CH667703A5

CH667703A5 - Radialverdichter.

Info

Publication number: CH667703A5
Application number: CH4547/85A
Authority: CH
Inventors: Vladimir Viktorovich Arkhipov; Gennady Fedorovich Velikanov; Jury Sergeevich Gontar; Viktor Leonidovich Evlannikov; Vladislav Mikhailovich Kemenev; Boris Fedorovich Kosarotov; Sergei Semenovich Lomonosov; Oleg Dmitrievich Rostovtsev
Original assignee: Proizv Ob Nevsky Z Im V I
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1985-10-22
Publication date: 1988-10-31
Also published as: GB8525831D0; DE3537587A1; FR2589528B1; FR2589528A1; GB2181785A; DE3537587C2; GB2181785B

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Kompressorbau, insbesondere auf Radialverdichter.

Es ist eine mehrstufige Kreiselpumpe bekannt, die ein Gehäuse enthält, welches auf den entgegengesetzten Seiten durch Deckel verschlossen ist und eine Eintrittskammer und eine Zuführungskammer (Austrittskammer) besitzt. In diesem Gehäuse ist ein Paket von Statorelementen und ein Rotor untergebracht. Das Paket von Statorelementen enthält Scheidewände, Diffusoren und Umkehrleitapparate, die starr miteinander verbunden sind.

Die am Rande befindliche Scheidewand des Pakets von Statorelementen, die auf der Seite der Eintrittskammer angeordnet ist, ist mit Hilfe von über die gesamte Breite der Scheidewand ausgeführten Rippen starr mit einem Gehäusedeckel verbunden, welcher sich auf der Seite der Eintrittskammer befindet.

Da zwischen dem Paket von Statorelementen und dem auf der Seite der Austrittskammer befindlichen Gehäusedeckel ein Axialspalt vorhanden ist, so können die Verbindungselemente des Pakets sowohl mit Druck- als auch mit Zugkräften belastet sein. Zum Ausgleich von Zugkräften in den Verbindungselementen des Paketes ist zwischen dem Paket von Statorelementen und dem auf der Seite der Austrittskammer befindlichen Gehäusedeckel ein elastisches Element in Gestalt einer kegelförmigen Einlage (siehe z.B. die Patentschrift Nr. 3 801 217, erteilt in den USA am 2. April 1974, Klasse F 04 d).

Das Vorhandensein zweier Gehäusedeckel und eines elastischen Elementes in Form einer Kegelfeder erhöht den Arbeitsaufwand bei der Herstellung und dem Zusammenbau der Pumpe.

Ausserdem setzt das Vorhandensein zweier Gehäusedeckel zwei Dichtungen (zwischen den Deckeln und dem Gehäuse) voraus, was die Zuverlässigkeit der Pumpe bei deren Betrieb herabmindert.

Es ist ferner ein mehrstufiger Radialverdichter bekannt, der ein Gehäuse enthält, welches eine Eintritts- und eine Austrittskammer besitzt. Das Gehäuse ist von einem zylindrischen Teil und einer Stirnwand gebildet, die in einem Stück gegossen sind. Die in einem Stück mit dem zylindrischen Gehäusteil gegossene Stirnwand befindet sich auf der Seite der Austrittskammer. Auf der Seite der Eintrittskammer ist das Gehäuse durch einen Deckel verschlossen. Im Gehäuse sind ein Paket von Statorelementen und ein Rotor untergebracht, der eine Welle mit auf diese aufgesetzten Laufrädern und einem Entlastungskolben enthält. Das Paket von Statorelementen enthält Scheidewände, Diffusoren und einen Umkehrleitapparat. In der Öffnung der Stirnwand des Gehäuses ist der Aussenring einer Labyrinthdichtung des Entlastungskolbens und eines der Traglager der Rotorwelle angeordnet, das andere Traglager der Rotorwelle befindet sich im Gehäusedeckel (siehe den Prospekt der Firma Nuvo Pignoni 398/11 Artigraf-Firenze 3-82).

Ein derartiger Verdichter ist verhältnismässig kompliziert im Zusammenbau, weil beim Einbringen des mit dem Rotor zusammengebauten Pakets von Statorelementen in das Verdichtergehäuse der Entlastungskolben mit einem geringen Spalt in den Aussenring der Labyrinthdichtung des Entlastungskolbens hineingehen soll, welcher Aussenring in der Stirnwand des Verdichtergehäuses angeordnet ist, was relativ komplizierte Vorrichtungen für die Montage (den Zusammenbau) erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdichter zu schaffen, bei welchem der Deckel und die in der Nähe desselben befindlichen Scheidewand eine solche Ausführung hätten, dass sie es gestatten würde, den Zusammenbau zu vereinfachen und die Zuverlässigkeit des Verdichters während des Betriebs zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Radialverdichter, in dessen Gehäuse, das auf einer Seite durch einen Deckel verschlossen ist und eine Eintritts- und Austrittskammer besitzt, sich mindestens eine Verdichtungsstufe befindet, die ein Paket von Statorelementen aufweist,

welches Scheidewände, einen Diffusor und einen Umkehrleitapparat enthält, die starr miteinander verbunden sind, sowie ein Rotor untergebracht ist, erfindungsgemäss der Deckel auf der Seite der Austrittskammer angeordnet ist, während die Scheidewand des Paketes von Statorelementen, die sich auf der Seite des Deckels befindet, elastisch ausgeführt und starr mit diesem verbunden ist.

Es ist zweckmässig, eine der Scheidewände des Paketes von Statorelementen am Gehäuse in axialer Richtung abzustützen.

Der nach der vorliegenden Erfindung ausgeführte Radialverdichter erlaubt es, den Zusammenbau mit verhältnismässig einfachen Mitteln durchzuführen und die Zuverlässigkeit des Verdichters während des Betriebs zu erhöhen.

Nachstehend wird eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Hinweisen auf beigefügte Zeichnungen angeführt, in denen es zeigen:

Fig. 1 einen zweistufigen Radialverdichter gemäss der Erfindung, im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Einzelheit A von Fig. 1 in vergrössertem Massstab;

Fig. 3 eine Einzelheit B von Fig. 1 in vergrössertem Massstab;

Fig. 4 den Augenblick des Einbaus des Paketes von Statorelementen mit Rotor und Deckel ins Gehäuse.

In dem hier beschriebenen Beispiel wird ein zweistufiger Radialverdichter behandelt, der ein Gehäuse 1 (Fig. 1) mit einer Eintrittskammer 2 und einer Austrittskammer 3 enthält und in dem ein Paket 4 von Statorelementen und ein Rotor 5 untergebracht sind. Das Gehäuse 1 ist durch einen Deckel 6 verschlossen, der auf der Seite der Austrittskammer 3 angeordnet ist. Das Gehäuse 1 ist von einem zylindrischen Teil 7 und einer Stirnwand 8 gebildet, die in einem Stück gegossen sind. Die Stirnwand 8 befindet sich auf der Seite der Eintrittskammer 2. In der Stirnwand 8 ist ein Traglager 9 befestigt.

Ein zweites Traglager 10 ist im Deckel 6 angeordnet. Der Deckel 6 ist mit dem Gehäuse 1 mittels Stiftschrauben 11 ver5

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bunden, die gleichmässig am Kreisumfang angebracht sind.

Das Paket 4 von Statorelementen enthält Diffusoren 12, 13, einen Umkehrleitapparat 14, Scheidewände 15,16,17,18. Alle aufgezählten Elemente des Paketes 4 sind zu einer einheitlichen Montageeinheit durch bekannte, für diesen Zweck geeignete Befestigungsmittel starr miteinander verbunden. Die Scheidewand 18, die sich in der Nähe des Deckels 3 befindet, ist starr mit diesem verbunden. Diese Verbindung kann unter Zuhilfenahme von beliebigen, für diesen Zweck geeigneten Mitteln hergestellt sein. In dem beschriebenen Beispiel ist die Scheidewand 18 in einem Stück mit dem Deckel 6 des Gehäuses 1 durch elektrische Schweissung ausgeführt.

Die Scheidewand 18 ist nahe an ihrem Aussendurchmesser mit dem Diffusor 13 starr verbunden. Auf diesem Durchmesser steht die Scheidewand 18 mit dem Diffusor 13 in Berührung. Mit dem Deckel 6 des Gehäuses 1 ist die Scheidewand 18 nahe an ihrem Innendurchmesser verbunden.

Infolge einer solchen Verbindung stellt die Scheidewand 18 eine durchgehende Ringplatte dar, die die Funktion eines in axialer Richtung elastischen Dämpfers erfüllt.

Der Rotor 5 enthält eine Welle 19, auf der Lauf räder 20, 21, ein Entlastungskolben 22 und eine Anschlagscheibe 23 angeordnet sind. Das Laufrad 20 besitzt eine Kegelverbindung mit der Welle 19, die ein leichtes Aufsetzen und Abnehmen des Laufrades 20 gewährleistet. Die Laufräder 20,

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Der Radialverdichter enthält ferner Labyrinthdichtungen

26.27 der Deckscheiben 24,25, einen Zwischenlabyrinth-dichtung 28 der Welle 19, eine Labyrinthdichtung 29 des Entlastungskolbens 22 und Aussenlabyrinthdichtungen 30 der Welle 19. Die Labyrinthdichtungen 26, 27 und 28 sind identisch ausgeführt und sind durch an der Scheidewand 15(16,

17) befestigte Kämme 31 (Fig. 2) und 32 sowie durch zylindrische Oberflächen 33 und 34 gebildet, die an der Deckscheibe 24 (25 und an der Welle 19) ausgeführt sind. Die zylindrischen Oberflächen 33 und 34 weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Mit diesen zylindrischen Oberflächen bilden die Kämme 31 und 32 einen kleinen Radialspalt 35, der die Arbeit der Labyrinthdichtungen 26 (Fig. 1),

27.28 gewährleistet. Der Halbmesser der Oberfläche 33 ist kleiner als der Halbmesser der Oberfläche 34, so dass auf diese Weise die Labyrinthdichtungen 26,27,28 als gestufte Dichtungen mit einer Durchmesserabnahme der Stufen in Richtung der Austrittskammer 2 des Gehäuses 1 ausgebildet sind.

Der Entlastungskolben 22 befindet sich auf der Seite der Austrittskammer 3 des Gehäuses 1. Der Entlastungskolben

22 besitzt Montagebünde 36 (Fig. 3), 37 sowie Kämme 38 der Labyrinthdichtung 29 (Fig. 1). In der Scheidewand 18 ist eine Entlastungskolben-Fassung 39 montiert, die eine zylindrische Oberfläche 40 (Fig. 3) aufweist, mit welcher die Kämme 38 einen kleinen Radialspalt 41 bilden, der die Arbeit der Labyrinthdichtung 29 gewährleistet.

Die Differenz des Halbmessers der Bünde 36,37 und des Halbmessers der zylindrischen Oberfläche 40 ist kleiner als der Radialspalt 41 zwischen der Fassung 39 und dem Aussendurchmesser der Kämme 38, was die Unversehrtheit der Kämme 38 beim Zusammenbau des Verdichters sicherstellt. Zwischen dem Laufrad 20 (Fig. 1 ) und der Scheidewand 16, zwischen dem Laufrad 21 der Scheidewand 18, zwischen dem Entlastungskolben 22 und dem Gehäusedeckel 6 sind jeweilige Spalte 42,43 und 44 vorhanden, und der axiale Abstand von einem beliebigen Kamm 31 (Fig. 2) oder 32, welcher nach der Seite der Eintrittskammer 2 abgezählt wird, bis zum Rand der ihm entsprechenden Oberfläche 33 bzw. 34, mit der die Kämme 31 oder 32 den kleinen Radialspalt 35 bilden, ist kleiner als der Axialspalt 43 (Fig. 1).

Die Scheidewand 15 des Paketes 4 von Statorelementen stützt sich in der axialen Richtung an einem im Gehäuse 1 ausgebildeten Vorsprung 45 ab. Es sind auch andere Varianten der Abstützung der Scheidewand 15 am Gehäuse 1 in axialer Richtung möglich, beispielsweise kann sich die Scheidewand 15 in der axialen Richtung an der Stirnwand 8 des Gehäuses 1 abstützen. Somit stützt sich das gesamte Paket 4 von Statorelementen am Gehäuse 1 ab und auf alle Elemente des Paketes 4 wirken nur die Druckkräfte. Der Verdichter besitzt ein Drucklager 46, welches den Rotor 5 in der axialen Richtung fixiert.

Der Zusammenbau des Verdichters wird folgenderweise vorgenommen (siehe Fig. 4).

In dem Deckel 6 baut man das Traglager 10 und die Entlastungskolben-Fassung 39 ein. Hiernach wird in den Deckel 6, mit welchem die Scheidewand 18 aus einem Stück ausgeführt ist, die Welle 19 mit dem auf diese aufgesetzten Laufrad 21 und dem Entlastungskolben 22 bis zum Anschlag des Laufrades 21 gegen die Scheidewand 18 vertikal eingeführt. Hierbei gleitet die Welle 19 in axialer Richtung im Traglager 10 und der Bund 37 des Entlastungskolbens 22 in der Fassung 39. Der Bund 37 schützt die Kämme 38 gegen Quetschung. Zu dem Zeitpunkt, da sich das Laufrad 21 gegen die Scheidewand 18 abstützt, hat der Bund 37 die Entlastungskolben-Fassung 39 bereits verlassen, während der Bund 36 in die Entlastungskolben-Fassung 39 eingetreten ist.

Des weiteren werden bei der vertikal eingebauten Welle 19 die im voraus schon miteinander fest verbundenen Diffusor 13, Scheidewand 17, Umkehrleitapparat 14, Scheidewand 16 und der Diffusor 12 an der Scheidewand 18 starr befestigt. Auf die Welle 19 wird das Laufrad 20 aufgesetzt, und am Diffusor 12 wird die Scheidewand 12 starr befestigt.

Hierbei ist die Möglichkeit einer Beschädigung der Kämme 31 und 32 mittels der Oberflächen 33 und 34 so gut wie ausgeschlossen, weil der axiale Abstand von einem beliebigen der Kämme 31 oder 32, welcher nach der Seite der Eintrittskammer 2 abgezählt wird, bis zum Rand der ihm entsprechenden Oberfläche 33 bzw. 34, mit der die Kämme 31 oder 32 den kleinen Radialspalt bilden, kleiner als der Axialspalt 43 ist.

Danach wird diese ganze zusammengebaute Einheit in die horizontale Lage gebracht, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, und der weitere Zusammenbau des Verdichters wird in der horizontalen Lage durchgeführt. Bei der horizontalen Lage des Paketes 4 von Statorelementen, welches mit dem Deckel 6 des Gehäuses 1 zusammengebaut ist, stützt sich der Rotor 5 an der Fassung 39 über den Bund 37 und an dem Lager 10 über die Welle 19 ab.

Das mit dem Deckel 6 und dem Rotor 5 zusammengebaute Paket 4 von Statorelementen bringt man in das Gehäuse 1 ein.

Hierbei stützt sich die Scheidewand 15 des Paketes 4 von Statorelementen in axialer Richtung an dem im Gehäuse 1 ausgebildeten Vorsprung 45 ab. Nach der Befestigung des Deckels 6 am Gehäuse 1 mittels der Stiftschrauben 11 montiert man das Traglager 9 im Gehäuse 1 und bringt den Rotor 5 in die Arbeitsstellung, bei der die Oberflächen 33 unter die Kämme 31 und die Oberflächen 34 unter die Kämme 32 kommen, indem sie den Radialspalt 35 bilden, welcher die Arbeit der Labyrinthdichtungen 26,27,28 gewährleistet.

Der Montagebund 36 verlässt die Entlastungskolben-Fassung 39. Des weiteren werden die Labyrinthdichtungen 30 und die Anschlagscheibe 23 montiert, und die Arbeitsstellung des Rotors 5 wird durch den Einbau des Drucklagers 46 fixiert.

Die Differenz der Längen des Pakets 4 von Statorelementen, welches mit dem Deckel 6 zusammengebaut ist, vor und nach dem Einbringen desselben ins Gehäuse 1 und die

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elastische Verformung der Scheidewand 18 in axialer Richtung gewährleisten den Einbau des Paketes 4 von Statorelementen in der axialen Richtung mit einer Verspannung (die Elemente des Paketes 4 werden in diesem Fall nur der Wirkung von Druckkräften ausgesetzt) und den Ausgleich von Wärmeverformungen der Statorelemente bei der Arbeit des Verdichters.

Da die Scheidewand 15 und vermittels dieser auch das gesamte Paket 4 von Statorelementen sich am Vorsprung 45 des Gehäuses abstützen, so führt die Differenz der Gasdrücke in der Austrittskammer 3 und der Eintrittskammer 2 dazu, dass in den Elementen des Paketes 4 in der axialen s Richtung nur Druckkräfte entstehen, wodurch die Befestigungsmittel, welche die Elemente des Paketes 4 fest verbinden, leichter gemacht werden und keinen Zugkräften ausgesetzt sind, was ihre Zuverlässigkeit im Betrieb erhöht.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

667703 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Radialverdichter, in dessen Gehäuse (1), das auf einer Seite durch einen Deckel (6) verschlossen ist und eine Eintrittskammer (2) und eine Austrittskammer (3) besitzt, sich mindestens eine Verdichtungsstufe befindet, die ein Paket (4) von Statorelementen aufweist, welches Scheidewände (15, 16, 17, 18), einen Diffusor(12,13) und einen Umkehrleitapparat ( 14) enthält, die starr miteinander verbunden sind, sowie ein Rotor (5) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (6) auf der Seite der Austrittskammer (3) angeordnet ist, während die Scheidewand (18) des Paketes (4) von Statorelementen, die sich auf der Seite des Deckels (6) befindet, elastisch ausgeführt und starr mit diesem verbunden ist.

2. Radialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Scheidewände (15) des Pakets (4) von Statorelementen am Gehäuse (1) in axialer Richtung abgestützt ist.