PL199066B1 - Mocowanie łopatek maszyny wirnikowej - Google Patents

Abstract

Lopatki (1, 1 1 , 1 2 , 1 3 , 1 n ) turbiny lub kompre- sora s a zamocowane w rowku (8), na wirniku (6) lub stojanie turbiny albo kompresorze za pomoc a stopek lopatki (4), które s a u lozone z luzem lub s a sprz ezone pomi edzy p lytk a stopki (3) i/lub stopk a lopatki (4), przy czym s asiednie lopatki (1, 1 1 , 1 2 , 1 3 , 1 n ) s a podtrzy- mywane odpowiednio wzgl edem siebie z uwzgl ednienie momentów skr etu (12), i nie/ lub tylko nieznacznie na wirniku (6) lub stojanie. Takie po lo zenie jest zachowane na przyk lad za pomoc a sko snego sci ecia (9). PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek odnosi się do mocujących lub kotwiących, do wirnika lub stojana maszyny wirnikowej, łopatek maszyny wirnikowej za pomocą stopek łopatki.

Łopatki mocujące, tego rodzaju, są stosowane powszechnie na wirnikach kompresorów lub termicznych maszynach wirnikowych. Ze stanu techniki znane są ich różne rodzaje. Łopatki są wyprowadzane z płytki stopki, do rowka, który jest usytuowany na wirniku. Stopka łopatki służy w tym przypadku dla transmisji siły i momentu obrotowego do wirnika.

Dla stłumienia wibracji, są często stosowane nakładki, które mocuje się do końcówki łopatki lub skrzydeł podpierających, wewnątrz łopatki.

Jest to opisane, na przykład, w niemieckim opisie patentowym nr DE 1,159,965.

Austriacki opis patentowy AT 254,227, także ujawnia nakładkę turbiny lub pierścień łopatek kompresora, w którym nakładki naciskają na siebie poprzez wywieranie siły.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych niedogodności. Przedmiotem na którym bazuje wynalazek jest dostarczenie zamocowania dla łopatek maszyny wirnikowej do wirnika lub stojana, za pomocą środków mocujących, w których momenty skrętu mogą być stłumione za pomocą stopki łopatki lub płytki stopki, podczas gdy w tym samym czasie wirnik/stojan i stopka łopatki są odciążone. Ponadto, całkowita długość wirnik/stojan będzie skrócona lub dla tej samej długości, ilość rzędów łopatek wzrośnie i/lub będzie konieczne użycie kosztowniejszego połączenia stopki.

Według wynalazku, cel jest osiągnięty poprzez mocowanie łopatek zgodnie z częścią przedznamienną zastrz. 1, w którym po zamocowaniu wszystkich łopatek, łopatki przylegają do siebie na wirniku lub stojanie przy płytce stopki i/lub przy stopce łopatki całkowicie lub częściowo bez luzu lub są sprężone, a przez to są podparte odpowiednio względem siebie w zależności do momentów skrętu, momenty skrętu, które działają na płytki stopki i/lub na stopki łopatki są przeciwne do momentów skrętu, które działają przy nakładce lub skrzydle podpierającym.

Ten przykład ma wiele korzyści, a mianowicie, momenty skrętu nie są dłużej lub tylko marginalnie tłumione przez wirnik, ale zamiast tego, przez płytki stopki i/lub stopki łopatki przyległe do siebie, ponieważ skręty tych dwóch konstrukcyjnych elementów są zabezpieczone.

Poprzez te pomiary momentów skrętu, stopka łopatki a także wirnik (lub stojan) mogą mieć odpowiednio zmniejszone zwymiarowanie, ponieważ odpowiednio duże siły nie będą dłużej tłumione na powierzchni styku stopki (wirniku)/stopce łopatki. Przez to całkowita, długość wirnika może być zredukowana. To samo będzie z długością wirnika (stojana), ilość szeregów łopatek i konsekwentnie także wydajność może wzrosnąć.

Ponadto, jest możliwym użycie innych połączeń stopki, które są nie mogą być użyte z poprzednimi rozwiązaniami technicznymi. Na przykład tłumione na powierzchni styku stopki (wirniku)/stopce łopatki. Przez to całkowita, długość wirnika może być zredukowana. To samo będzie z długością wirnika (stojana), ilość szeregów łopatek i konsekwentnie także wydajność może wzrosnąć.

Ponadto, jest możliwym użycie innych połączeń stopki, które są znane z innych technik. Na przykład pojedynczy ząb mocujący stopki, stopka młotkowa lub ekwiwalent prostej stopki łopatki, może być korzystnie wykorzystany. Takie stopki łopatki mogą być wykonane w prosty sposób i bez znacznych trudności, przy użyciu znanych środków skrawających.

Płytka stopki i możliwe także stopki łopatki mają skos, który korzystnie przylega do skosu sąsiedniej ruchomej łopatki, a przez to momenty skrętu są pochłaniane wzajemnie w tym punkcie.

Bardziej szczegółowo wynalazek będzie opisany poniżej w nawiązaniu do załączonego rysunku na którym: Fig. 1 przedstawia łopatki parowej turbiny z pojedynczym zębem stopki łopatki i nakładką/skrzydłem podporowym, Fig. 2 przedstawia łopatki parowej turbiny z płytką podporową (skrzydłem podpierającym) wewnątrz łopatki, Fig. 3 przedstawia korzystny przykład wykonania wynalazku w widoku z góry, z nakładkami łopatek turbiny i Fig. 4 przedstawia korzystny przykład wykonania łopatek turbiny, według wynalazku, w przekroju, które są usytuowane w rowku na wirniku lub stojanie maszyny wirnikowej, przy czym płytki stopki są widoczne.

Jedynie elementy istotne dla wynalazku są pokazane. Tym samym elementom nadano takie same oznaczenia cyfrowe. Odnosząc się obecnie do rysunków, na których odnośniki liczbowe wyznaczają te same lub odpowiadające części, ale w różnych widokach, fig. 1 przedstawia łopatkę 1 maszyny wirnikowej, na przykład turbiny parowej lub kompresora. Łopatka 1, która może być ruchomą łopatką lub łopatką kierującą, składa się ze stopki łopatki 4, płytki stopki 3 łączącej stopkę łopatki 4, nakładki 2 lub skrzydła podpierającego lub płytki podpierającej i z łopatki 5, usytuowanej pomiędzy płytką

PL 199 066 B1 stopki 3 i nakładką 2. Stopka łopatki 4, jest oznaczona, na fig 1, jako pojedynczy ząb mocujący stopkę 4a. Jest ona przeznaczona dla mocowania łopatki 1 do wirnika 6, nie pokazanej na fig. 1 lub do stojana. Zarówno płytka stopki 3 i nakładka 2 łopatki 1 są wyposażone w skos 9. Skos 9 jest usytuowany na jednym boku nakładki 2 lub płytki stopki 3, jest zrozumiałym, że skos 9 jest na obu płytkach 2, 3 w widoku od góry, jak również wynika to jasno z fig. 3 i 4. Jest również możliwe, aby skos 9 był podobnie uformowany na stopce łopatki 4. Łopatka 1 może także być łopatką z wieloma zębami mocującymi stopkę.

Jak to wyraźnie widać na fig. 2, nakładka 2 może być zamocowana na łopatce 5 pomiędzy końcówką łopatki 14 i płytką stopki 3. To generalnie odnosi się do wszystkich rodzajów łopatek nadających się do użytku w tym przypadku. Łopatki, które są pokazane na fig. 1 i fig. 2 mają dodatkowo na stopce łopatki 4, 4a otwory 11, które zapewniają zamocowanie stopki do wirnika lub stojana za pomocą śrub.

Gdy łopatki 1, 11, 12, 13, 1n zostaną zamocowane w rowku 8 na wirniku 6 lub także na stojanie, momenty skrętu 13 działające w kierunku skosu 9 są zastosowane na nakładce 2. Punkt zetknięcia 7, w którym momenty skrętu 13 są pochłaniane występują w tym przypadku. To jest przedstawione w rzędzie łopatek na fig. 3, który pokazuje róż ne łopatki w widoku z góry 1, 11, 12, 13, 1n. Łopatki 1, 11, 12, 13, 1n uzyskują sprężenie. Szczelina 10 jest więc utworzona pomiędzy inną częścią nakładki 2, w której nakładki 2 nie stykają się ze sobą. Łopatki opuszczone 5, które mogą być umieszczone poniżej nakładki 2, mogą także być widoczne na fig. 3. W przypadku pośredniego rozmieszczenia nakładki 2 na łopatce 5, jak to przedstawiono na fig. 2, jest ona powyżej i poniżej nakładki 2.

Figura 4 przedstawia przekrój poprzez rząd łopatek, przy czym płytki stopki 3 łopatek 1, 11, 12, 13, 1n są widoczne na fig. 4.

Jeszcze raz, sąsiednie płytki stopki 3 łączą się na styk bezpośrednio, wolne od luzu względem siebie w punktach zetknięcia 7. Punkty zetknięcia 7, pomiędzy sąsiednimi płytkami 3, są w obszarze skosów 9. Szczelina 10 jest uformowana w innej części płytek stopki 3. Momenty skrętu 12, działające na płytki stopki 3, są przeciwne do momentów skrętu 13 pokazanych na fig. 3, tak, że skosy 9 są także ułożone na innym, odpowiadającym końcu odpowiedniej płytki 2, 3. Według wynalazku, jest także możliwe dostarczenie sprężenia pomiędzy poszczególnymi płytkami stopki 3. Punkt zetknięcia 7, może również odnosić się, do stykających się płytek stopki 3, bez uformowanej szczeliny 10. Jak zostało już przedstawione na fig. 1, skosy 9 mogą również odnosić się do obszarów stopki łopatki 4. Jakkolwiek nie jest to pokazane w większych szczegółach na fig. 4.

Ponieważ sąsiednie, ruszające się łopatki 1, 11, 12, 13, 1n stykają się ze sobą na skosach 9, a moment skrętu 12 działa w kierunku, w którym poruszają się łopatki 1, 11, 12, 13, 1n, są one podparte odpowiednio względem siebie. Obracanie nie ma dalej miejsca lub istnieje tylko na nieznacznym występie, tak, że siła musi być zaabsorbowana poprzez same poruszające się łopatki 1, 11, 12, 13, 1n, zaś nie przez wirnik 6 (lub stojan) lub przez rowek 8. Obciążenie wirnika 6 jest korzystnie zredukowane za pomocą układu poruszających się łopatek 1, 11, 12, 13, 1n. To ma miejsce początkowo jako wynik braku luzu lub wstępnego sprężenia mocującego na płytkach stopki 3 i/lub na łopatkach stopki 4. Biorąc pod uwagę istniejące skutki, skos 9 musi zatem być, oczywiście, także na stopce łopatki 4.

Pojedyncze zamocowanie za pomocą zęba stopki przedstawiono na fig. 1, jakkolwiek wybrano tylko przykład. Można tutaj zastosować różne rodzaje znanych ze stanu techniki płytek, na przykład młotkową stopkę lub stopkę konikową jako stopkę łopatki 4.

Jednak jest godnym uwagi, że mogą być wykorzystane nawet stopki łopatki 4, które tu są zastosowane lub które są przewidziane do zastosowania w przypadku trudnych warunków. Jest to możliwe z powodu redukcji oddziaływania siły pochodzącej ze stopki łopatki 4 na wirnik 6 lub stojan.

Ponieważ stopka łopatki 4 a także wirnik 6 lub wirnik mogą mieć mniejsze wymiary (na przykład szerokość), całkowita długość wirnika 6 może być zredukowana lub dla tej samej długości wirnika 6 (stojana), wydajność maszyny wirnikowej może wzrosnąć poprzez zastosowanie dodatkowych rzędów łopatek. Istniejące wirniki 6 (stojany) mogą łatwo być przetworzone na nowy typ zamocowanych ruchomych łopatek 1. To jest korzystne, ponieważ proste łopatki 1, mogą być wykonane po mniejszych kosztach. Na przykład stopka mocująca przedstawiona na fig. 1 lub także stopka młotkowa, mogą być wytwarzane w prosty sposób za pomocą znanych sposobów frezowania.

Oczywistym jest, że wiele modyfikacji i wariantów obecnego wynalazku może być dokonanych w ś wietle powyż szych rozwią zań technicznych. Jest przez to zrozumiał ym, ż e w zakresie ujawnionym w zastrzeż eniach wynalazek moż e być praktykowany inaczej niż jest to opisane tutaj.

Claims (6)

1. Mocowanie łopatek (1, 11, 12, 13, 1n) maszyny wirnikowej do wirnika (6) lub stojana, przy czym łopatki (1, 11, 12, 13, 1n) są zamocowane do wirnika (6) lub stojana za pomocą stopek łopatki (4), zaś łopatki (1, 11, 12, 13, 1n) mają płytkę stopki (3), nakładkę (2) lub skrzydło podpierające, usytuowane powyżej stopki łopatki (4) oraz łopatki (5), zaś moment skrętu (13) działa na nakładkę (2) lub na pierścień podpierający w wyniku zamocowania łopatek (1, 11, 12, 13, 1n), znamienne tym, że po zainstalowaniu wszystkich łopatek (1, 11, 12, 13, 1n), łopatki (1, 11, 12, 13, 1n) przylegają do siebie na wirniku (6) lub stojanie przy płytce stopki (3) i/lub przy stopce łopatki (4) całkowicie lub częściowo bez luzu lub są sprężone, a przez to są podparte odpowiednio względem siebie w zależności do momentów skrętu (12), przy czym momenty skrętu (12), które działają na płytki stopki (3) i/lub na stopki łopatki (4), są przeciwne do momentów skrętu (13), które działają przy nakładce (2) lub skrzydle podpierającym.

2. Mocowanie łopatek (1, 11, 12, 13, 1n) według zastrz. 1, znamienne tym, że zarówno płytka stopki (3) i/lub stopka łopatki (4) oraz nakładka (2) lub skrzydło podpierające ma skos (9), który jest usytuowany w punkcie, w którym czynne momenty (12, 13) działają i na których łopatki (1, 11, 12, 13, 1n) są podparte odpowiednio względem siebie.

3. Mocowanie łopatek (1, 11, 12, 13, 1n) według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że nakładka (2) lub skrzydło podpierające jest usytuowane na łopatce (5) pomiędzy płytką stopki (3) i końcówką łopatki turbiny (14).

4. Mocowanie łopatek (1, 11, 12, 13, 1n) według zastrz. 1 albo 2, albo 3 , znamienne tym, że pojedynczy ząb stopki łopatki (4a) albo wielo zębna stopka mocująca lub stopka główki młotka jest użyta jako stopka łopatki (4).

5. Mocowanie łopatek (1, 11, 12, 13, 1n) według zastrz. 4, znamienne tym, że stopka łopatki (4) mają dodatkowe otwory (11) poprzez które stopka łopatki (4) może być mocowana do wirnika (6) lub stojana za pomocą sworzni.

6. Mocowanie łopatek (1, 11, 12, 13, 1n) według zastrz. 4 albo 5, znamienne tym, że łopatki (1, 11, 12, 13, 1n) są łopatkami kierującymi lub ruchomymi łopatkami turbiny lub kompresora.