CN100516543C - 多级涡轮压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多级涡轮压缩机，它设计为具有组合的传动装置的传动压缩机，包括一个与一第二小齿轮(14)和一第三小齿轮(15)啮合的中心大齿轮(9)，其中，每个小齿轮(14、15)分别抗扭地安装在一第二小齿轮轴(16)和一第三小齿轮轴(17)上。在各小齿轮轴的末端上分别设置一第二、一第三、一第四、一第五压缩机级(II、III、IV、V)的一个工作轮，其中，一个主动小齿轮(8)与大齿轮(9)和一第一压缩机级(I)的一个安装在一第一小齿轮轴(11)上的第一小齿轮(10)啮合，该主动小齿轮(8)抗扭地安装在一与动力装置(1)连接的主动轴(6)上，其特征在于，主动小齿轮(8)的主动轴(6)的轴线与大齿轮(9)的轴(13)的轴线和第一压缩机级(I)的第一小齿轮(10)的第一小齿轮轴(11)的轴线设置在同一水平面(20)上。

Description

多级涡轮压缩机
技术领域
本发明涉及一种多级涡轮压缩机，它作为具有组合的传动装置的传动压缩机构成。
背景技术
公知的传动压缩机(DE 974 418、EP 0 440 902 B1、EP 1 302 668 A1)特征在于与多个小齿轮啮合的大齿轮。小齿轮上各自固定一个或者两个压缩机级。小齿轮环绕大齿轮，后者通过大齿轮的轴与驱动轴连接直接驱动。将动力装置连接在传动压缩机上的另一种可能性可以通过主动小齿轮进行，后者如压缩机级的小齿轮同样也与大齿轮啮合。由于传动压缩机的结构造成将主动小齿轮设置在大齿轮的下面。这种传动压缩机要求在安装上垂直偏移，因为大齿轮的轴和动力装置的轴以一定的量分离，该量来自于大齿轮的半径和动力装置的半径之和。由此需要附加的结构空间。
由US3826587已知一种径流式多级涡轮压缩机10，它设计为带有组合的传动装置的传动压缩机。该传动装置具有一个传动装置外壳14，它由一内壁22和一外壁或盖板24界定。在传动装置外壳14的壁内部有一主动轮26与一第一压缩机壳体16的轮30以及与一空转轮28相啮合。在此，驱动轮26与第一压缩机壳体16的轮30和与空转轮28设置在一个倾斜的平面内。该空转轮28与第二或第三的压缩机壳体18或20的轮子32或32’啮合。主动轮26固定在一根轴34上，它具有一个连接端36，该连接端36从外壁或盖板24突出。在连接端36上可以连接一个驱动单元，以便把驱动的转矩传递到不同的轮上。
由US5382132的附图1已知一种压缩机设备。在此，在传动装置外壳1的下部中支承一个与传动装置输入轴3抗扭地连接的主齿轮5。该主齿轮5驱动多个同样支承在压缩机外壳1中的小齿轮7。与小齿轮7抗扭地连接的输出轴9延伸穿过外壳1的支承孔11并超出外壳壁，并且可以如在最上面的小齿轮轴9a处所示在两端支承各压缩机级的转子13。
发明内容
本发明的目的在于，这样构成具有组合的传动装置的上述类型的多级涡轮压缩机，使得可以产生一种由涡轮压缩机和动力装置组成的机器传动线路的节省空间的设置。
该目的在一种具有组合的传动装置的上述类型的涡轮压缩机中依据本发明通过以下的特征得以实现。
按本发明的多级涡轮压缩机，它设计为具有组合的传动装置的传动压缩机，该传动装置包括一个与一第二小齿轮和一第三小齿轮啮合的中心大齿轮，其中，第二小齿轮和第三小齿轮分别抗扭地安装在一第二小齿轮轴和一第三小齿轮轴上，而且在各小齿轮轴的末端上分别设置一第二、一第三、一第四、一第五压缩机级的一个工作轮，其中，一个主动小齿轮与大齿轮和一个第一压缩机级的一个安装在一第一小齿轮轴上的第一小齿轮啮合，该主动小齿轮抗扭地安装在一与动力装置连接的主动轴上，其特征在于，主动小齿轮的主动轴与大齿轮的轴和第一压缩机级的第一小齿轮的第一小齿轮轴设置在同一水平面上。
利用依据本发明构成的多级涡轮压缩机可以构成一种在其中为涡轮压缩机和动力装置存在一个共同的中心面的机器传动线路。如果该机器传动线路通过例如像电动机/发电机和/或扩展器等其他机组进行扩展，那么该共同的中心面也用于这些附加的机组。通过该共同的中心面避免在上面安装机组的底座内以及基础平台(钢支架或者混凝土)内的垂直偏移。机器传动线路经过改造的体积减少，由此机器传动线路的制造、运输、运行和维护更加简单并成本更低。可以制造更大的压缩机，因为压缩机外壳所需的空间得到扩大。最后，还降低了如主动小齿轮、轴承和传动装置外壳等各个部件的机械负荷。
本发明有利的进一步构成为下面的内容。
与中心大齿轮啮合的第二小齿轮设置在通过大齿轮的轴线延伸的水平面上和第三小齿轮设置在该水平面的上方。
动力装置作为汽轮机构成并与传动压缩机共同设置在一机器传动线路上，而且动力装置的轴线和传动压缩机的大齿轮的轴线设置在同一水平面上。
传动压缩机设置在一在一侧作为汽轮机构成的动力装置和一个在另一侧与一扩展器连接的电动机/发电机之间的机器传动线路上，而且动力装置、传动压缩机的大齿轮、电动机/发电机和扩展器的轴线设置在同一水平面上。
附图说明
在附图中示出本发明的一个实施例并在下面对其进行详细说明。其中：
图1示出机器传动线路的侧视图；
图2示出图1的俯视图；以及
图3以透视图示出装入按图1的机器传动线路内的涡轮传动压缩机的传动装置。
具体实施方式
图1所示的机器传动线路为用于处理和继续加工气体的化工设备的一部分。这种机器传动线路由动力装置1和传动压缩机2组成。根据化工设备的类型，机器传动线路还可以包括电动机/发电机3和扩展器4。各机组相互连接并安装在一处于混凝土或者钢基础上的底座即机台5上。处于机台5下面的是多个冷却器、一个冷凝器和设备运行所需的其他机组。
动力装置1最好作为汽轮机构成，其输出轴与后面的传动压缩机2的主动轴6连接。传动压缩机2是一种具有组合的传动装置的多级涡轮压缩机并用于压缩气体。
按照图3的传动压缩机2包括外壳7，其中设置主动小齿轮8、大齿轮9和其他小齿轮10、14、15。主动小齿轮8固定在支承于传动压缩机2的外壳7内的主动轴6上。主动小齿轮8在一侧与抗扭地固定在第一小齿轮轴11上的第一小齿轮10啮合。第一小齿轮轴11在其一端上携带工作轮，该工作轮在为多级传动压缩机2的第一压缩机级I的压缩机的螺旋形外壳12内旋转。
主动小齿轮8在背离第一小齿轮10的一侧面与大齿轮9啮合，该大齿轮抗扭地固定在支承于外壳7内的轴13上。动力装置1通过主动小齿轮8导入的功率同时传递到大齿轮9和属于第一压缩机级I的第一小齿轮10上。
大齿轮9与第二小齿轮14和第三小齿轮15啮合，它们各自抗扭地固定在支承于外壳7内的第二和第三小齿轮轴16、17上。第二小齿轮轴16在其末端上携带第二和第三压缩机级II、III的工作轮。第三小齿轮轴17在其末端上携带具有螺旋形外壳18、19的第四和第五压缩机级IV、V的工作轮。所有压缩机级均活动地支承在相应的小齿轮轴上。
主动轴6、第一小齿轮轴11、第二小齿轮轴16和大齿轮9的轴13处于同一水平面20上。第三小齿轮轴17处于该平面20的上方。在图3的图示中，相对于大齿轮9，主动小齿轮8处于9点的位置上，第二小齿轮14处于3点的位置上和第三小齿轮15处于12点的位置上。相对于主动小齿轮8，第一小齿轮10处于9点的位置上和大齿轮9处于3点的位置上。
机器传动线路的核心部件是传动压缩机2和作为动力装置1的汽轮机。电动机/发电机3和扩展器(Expander)4为根据化工过程的类型可以一起或者也可以单个取消的组成部分。如果安装电动机/发电机3，那么它或者直接或者通过传动装置与大齿轮9的轴13连接。
只要存在蒸汽，机器传动线路就可以利用作为动力装置1的汽轮机启动。电动机(电动机线路上的电动机/发电机3)然后从电动机的同步转速起承担机器传动线路的驱动。扩展器4只有在化工过程投入运行和来自该过程的废气或者废蒸汽驱动扩展器4的情况下才输出功率。扩展器4也可以利用传动压缩机2已压缩的空气驱动，从而可以回收部分能量。
机器传动线路也可以利用电动机(电动机线路上的电动机/发电机3)启动。如果由于运行的化工过程在启动后才产生蒸汽，那么汽轮机作为动力装置1继续驱动机器传动线路。
如果没有扩展器4，而且仅安装一个发电机(发电机线路上的电动机/发电机3)的话，那么汽轮机作为动力装置1输出这么多的功率，使传动压缩机2可以运行并使附加功率作为电能可以从发电机输入电网内。

Claims (4)

1.多级涡轮压缩机，它设计为具有组合的传动装置的传动压缩机(2)，该传动装置包括一个与一第二小齿轮(14)和一第三小齿轮(15)啮合的中心的大齿轮(9)，其中，第二小齿轮(14)和第三小齿轮(15)分别抗扭地安装在一第二小齿轮轴(16)和一第三小齿轮轴(17)上，而且在各小齿轮轴的末端上分别设置一第二、一第三、一第四、一第五压缩机级(II、III、IV、V)的一个工作轮，其中，一个主动小齿轮(8)与大齿轮(9)和一第一压缩机级(I)的一个安装在一第一小齿轮轴(11)上的第一小齿轮(10)啮合，该主动小齿轮(8)抗扭地安装在一与动力装置(1)连接的主动轴(6)上，其特征在于，主动小齿轮(8)的主动轴(6)与大齿轮(9)的轴(13)和第一压缩机级(I)的第一小齿轮(10)的第一小齿轮轴(11)设置在同一水平面(20)上。
2.按权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，与中心的大齿轮(9)啮合的第二小齿轮(14)设置在通过大齿轮(9)的轴线延伸的水平面(20)上和第三小齿轮(15)设置在该水平面(20)的上方。
3.按权利要求1或2所述的涡轮压缩机，其特征在于，动力装置(1)作为汽轮机构成并与传动压缩机(2)共同设置在一机器传动线路上，而且动力装置(1)的轴线和传动压缩机(2)的大齿轮(9)的轴线设置在所述同一水平面(20)上。
4.按权利要求3所述的涡轮压缩机，其特征在于，传动压缩机(2)设置在一在一侧作为汽轮机构成的动力装置(1)和一个在另一侧与一扩展器(4)连接的电动机/发电机(3)之间的机器传动线路上，而且动力装置(1)、传动压缩机(2)的大齿轮(9)、电动机/发电机(3)和扩展器(4)的轴线设置在所述同一水平面(20)上。
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