DE922290C

DE922290C - Safety device for prime movers, e.g. B. Steam or gas turbines, the block bearings of which are subject to wear due to axial displacement of the shaft

Info

Publication number: DE922290C
Application number: DEP14607A
Authority: DE
Inventors: Arthur Rosch
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1948-10-01
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1955-01-13

Description

Es sind Sicherheitsvorrichtungen für Antriebsmaschinen, z. B. Dampf- oder Gasturbinen, bekanntgeworden, die bei einer Klotzlagerabnutzung über ein zulässiges Maß die Treibmittelzufuhr abstellen. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art wird in einem solchen Falle durch Kontaktgabe über Hubmagnete die betreffende Antriebsmaschine stillgesetzt. Die angestrebte Betriebssicherheit ist aber bei Verschmutzung der Kontakte, bei Leitungsbrüchen oder Ausbleiben des elektrischen Stromes nicht mehr gegeben. Bei einer anderen Bauart solcher Sicherheitsvorrichtungen übertragen Hebel über eine Gleitrolle oder Gleitbacke die Verschiebung der Welle auf das Schnellschlußgestänge. Durch Abnutzung der Gleitrollen bzw. Gleitbacken wird jedoch der Eingriffszeitpunkt der Sicherheits-There are safety devices for prime movers, e.g. B. steam or gas turbines, became known, which shut off the propellant supply if the block bearing is worn beyond a permissible level. In a known device of this type, in such a case, by making contact Lifting magnets shut down the drive machine in question. The desired operational safety is, however if the contacts are dirty, if there is a line break or if there is no electrical current no longer given. In another type of such safety device, levers transmit The shaft is shifted onto the quick-action linkage via a sliding roller or sliding block. However, due to wear of the sliding rollers or sliding blocks, the time of intervention of the safety

vorrichtung verzögert. Außerdem lassem sich solche Sicherheitsvorrichtungen nur dann verwenden, wenn das Klotzlager in der Nähe der Schmellschlußvorrichtung liegt. Ähnliches gilt für eine andere bekannte Sicherheitsvorrichtung, bei welcher am Wellenende ein Steuerschieber angekuppelt ist, der bei Axialverschiebung ein auf die Schnellschlußvorrichtung einwirkendes Druckmittel steuert. Abnutzungen des umlaufenden Schiebers beeinflussen auch hier die Genauigkeit des Eingriffszeitpunktes der Vorrichtung, die ebenfalls an die Nähe des Klotzlagers gebunden ist.device delayed. In addition, such safety devices can only be used when the block bearing is in the vicinity of the snap-fit device. The same applies to another known safety device in which a control slide is coupled to the shaft end, the in the case of axial displacement, a pressure medium acting on the quick release device controls. Wear and tear of the rotating slide also influence the accuracy of the time of intervention the device, which is also tied to the vicinity of the block bearing.

Alle diese Schwierigkeiten werden dadurch vermieden, daß die Vorteile, einer an sich bekannten Einrichtung, die zur Aufgabe hat, zu prüfen, ob berechnete Öldrücke mit tatsächlichen ÖldrückenAll of these difficulties are avoided by taking advantage of one known per se Device whose task it is to check whether calculated oil pressures match actual oil pressures

übereinstimmen, bei einer erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung für Antriebemaschinen nutzbar gemacht werden. Die bekannte Einrichtung besitzt eine Prallplatte. Der Abstand dieser Platte von der Austrittsöffnung einer Düse kann geändert werden. Aus der Düse trifft ein ölstrahl auf die Platte, wobei dann der Staudruck bzw. der Öldruck in der zur Düse führenden Leitung eine Funktion dieses Abstandes ist. Der Druck in dieser Leitung ίο wirkt über eine Abzweigleitung auf einen gewichtsbelasteten, in einem Zylinder befindlichen Kolben. An der zur Düse führenden Leitung sind zwei Druckmesser angeschlossen, wobei sich eine Anschlußstelle vor, die andere hinter einer in der Leitung liegenden Drosselstelle befindet. Der der Düse am nächsten liegende Druckmesser zeigt den Öldruck in Abhängigkeit von der Spaltbreite, also auch den Druck in der obenerwähnten Abzweigleitung, und der in Strömungsrichtung vor der Drossel liegende Druckmesser den Druck in dem von der ölpumpe kommenden Leitungsabschnitt an. Gemäß der Erfindung handelt es sich um eine Sicherheitsvorrichtung für Antriebsmaschinen, insbesondere Dampf- oder Gasturbinen, die bei Klotzlagerabnutzung über ein zulässiges Maß ein Stillsetzender Maschine herbeiführt, dadurch gekennzeichnet, daß vor einer Wellenstirnfläche in geringem Abstand von dieser eine Austrittsöffnung eines Druckölsystems, die in an sich bekannter .Weise den Druck im System unmittelbar beeinflußt, so angeordnet ist, daß bei Abnutzung des Klotzlagers der Druck im Druckölsystem sinkt, und daß in an sich bekannter Weise dieser Druck als Impuls für die Schnellschlußauslösevorrichtung der Triebmittelzufuhr dient.match in an inventive Safety device for drive machines are made usable. The well-known facility has a baffle plate. The distance between this plate and the outlet opening of a nozzle can be changed will. A jet of oil hits the plate from the nozzle, in which case the dynamic pressure or the oil pressure in the line leading to the nozzle is a function of this distance. The pressure in this line ίο acts via a branch line on a weight-loaded, piston located in a cylinder. There are two lines on the line leading to the nozzle Pressure gauge connected, with one connection point in front, the other behind one in the Line is located throttle point. The pressure gauge closest to the nozzle shows the Oil pressure as a function of the gap width, i.e. also the pressure in the branch line mentioned above, and the pressure gauge located upstream of the throttle shows the pressure in the line section coming from the oil pump. According to the invention it is a Safety device for drive machines, in particular steam or gas turbines, which are used in the event of block bearing wear brings the machine to a standstill beyond a permissible level, characterized in that that in front of a shaft end face at a small distance from this an outlet opening of a Pressure oil system, which in a known manner directly affects the pressure in the system, so arranged is that when the block bearing wears, the pressure in the pressure oil system drops, and that in on In a known manner, this pressure is used as a pulse for the quick release release device of the propellant supply serves.

Die Erfindung ist in den Abb. 1 bis 3 der Zeichnung veranschaulicht, worinThe invention is illustrated in Figures 1 to 3 of the drawing, wherein

Abb. ι eine im Erfindungssinne ausgebildete Sicherheitsvorrichtung in vereinfachter Darstellung, Abb. 2 eine bauliche Einzelheit undFig. Ι a safety device designed in the sense of the invention in a simplified representation, Fig. 2 a structural detail and

Abb. 3 eine schaubildliche Darstellung ihrer Wirkungsweise zeigt.Fig. 3 shows a diagrammatic representation of their mode of operation.

In Abb. ι bezeichnen α die auf der Welle b einer Antriebsmaschine angeordnete Klotzlagerspurscheibe, c die Lagerklötze und d das Klotzlagergehäuse. Das Klotzlagergehäuse d ist durch die Leitung e an eine Druckölquelle, z. B. die Lagerund Steuerölpumpe, angeschlossen.In Fig. Ι, α denotes the block bearing track disk arranged on the shaft b of a drive machine, c the bearing blocks and d the block bearing housing. The block bearing housing d is through line e to a pressurized oil source, for. B. the bearing and control oil pump connected.

Als Impuls für die Betätigung des auf die Treibmittelzufuhr einwirkenden Steuerorgans dient der sich in der Leitung e im Abhängigkeit von der Breite des Spaltes s zwischen Spurscheibe α und der Gegenfläche des Gehäuses d einstellende Steueröldruck. In der dargestellten Ausführungsförm wirkt dieser Steueröldruck auf einen federbelasteten Kolben /, der auf die Schnellschlußauslösevorrichtungg· (Abb. 2) einwirkt. Ein in die S teuer Ölleitung eingebautes Drosselorgan h dient dazu, den Steueröldruck an der Zuführungsstelle möglichst gleichbleibend zu erhalten. Die gleiche Wirkung wird aber auch erreicht, wenn zur Druckmittelzuführung eine besondere, auf gleichbleibenden Druck fördernde Pumpe vorgesehen ist. The control oil pressure which is set in the line e depending on the width of the gap s between the track disk α and the opposing surface of the housing d serves as the impulse for the actuation of the control element acting on the propellant supply. In the embodiment shown, this control oil pressure acts on a spring-loaded piston / which acts on the quick-action release deviceg (Fig. 2). A throttle element h built into the expensive oil line serves to keep the control oil pressure at the feed point as constant as possible. The same effect is also achieved if a special pump that promotes constant pressure is provided for supplying pressure medium.

Um dem Bedienungspersonal unabhängig von der Sicherheitsvorrichtung jederzeit eine Überwachung der jeweiligen Axialverschiebung der Klotzlagerspurscheibe zu ermöglichen, ist zwischen der Drosselstelle h und dem Spalt s an die Leitung e ein Druckmesser i angeschlossen. Der sich in der Leitung e hinter der Droseelstelle h einstellende öldruck p_v der sich im umgekehrten Verhältnis zur Spaltbreite ί ändert, kann aber nur dann als genauer Meßwert für die jeweilige Spaltbreite angesprochen werden, wenn der Druck- in der Zuführungsleitung k vor der Drosselstelle h gleichbleibt. Ein Druckmesser I zeigt den in der Leitung k herrschenden Druck p an. Ändert sich dieser Druck, so wird dadurch auch das Abhängigkeitsverhältnis zwischen dem Druck P₁ und der Spaltbreite s ein anderes, wie aus der schaubildlichen Darstellung nach Abb. 3 hervorgeht.In order to enable the operating personnel to monitor the respective axial displacement of the block bearing track disc at any time independently of the safety device, a pressure gauge i is connected to the line e between the throttle point h and the gap s. The oil pressure p _v that occurs in line e behind the throttle point h , which changes in inverse proportion to the gap width ί, can only be addressed as an exact measured value for the respective gap width if the pressure in the supply line k before the throttle point h remains the same. A pressure gauge I shows the pressure p prevailing in the line k . If this pressure changes, the dependency ratio between the pressure P ₁ and the gap width s also changes , as can be seen from the graph in FIG. 3.

In diesem Schaubild sind auf der waagerechten Achse eines Achsenkreuzes die verschiedenen Spaltbreiten s in zehntel Millimetern und auf der senkrechten Achse die Druckölwerte P₁ hinter der Drosselstelle.Ä in Kilogramm je Quadratzentimeter aufgetragen. Die Schaubildlinien geben das Abhängigkeitsverhältnis zwischen Spaltbreite s und den Öldrucken P₁ an. Wie aus dem Schaubild zu entnehmen, beträgt bei einem Öldruck vor der Drosselstelle von p=5 kg/cm² und einer Spaltbreite s von 0,3 mm der Öldruck P₁ hinter der Drosselstelle 3,2 kg/cm², welcher Zustand als normal bezeichnet wird. Sinkt dagegen der Öldruck aus irgendeinem Grund in der Zuführungsleitung k auf p =4 kg/cm², so wird bei 0,3 mm Spaltbreite der Druck hinter der Drosselstelle h im der Leitung e auf 2,6 kg/cm² sinken.In this diagram, the various gap widths s are plotted in tenths of a millimeter on the horizontal axis of an ax cross and the pressure oil values P ₁ behind the throttle point.Ä in kilograms per square centimeter on the vertical axis. The graph lines indicate the relationship between the gap width s and the oil pressures P ₁ . As can be seen from the diagram, with an oil pressure in front of the throttle point of p = 5 kg / cm ² and a gap width s of 0.3 mm, the oil pressure P ₁ behind the throttle point is 3.2 kg / cm ² , which is normal referred to as. If, on the other hand, the oil pressure in the supply line k drops to p = 4 kg / cm ² for any reason, the pressure behind the throttle point h in the line e will drop to 2.6 kg / cm ^{2 with a 0.3 mm gap width.}

Durch Vergleichen der verschiedenen Kurven miteinander kann bei veränderlichem Steueröldruck der genaue jeweilige Abnutzungswert der Klotzlagerspurschei.be jederzeit ermittelt werden.By comparing the various curves with one another, the control oil pressure the exact respective wear value of the block bearing track disc can be determined at any time.

Der Vorteil der Erfindung besteht demnach darin, daß neben der unbedingten Betriebssicherheit eine Möglichkeit,. ständig und augenblicklich die Klotzlagerabnutzung festzustellen, gewährleistet ist. Bei völligem Ausbleiben der Ölversorgung wird außerdem durch die im Erfindungssinn eingerichtete Sicherheitsvorrichtung die Maschine stillgesetzt. Die Sicherheitsvorrichtung ist an örtliche Verhältnisse nicht gebunden und kann auch bei Klotzlagern, die weit entfernt von der Schnellschlußeinrichtung angeordnet sind, verwendet werden, z. B. bei Kompressoren. The advantage of the invention is therefore that in addition to the unconditional operational reliability a possibility,. constant and instantaneous determination of the block bearing wear is guaranteed is. If there is no oil supply at all, the system is also set up in the spirit of the invention Safety device shut down the machine. The safety device depends on local conditions not bound and can also be used with block bearings that are far removed from the quick release device are arranged, are used, e.g. B. in compressors.

Claims

PATENT CLAIMS:

ι; Safety device for propulsion machinery, In particular, steam or gas turbines, which in the case of block bearing wear exceed a permissible Measure brings about a shutdown of the machine, characterized in that in front of a woe face at a small distance from this an outlet opening of a pressurized oil system, which in in a manner known per se directly influences the pressure in the system, is arranged so that

When the block bearing wears, the pressure in the pressure oil system drops, and that in itself is known Way this pressure as a pulse for the quick release device of the propellant supply serves.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that that by the axial displacement the block bearing track disc influenced the pressure oil system in a manner known per se a pressure gauge is connected, so that the oil pressure as a measured value for the degree of wear of the block bearing is used.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that in addition to a pressure gauge, which shows the oil pressure influenced by the axial displacement of the block bearing track disc, in a manner known per se, a second one connected to the supply line for the pressurized oil Pressure gauge is provided so that by comparing the two display values at any time actual wear value of the block bearing can be determined.

Referred publications:

Guido · Wünsch, "Rules for Pressure and Quantity", Verlag v. R. Oldenbourg, Berlin and Munich (1930), pp. 39/40;

Erich Falz, "Basics of Lubrication Technology", Verlag v. Julius Springer, Berlin (1931), p. 246 to 248.

1 sheet of drawings