EP0153452B1

EP0153452B1 - Axialgebläse

Info

Publication number: EP0153452B1
Application number: EP84113344A
Authority: EP
Inventors: Walter Heingärtner; Werner Kolb
Original assignee: Turbo-Lufttechnik GmbH
Current assignee: Turbo-Lufttechnik GmbH
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1984-11-06
Publication date: 1987-11-25
Also published as: CA1282752C; DE3403674C1; ATE31106T1; JPS6134399A; ES540017A0; MX161116A; ES8704593A1; EP0153452A1; DE3467796D1; ZA849876B

Description

Die Erfindung betrifft ein Axialgebläse mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
Wenn derartige Axialgebläse für die Förderung von feuchten Abgasen mit hochkorrosiven Schwefel-und Chorid-Bestandteilen, z. B. als Saugzuggebläse hinter Rauchgasentschwefelungsanlagen eingesetzt werden sollen, so sind die Nabe des Laufrades und die Flügel aus einem korrosionsbeständigen Werkstück zu fertigen oder mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung zu überziehen. Ein besonders kritischer Punkt ist dabei die korrosionsbeständige Ausbildung der verstellbaren Flügel des Laufrades und die Abdichtung an der Befestigungsstelle der verstellbaren Flügel auf dem Laufrad.
Bei einer aus der EP-A-0 104 343 (unter Artikel 54(3) fallend) bekannten Strömungsmaschine mit verstellbaren Schaufeln sind diese über Schrauben in der Nabe gehalten, die vom Nabeninneren her in den Schaufelfuß eingreifen. Aus der FR-A-1-529 422 ist eine Abdichtung für eine Strömungsmaschine mit verstellbaren Schaufeln bekannt, die aus einem Dichtring besteht. Der Dichtring ist über radial in der Nabe angeordnete Federn gegen einen an dem Schaufelfuß fixierten Ring gedrückt. Die Befestigung der Schaufeln erfolgt über Schrauben von der Außenseite der Nabe. Beide bekannten Strömungsmaschinen sind nicht aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff gefertigt oder mit einem korrosionsbeständigen Überzug versehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Axialgebläse den Korrosionsschutz an der Befestigungsstelle der Flügel zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Axialgebläse kommen die Köpfe der Befestigungsschrauben mit den korrosiven Gasen nicht in Berührung. Die Dichtungen sind so eingesetzt, daß die Relativbewegung zwischen den Dichtungen und dem metallischen Schaufelfuß und nicht zwischen den Dichtungen und der unter Umständen in die Bohrung eingezogenen Beschichtung stattfindet. Die Dichtungen sind darüber hinaus so vorgespannt, daß die Vorspannung auch den unvermeidlichen Verlagerungen der Flügelholmanordnung innerhalb der Bohrung des Laufrades ohne Leckage folgen kann und sich die Vorspannkraft an den Dichtflächen nur unwesentlich ändert. Mehrere Aufführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch ein Laufrad eines Axialgebläses gemäß der Erfindung und
Fig. 2 bis 5 die Einzeiheit Z mach Fig. 1 in verschiedenen Ausführungsformen.

Das Axialgebläse enthält ein Laufzeug, das eine Welle 1 und ein Laufrad 2 aufweist. Das Laufrad 2 ist an seiner Stirnseite mit einem abnehmbaren Deckel 3 versehen.
Auf dem Umfang des Laufrades 2 sind Flügel 4 angeordnet, die zur Anpassung des Gebläses an die gewünschten Betriebspunkte verstellbar sind. Die Flügel 4 sind in Bohrungen des Laufrades 2 geführt und mit im Inneren des Laufrades 2 angeordneten Holmen 5 verbunden. Die Holme 5 sind über Wälzlager 6 in einem mit der Welle 1 verbundenen Tragring 7 gelagert. An dem unteren Ende jedes Holmes 5 ist ein Verstellhebel 8 befestigt, der in Nuten einer Verstellscheibe 9 eingreift, die mit einem nicht dargestellten Verstellzylinder verbunden ist.
Die Nabe des Laufrades 2 ist zum Schutz gegen Korrosion durch Bestandteile im Fördermedium aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff gefertigt (Fig. 4). Die Nabe kann auch mit einer korrosionsbeständigen, nichtmetallischen Beschichtung 10, z. B. einer Weich- oder auch Hartgummierung, überzogen sein (Fig. 2, 3, 5). In diesem Fall ragt die Beschichtung 10 in die Bohrung zur Aufnahme des Fußes 11 des Flügels 4 hinein. Die Flügel 4 können aus einem korrosionsbeständigen Edelstahl (Fig. 2, 4) oder aus einem nicht korrosionsbeständigen Stahl bestehen, wobei in diesem fall der Flügel 4 ebenso wie Laufrad 2 mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung 10 überzogen ist (Fig. 3, 5). Dabei überdeckt die Beschichtung 10 einen Teil des Fußes 11 des Flügels 4.
Die Befestigung der Flügel 4 an den Holmen 5 erfolgt nach den Fig. 2 bis 5 durch Schrauben 12, die mit einem Innensechskantkopf 13 versehen sind. Diese Schrauben 12 sind vom Inneren des Laufrades 2 her durch einen Flansch 14 des Holmes 5 in den Fuß 11 des Flügels 4 eingesetzt. Die Schrauben 12 sind nach dem Lösen des abnehmbaren Deckels 3 von der Stirnseite des Laufrades 2 her zugänglich.
Der Fuß 11 des Flügels 4 ist von mehreren Dichtringen 15, 16, 17 umschlossen. Der innenliegende Dichtring 17 ist als Flachring ausgzbildet. Gegen diesen Dichtring 17 drücken mehrere gleichmäßig verteilte federnde Elemente, z. B. im Form von Schraubenfedern 18, die von einer Führungsbuchse 19 aufgenommen sind. Über die Schraubenfedern 18 wird in die Dichtringe 15, 16, 17 eine Vorspannung eingebracht. Dabei ist der Verspannungsweg der Schraubenfedern 18 so groß, daß bei unvermeidlichen Verlagerungen in der Flügelholmanordnung infolge der bei Rotation des Laufrades auftretenden Zentrifugalkräfte die Dichtringe 15, 16, 17 stets vorgespannt bleiben, da sich die Vorspannkraft nur unwesentlich ändern kann.
Die Dichtringe 15, 16 weisen Ausnehmungen auf, in die sternförmige, verformbare Ringe 20 (Quadringe) eingelegt sind. Diese Ringe 20 halten die Dichtringe 15, 16 an der vorgesehenen Stelle fest und verhindern ein Auftreten von Relativbewegungen zwischen den Dichtringen 15, 16,17 und der Beschichtung 10 des Laufrades 2. Als Gleitfläche 21, an der eine Relativbewegung auftritt, dient eine Fläche am Fuß 11 des Flügel 4, die senkrecht zur Wirkungslinie der Schraubenfedern 18 liegt. Diese Fläche ist nicht in die Beschichtung 10 einbezogen. Die Dichtringe 15, 16 weisen Dichtlippen 22, 23 auf. Die Dichtlippe 22 des radial äußeren Dichtringes 15 legt sich zwischen der Gleitfläche 21 und dem Außenumfang des Laufrades 2 an dem Fuß 11 des Flügels 4 an.
Vor der Gleitfläche 21 ist weiterhin in den Fuß 11 des Flügels 4 eine axiale Nut eingeschnitten. In diese Nut sind Flachkolbenringe 24 aus Edelstahl eingelegt. Die Dichtlippe 22 des Dichtringes 15 und die Flachholbenringe 24 dienen dazu, groben Schmutz von der Gleitfläche 21 fernzuhalten.
Die Dichtlippe 23 des Dichtringes 16 ist an den radial äußeren Rand dieses Dichtringes 16 angeformt und weist schräg nach innen, wobei die Dichtlippe 23 sich an den Fuß 11 des Flügels 4 anlegt. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft und des dort eingefüllten Fettes wird die Dichtlippe 23 zusätzlich gegen den Fuß 11 des Flügels 4 angepreßt.
Die Ausführungsform nach Fig. 3, die mit einer Beschichtung 10 beschichtete Flügel 4 aufweist, stimmt weitgehend mit der Ausführungsform nach Fig. 2 überein. Zur einwandfreien Abdichtung des Überganges der Beschichtung 10 des Flügels 4 in den unbeschichteten Teil des Flügels 4 ist eine statische O-Ring-Abdichtung 25 und eine metallische Dichtungslaufbüchse 26 vorgesehen. Die metallische Dichtungslaufbüchse 26 ist innerhalb der Bohrung des Laufrades 2 zwischen einem überstehenden Teil des Flansches 14 des Holmes 5 und dem Fuß 11 des Flügels 4 eingesetzt. Die Gleitfläche 21 liegt auch hier außerhalb der Beschichtung 10, und zwar zwischen der Dichtungslaufbüchse 26 und dem äußeren Dichtring 15. Die an der Beschichtung 10 des Flügels 4 anliegende O-Ring-Abdichtung 25 wird durch den überstehenden Flansch 14 des Holmes 5 und durch die Dichtungslaufbüchse 26 vorgespannt, wodurch eine einwandfreie Abdichtung zwischen der Beschichtung 10 und dem restlichen, nicht beschichteten Teil des Flügels 4 erreicht wird.
Bei den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen sind als federnde Elemente für das Andrücken der dort verwendeten Dichtringe 27, 28 komprimierte O-Ringe 29, 30 aus einem elastischen Polymer eingesetzt. Die 0-Ringe 29, 30 liegen an der Nabe des Laufrades 2 an. Sie erhalten ihre Vorspannung durch das Einschrauben der Schraube 12 in den Flügel 4. Außer dem Andrücken der Dichtringe 27, 28 haben die O-Ringe 29, 30 die Aufgabe, die Flügel 4 gegenüber dem Laufrad 2 abzudichten und die Dichtringe 27, 28 gegen Verdrehen zu sichern.
In radialer Richtung sind mehrere, vorzugsweise zwei Dichtringe 27, 28 hintereinander angeordnet, die unterschiedlich große Durchmesser aufweisen. Jeder Dichtring 27, 28 wird durch einen eigenen O-Ring 29, 30 angedrückt. Auch hier liegt der Dichtfläche der Dichtringe 27, 28 eine metallische Fläche des Fußes 11 des Flügels 4 als Gleitfläche 21 gegenüber. Zum Inneren des Laufrades 2 hin ist vor den Dichtringen 27, 28 eine weitere Dichtung in Form eines Nutringes 31 vorgesehen. Die Nut des Nutringes 31 ist dem Inneren des Laufrades 2 zugewandt. Die die Nut begrenzenden Ränder des Nutringes 31 legen sich bei Rotation des Laufrades 2 unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft dichtend an die Wand der Bohrung der Nabe und an den Fuß 11 des Flügels 4 oder an die Dichtungslaufbuchse 26 an.

Claims

1. Axialgebläse mit einem Laufrad (2), das Bohrungen aufweist, durch die verstellbare Flügel (4) hindurchgeführt und über Dichtringe (15,16,17, 27, 28) abgedichtet sind, wobei der Fuß (11) jedes Flügels (4) über Schrauben (12) mit einem im Inneren des Laufrades angeordneten Holm (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (12) vom Laufradinneren her durch einen Flansch (14) des Holmes (5) in den Fuß (11) des Flügels (4) geführt sind, daß die Dichtringe (15, 16, 17, 27, 28) radial zum Laufrad (2) durch federnde Elemente vorgespannt und gegen eine senkrecht zur Wirkungslinie der federnden Elemente liegende Gleitfläche (21) am Fuß (11) des Flügels (4) gedrückt sind und daß der Vorspannweg der federnden Elemente größer ist als die durch Zentrifugalkräfte hervorgerufene Verlagerung im Bereich der Dichtringe (15, 16, 17, 27, 28).

2. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung in der Nabe des Laufrades (2) und/oder ein Teil des in die Bohrung eingreifenden Fußes (11) des Flügels (4) mit einer nichtmetallischen Beschichung (10) überzogen ist und daß die Dichtfläche der Dichtringe (15, 16, 17, 27, 28) auf einer metallischen Gleitfläche (21) am Fuß (11) des Flügels (4) aufliegt.

3. Axialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radial äußere Dichtring (15) mit einer die Dichtfläche (21) nach außen überragenden Dichtlippe (22) versehen ist, die sich an den Fuß (11) des Flügel s (4) anlegt.

4. Axialgebläse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß radial außen von der Dichtfläche (21) in dem Fuß (11) des Flügels (4) eine Nut vorgesehen ist, in die Flachkolbenringe (24) aus Edelstahl eingelegt sind.

5. Axialgebläse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente aus Schraubenfedern (18) bestehen.

6. Axialgebläse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Elemente aus komprimierten 0-Ringen (29, 30) bestehen.

7. Axialgebläse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in radialer Richtung hintereinander mehrere, jeweils durch einen komprimierten O-Ring (29, 30) belastete Dichtringe (27, 28) angeordnet sind.

8. Axialgebläse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß radial innen von den Dichtringen (15,16,17, 27, 28) ein Nutring (31) mit einer zum Inneren des Laufrades (2) hinweisenden Nut angeordnet ist und daß die die Nut begrenzenden Ränder des Nutringes (31) sich unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft nach außen legen.