehrten Teil auf ihrer ganzen Breite durchdringen, ergibt einen sehr verwindungssteifen, gleichmäßig belasteten und werkstoffmäßig gut ausgenutzten Vorleitschaufelring.
In Fig.3 ist in einem besonderen Ringausschnitt die Durchdringung einer Vorleitschaufel io an den Stoßstellen 9 zweier Ringsegmente 8 dargestellt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Geschweißter Vorleitschaufelring für Wasserturbinen oder Pumpen mit Spiralgehäuse, der aus zwei aus Blechsegmenten zusammengeschweißten gewölbten Ringscheiben und aus zwischen diesen eingeschweißten, die Ringscheiben mindestens auf ihrem dem Spiralgehäuse zugewandten Teil durchdringenden Vorleitschaufeln besteht, deren Profillänge sich über nahezu die gesamte radiale Breite des Vorleitschaufelringes erstreckt, wobei die gewölbten Ringscheiben mit ihren strömungführenden Flächen stetig in die Wölbung der anschließenden Spiralgehäuseschüsse übergehen, während an die gewölbten Ringscheiben an ihren nicht strömungführenden Flächen je ein zur Maschinen-,velle konzentrischer Stützring angeschweißt ist, mit dem wiederum eine dazu senkrecht stehende Ringscheibe verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stützring (i4) vom Innenrand der gewölbten Ringscheibe (8) ausgeht und daß mit dem freien Ende der dazu senkrechten Ringscheibe (i7, 18) einweiter werdender Ring (i3) verschweißt ist, der wiederum in der Nähe des äußeren Umfanges (i5) des Vorleitschaufelringes an den Außenrand der gewölbten Ringscheibe (8) angeschweißt ist.
2. Geschweißter Vorleitschaufelring nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßkanten benachbarter Blechsegmente ganz oder teilweise entlang den Durchdringungslinien zwischen den Vorleitschaufeln und den gewölbten Ringscheiben verlaufen. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 277 774 65 4o6;