NO131588B

NO131588B -

Info

Publication number: NO131588B
Application number: NO3716/70A
Authority: NO
Inventors: D S Lajovic
Original assignee: Colgate Palmolive Co
Priority date: 1969-10-02
Filing date: 1970-10-01
Publication date: 1975-03-17
Also published as: NO131588C; ES194611Y; CH515790A; ES411132A1; IE35086L; DE2047409B2; ES194611U; ZA706597B; FR2068257A5; GB1286359A; ATA886670A; SE365453B; JPS543434B1; DE2047409A1; AT330065B; IE35086B1; NL7014472A; CA974935A; DK128060B; BE756881A

Description

Reverseringsanordning, særlig for kraftoverføring fra gassturbinanlegg. Reversing device, especially for power transmission from gas turbine plants.

Foreliggende oppfinnelse angår kraftanlegg som drives med damp eller gass-turbiner der det er ønskelig å kunne omkaste rotasjonsretningen for kraftuttaks-akselen gjennom et reduksjonsgir. Slike The present invention relates to power plants operated with steam or gas turbines where it is desirable to be able to reverse the direction of rotation of the power take-off shaft through a reduction gear. Such

kraftanlegg er særlig fordelaktige som power plants are particularly advantageous as

skipsmaskiner selv om oppfinnelsen med ship's machinery even if the invention with

like stor fordel kan anvendes på andre equal benefit can be applied to others

områder der forholdene er tilsvarende. areas where conditions are similar.

En reversering i henhold til oppfinnelsen omfatter et par tannhjul som er i A reversal according to the invention comprises a pair of gears which are in

inngrep med hverandre, hvorav ett er interference with each other, one of which is

koplet til en turbin som skal drive rever-seringsanordningen, et par drev som hvert connected to a turbine which will drive the reversing device, a pair of drives each

står i inngrep med et felles tannhjul som meshes with a common gear which

er koplet sammen med et tannhjul i inngrep med et langsomt roterende hjul fastkilt på en uttaksaksel, et par koplinger is coupled with a gear in mesh with a slowly rotating wheel wedged on an output shaft, a pair of couplings

sam hver omfatter drivende og drevne deler koplet henholdsvis til et av tanhj ulene each includes driving and driven parts connected respectively to one of the tanwheels

og et av drevene, og betjeningsmekanisme and one of the drives, and operating mechanism

for etter valg å kople de drevne og drivende deler av en av koplingene sammen to optionally connect the driven and driving parts of one of the couplings together

og for utkopling av delene av den annen and for disconnection of the parts of the other

kopling, slik at rotasjonsretningen for det coupling, so that the direction of rotation of it

felles tannhjul kan reverseres, og en strupeventil for regulering av tilførselen av common gear can be reversed, and a throttle valve for regulating the supply of

drivstoff til turbinen i drivforbindelse med fuel for the turbine in drive connection with

betjeningsmekanismen, og oppfinnelsen er the operating mechanism, and the invention is

i det vesentlige kjennetegnet ved at en essentially characterized by the fact that a

bremse som er montert på uttaksakselen brake mounted on the output shaft

er koplet til betjeningsmekanismen for ut-øvelse av et stansende dreiemoment på uttaksakselen, at en hjelpebremse er montert is connected to the operating mechanism for exerting a stopping torque on the output shaft, that an auxiliary brake is fitted

på turbinakselen og ved hjelp av en passende leddforbindelse står i drivforbindelse on the turbine shaft and by means of a suitable joint connection is in drive connection

med betjeningsmekanismen slik at uttaksakselen og tannhjulsatsen kan holdes stille with the operating mechanism so that the output shaft and gear set can be kept stationary

ved endring av drivforbindelsen fra en kopling til en annen, og at en rotasjonsmåler er tilsluttet uttaksakselen og betjeningsmekanismen for å sikre at koplingene kan koples inn eller ut bare når uttaksakselen står stille. when changing the drive connection from one coupling to another, and that a rotation meter is connected to the output shaft and the operating mechanism to ensure that the couplings can be engaged or disengaged only when the output shaft is stationary.

Hvis damp- eller gasstilførselen til kraftturbinen ikke kan stenges helt av vil man ha som rest et dreiemoment mellom turbinen og den stillestående propellaksel, hvilket dreiemoment vil hindre utkopling av koplingen. Under disse forhold er det fordelaktig å anordne en hjelpbrems på inntaksakselen for turbinen og å sørge for at denne hjelpebrems virker mot det gjen-værende dreiemoment og derved tillater lett utkopling av koplingen. If the steam or gas supply to the power turbine cannot be completely shut off, there will be a residual torque between the turbine and the stationary propeller shaft, which torque will prevent the coupling from being disengaged. Under these conditions, it is advantageous to arrange an auxiliary brake on the intake shaft for the turbine and to ensure that this auxiliary brake acts against the remaining torque and thereby allows easy disengagement of the coupling.

Denne hjelpebrems kan med fordel holde turbinen stille når de to koplinger er i «nøytral» stilling. This auxiliary brake can advantageously keep the turbine stationary when the two couplings are in the "neutral" position.

Ved en foretrukken utførelseseform for oppfinnelsen er de to drev anordnet på hylseaksler og kan rotere fritt på aksler som er koplet til eller danner forlengelser av akselene for tannhjulene som er i inngrep idet koplingene er anordnet på den side av drevene som vender fra tannhjulene med de drevne deler på hylseakslene og de drivende deler på akslene for tannhj ulene. In a preferred embodiment of the invention, the two drives are arranged on sleeve shafts and can rotate freely on shafts which are connected to or form extensions of the shafts for the gears which are engaged, the couplings being arranged on the side of the drives facing away from the gears with the driven parts on the sleeve shafts and the driving parts on the shafts for the gears.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet under henvisning til tegningene som viser oppfinnelsen helt skjematisk. The invention will now be described with reference to the drawings which show the invention entirely schematically.

Fig. 1 viser skjematisk oppfinnelsen Fig. 1 schematically shows the invention

sett ovenfra og seen from above and

fig. 2 viser anlegget sett fra en ende ved linjene A—A på fig. 1 og anlegget er beregnet for skipsmaskiner. På tegningen fig. 2 shows the plant seen from one end at the lines A—A in fig. 1 and the facility is intended for marine machinery. On the drawing

er de forskjellige deler vist i stilling for «akterover» i forbindelse med en venstre-skrudd propell. Rotasjonsretningen for akslene og hjulene som er i virksomhet ved seiling «forover» er vist med heltrukne piler, mens de stiplede piler viser forholdene ved seiling «akterover». are the various parts shown in the "aft" position in connection with a left-turned propeller. The direction of rotation for the axles and wheels that are in operation when sailing "forward" is shown with solid arrows, while the dashed arrows show the conditions when sailing "astern".

Henvisningstallet 1 betegner en gass-turbin som er koplet til et tannhjul 2 i inngrep med tannhjul 3 med samme dia-meter og som roterer i den motsatte retning. Tannhjulene 2,3 er koplet til aksler 4 som passerer gjenenom hylseaksler 5 med drev 6,7 som begge er i inngrep med et mellomliggende tannhjul 8. Drevene 6,7 er fritt roterbare i forhold til akslene 4. Tannhjulet 8 er satt sammen med eller koplet til et hoveddrev 9 som er i inngrep med et langsomt roterende hjul 10, fastkilt på uttaksakselen som er propellakselen 11. The reference numeral 1 denotes a gas turbine which is connected to a gear wheel 2 in engagement with a gear wheel 3 of the same diameter and which rotates in the opposite direction. The gears 2,3 are connected to shafts 4 which pass through sleeve shafts 5 with gears 6,7 which are both in engagement with an intermediate gear 8. The gears 6,7 are freely rotatable in relation to the shafts 4. The gear 8 is assembled with or connected to a main drive 9 which is in engagement with a slowly rotating wheel 10, wedged on the output shaft which is the propeller shaft 11.

De høyere ender av akslene 4 er koplet til de drivende deler av koplingen 12, 13, idet de drevne deler er forbundet med hylseakslene 5. Koplingene er av den di-rekte inngrepstypen og er i den foretrukne utførelsesform konstruert som beskrevet i britisk patent nr. 831 999. Det skal i korthet nevnes at denne konstruksjon består av to adskilte fortannede deler som er aksialt forskyvbare på rette kiler inn i eller ut av inngrep med tennene på en tredje del som står fast aksialt. De to glidbare deler har hverannen tann utelatt og står i en vin-kelavstand fra hverandre som svarer til en tanndeling, slik at når man ser det hele i akseretningen vil tennene på en del ligge mellom tennene i den annen del. Den faste del har også hver annen tann utelatt, noe som sikrer at den ene eller den annen av de aksialt forskyvbare deler vil komme i inngrep med den faste del i en hvilken som helst innbyrdes stilling mellom de nevnte deler. Når rotasjon finner sted med den ene av de forskyvbare deler i inngrep vil tennene i denne del og i den faste del være i kontakt med hverandre og den annen forskyvbare del kan da også komme i inngrep, slik at koplingen er låst med liten eller ingen slark. The higher ends of the shafts 4 are connected to the driving parts of the coupling 12, 13, the driven parts being connected to the sleeve shafts 5. The couplings are of the direct engagement type and are, in the preferred embodiment, constructed as described in British patent no. 831 999. It should be briefly mentioned that this construction consists of two separate toothed parts which are axially displaceable on straight wedges into or out of engagement with the teeth of a third part which is fixed axially. The two sliding parts have every other tooth omitted and stand at an angular distance from each other which corresponds to a tooth division, so that when you see the whole in the axial direction, the teeth of one part will lie between the teeth of the other part. The fixed part also has every other tooth omitted, which ensures that one or the other of the axially displaceable parts will engage with the fixed part in any relative position between said parts. When rotation takes place with one of the movable parts in engagement, the teeth in this part and in the fixed part will be in contact with each other and the other movable part can then also come into engagement, so that the coupling is locked with little or no slack .

Koplingene 12, 13 er slik forbundet med hverandre at bare en av dem kan føres i inngrep om gangen. Mekanismen omfatter en betjeningsspak 15 som kan beveges fra «forover»-stilling F til «nøytral» stilling N og «akterover»-stilling R og betjeningsarmen er anordnet for styring av koplingene. Betjeningsarmen 15 er ved hjelp av en leddmekanisme som skjematisk er antydet med stiplede linjer 17, forbundet med en skivebrems 14, slik at akse-len 11 kan stanses og holdes stille. Bremsen 14 kan være anordnet ved en hvilken som helst hensiktsmessig plass på uttaksakselen og er tilstrekkelig dimensjonert under hensyntagen til alle treghetskrefter i det roterende system. Alt etter størrelsen av de stansede dreiemomenter som er nød-vendige kan en eller flere bremser anvendes. Koplingens betjeningsmekanisme er videre styrt fra akslen 11 ved hjelp av en «rotasjonsmåler» 16 av kjent type, og denne hindrer full bevegelse av leddmekanis-men og derfor styring av koplingene før akslen stanser. The couplings 12, 13 are connected to each other in such a way that only one of them can be brought into engagement at a time. The mechanism includes an operating lever 15 which can be moved from "forward" position F to "neutral" position N and "aft" position R and the operating arm is arranged for controlling the couplings. The operating arm 15 is connected to a disc brake 14 by means of a joint mechanism which is schematically indicated by dashed lines 17, so that the shaft 11 can be stopped and held still. The brake 14 can be arranged at any suitable place on the output shaft and is sufficiently dimensioned taking into account all inertial forces in the rotating system. Depending on the magnitude of the stopped torques that are necessary, one or more brakes can be used. The coupling's operating mechanism is further controlled from the shaft 11 by means of a "rotation meter" 16 of a known type, and this prevents full movement of the joint mechanism and therefore control of the couplings before the shaft stops.

En strupeventil 18 for krafttilførselen til turbinen styres av betjeningsspaken 15 ved hjelp av hensiktsmessige leddmekanis-mer 19 som dessuten påvirker en hjelpebrems 20 på turbinakslen. A throttle valve 18 for the power supply to the turbine is controlled by the operating lever 15 by means of appropriate joint mechanisms 19 which also affect an auxiliary brake 20 on the turbine shaft.

Det skal påpekes at siden tannhjulene 2,3 alltid er i inngrep vil de rotere med motsatte omdreiningsretninger og ved derfor å innkople den tilhørende kopling 12 eller 13 kan man få drevene 6 eller 7 til å rotere hjulet 8 og derfor kraftuttaks-akslen i den ønskete retning. It should be pointed out that since the gears 2,3 are always engaged, they will rotate in opposite directions of rotation and therefore by engaging the associated coupling 12 or 13, the drives 6 or 7 can be made to rotate the wheel 8 and therefore the PTO shaft in the desired direction direction.

Hvis f. eks. skipet seiler «akterover» med de forskjellige deler i de stillinger som er vist med hjulet 3 og drevet 7 på tomgang og det blir ønskelig å omkaste omdreiningsretningen for å seile «forover» føres betjeningsspaken 15 fra «akterover»-stilling R til «forover»-stilling F. Dette vil resultere i en rekke operasjoner som angitt nedenfor: 1) Gassgeneratoren strupes til tomgang If e.g. the ship sails "astern" with the various parts in the positions shown with wheel 3 and drive 7 idling and it becomes desirable to reverse the direction of rotation in order to sail "forward", the control lever 15 is moved from "astern" position R to "forward" position F. This will result in a series of operations as indicated below: 1) The gas generator is throttled to idle

slik at gassturbinen 1 avlastes. so that the gas turbine 1 is relieved.

2) Skivebremsen 14 for propellen trekkes til og bringer propellakselen 11 og turbinen 1 til stanset tilstand. Hjelpebremsen 20 trekkes til når akslene står stille. 3) Når propellen helt har sluttet å rotere «tillater rotasjonsmåleren» 16 frigjø-ring av akteroverkoplingen 12 og inn-kopling av foroverkoplingen 13. Hjelpebremsen 20 blir så slakket. 4) Etter dette blir skivebremsen for propellen slakket slik at propellakselen fritt kan rotere. 5) Gassgeneratorens strupeventil åpnes og fører kraft til gassturbinen som nå vil begynne å dreie propellen i retning for seiling forover gjennom koplingen 13 og drevet 7, idet drevet 6 nå løper på tomgang. 2) The disc brake 14 for the propeller is pulled and brings the propeller shaft 11 and the turbine 1 to a stopped state. The auxiliary brake 20 is applied when the axles are stationary. 3) When the propeller has completely stopped rotating, the rotation meter 16 "allows" the release of the aft coupling 12 and engagement of the forward coupling 13. The auxiliary brake 20 is then released. 4) After this, the disc brake for the propeller is released so that the propeller shaft can rotate freely. 5) The throttle valve of the gas generator is opened and brings power to the gas turbine which will now start turning the propeller in the direction of sailing forward through coupling 13 and drive 7, with drive 6 now running at idle.

Hvis man så igjen skal gå tilbake til akteroverseiling fra seiling forover vil rek-kefølgen av operasjoner være den samme som ovenfor bortsett fra at foroverkoplingen 13 frigjøres og akteroverkoplingen 12 If one then returns to aft sailing from forward sailing, the sequence of operations will be the same as above, except that the forward coupling 13 is released and the aft coupling 12

koples inn i tredje operasjonstrinn. is connected in the third operating step.

Blant de fordeler oppfinnelsen byr på Among the advantages the invention offers

finner man mulighetene for en enkel anordning ved hjelp av hvilken manøvre-ringen av et skip kan styres ved hjelp av one finds the possibilities for a simple device by means of which the maneuvering of a ship can be controlled by means of

en enkel betjeningsspak, plassbesparelse a simple operating lever, space saving

og liten vekt med lave omkostninger ved and light weight with low costs

anskaffelsen og enkelt vedlikehold. Som acquisition and easy maintenance. As

nevnt ovenfor er bruken av oppfinnelsen mentioned above is the use of the invention

imidlertid ikke begrenset til skipsmaskiner og bremsen 14 behøver ikke nødven-digvis være en skivebrems. however, not limited to marine engines and the brake 14 need not necessarily be a disc brake.

Den viste anordning reduserer antal-let av deler som løper med tomgang ved The device shown reduces the number of parts that run at idle speed

seiling forover idet driften ved fart forover tas gjennom tannhjulene 2 og 3 og sailing forward as the drive at forward speed is taken through gears 2 and 3 and

drevet 7 mens drevet 6 er den eneste del drive 7 while drive 6 is the only part

som løper på tomgang. Dette er meget which runs at idle. This is a lot

ønskelig når det gjelder skipsfart da fart desirable when it comes to shipping then speed

forover tar det meste av skipets seiletid. forward takes most of the ship's sailing time.

Med dobbeltpropeller kan turbinen og With twin propellers, the turbine and

girene være bygget opp på samme måte the gears must be constructed in the same way

idet man sørger for den motsatte rotasjon while ensuring the opposite rotation

av propellene ved hensiktsmessig valg av of the propellers by appropriate choice of

koplinger. couplings.

Man kan også sørge for en «nøytral»-stilling for betjeningsarmen 15 i hvilken You can also provide a "neutral" position for the operating arm 15 in which

begge koplinger er utkoplet. Dette gjør both connections are disengaged. This does

det mulig å dreie turbinen 1 ved hjelp av it possible to turn the turbine 1 by means of

en tørnemaskin på kjent måte for å sikre a turning machine in a known manner to ensure

jevn rotortemperatur uten rotasjon av propellen. Bruken av hjelpebremsen på turbinakselen sikrer også at det ikke er noen uniform rotor temperature without rotation of the propeller. The use of the auxiliary brake on the turbine shaft also ensures that there is none

bevegelse for tannhjul veksling ved passe-ring av nøytral-stillingen under omsty-ring fra en retning til den annen. movement for gears changing when passing the neutral position during re-steering from one direction to the other.

Ved oppfinnelsen behøver man ved The invention requires wood

skipsinstallasjoner bare en turbin i stedet ship installations only one turbine instead

for separate forover- og akterover-turbiner for separate forward and aft turbines

som vanligvis anvendes. which is usually used.

Claims

1. Reversing device comprehensive

a pair of gears (2, 3) which mesh with each other, one of which is connected to a turbine (1) which will drive the reversing device, a pair of drives (6, 7) which each mesh with a common gear ( 8) which is connected together with a gear wheel (9) in engagement with a slowly rotating wheel (10) wedged on an output shaft (11) a pair of couplings (12, 13) each of which comprises driving and driven parts connected respectively to one of the gear wheels (2 or 3) and one of the drives (6 or 7), and operating mechanism (15) for optionally coupling the driven and driving parts of one of the couplings together and for disconnecting the parts of the other coupling, so that the direction of rotation of the common gear (8) can be reversed, and a throttle valve (18) for regulation of the supply of fuel to the turbine in drive connection with the operating mechanism (15), characterized in that a brake (14) mounted on the output shaft (11) is connected to the operating mechanism (15) for exerting a stopping torque on the output shaft, that an auxiliary brake ( 20) is mounted on the turbine shaft and by means of a suitable joint connection (19) is in driving connection with the operating mechanism (15) so that the output shaft and gear set can be kept stationary when the drive connection is changed from one coupling to another, and that a rotation meter (16) is connected to the output shaft (11) and the operating mechanism (15) to ensure that the couplings can be engaged or disengaged only when the output shaft is stationary.

2. Reversing device as stated in claim 1, characterized in that the two drives or pinions (6, 7) are mounted on sleeve shafts (5) which are freely rotatable on the coupling shafts (4) which are connected to or form extensions of the shafts for the gears ( 2, 3) which are engaged, and that couplings are placed on the side of the drives facing away from the gears, with the driven coupling parts being attached to each of the sleeve shafts (5) while the driving coupling parts are mounted on each of the coupling shafts ( 4) axially sliding in relation to the driven coupling parts.

3. Reversing device as stated in claim 2, characterized in that the driving parts of the couplings (12, 13) each consist of two separate, toothed parts which are axially displaceable on straight wedges on the coupling shaft, into and out of engagement with corresponding teeth on the axially fixed driven part, since the toothed parts have every other tooth omitted and since the two sliding parts are angularly offset in relation to each other by one tooth division, so that when viewed in the axial direction, the teeth on one part lie between the teeth on the other second part.