DE865429C

DE865429C - Device for measuring the lubricating oil level for the impeller hubs of Kaplan turbines

Info

Publication number: DE865429C
Application number: DEV1392D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Planer
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1944-02-06
Filing date: 1944-02-06
Publication date: 1953-02-02

Description

Einrichtung zum Messen des Schmierölstandes für die Laufradnaben von Kaplanturbinen Die Laufradnaben von senkrechtachsigen Kaplanturbinen müssen zum Schmieren der Schaufelzapfenlagerungen und des Verstellgetriebes ständig mit Öl gefüllt gehalten werden, das unter einem Druck stehen muß, der größer ist als der Druck des die Laufradnabe umgebenden Wassers, weil sonst Wasser in die Laufradnabe eindringen und Schaden verursachen kann. Zum Erzeugen des erforderlichen Druckes wird der Stand des Nabenschmieröls in der mit dem Nabeninnern in Verbindung stehenden Bohrung der Welle entsprechend hoch gehalten und befindet sich fast immer in der Nähe des oberen Wellenendes. Das Einhalten dieses Ölstandes ist für die richtige Schmierung der in der Laufradnabe befindlichen Teile von großer Wichtigkeit und bedarf daher der besonderen Überwachung. Trotzdem sind viele Kaplanturbinen im Betrieb, bei denen für den Ölstand keine besonderen Anzeigevorrichtungen vorhanden sind und diese Überwachung nur bei stillstehender Turbine möglich ist, weil nur dann das Wellenende der Besichtigung zugänglich gemacht werden kann. Bei manchen Ausführungen sind Anzeigevorrichtungen eingebaut, die auf den in einem Schöpfrohr erzeugten Druck des mit der Welle umlaufenden Öls entsprechen; sie haben sich bewährt, arbeiten aber nur bei umlaufender Turbine.Device for measuring the lubricating oil level for the impeller hubs of Kaplan turbines The impeller hubs of vertical axis Kaplan turbines must be Constantly lubricate the shovel journal bearings and the variable speed gear unit with oil be kept filled, which must be under a pressure that is greater than that Pressure of the water surrounding the impeller hub, otherwise water will enter the impeller hub can penetrate and cause damage. To generate the required pressure the level of the hub lubricating oil in that associated with the inside of the hub Bore of the shaft is kept high and is almost always in the Near the top of the shaft. Maintaining this oil level is for the right one Lubrication of the parts located in the impeller hub is of great importance and therefore requires special monitoring. Nevertheless, many Kaplan turbines are in operation, for which no special display devices are available for the oil level and this monitoring is only possible when the turbine is at a standstill, because only then Shaft end of the tour can be made accessible. With some versions display devices are built in, which indicate the pressure generated in a scoop tube of the oil rotating with the shaft; they have proven themselves working but only with the turbine rotating.

Die Erfindung gibt eine Einrichtung an, die den Schmierölstand bei laufender und stillstehender Turbine anzeigt, und zwar benutzt sie das an sich bekannte Verfahren des Messens von Flüssigkeitsständen mittels eines elektrischen Kondensators, dessen Dielektrikum zum Teil von der Flüssigkeit, zum Teil von Luft gebildet wird und dessen Gesamtkapazität vom Stand der Flüssigkeit abhängt. Mißt man die Kapazität des Kondensators mit einem der üblichen Meßinetrumente, so hat man mit diesem Maß zugleich auch ein Maß für den Stand der Flügsigkeit (P. M. P f 1 i e r, »Elektrische Messung mechanischer Größen«, Julius Springer, Berlin 1940).The invention provides a device that controls the lubricating oil level running and stopped turbine, and that she uses that in itself acquaintance Method of measuring liquid levels by means of an electrical capacitor, whose dielectric is partly formed by the liquid and partly by air and its total capacity depends on the level of the liquid. If you measure the capacity of the capacitor with one of the usual measuring instruments, one has with this measure at the same time also a measure of the level of fluidity (P. M. P f 1 i e r, »Electric Measurement of mechanical quantities «, Julius Springer, Berlin 1940).

Der Kondensator wird erfindungsgemäß im Bereich des Olstandes in den Hohlraum der Turbinenwelle eingebaut, unter elektrische Spannung gesetzt und die in ihm gespeicherte Elektrizitätsmenge mit einem der dafür üblichen Meßgeräte gemessen. Diese Elektrizitätsmenge hängt von der Dielektrizitätskonstante der die beiden Beläge des Kondensators trennenden Mittel, hier also Öl und Luft, ab, und da diese Konstanten stark voneinander verschieden sind (Luft zu Öl etwa wie i , 2,5), wird die im Kondensator aufspeicherbare Elektrizitätsmenge ebenso stark vom Stand des Schmierölspiegels zwischen den Kondensatorbelägeny je höher der Ölstand, desto größer die Elektrizitätsmenge und umgekehrt. Man kann also das Meßgerät für die unmittelbare Anzeige des Ölstandes einrichten. Beim Umlaufen der Welle wird sich der Ölspiegel nach der Umlaufparabel einstellen und das Meßgerät eine andere Anzeige machen, die aber für den richtigen Ölspiegel und die normale Drehzahl immer die gleiche sein wird; daher ist die Überwachung des Ölstandes auch während des Betriebes möglich.The condenser is according to the invention in the area of the oil level in the Built-in cavity of the turbine shaft, put under voltage and the The amount of electricity stored in it measured with one of the usual measuring devices. This amount of electricity depends on the dielectric constant of the two coverings of the condenser separating agent, here oil and air, and there these constants are very different from each other (air to oil like i, 2.5), the one in the condenser The amount of electricity that can be accumulated is also strongly dependent on the level of the lubricating oil level between the capacitor layers, the higher the oil level, the greater the amount of electricity and vice versa. So you can use the measuring device for the immediate display of the oil level set up. When the shaft revolves, the oil level will be according to the orbital parabola set and the measuring device make a different display, but for the correct one Oil level and normal speed will always be the same; hence the surveillance the oil level is also possible during operation.

Für den Aufbau des Kondensators kann erfindungsgemäß die Welle selbst herangezogen werden, indem sie den äußeren Belag des Kondensators bildet; die Spannung wird ihr durch eine Schleifbürste zugeführt, die auch die Verbindung mit dem Meßgerät herstellt. Den inneren Belag des Kondensators bildet ein im Wellenhohlraum angeordneter Ring, der über eine isolierende Befestigung von einem umlaufenden Turbinenteil mit in Umdrehung versetzt wird, über eine Schleifbürste unter Spannung gesetzt und auch mit dein Meßgerät verbunden werden kann. Ebensogut kann der innere Belag auch an einem der feststehenden Maschinenteile isoliert aufgehängt und mit einer festen Leitung mit der Spannungsquelle und dem Meßgerät verbunden werden.According to the invention, the shaft itself can be used to build the capacitor be used by forming the outer coating of the capacitor; the voltage is fed to her by a grinding brush, which is also the connection with the measuring device manufactures. The inner lining of the capacitor is formed by a layer arranged in the shaft cavity Ring, which has an insulating attachment from a rotating turbine part with is set in rotation, put under tension via a grinding brush and also can be connected to your measuring device. The inner coating can just as well one of the fixed machine parts suspended in isolation and with a fixed Line to be connected to the voltage source and the measuring device.

In der Zeichnung sind drei Abwandlungen der Erfindung als" Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.In the drawing, three modifications of the invention are referred to as "exemplary embodiments shown schematically.

Abb. i zeigt die grundsätzliche Ausführung gemäß der Erfindung. -In die Bohrung i 'einer Turbinenwelle 2 oder ihrer Verlängerung ist in der Höhe des normalen Schmierölstandes 3 ein ringförmiger Kondensator angeordnet, dessen beide Beläge 4 und 5 mit isolierenden Zwischenstücken 6 und 7 an Hängeschienen S und 9 an der Ölzuführungshaube io der Laufradverstellung aufgehängt sind. Durch elektrische Leitungen sind beide Beläge 4 und 5 mit einer Spannungsquelle i i und einem elektrischen Meßgerät 12, das gleich für die unmittelbare Anzeige des Ölstandes eingerichtet sein kann, verbunden.Fig. I shows the basic design according to the invention. -In the bore i 'of a turbine shaft 2 or its extension is at the level of the normal lubricating oil level 3 arranged an annular capacitor, both of which Decks 4 and 5 with insulating spacers 6 and 7 on hanging rails S and 9 are suspended from the oil supply hood io of the impeller adjustment. By electrical Lines are both pads 4 and 5 with a voltage source i i and an electrical one Meter 12, which is set up for the immediate display of the oil level can be connected.

Abb.2 stellt die vereinfachte Bauart der Einrichtung unter erfindungsgemäßer Verwendung der Turbinenwelle als den einen Belag des Kondensators dar. Die Turbinenwelle 2 bildet den äußeren Belag, ein auf der mit der Turbinenwelle umlaufenden Ölzuleitung zum Laufradstellmotor isoliert befestigter Ring 13 den inneren Belag, dem elektrische Spannung von; einer Spannungsquelle i i über elektrische Leitungen, eine Schleifbürste 14 und einen Schleifring 15 zugeleitet wird. Eine zweite Schleifbürste 16 verbindet über elektrische Leitungen die Spannungsquelle i i und das Meßgerät i2 mit der als äußeren Belag dienenden Welle 2.Fig.2 shows the simplified design of the device under the invention Use of the turbine shaft as the one facing of the condenser. The turbine shaft 2 forms the outer coating, one on the oil supply line that rotates with the turbine shaft to the impeller servomotor, attached ring 13 insulates the inner lining, the electrical one Voltage of; a voltage source i i via electrical lines, a grinding brush 14 and a slip ring 15 is fed. A second grinding brush 16 connects the voltage source i i and the measuring device i2 with the as outer lining serving shaft 2.

Abb. 3 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie Abb. 2, nur ist hier der den inneren Belag bildende Ring 20 mit Zwischenstücken 21 isoliert, mit Hängeschienen 22 an der Ölzuführungshaube io der Laufradverstellung feststehend aufgehängt und mit elektrischen Leitungen mit der Spannungsquelle i i und dem Meßgerät 12 verbunden. Die Turbinenwelle :2 wird als äußerer Belag benutzt und über die Schleifbürste 16 mit der Spannungsquelle i i und dem Meßgerät 12 verbunden.Fig. 3 shows a similar structure to Fig. 2, only here it is the den inner lining forming ring 20 with spacers 21 insulated, with hanging rails 22 fixedly suspended on the oil supply hood io of the impeller adjustment and connected to the voltage source i i and the measuring device 12 by electrical lines. The turbine shaft: 2 is used as the outer covering and over the grinding brush 16 connected to the voltage source i i and the measuring device 12.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for measuring the lubricating oil level for the impeller hubs of vertical axis Kaplan turbines by means of an electrical capacitor, characterized in that the condenser (4, 5) in the bore (i) of the turbine shaft (2) is arranged in the area of the oil level (3) so that its dielectric is partially is formed by the lubricating oil and its capacity, which changes with the oil level, as a measure for the oil level is measured with one of the customary measuring instruments (12).

2. Device according to claim i, characterized in that the one coating of the capacitor from the turbine shaft (a) and the other from one seated in its bore (i) Ring (13) is formed, which rotates in isolation with the shaft (2).

3. Establishment according to claim i, characterized in that the one coating of the capacitor of the turbine shaft (2) and the other from one hanging freely in its bore (i) Ring (2o @ is formed on a fixed part (io) of the machine set is attached isolated.