NO152307B - Anordning ved rotasjonsmaskin - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning ved rotasjonsmaskin av den art som omfatter et ytre hus og et indre hus som ligger i avstand fra og koaksialt med det ytre hus med et ringformet fjærelement mellom det indre og det ytre hus, hvilket fjærelement har en forstørret utvendig diameter over et smalt område ved begge ender og en forsinket innvendig diameter over et smalt område på midten slik at det fremkommer en sentral innvendig fremspringende ring og to utvendige fremspringende ringer ved endene, hvilke utvendige ringer er i berøring med det ytre hus, mens den innvendige ring er i berøring med det indre hus når maskinen er i drift.

Det har vist seg fordelaktig i rotasjonsmaskiner så som tur-biner og kompressorer der man har høye innvendige trykk og temperaturer å forsyne maskinen med både et indre og et ytre hus. Ved sammensetning blir de stasjonære komponenter i maskinen båret av det indre hus og huset blir aksialt rettet inn med rotorakselen som bærer de bevegelige maskinkomponenter. Et solid ytre hus blir anbragt over det indre hus slik at det oppstår et ringformet rom mellom dem. Under arbeidsbetingelsene står ringrommet mellom de to hus under trykk. Husene er slik anordnet at det indre hus er innpasset fast i det ytre hus.

Når maskinen arbeider med høye trykk og høye temperaturer, utvider maskinens ytre hus seg i forhold til det indre hus, slik at avstanden mellom husene normalt øker. Denne forskjell i utvidelse mellom de to hus kan føre til en gal innretning av maskindelene i forhold til hverandre og sluttelig til at maskinen svikter.

For å forhindre dette, har man for å sentrere det indre

hus i forhold til det ytre hus, frembragt et ringformet fjærelement som er beskrevet i britisk patent nr. 243 974. Dette kjente fjærelement har imidlertid den ulempe at når de to hus beveger seg i forhold til hverandre i radialretningen, dannes det mellom fjærelementet og det ytre hus, resp,det

indre hus, en spalte slik at en tilfredsstillende sentrering ikke lenger oppnås. Forøvrig er også monteringen av det indre hus i det ytre hus forbundet med vanskeligheter når fjærelementet er satt på plass.

Et fjærelement som i det vesentlige bygger på et tilsvarende prinsipp, er beskrevet i britisk patent nr. 221 632. Videre er det fra tysk publisert ansøkning nr. 21 15 638 kjent en understøttelse for en turbomaskin i form av en fjærende del, der den fjærende del er bygget inn med forspenning for oppnåelse av fjærvirkning over hele bevegelsesområdet. Formålet med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en anordning ved rotasjonsmaskin der ét ringformet fgærelement muliggjør enkel innbygning av det indre hus, samtidig med at dettillates en bevegelse mellom de to hus i forhold til hverandre på grunn av temperatur-og trykkpåvirkninger, uten at dette innvirker på sentreringen av det ene hus-i det andre.

Ved anvendelse av anordningen i henhold til oppfinnelsen

kan det indre hus vesentlig enklere bygges inn i det ytre hus enn tilfellet er ved de utførelser man kjenner fra tek-nikkens stand. Når rotasjonsmaskinen er i normal tilstand, d.v.s. uten at husene er beveget i forhold til hverandre, har man en liten avstand mellom en sentral innvendig fremspringende ring og ytterflaten av det indre hus og dermed kan det indre hus settes på plass på en enkel måte ved inn-føring i rotasjonsmaskinen i aksialretningen. Dette gjelder også /Ved demontering. Når en radial utvidelse av det ytre hus finner sted, skal anordningen i henhold til oppfinnelsen virke mot ytterveggen av det indre hus slik at det indre hus holdes konsentrisk i flukt med rotasjonsmaskinens akse, også når dimensjonene øker.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravet gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningen der: Fig. 1, i perspektiv og delvis i snitt, viser anordningen i henhold til oppfinnelsen og

fig. 2 viser, sett fra siden og i snitt, anordningen på

fig. 1 med ytterligere detaljer ved konstruksjonen av den ringformede del som er innlagt mellom maskinens indre og ytere hus.

Som vist på fig. 1 og 2 er en ringformet del som generelt

er betegnet med 11, innlagt mellom det indre hus 12 og det ytre hus 13 av rotasjonsmaskinen som her, som eksempel, kan være en kompressor 10. Det skal imidlertid pekes på at anordningen i henhold til oppfinnelsen kan utnyttes ved enhver rotasjonsmaskin som har et indre hus montert i et ytre hus.

Når maskinen har to hus, er det vanlig at stasjonære eller stillestående maskinkomponenter, så som membraner og lignende, er festet til det indre hus, og er innrettet til å samvirke med bevegelige maskinkomponenter som sitter på rotorakselen. For oversiktens skyld er disse komponenter ikke vist på tegningene. Maskinakselen strekker seg aksialt gjennom de to hus og kan være dreibart lagret i endeveggen av maskinen eller på braketter som ligger utenfor maskinen. Fordi rotorakselen strekker seg aksialt gjennom maskinen, som vist, kan de to hus som er anbragt i hverandre holdes sentrert på sin felles akse slik at de forblir rettet inn i perioder da bevegelsen er forskjellig mellom husene på grunn av varme-utvidelser og/eller utvidelser som skyldes trykk. Som det vil bli forklart i det følgende, byr anordningen i henhold til oppfinnelsen på muligheter til å holde det indre hus i flukt med maskinens aksel, samtidig med at man tillater det ytre hus å øke sine dimensjoner under høye trykk og temperaturer.

Som vist på tegningene omfatter delen 11 en deformerbar ringformet bjelke 17 som er understøttet ved hver ende på ringformede støtteputer 19, 20. Midt på bjelken finnes en reak-sjonering 21. Ved sammensetningen blir bjelken montert aksialt rettet inn i åpningen i det ytre hus, og den hviler da på de to støtteputer. En pute 20 ligger i anlegg mot en styreribbe 26 på det ytre hus og denne tjener til å holde den ringformede del 11 i riktig stilling. Reaksjonsringen 21 er beregnet på å stikke innad radielt mot utsiden av det indre hus.

Den ringformede del vil på grunn av sin geometri, virke som en bjelke som ligger på en elastisk understøttelse. I en normal, ikke deformert tilstand inntar den ringformede del en geometri som er vist med de stiplede linjer 25 på fig. 2. Når den trykkes sammen, vil bjelken sette opp en hyper-bolsk bølgereaksjon slik at den søker å gå tilbake til normal tilstand på en på forhånd bestemt måte. Den utvendige diameter av den ikke deformerte del som fastlagt ved den ytre omkrets av de to støtteputer, er større enn den innvendige åpning i det ytre hus. Ved sammensetning blir den ringformede del trykket sammen innad radielt ved putene 19 og 20, noe som fører til at puten 21 beveger seg utad radielt i en vist utstrekning, med en bevegelsesretning som er motsatt retningen av den utøvede kraft, og man får da en deformasjon av den ringformede bjelke. Den sammentrykkede, ringformede del blir så innsatt i det ytre hus og anbrakt mot styre-ribben. Den sammentrykkede kraft avlastes, hvoretter delen søker å gå tilbake til sin normale ubelastede tilstand.

På grunn av at ytre diameter av delen 11 er større enn den innvendige veggdiameter av det ytre hus, hindres imidlertid delen i å bli helt avlastet. Som et resultat av dette, ligger støtteputene i anlegg mot husets innside og holder bjelken nedbøyet eller i en forbelastet tilstand. Dette sees best på fig. 2. Konstruksjonen er videre slik at den innvendige diameter av den sentrerte reaksjonsring 21, når bjelken er i nedbøyet eller forbelastet tilstand, blir noe større enn den utvendige diameter av det indre hus. Resul-tatet av dette er at det indre hus lett kan settes på plass og holdes fast i anordningen i forhold til maskinens aksel.

Når rotasjonsmaskinen, som påpekt ovenfor, arbeider under høye trykk og temperaturer, har det ytre hus tilbøyelig-

het til å vokse bort fra det indre hus. Når rommet mellom de to legemer øker, vil - som vist - den på forhånd be-lastede ringformede del som virker som bjelke på elastiske understøttelser, begynne å rette seg ut på en måte som man kan forutse og som bringer reaksjonsringen i støttende anlegg mot det ytre hus. En stort sett ensartet holdekraft blir således utøvet rundt det indre hus og denne kraft holder huset konsentrisk innrettet med rotorakselen. Under arbeids-påkjenninger, f.eks. de som overvåkes av ASME-forskrifter, tillates bjelken ikke å gå tilbake til sin normale uspente tilstand når de maksimalt tillatte påkjenninger blir nådd. Som en følge av dette blir en sentrerende holdekraft kon-tinuerlig utøvet av delen på det indre hus over hele arbeids-området for maskinen.

j

Claims (1)

1. Anordning ved rotasjonsmaskin, omfattende et ytre hus (13) og et indre hus (12) som ligger i avstand fra og koaksialt med det ytre hus, med et ringformet fjærelement (11) mellom det indre og det ytre hus, hvilket fjærelement har en forstørret utvendig diameter over et smalt område ved begge ender og en forminsket innvendig diameter over et smalt område på midten, slik at det fremkommer en sentral innvendig fremspringende ring (21) og to utvendige fremspringende ringer (19, 20) ved endene, hvilke utvendige ringer er i berøring med det ytre hus, mens den innvendige ring er i berøring med det indre hus når maskinen er i drift, karakterisert ved at a) den utvendige diameter av de ytre ringer (19, 20) er større enn den innvendige diameter av det ytre hus (13), slik at fjærelementet (11) må forspennes ved innbygning i det ytre hus, hvorved det sentrale område utvider seg radielt, og b) den innvendige diameter av den sentrale innvendige fremspringende ring (21) er slik dimensjonert at den, med fjærelementet i spent tilstand, er såvidt større enn den utvendige diameter av det indre hus (12), slik at ved radiell utvidelse av det ytre hus bort fra det indre og på grunn av den dermed følgende avlastning av fjærelementet, beveges den innvendige ring (21), idet den opprettholder sin støtte-kontakt med utsiden av det indre hus.