Damit die Drehzahl stimmt. Voith Turboregelkupplungen

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1 Damit die Drehzahl stimmt. Voith Turboregelkupplungen 1

2 Voith setzt Maßstäbe in den Märkten Energie, Öl & Gas, Papier, Rohstoffe und Transport & Automotive. Gegründet 1867, ist Voith heute mit mehr als Mitarbeitern, 4,3 Milliarden Euro Umsatz und Standorten in über 60 Ländern der Welt eines der großen Familien unter nehmen Europas. 2

3 Wenn es um zuverlässige Drehzahlregelung geht. Voith Turboregelkupplungen arbeiten nach dem Prinzip der hydro dyna mischen Leistungsübertragung. Viele unserer Kupplungen befinden sich seit mehr als 40 Jahren im Einsatz und sorgen für einen störungsfreien Betrieb. Die übertragbare Leistung reicht bei den Voith Turboregelkupplungen von 100 kw bis kw. In Antriebssträngen mit Elektro- oder Verbren nungsmotor regeln sie die Drehzahl der Arbeitsmaschine. Diese läuft immer im optimalen Drehzahlbereich für Ihre Anwendung. Im besonderen Maß finden sich Voith Turboregelkupplungen bei Pumpen, Gebläsen und Kompressoren im Einsatz und das seit vielen Jahrzehnten weltweit. Typische Anwendungsgebiete Kraftwerke Öl- und Gasindustrie Chemische Industrie Fernheizkraftwerke Hüttenindustrie Wasserwirtschaft 3

4 Steigern Sie Ihre Anlagenverfügbarkeit. In Kraftwerken, Raffinerien, Öl-Plattformen oder anderen industriellen Einsatz bereichen kommt der Anlagenverfügbarkeit eine besondere Bedeutung zu. Ungeplante Stillstände verursachen erhebliche Einnahmeausfälle und Kosten. Unsere Kunden müssen sich darüber keine Gedanken machen. Zuverlässigkeit erhöhen Seit 1952 baut Voith Turboregelkupplungen. Ob im Wüs tenklima, tropischen Regenwald, Meeresklima oder in ex plo sionsgefährdeten Bereichen, die Turbo regel kupp lungen von Voith laufen absolut zuverlässig. Dank einer kompakten und robusten Bauweise können äußere Einflüsse ihr nichts anhaben. Energieverbrauch verringern Die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors ist bei reduzierter Drehzahl geringer als bei starrer Drehzahl mit Drosselregelung. Dadurch sparen Sie Energie und senken Ihre Betriebskosten. Lebensdauer verlängern Ein lastloser Motorhochlauf und eine sanfte Beschleunigung der Arbeitsmaschine führen zu weniger Belastung im ge samten Antriebsstrang. Drehschwingungen und Stöße dämpft die hydrodynamische Turboregelkupplung ebenfalls und schützt so Motor und Arbeitsmaschine. Dies erhöht die Lebens dauer Ihres gesamten Antriebsstrangs. Platz sparen Schmierölsystem integrieren Das Schmierölsystem der Voith Regelkupplung kann auch Motor und Arbeitsmaschine zu jeder Zeit mit Öl versorgen. Sie sparen Platz und Kosten. Kosten senken Dank der verschleißfreien hydrodynamischen Kraftüber tragung sind die Wartungskosten gering mit langfristig planbaren Wartungsintervallen. Im Vergleich zu Systemen mit Leistungselektronik sind während der gesamten Betriebszeit keine zusätzlichen Investitionen nötig. 4

5 Weltweit in mehr als Antrieben im Einsatz. Bis zu 4x 58 höhere Lebensdauer als ein Frequenzumrichter. Bereits über Jahre im Einsatz. Leistungen bis zu kw Einsatztemperaturen von -40 C bis +50 C (Umgebungstemperatur) 5

6 Kompakt, einfach, robust. Funktion Voith Turboregelkupplungen sind Strömungskupplungen. Sie verbinden die Antriebsmaschine meist einen Elektromotor mit der jeweiligen Arbeitsmaschine. Die Leistung wird durch die Strömungsenergie der Arbeitsflüssigkeit übertragen. Diese strömt in einer ge schlossenen Arbeitskammer zwischen dem Pumpenrad (ver bunden mit der Antriebswelle) und dem Turbinenrad (verbunden mit der Abtriebswelle). Der Füllgrad der Kupplung kann während des Betriebes zwischen 0 % und 100 % verändert werden, wo durch eine exakte und stufenlose Drehzahlregelung der Arbeitsmaschine möglich ist. Der Regelbereich hängt von der Lastcharakteristik (Verhältnis von Drehmoment zu Drehzahl) ab. Turboregelkupplung 3D Schnittbild und vereinfachter Längsschnitt Pumpenrad 2 Turbinenrad 3 Schale 4 Schöpfrohrgehäuse 5 Schöpfrohr 6 Kühler 7 Ölpumpe 8 Ölwanne 6

7 Drehmomentkurven Betriebsbereich Das Leistungsdiagramm zeigt die über tragbaren Kupplungsdrehmomente M K bei unterschiedlicher Schöpfrohrstellung als Funktion der Abtriebsdrehzahl. Die gewünschte Abtriebsdrehzahl ist das Ergebnis eines stabilen Schnittpunkts von Kupplungsmoment M K und Last moment (Lastkennlinie). Drehmomentkurven verschiedener Arbeitsmaschinen im Turboregelkupplungskennfeld % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % III S min I M K in % % II % % 0 % IV Abtriebsdrehzahl in % der Antriebsdrehzahl Betriebsbereiche Der genaue Kennlinien-Verlauf hängt von Kupplungsgröße, Umlaufmenge und Ölviskosität ab. I, IV Anfahrbereich II Regelbereich III Überlastbereich Parameter Schöpfrohrstellung in % des Schöpf rohr hubes. M K S min Kupplungsmoment Nennschlupf im Auslegungs punkt S = (1 - n 2 /n 1 ) 100 [%] n 1 n 2 Antriebsdrehzahl Abtriebsdrehzahl Typische Lastkennlinien 1 Konstantes Moment (z. B. volumetrische Pumpen bei konstanten Gegendruck und Kom pres soren) 2 Fallendes Moment (z. B. Kesselspeisepumpen bei Gleit druckbetrieb) 3 Parabolisches Moment (Widerstand parabel, Pumpen ohne Ge gendruck, Gebläse) 4 Fallendes Moment (z. B. Kessel speise pumpen bei Fest druckbetrieb) 7

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9 Die Produktfamilie Die beste Lösung finden. Die Produktfamilie umfasst verschiedene Typen. Damit haben wir immer eine Antwort auf Ihre Anforderungen. Zusammen wählen wir die Turboregelkupplung aus, die optimal zu Ihrem Antrieb und zu Ihrer Anlage passt. Typ SVTL SVNL SVNL G SVL M SVNL vert. Merkmal Die SVTL hat ein Tunnelgehäuse und wälzgelagerte Wellen. Die SVNL hat ein horizontal geteiltes Gehäuse. Bei der SVNL sind die Wellen wälzgelagert; bei der SVNL G gleitgelagert. Die SVL M besitzt eine besonders hohe Leistungsdichte und hat ein horizontal geteiltes Gussgehäuse. Die Wellen sind gleitgelagert. Die SVNL vert. ist eine eigengelagerte Ausführung in vertikaler Achsrichtung. 9

10 Typ SVTL Turboregelkupplung Typ SVTL Der Kupplungstyp SVTL ist eine eigengelagerte Ausführung mit Tunnelgehäuse. Die rotierenden Teile sind in einem geschlossenen, öldichten Gehäuse gelagert. Elektromotor und Arbeitsmaschine sind über Verbindungskupplungen mit der Turboregelkupplung verbunden. Der Ölbehälter ist in das Gehäuse integriert, die Ölpumpe wird direkt von der Ein gangswelle angetrieben. Die Wellen sind wälzgelagert, die Lager werden über eine mechanisch angetriebene Schmier ölpumpe in der Turboregelkupplung geschmiert. Die Standardausführung der SVTL benötigt einen Mischölkühler für Arbeits- und Schmieröl. Für Maschinen höherer Leistungsklassen sind zwei separate Kreisläufe mit je einem Kühler für Arbeitsöl und Schmieröl erforderlich. Vereinfachter Längsschnitt Standardausführung Ausführung mit zwei Ölkreisläufen Externe Schmierölversorgung Pumpenrad 5 Schöpfrohr 1 Pumpenrad 6 Ölpumpe 2 Turbinenrad 6 Kühler 2 Turbinenrad 7 Ölwanne 3 Schale 7 Ölpumpe 3 Schale 8 Schmierölkühler 4 Schöpfrohrgehäuse 8 Ölwanne 4 Schöpfrohrgehäuse 9 Arbeitsölkühler 5 Schöpfrohr 10

11 SVTL Auswahldiagramm Nennleistung P 1 in kw SVTL 22-12,8 750 SVTL 21-6, SVTL 22-12,8 650 SVTL 33 HP* 650 SVTL SVTL HP* 562 SVTL 33 HP* 562 SVTL 33* 562 SVTL SVTL SVTL HP* 487 SVTL SVTL SVTL 22-2, Antriebsdrehzahl n 1 in min -1 SVTL Abmaße Typ A A B C Ölfüllung [l] Gewicht [kg] 422 SVTL 22-2, SVTL SVTL SVTL HP* SVTL SVTL SVTL HP* SVTL 33* SVTL 33 HP* SVTL SVTL 33 HP* SVTL , SVTL 22-12, SVTL 22-12, * Ausführung mit zwei Ölkreisläufen B C 11

12 Typ SVNL, SVNL G Die Kupplungstypen SVNL und SVNL G sind eigengelagerte Ausführungen mit horizontal geteiltem Gehäuse. Die ro tierenden Teile sind in einem geschlossenen, öldichten Gehäuse gelagert. Hauptmotor und Arbeitsmaschine sind über Verbindungskupplungen mit der Turboregelkupplung ver bunden. Turboregelkupplung SVNL G vereinfachter Längsschnitt Der Ölbehälter ist in das Gehäuse integriert, als Ölpumpe wird eine Kreiselpumpe (bei bestimmten Ausführungen eine Zahnradpumpe) verwendet, die direkt von der Eingangswelle an getrieben wird. Bei der Kupplungstype SVNL ist die Hauptwelle wälzgelagert. Die Lager werden mit Drucköl geschmiert. 6 Die Kupplungstype SVNL G hat eine gleitgelagerte Hauptwelle. Die Lager werden durch mit Druck beaufschlagtem Öl geschmiert. Zur Vorschmierung vor dem Hochlauf ist eine elektrisch angetriebene Hilfsschmierpumpe angebaut Pumpenrad 2 Turbinenrad 3 Schale 4 Schöpfrohrgehäuse 5 Schöpfrohr 6 Kühler 7 Ölpumpe 8 Ölwanne Turboregelkupplung SVNL und vereinfachter Längsschnitt Pumpenrad 2 Turbinenrad 3 Schale 4 Schöpfrohrgehäuse 5 Schöpfrohr 6 Kühler 7 Ölpumpe 8 Ölwanne 12

13 SVNL G Auswahldiagramm SVNL G Abmaße Typ A B C D Öl füllung [l] Gewicht [kg] Nennleistung P 1 in kw SVNL G 1330 SVNL G 682 SVNL 33 G 620 SVNL 33 G 620 SVNL 33 G SVNL 33 G SVNL G SVNL G A B D Antriebsdrehzahl n 1 in min -1 C SVNL Auswahldiagramm SVNL Abmaße Nennleistung P 1 in kw SVNL 22-32* 1210 SVNL HP 1210 SVNL SVNL SVNL SVNL 22-32* 866 SVNL Typ A B C Öl füllung [l] Gewicht [kg] 866 SVNL SVNL SVNL 22-32* SVNL SVNL 22-32* SVNL SVNL HP A B Antriebsdrehzahl n 1 in min -1 * Ausführung mit zwei Ölkreisläufen, siehe Schema Seite 10 C 13

14 Typ SVL M Die Kupplungstype SVL M ist eine eigengelagerte Ausführung mit hoher Leistungsdichte. Eingangs- und Ausgangswelle sind jede für sich im Gussgehäuse gelagert. Hauptmotor und Arbeits maschine sind über Verbindungskupplungen mit der Turboregelkupplung verbunden. Beide Kreisläufe werden durch mechanisch angetriebene Pumpen versorgt. Ein Durchsatzregelventil stellt die umlaufende Arbeitsölmenge ein und dient somit der Energieeinsparung. Die Wellen sind gleitgelagert. Die Lager werden durch mit Druck beaufschlagtem Öl geschmiert. Der Ölbehälter ist unten an das Gehäuse angeflanscht. Die Kupplung verfügt über zwei Ölkreisläufe: einen Arbeitsöl- und einen Schmierölkreislauf. Turboregelkupplung Typ SVL M vereinfachter Längsschnitt Pumpenrad 8 Umlaufregelventil 2 Turbinenrad 9 Hilfsschmierpumpe 3 Schale 10 Arbeitsölkühler Kupplungsgehäuse 11 Schmierölkühler 5 5 Ölwanne 6 Ölpumpe 12 Doppelfilter 13 Schmierölversorgung 7 Schöpfrohr 14 Hilfsschmierpumpenmotor 14

15 SVL M Auswahldiagramm SVL M Abmaße SVL M 750 SVL M 682 SVL M 620 SVL M 562 SVL M 510 SVL M 464 SVL M Antriebsdrehzahl n 1 in min -1 A B D Nennleistung P 1 in kw Typ A B C D Ölfüllung [l] Gewicht [kg] 464 SVL M SVL M SVL M SVL M SVL M SVL M SVL M C 15

16 Typ SVNL vert. Die Kupplungstype SVNL vert. ist eine eigengelagerte Ausführung in vertikaler Bauweise. Die drehenden Teile sind ganz im Gehäuse gelagert. Das Gehäuse kann an den Flansch der Ar beits maschine angepasst werden. Die Ölversorgung wird durch eine separate Ölversorgungsanlage sichergestellt. SVNL vert. und vereinfachter Längsschnitt Pumpenrad 2 Turbinenrad 3 Schale 4 Schöpfrohrgehäuse 5 Schöpfrohr 6 Kühler 7 Ölpumpe 8 Ölwanne 16

17 SVNL vert. Auswahldiagramm SVNL vert. Abmaße Typ A B C SVNL vert SVNL vert SVNL vert SVNL vert B A Nennleistung P 1 in kw 1150 SVNL vert SVNL vert. 866 SVNL vert. 750 SVNL vert C Antriebsdrehzahl n 1 in min -1 17

18 Einbindung der Voith Turbo regelkupplung in einen Regelkreis. Turboregelkupplungen regeln die Drehzahl von Arbeitsmaschinen. In vielen Fällen werden die Kupplungen in einen automatischen Ablauf eingebunden. Positions- und Prozessregelkreis im Vergleich Polrad mit Aufnehmer Motor Arbeitsmaschine Motor Arbeitsmaschine Schöpfrohr- Positionsregler Schöpfrohr- Positionsregler Drehzahl messumformer Stelleinheit Stelleinheit Istwert Schöpfrohrstellung 4 20 ma Sollwert Schöpfrohrstellung 4 20 ma Istwert Schöpfrohrstellung 4 20 ma Sollwert Schöpfrohrstellung 4 20 ma Prozessregler Drehzahlanzeige Prozess- Istwert 4 20 ma Prozess- Sollwert 4 20 ma Positionsregelkreis Schöpfrohrstellantrieb inkl. Positionsregler-Stelleinheit für kontinu ierlichen Regelbetrieb Prozessregelkreis Prozessregler Schöpfrohrstelleinheit inkl. Positionsregler-Stelleinheit für kon ti nu ier lichen Regelbetrieb Falls die Drehzahl als Prozesswert dienen oder angezeigt bzw. ein gespeist werden soll, ist eine Drehzahlmesseinrichtung erforderlich. Ähnlich der Drehzahl kann ein Prozesswert (z. B. Druck, Durch fluss etc.) in einen Regelkreis eingebunden werden. Dieser Prozesswert wird dann als Sollwert verwendet. 18

19 Voith Service Vom Herstellerwissen profitieren. Service vom Hersteller erhöht die Effizienz, Sicherheit und Verfügbarkeit Ihrer Anlage. Die Ingenieure und Techniker des weltweiten Voith-Servicenetzwerks sind für Sie da. Wir haben in allen Regionen der Welt lokale Service- und Vertriebsniederlassungen. Standorte weltweit Unsere Dienstleistungen Die Vorteile für Ihre Anlage Einbau, Inbetriebnahme Schulung Instandhaltung Original-Ersatzteile Modernisierung, Retrofit Serviceverträge + + Verbesserte Betriebssicherheit + + Erhöhte Lebensdauer + + Gesicherte Produktivität + + Optimierte Instandhaltungskosten + + Planbare Lebenszykluskosten 19

20 Voith Turbo GmbH & Co. KG Regelbare Antriebe Voithstraße Crailsheim, Germany Tel Fax vs.drives@voith.com cr104de, BD, Daten und Darstellungen unverbindlich. Änderungen vorbehalten.