DE560836C - Axially loaded turbine - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
7. OKTOBER 1932ISSUED ON
OCTOBER 7, 1932

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 46 f .GRUPPECLASS 46 f. GROUP

©r.-3ng. Wilhelm Seyerle in Eßlingen-Wäldenbronn Axial beaufschlagte Turbine© r.-3ng. Wilhelm Seyerle in Eßlingen-Wäldenbronn Axially loaded turbine

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Dezember 1929 abPatented in the German Empire on December 5, 1929

Die Erfindung betrifft eine axial beaufschlagte Turbine, zu deren Antrieb Gas, Luft, Dampf, Wasser oder andere Flüssigkeiten dienen, mit in einer Achse gelagerten, wirbelsäulenartig zusammengesetzten und verspannten Lauf- und Leitschaufeltrommeln. Diese Turbine bezieht sich auf das Gebiet der kleineren schnellaufenden Turbinen, wie sie als Kraftmaschinen für Spinnspindeln, A_ußen- und Innenschleifmaschinen, Poliermaschinen und in ähnlichen Bearbeitungsmaschinen Anwendung finden.The invention relates to an axially loaded turbine whose drive is gas, air, Steam, water or other liquids are used, with spinal column-like bearings in an axis assembled and braced rotor and guide vane drums. This turbine refers to the area of the smaller ones high-speed turbines, such as those used as power machines for spinning spindles, external and external Internal grinding machines, polishing machines and similar processing machines Find.

In fast allen diesen Anwendungsgebieten wird Druckluft meistens Verwendung finden.Compressed air will mostly be used in almost all of these areas of application.

«5 Durch die vorgelegte Erfindung soll vor allem die Aufgabe gelöst werden, eine axial beaufschlagte Turbine für die höchsten Drehzahlen zu schaffen. Diese Turbine soll vor allen Dingen bei diesen hohen Drehzahlen betriebssicher in der Herstellung und im Gebrauche billig sein und außerdem noch einen guten Wirkungsgrad ergeben. Neben der Forderung größter Betriebssicherheit und höchster¹ Genauigkeit soll die Turbine aus nur einfachen, den wirksamen Kräften entsprechend gestalteten Maschinenteilen bestehen. Es sollen also besonders alle Laufschaufel- und alle Düsenscheiben aus Hohlzylindem bestehen, die Zusammensetzung zu einer Trommel soll ohne Nuten und Federn oder ähnlicher Verbindung erfolgen, weil solche Verbindungen bei so hohen Drehzahlen Gefahren mit sich bringen. Außerdem sollen die Schaufeln und Düsen nicht etwa in Radkränze eingesetzt werden, sondern um den Bedingungen des Schnellaufes zu genügen, aus dem Vollen herausgearbeitet werden.«5 The present invention is primarily intended to solve the problem of creating an axially loaded turbine for the highest speeds. Above all, this turbine should be operationally reliable to manufacture and use inexpensively at these high speeds, and it should also have a good degree of efficiency. In addition to the requirement of maximum operational safety and the highest ¹ accuracy, the turbine should consist of only simple machine parts designed according to the effective forces. In particular, all rotor blade disks and all nozzle disks should consist of hollow cylinders, and the assembly to form a drum should take place without grooves and tongues or similar connections, because such connections involve dangers at such high speeds. In addition, the blades and nozzles should not be used in wheel rims, but should be worked out from the solid in order to meet the conditions of high speed.

Diese Aufgabe soll die Erfindung erfüllen. Sie besteht darin, daß die Laufräder und Leitscheiben mittels Hohlzylinder Wirbelsäulenartig zusammengesetzt und durch das Ausströmgehäuse sowie durch einen Kammring auf der Welle bei kleinem Spiel so gegeneinander verspannt werden, daß dadurch eine sich drehende Läufertrommel und eine feststehende Leitschaufeltrommel entstehen und beide gleichzeitig in einer Achse gelagert sind, wobei das die erste Leitscheibe tragende Einlaßgehäuse das Widerlager bildet.This object is to be achieved by the invention. It consists in the impellers and idlers Assembled like a spinal column by means of a hollow cylinder and through the outlet housing as well as by a comb ring on the shaft with little play against each other be braced that thereby a rotating rotor drum and a stationary one Guide vane drum is created and both are supported on one axis at the same time, wherein the inlet housing carrying the first guide disk forms the abutment.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An example of the invention is shown in the drawing.

Die einzelnen Scheiben für die Leit- und Laufschaufeln werden zu Laufradtrommeln und Leitschaufeltrommeln mittels der Hohlzylinder 4 und 8 wie die einzelnen Wirbelknochen zur Wirbelsäule zusammengesetzt. Die Zusammensetzung kann einfach durch Reibungsschluß beim Zusammenspannen oder durch radiale Höcker und Ansätze in den Scheiben oder mit Paßstiften und ähnlichen Mitteln, wie Nuten und Federn, bewirkt werden. Dies ergibt im ganzen eine kurze, bedrängte und geschlossene Bauart, so daß in kleinem Raum eine Turbine mit großer Krafteinheit entsteht. Die wirbelsäulenartige Zusammensetzung der Hohlzylinder zu Trom-The individual disks for the guide and rotor blades become impeller drums and guide vane drums by means of the hollow cylinders 4 and 8 like the individual vertebral bones put together to form the spine. The composition can be simply by frictional engagement when clamping or by radial bumps and extensions in the discs or with dowel pins and the like Means such as grooves and tongues can be effected. All in all, this results in a short, troubled one and closed design, so that a turbine with a large power unit in a small space arises. The spinal column-like composition of the hollow cylinder to form

mein ergibt erst die Möglichkeit zur Bewältigung großer Umfangsgeschwindigkeiten ohne Gefahr der Zerstörung.mine only gives the opportunity to cope with high circumferential speeds without Risk of destruction.

Die wirbelsäulenartig zusammengesetzte und verspannte Turbine wird in der Herstellung und im Betriebe einfach und billig. Die Laufräder i, 2 und 3 und die Leitscheiben 5, 6 und 9 lassen sich, da sie auf der einen Seite offen sind, leicht und billig aus vollen Schei-ίο ben herausarbeiten. Sie besitzen im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen keine eingesetzten Schaufeln, sondern aus dem Vollen herausgearbeitete Schaufeln und Düsen und infolge dieser Gestaltung große Festigkeit, selbst bei hohen Drehzahlen.The spinal column-like composite and braced turbine is in production and easy and cheap in operation. The impellers i, 2 and 3 and the guide disks 5, 6 and 9, since they are open on one side, can be easily and cheaply made from full schei-ίο work out ben. In contrast to the known versions, they do not have any used blades, but blades and nozzles carved out of the solid and as a result of this design great strength, even at high speeds.

Eine Explosion der Räder kann daher kaum eintreten. Als Werkstoffe für die Räder und Scheiben eignen sich sowohl Leichtmetall wie auch Stahl.An explosion of the wheels can therefore hardly occur. As materials for the wheels and discs are suitable for both light metal and steel.

Die offenen Scheiben und ihre zugehörigen Hohlzylinder 4 und 8 sowie alle anderen Teile können mit großer Genauigkeit in der Werkstatt hergestellt werden. Der Zusammenbau kann also mit kleinen radialen und axialen Spielen erfolgen, wodurch auch die Reibungsverluste auf einen geringen Betrag heruntergedrückt werden können.The open disks and their associated hollow cylinders 4 and 8 as well as all others Parts can be made in the workshop with great accuracy. The assembly can therefore be done with small radial and axial play, which also reduces the friction losses to a small amount can be pushed down.

Der Zusammenbau der Laufrad- und der Düsentrommel mit dem Außengehäuse 15 und 8 geschieht in einfacher Weise durch das als Gewindeflansch mit Zentrierung ausgebildete Ausströmgehäuse 10. In das Einströmgehäuse 15 mit aufgeschraubter Gehäusehülse 8 wird zuerst die den Düsenverteiler bildende Düsenscheibs 9 mit eingeschraubtem oder eingepreßtem Zapfen 14 eingepreßt. Zwischen diesem Zapfen 14 und dem Gehäuse liegt das Lager 13. Der Düsen verteiler zentriert gleichzeitig das Lager 19. Der Düsenring 9 ist so ausgebildet, daß er das ausströmende Mittel stetig und gleichmäßig allen Schaufeln des ersten Laufschaufelrades zuführt. Hierdurch wird eine gleichmäßige Beaufschlagung und sicheres Anlaufen der Turbine selbst bei kleinen Drücken erreicht. Die einzelnen Lauf Schaufelräder 1, 2 und 3 und die Leitscheiben 5, 6 und 8 werden ineinandergeschoben, wobei der Abstand der Leitscheiben durch übergeschobene Einzelhülsen .50 16, 17, 18 eingehalten wird. Diese Einzelhülsen könnten auch durch einen ganzen Distanzzylinder ersetzt werden. Der Hohlzylinder 4 vermittelt den Zusammenhang der mit Festsitz übergeschobenen Laufschaufelräder. In den Zylinder 4 wird der Zapfen ir eingeschraubt. Für diese Befestigung gibt es noch eine Reihe Abarten. Auf den Zapfen wird das Lager 12 geschoben und sodann das Ausströmgehäuse 19, das wieder auf dem Lager zentriert, darüber geschoben und mit der Gehäusehülse 8 verschraubt. Diese Verschraubung bewirkt ein Verspannen der Scheibentrommeln, und gleichzeitig ergibt sich eine einwandfreie, sichere und genaue Lagerung der Scheibentrommeln.The assembly of the impeller and the nozzle drum with the outer housing 15 and 8 is done in a simple manner by means of the threaded flange designed as a centering Outflow housing 10. Into the inflow housing 15 with the housing sleeve screwed on 8, the nozzle disk 9, which forms the nozzle distributor, is screwed in first or pressed-in pin 14. Between this pin 14 and the housing is the bearing 13. The nozzle distributor centers the bearing 19 at the same time. The nozzle ring 9 is designed so that he steadily and evenly all the outflowing agent Feeds blades of the first impeller. This results in a uniform application and safe start-up of the turbine is achieved even at low pressures. The individual running paddle wheels 1, 2 and 3 and the guide disks 5, 6 and 8 are pushed into one another, the distance between the guide disks by sliding over single sleeves .50 16, 17, 18 is complied with. These single pods could also be replaced by a whole spacer cylinder. The hollow cylinder 4 conveys the relationship between the impellers pushed over with a tight fit. The pin ir is screwed into the cylinder 4. For this attachment there is still a number of varieties. The bearing 12 is pushed onto the pin and then the discharge housing 19, which is centered again on the bearing, pushed over it and with the housing sleeve 8 screwed. This screw connection causes the disc drums to be braced, and at the same time there is a perfect, safe and precise storage of the disc drums.

Ein seitliches Streifen der Laufräder an den Düsenscheiben ist nicht möglich, es entfällt also das radiale und axiale Anlaufen durch die einfache Lagerung. Schaufelstörungen sind somit ausgeschaltet.A lateral strip of the impellers on the nozzle disks is not possible, it is not necessary So the radial and axial start-up due to the simple storage. Blade malfunctions are thus switched off.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: i. Axial beaufschlagte Turbine, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufräder (1, 2 und 3) und die Leitscheiben (5, 6 und 9) mittels Hohlzylinder (4 und 8) wirbelsäulenartig" zusammengesetzt und durch das Ausströmgehäuse (10Ϊ sowie durch einen Kammring auf der Welle bei kleinem Spiel so gegeneinander verspannt werden, daß dadurch eine sich drehende Läufertrommel und eine feststehende Leitschaufeltrommel entstehen und beide gleichzeitig in einer Achse gelagert sind, wobei das die erste Leitscheibe tragende Einlaßgehäuse das Widerlager bildet.i. Axially loaded turbine, characterized in that the impellers (1, 2 and 3) and the guide disks (5, 6 and 9) are composed like a spine by means of hollow cylinders (4 and 8) and are formed by the discharge housing (10Ϊ and by a comb ring on the shaft be braced against each other with a small play so that a rotating rotor drum and a stationary guide vane drum are created and both are mounted at the same time in one axis, the inlet housing carrying the first guide disk forming the abutment. 2. Turbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitscheibe (9) zusammen mit dem Einströmgehäuse (15) einen der Strömung entsprechend geformten Düsenverteiler bildet, der gleichmäßige Beaufschlagung des ersten Laufrades bewirkt. _χ 2. Turbine according to claim i, characterized in that the first guide disk (9) together with the inflow housing (15) forms a nozzle manifold which is shaped according to the flow and which causes uniform application of the first impeller. _χ 3- Turbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitscheibe (9) in ihrem Innern ein Lager und einen Lagerzapfen trägt, in dem die auf dem Zylinder 4 sitzenden Lauf räder genau zentriert werden und deren erste sich gegen dieses Lager abstützt und gleichzeitig das Lager vor dem Eindringen strömenden Mittels schützt.3- turbine according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the first guide disc (9) carries a bearing and a bearing pin in its interior, in which the on the cylinder 4 seated running wheels are precisely centered and the first is supported against this bearing and at the same time protects the bearing from the ingress of flowing medium. 4. Turbine nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aus-Strömgehäuse (19) als Gewindeflansch in der Gehäusehülse (8) mit Zentrierung auf dem Lager (12) und damit auf dem Zapfen (11) die Verspannung und sichere Lagerung der Laufschaufeltrommel und der Leitschaufeltrommel ergibt und außerdem als Lagerkörper ausgebildet ist.4. Turbine according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the out-flow housing (19) as a threaded flange in the housing sleeve (8) with centering the bearing (12) and thus on the pin (11) the bracing and secure storage the blade drum and the guide vane drum and is also designed as a bearing body. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings