DE937120C

DE937120C - Impeller for centrifugal compressor

Info

Publication number: DE937120C
Application number: DEM976D
Authority: DE
Inventors: Valentin Hofmann; Christian Schoerner; Alfred Dipl-Ing Dr-In Schuette
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1943-06-17
Filing date: 1943-06-17
Publication date: 1955-12-29

Description

Laufrad für Schleuderverdichter Die Erfindung betrifft eine, besondere Ausführung vom Laufrädern. für Schleuderverdichter bekannter Art, deren Förderkanäle durch eine getrennte Deckscheibe abgedeckt sind. Diese Bauart ist insofern vorteilhaft, als die durch das Aufschweißen oder Vernieten der Deckscheibe mixt den Schaufeln des Radkörpers entstehenden unkontrollierbaren Spannungen nicht auftreten können.Impeller for centrifugal compressors The invention relates to a particular one Execution of impellers. for centrifugal compressors of known type, their conveying channels are covered by a separate cover disk. This type of construction is advantageous in that than that by welding or riveting the cover disc mixes the blades the uncontrollable stresses arising from the wheel body cannot occur.

Es ist bereits ein Laufrad mit getrennter Deckscheibe bekannt, dessen Deckscheibe gegen die freien Kanten der mit der Läuferscheibe aus einem Stück gearbeiteten. Schaufeln in axialer Richtung gepreßt wird und bei dem mit der Deckscheibe durch Rippen ein Nabenstück verbunden ist, das an der Läufernabe zentriert mit Hilfe eines Gewindes angedrückt wird.There is already an impeller with a separate cover plate known whose Cover disk against the free edges of the machined from one piece with the carrier disk. Blades is pressed in the axial direction and with the cover disk through A hub piece is connected, which is centered on the rotor hub with the help of a rib Thread is pressed.

Sofern man bei dieser bekannten Ausbildung keine allzu starken Deckscheiben und damit unnötig große Gewichte in Kauf nehmen will, kann bei diesem bekannten Laufrad jedoch nicht verhindert werden, daß durch die entstehenden Momente der Fliehkräfte benachbarter Ringelemente ein Aufstülpen der Meridianfoirm begünstigt wird. Dieses Abheben des äußeren Deckscheibenrandes von der Laufsahaufeloberkante ergibt im Betrieb zusätzliche Spannungen, die insbesondere bei den zur Erreichung einer hohen Siufenförderhöhe"erforderlichen Umfangsgeschwindigkeiten, namentlich in Verbindung mit einem großen Saugmunddurchmesser, beträchtlicheWerte annehmenkönnen.As long as one does not have too strong cover disks in this known training and thus want to accept unnecessarily large weights, this can be known Impeller, however, cannot be prevented by the centrifugal forces arising neighboring ring elements, the meridian shape is favored. This Lifting the outer edge of the cover disk from the upper edge of the rotor blade results in operation additional stresses, particularly in the to achieve a high Suffeförderhöhe "required circumferential speeds, namely in connection with a large suction mouth diameter, can assume considerable values.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, 'diese Nachteile zu beseitigen und außerdem eine. einfachere Herstellung solcher Laufräder zu ermöglichen. Bei der Lösung dieser Aufgabe wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß in Scheiben nach Art der Tellerfedern, die am inneren und äußeren Rand senkrecht zur Ebene der Tellerränder durch eine am Umfang gleichmäßig verteilte Kraft beansprucht werden,, bei geeigneter Formgebung und Auslegung im inneren Ringbereich im wesentlichen nur Druckspannungen in Umfangsrichtung. auftreten. Wird dieser Spannungszustand durch infolge Fliehkraftwirkung ausgelöste Spannungen überlagert, so kann festgestellt werden, daß die cri Innenrand einer solchen umlaufenden Scheibe auftretenden Ringzugspannungen abgebaut werden.The invention is based on the object of eliminating these disadvantages and also a. to enable easier manufacture of such impellers. at The solution to this problem is based on the knowledge that in slices after Type of disc springs that are perpendicular to the plane of the disc rims on the inner and outer edge be stressed by a force evenly distributed around the circumference, if suitable Shaping and design in the inner ring area essentially only compressive stresses in the circumferential direction. appear. This state of tension is due to the effect of centrifugal force overlaid released stresses, so it can be determined that the cri inner edge such a revolving disk can be relieved of tensile stresses occurring in the ring.

Unter Ausnutzung dieser vorteilhaften. Wirkung ist erfindungsgemäß die Deckscheibe eines Laufrades, @für Schleuderverdichter als' Tellerfeder ausgebildet, und zwar so, da.ß der Neigungswinkel der Innenfläche zur Läufrad:achse im unangepreßten Zustand spitzer als- der entsprechende,- Neigungswinkel der freien Kanten der Laufschaufeln ist, so daß sich im angebauten Zustand am Innenrand der Scheibe eine ,axiale Vorspamnung ergibt: Diese Vorspannung wirkt den, im Betrieb auftretenden Fliehkräften entgegen und verhindert ein Abheben der Deckscheibe. Außerdem werden., wie oben bereits dargelegt, die am Innenrad auftretenden Ringzugspannungen abgebaut, wodurch eine solche Deckscheibe nach der Erfindung im Bereiche des Saugmundes ,im allag-emeinen nicht stärker bemessen zu werden braucht, als es bei, den bekannten Laufrädern üblich ist.Taking advantage of this beneficial. Effect is according to the invention the cover disk of an impeller, @ designed as a 'disk spring for centrifugal compressors, in such a way that the angle of inclination of the inner surface to the impeller: axis in the unpressed State more acute than - the corresponding - angle of inclination of the free edges of the rotor blades is, so that in the installed state on the inner edge of the disc there is an axial preload results: This preload counteracts the centrifugal forces that occur during operation and prevents the cover disk from lifting off. In addition, as already explained above, the ring tensile stresses occurring on the inner wheel are reduced, creating such a cover disk according to the invention in the area of the suction mouth, in general not more strongly dimensioned needs to be than is usual with the known impellers.

Zur Anpressung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Deckbleches kann in am; sich bekannter Weise ein Leitstern oder Vorsatzläufer dienen. Hierfür kann aber auch ein korbartiger Spannring verwendet werden, oder es kann die Deckscheibe gegen die Läuferscheibe durch besondexe Spannanker festgezogen sein.To press the cover plate proposed according to the invention can in on; As is known, a guiding star or auxiliary rotor are used. For this can however, a basket-like clamping ring can also be used, or the cover disk can be used be tightened against the carrier disc by special tensioning anchors.

Im folgenden soll die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen erläutert werden.In the following, the invention is to be explained using a few exemplary embodiments will.

Abb. i zeigt ein Schleuderlaufrad i mit radialen Laufschaufeln 2. Die Blechdedcscheibe.3 hat eine von der Kegeloberfläche der Laufschaufeloberkanüen abweichende Form, welche die Forrnänderung des Blechtellers 3 beim axialen Andrücken am Innenrand berücksichtigt. Das Anpressen der Deckscheibe 3 erfolgt durch die überstehenden Enden. des vorgesehenen axialen Eintrittsleitsternes 4 oder - Vorsatzläufers, der mittels der Mutter 5 gegen die Näbe- des Laufrades- gedrückt wird.Fig. I shows a centrifugal impeller i with radial rotor blades 2. The Blechdedcscheibe.3 has one of the conical surface of the rotor blade upper cannula different shape, which changes the shape of the sheet metal plate 3 when pressed axially taken into account on the inner edge. The pressing of the cover plate 3 takes place through the protruding End up. of the intended axial inlet guide star 4 or - auxiliary rotor, the is pressed against the hub of the impeller by means of the nut 5.

Die Abh. i a zeigt die Deckscheibe im nicht angepreßten Zustand: Mit a äst der Kegelwinkel des am:gepreßten Bleches bezeichnet. Im urgedrückten Zustand ist dieser Winkel um den Betrag ß (in Winkelgraden) kleinere. Die Deckscheibendeformation, die vom Scheibenradius abhängig ist, ist mit y = f (r) angegeben.Abh. Ia shows the cover plate in the unpressed state: with a the cone angle of the am: pressed sheet metal denotes. In the originally pressed state, this angle is smaller by the amount ß (in degrees of angle). The cover disk deformation, which depends on the disk radius, is given by y = f (r) .

Bei Auerführung nach Abb.2 erfolgt das Andrücken des DeckscheibenbileohtelleTs 3 durch einen Ring 6, der über korbartige Speichen 7 mit der Welle unter gleichzeitigem Verspannen des Blechtellers 3 verschraubt wird. Die Speichen 7 können dabei durch. Ausbildung als Leitschaufeln zur Erzeugung eines Vordradles herangezogen werden.With the execution as shown in Fig. 2, the cover disc mounting point is pressed on 3 by a ring 6, which has basket-like spokes 7 with the shaft at the same time Bracing of the sheet metal plate 3 is screwed. The spokes 7 can thereby through. Training as guide vanes can be used to generate a Vordradles.

Eine weiteire AusfÜhrungsmöglichkeit ist in .. Abb, 3 gezeigt, bei welcher der die Deckscheibe 3 axial am Innenrand andrückende Ring 8 Anker 9 aufweist, welche auf der Rückseite des Laufrades i vernietet, verschweißt oder verschraubt werden. Auch die Anker 9 können als Strömungsledtfiächen ausgebildet sein:Another option is shown in Fig. 3, at which of the ring 8 pressing the cover disk 3 axially on the inner edge has armature 9, which are riveted, welded or screwed to the rear of the impeller i will. The armatures 9 can also be designed as flow surfaces:

Claims

PATENT CLAIMS: i. Impeller for centrifugal compressor with the cover the flow channels through a cover disk, ivedche through an in axiaJar. Direction acting means taken at its inner edge and against, the free, edges is pressed against the rotor blades connected to the rotor disk, characterized in that, because the cover disk is designed as a disc spring, with the angle of inclination the inner surface to the impeller axis in the unpressed state is more pointed than. the corresponding Angle of inclination-1 of the free edges. the blades is chosen so that in installed condition on the inner edge of the disc results in an axial preload. '

2. Impeller according to claim i, characterized by one in a manner known per se to press on the cover surface as the guiding star or auxiliary rotor (Fig. i). .

3. impeller scar claim i, characterized by a. basket-like clamping ring serving to adapt the cover plate (section 2). 4 .. impeller according to claim i, characterized by tensioning anchor. which pull the cover disk against the carrier disk (Section 3). Cited publications: German Patent Specifications No. 462 853, 755 198; Journal »Luftfahrtforschung«, Berlin-Munich, 1937, Vol. 1 ¢, Lfg. Q./5, p. 244 NS 253.