Турбокомпрессор

 

Изобретение относится к компрессоростроению. Турбокомпрессор содержит имеющий упорный уступ корпус, вставляемый в него, состоящий из роторной и статорной частей пакет и закрывающую корпус с одной стороны крышку. Турбокомпрессор снабжен также несущим роторную часть валом, выступающие из корпуса вправо и влево цапфы которого установлены в подшипниковых кронштейнах. Последние расположены вне корпуса. Вал установлен в радиальном и радиально-упорном подшипниках. Подшипники установлены в подшипниковых кронштейнах. Кронштейны закреплены на выступающих из корпуса торцевых частях статорной части пакета. Центрирование пакета в радиальном направлении осуществляется за счет отверстий, выполненных в области упорного уступа отверстия и в крышке, а в осевом направлении в эксплуатационных условиях - с помощью упорного уступа корпуса и радиально-упорного подшипника. Конец статорной части пакета, имеющий меньший диаметр, и кронштейн, имеющий больший диаметр, соединены посредством переходного устройства. Использование изобретения позволит обеспечить точное центрирование роторной части в статорной части, что повышает эксплуатационную надежность турбокомпрессора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к компрессоростроению.

Для поддержания рабочих параметров и обеспечения требуемого спокойного хода, а также эксплуатационной надежности при конструировании и изготовлении турбомашин следует выдерживать высокие требования в отношении допусков. В частности, при пересборке без возможности дополнительной обработки корпуса имеющиеся неточности изготовления могут привести к еще большим проблемам при пуске машины. Упомянутые проблемы возникают особенно в том случае, если корпус компрессора вварен в трубопровод и нужно заменить пакет, состоящий из роторной и статорной частей.

Известен центробежный насос, содержащий двухпоточный и двухспиральный корпус и аксиально извлекаемый внутренний блок (патент Швейцарии N 640 608, кл. F 04 D 29/62, 13.04.84). Для того, чтобы можно было извлечь внутренний блок вместе с подшипником со стороны привода, диаметр конца внутреннего блока, расположенного в корпусе со стороны привода, выполнен меньше диаметра наименьшего из отверстий в корпусе для размещения внутреннего блока.

Эта конструкция имеет тот недостаток, что диаметр подшипника должен соответствовать наименьшему отверстию в корпусе.

Наиболее близким к данному изобретению является трубокомпрессор, содержащий снабженный упорным уступом корпус, вставляемый в него пакет, состоящий из роторных и статорных частей, закрывающую корпус с одной стороны крышку, а также несущий роторные части вал. Вал опирается в зоне выполненного в упорном уступе отверстия на радиальный подшипник, а в зоне крышки - на радиально-упорный подшипник.

Центрирование пакета в радиальном направлении осуществляется за счет отверстия, выполненного в зоне упорного уступа корпуса, и отверстия, выполненного в крышке, а в осевом направлении в эксплуатационных условиях - за счет упорного уступа в корпусе и радиально-упорного подшипника (заявка РСТ N W0 87/05080, кл. F 04 D 17/12, 27.08.87).

Недостатками этой конструкции являются тонкий вал и малый диаметр радиальных подшипников, так что могут передаваться лишь небольшие усилия. Небольшие усилия означают передачу меньшей мощности при равном конструктивном объеме корпуса.

Задачей изобретения является создание турбокомпрессора, у которого переделка конструкции возможна без описанных проблем и с помощью которого можно передавать также большие мощности.

В турбокомпрессоре, содержащем снабженный упорным уступом корпус, вставляемый в него пакет, состоящий из роторных и статорных частей, закрывающую корпус с одной стороны крышку, а также несущий роторные части вал, опирающийся на радиальный и радиально-упорный подшипники, причем центрирование пакета в радиальном направлении осуществляется за счет отверстия, выполненного в зоне упорного уступа корпуса, и отверстия, выполненного в крышке, а в осевом направлении в эксплуатационных условиях - за счет упорного уступа в корпусе и радиально-упорного подшипника, указанная задача решается тем, что подшипники установлены в расположенных вне корпуса подшипниковых кронштейнах и выполненные в виде цапф концы выступающего из корпуса вала размещены в подшипниковых кронштейнах, каждый из которых закреплен на соответствующем, выступающем из корпуса торцевом конце статорной части пакета, при этом между соответствующим, выступающим из корпуса торцевым концом статорной части пакета и соответствующим подшипниковым кронштейном установлено переходное устройство для соединения конца статорной части, имеющей меньший диаметр, и подшипникового кронштейна, имеющего больший диаметр.

Переходное устройство может быть снабжено кольцевой вставкой с запорным лабиринтом для отделения подшипникового кронштейна и уплотнения вала запорным газом.

В переходном устройстве могут быть выполнены отверстия для подвода к уплотнениям или камерам на конце статорной части затворного газа.

Существенным в изобретении является крепление кронштейна подшипника на выступающем из корпуса торцевом конце статора пакета. При этом важным в смысле изобретения является, чтобы кронштейн подшипника был связан с пакетом, а не с корпусом. При обычных традиционных конструкциях фланец кронштейна подшипника навинчивается непосредственно на корпус. Компоновка согласно изобретению позволяет осуществить точное центрирование роторной части относительно статорной части вне корпуса. Так как потери турбомашины в основном определяются величиной зазора между ротором и статором, то решающее значение имеет оптимальное центрирование ротора и статора в пакете. После центрирования в мастерской можно зафиксировать точное расположение статора и ротора относительно друг друга с помощью цилиндрических и/или конических штифтов, так чтобы после демонтажа кронштейнов подшипников можно было вставить отцентрированный пакет в корпус. Независимо от установления положения пакета относительно оси корпуса, сохраняется установленное и определяющее теряемую мощность точное расположение статора и ротора относительно друг друга. Благодаря этому, исключаются возможные воздействия на эксплуатационные свойства и надежность в работе турбокомпрессора из-за возможных отклонений в имеющемся корпусе в области подгонки пакета к корпусу и пакета к крышке.

При предложенном конструктивном варианте имеющийся в наличии корпус и имеющаяся в наличии крышка не имеют никакого влияния на положение ротора относительно статорной части. Вследствие этого, можно осуществить контроль положения вмонтирования ротора относительно статорной части без корпуса. Благодаря этому, сводится к минимуму риск при монтаже в имеющийся в наличии корпус на месте строительства.

В зависимости от соотношений диаметров между торцевым концом статора и относящимся к нему кронштейном подшипника может быть целесообразным вставить между ними переходное устройство. Переходное устройство предпочтительно используют в первую очередь для того, чтобы создать выравнивание между выступающим из корпуса, имеющим в большинстве случаев меньший диаметр, концом статора и имеющим больший диаметр фланцем кронштейна подшипника.

Переходное устройство можно использовать также для установки в нем уплотнения (например, запорный лабиринт) между кронштейном подшипника и уплотнением вала, которое требуется при уплотнениях с газовой смазкой и при лабиринтных уплотнениях, а также при смазанных маслом уплотнениях с раздельной масляной системой, т.е. масло подшипника и масло уплотнения разделены. Подсоединение затворного газа может осуществляться непосредственно на переходном устройстве. Переходное устройство можно использовать также для выполнения подсоединительных отверстий к уплотнениям или камерам в конце статора.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен турбокомпрессор, продольный разрез.

Представленный на чертеже турбокомпрессор имеет корпус 1. В этом примере выполнения расположенная слева область корпуса 1 снабжена упорным уступом 2. В качестве альтернативы возможна также конструкция крышки с функциями упорного уступа. В этот корпус вставляют по оси пакет, состоящий из роторной 3 и статорной 4, 5 частей, а также вала 6. При этом находящаяся слева статорная часть 5 пакета прилегает к упорному уступу 2. Завершение правой стороны образует крышка 7, которая соединена с корпусом 1 с помощью винтов 8. Соответствующие торцевые концы 9, 10 статора 4, 5 выступают из торцевой стороны крышки 7 или корпуса 1. В этом примере выполнения на этот конец 9, 10 навинчено переходное устройство 11, 12. Другая сторона переходного устройства 11, 12 соединена с соответствующим кронштейном 13, 14 подшипника. Расположенный в этом примере выполнения слева подшипник представляет собой радиальный подшипник 15, а расположенный справа подшипник - радиально-упорный подшипник 16. Направление пакета в радиальном направлении осуществляется, во-первых, с помощью отверстия 17 в упорном уступе 2 корпуса 1, а во-вторых, отверстием 18 в крышке 7. Направление пакета по оси осуществляется в рабочих условиях с помощью упорного уступа 2 корпуса 1 и с помощью расположенного здесь справа радиально-упорного подшипника 16. Уплотнение между давлением в зоне 19 всасывания и конечным давлением в зоне 20 нагнетания в пакете относительно корпуса 1 осуществляется с помощью расположенного между статорной частью 5 и корпусом уплотнения 21. В этом примере выполнения в обоих переходных устройствах 11, 12 установлен запорный лабиринт в качестве уплотнения между кронштейном 13, 14 подшипника и уплотнением вала. Затворный газ подается при этом с помощью вставки 22 соответствующего запорного лабиринта 23.

Формула изобретения

1. Турбокомпрессор, содержащий снабженный упорным уступом корпус, вставляемый в него пакет, состоящий из роторных и статорных частей, закрывающую корпус с одной стороны крышку, а также несущий роторные части вал, опирающийся на радиальный и радиально-упорный подшипники, причем центрирование пакета в радиальном направления осуществляется за счет отверстия, выполненного в зоне упорного уступа корпуса, и отверстия, выполненного в крышке, а в осевом направлении в эксплуатационных условиях - за счет упорного уступа в корпусе и радиально-упорного подшипника, отличающийся тем, что подшипники установлены в расположенных вне корпуса подшипниковых кронштейнах и выполненные в виде цапф концы выступающего из корпуса вала размещены в подшипниковых кронштейнах, каждый из которых закреплен на соответствующем выступающем из корпуса торцевом конце статорной части пакета, при этом между соответствующим выступающим из корпуса торцевым концом статорной части пакета и соответствующим подшипниковым кронштейном установлено переходное устройство для соединения конца статорной частя, имеющей меньший диаметр, и подшипникового кронштейна, имеющего больший диаметр.

2. Турбокомпрессор по п. 1, отличающийся тем, что переходное устройство снабжено кольцевой вставкой с запорным лабиринтом для отделения подшипникового кронштейна и уплотнения вала запорным газом.

3. Турбокомпрессор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в переходном устройстве выполнены отверстия для подвода к уплотнениям или камерам на конце статорной части затворного газа.

Приоритет по пунктам 08.10.97 - по п.1; 29.10.96 - по пп.2 и 3.

РИСУНКИ

Рисунок 1