CN101013830B

CN101013830B - 防爆电力机械

Info

Publication number: CN101013830B
Application number: CN2007100063354A
Authority: CN
Inventors: P·博蒂尼; T·奥斯纳吉; I·莱昂内
Original assignee: Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-02-02
Also published as: EP1816726A3; EP1816726A2; ES2337196T3; ITMI20060191A1; CN101013830A; DE602007003239D1; EP1816726B1; ATE449451T1

Abstract

一种防爆电力机械，包括转子、定子和外壳，其特征在于，所述外壳包括第一中空主体和第二中空主体，所述第一中空主体位于所述转子和定子周围，并且具有相对于第一基准轴线的基本圆柱形形状，并且第二中空主体至少具有这样的部分，所述部分具有相对于第二基准轴线的圆柱形结构，所述第二中空主体位于所述第一中空主体的外部，所述第一和第二基准轴线彼此不重合。

Description

防爆电力机械

技术领域

本发明涉及一种例如用于操作高于1kV的电压的介质或者高压防爆电力机械；更特别的是，本发明涉及一种防爆旋转电力机械，其具有特别关于它的外壳构造的改进的结构和特征。

背景技术

众所周知，防爆电力机械，无论电动机或者发电机，都是特别设计和构造用于在特别的危险区域中使用的设备，例如油田、化工、石化、天然气以及类似领域中的设备。

这些危险的区域根据各种国际标准和规则被具体分为各种区域，其要考虑在操作场所中可能连续存在或者偶然存在的可燃物质；在这种分类的基础上，另外的子类或组首先作为特定类型的设施(即采煤或表面工业)的函数而建立，其次根据存在的可燃物质的类型而建立，特别是关于特定的蒸气或者气体的存在，例如乙烯、乙炔、氢气、混合物等。

当这些可燃物质的存在不是永久的或者在任何情况中没有发生持续非常长的时间时，规则授权使用上述防爆电力机械，这样称是因为它们设计成确保例如由短路触发而发生在其内的爆炸包含在其中，同时防止任何火焰扩散到外部。

因此，除了机器中的通常的工作部件，通常是定子和转子，外壳起着这些机器的结构中的基本任务，因为在没有受到任何永久变形的情况下，外壳起着承受内部爆炸的作用，并且防止火焰朝着外部环境扩散。

这些外壳因此必须具有特别的结构，除了提供通常对所有旋转的电力机械都需要的机械性能，例如对扭转应力、低级别的振动等的充分的抵抗力，所述特别的结构必须经过特别严格的具体的检验测试；特别是在通常的检测中，外壳被密封，并且充满加载到高压的液体，通常是水。在这些情况中，外壳的结构必须仅变得弹性变形，并且在任何情况下都不能允许液体溢出到外部。

目前，虽然适当地实现了要求它们执行的功能，但是在特定的环境中，特别是当需要具有提高的性能的解决方案时，已知的防爆电力机械具有不完全令人满意的方面以及需要进一步改进的一些技术缺陷。

特别的是，通常的外壳结构目前具有一对中空的金属柱体，所述柱体沿着机器的轴线共轴定位，并且例如通过框架或者加固肋在结构上联结。首先是固定到内部柱体上的转子和定子容纳在内部柱体的腔室中；一个或者多个热交换器的管道容纳在两个共轴柱体之间的中空空间中，如直观感觉，所述热交换器在机器的正确和安全操作中起着基本的作用。

这些年，市场已经连续要求提供具有最高的可能性能的机器，特别是在速度和功率方面，这已经导致使用更大的工作部件，即转子和定子；自然，具体“提高的性能”的这些机器同时需要更加坚固和牢固的外壳以及更加强有力和有效的冷却系统。因此，还需要增加热交换器的尺寸，这增加了所需要的管道的数目。

为了满足这个需要，所使用的一个技术方案是直接制造更大尺寸的机器，这不仅增加了纵向长度，而且首先是增加了机器的高度，所述机器的高度定义为它的轴线和它的支撑表面之间的距离。

对于制造者，不同尺寸的机器的使用具有第一不可避免的结果，即必须使新的变型接受检验测试，如上所述，所述检验测试是特别严格的和检验性的。另外，这个技术方案在任何情况中都导致一系列的另外的问题，因为需要制造更重的和体积更大的机器，结果对生产成本产生了冲击。最后，高度增大的机器的使用经常造成与机器将要与之连接的部件的尺寸适应性的问题；例如，如果使用者已经以某一高度安装泵，那么具有更大功率并且高度增加的机器的供应使得必须借助于例如支撑块来修改安装位置，所述支撑块例如柱等，其允许两个部件对齐。

相反，另一个已知的技术方案使用具有外部圆柱形主体的外壳，所述外部圆柱形主体具有增大的直径，从而增加可用于热交换器的空间；这个柱体然后在与支撑块相对应的区域中被切割，并且利用平坦的水平壁被闭合，从而机器的高度没有变化；但是，这个技术方案增加了结构的重量，并且还需要使用特定的框架和加强肋，结果影响了成本，并且还对机器的整体可靠性产生了影响。

发明内容

本发明的主要任务是制造能够克服上述缺陷的防爆电力机械，并且特别是与现有技术的技术方案相比，其使得可以在相同尺寸条件下获得改进的性能，并且具有相对简单的结构，这保证了高的标准和可靠性。

这个任务利用包括转子、定子和外壳的防爆电力机械实现，其特征在于，所述外壳包括第一中空主体和第二中空主体，所述第一中空主体位于所述转子和定子周围，并且具有相对于第一基准轴线的基本圆柱形的形状，所述第二中空主体至少具有这样的部分，该部分相对于第二基准轴线具有圆柱形结构，所述第二中空主体位于第一中空主体的外部，其中所述第一和第二基准轴线彼此不重合。

附图说明

根据对防爆电力机械的优选但不是排它的实施例的描述，本发明的另外的特征和优点将变得更加显而易见，所述实施例通过非限制的实例在附图中示出，其中：

图1是示意性示出根据本发明的防爆电力机械的正面剖视图；

图2是根据本发明的防爆电力机械的侧视图；

图3是图1中的画圆圈的部分的详细视图。

具体实施方式

参考图1和图2，根据本发明的防爆电力机械包括已知形状和装配的转子1和定子2(为了更加清楚，仅在图2中示意性示出)以及外壳3，所述电力机械整体以附图标记100表示，所述外壳3构造成总体上形成防爆壳体。

特别的是，除了一系列部件(例如防火密封件，所述密封件没有详细描述，因为它们不是本发明概念的一部分，并且在任何情况中具有本身已知的形式)以外，所述外壳3包括第一中空主体4，转子1和定子2容纳在所述主体4内；还包括位于第一中空主体4周围的第二中空主体5(或者套筒)；定子2连接到第一中空主体4的内表面，而两个中空主体4和5在结构上沿着机器的纵向长度通过一系列元件彼此连接，所述元件例如框架6和加强肋，从而中空空间7限定在它们之间，热交换器的管道8(为了图示简化起见，图1中仅示出了它的一部分)穿过所述空间7。

有利的是，在根据本发明的机器100中，第一中空主体4具有相对于第一基准轴线9的优选规则的基本圆柱形的管状形状，即具有圆形的横截面，所述第一轴线9基本与机器的几何轴线重合，机器的轴沿着所述几何轴线定位；依次，第二中空主体5至少具有部分5’，部分5’具有相对于第二基准轴线10的圆柱形结构；特别的是，第二中空主体5位于第一圆柱形主体4的周围，从而两个相应的基准轴线10和9没有重合，即没有彼此同轴，所述轴线10和9在实践中形成圆柱形对称的相对轴线。

优选的是，如图1所示，第二中空主体5围绕第一中空主体定位，其中第二基准轴线10，相对于具有附图标记20的图1所示的机器的支承平面，位于高于第一基准轴线9的位置处，并且沿着竖直方向30与其基本对齐。

根据本发明的机器100的特别优选的实施例，如图1所示，第二中空主体5包括第一部分5’和第二部分5”，所述第一部分和第二部分可操作地彼此连接，并且优选相对于相同的基准或者对称轴线10都具有圆柱形结构的构造。

更具体的是，第二中空主体5有利地由两个相对于所述对称轴线10的中空柱形管的部分构成，它们各自的横截面都由圆弧形成；特别的是，第一部分5’和第二部分5”分别具有相对于基准轴线10的半径R1和R2，所述半径R1和R2彼此不同。

另外，所述两个部分5’和5”具有彼此基本相同的厚度13；优选的是，这个厚度基本等于所述第一和第二部分5’和5”的半径R1和R2之间的差。

这样，可以使用相同的板以获得两个部分，这在制造成本方面具有优点；例如，可以使用由S275钢制成的板。

有利的是，第一部分5’和第二部分5”彼此连接，从而各自的端部边缘的至少一部分彼此重叠，如图所示，例如在图1的画圆圈的区域中。特别的是，如图1和图3所示，第二部分5”优选在第一部分5’相对于基准轴线9(或者10)的下部区域中固定在第一部分5’的内侧，并且靠近支脚(或者块体)11，通过所述支脚，机器支撑在支承平面20上。另外，如图2所示，第一部分5’具有至少一个通孔12，通孔12位于与第二部分5”重叠的表面区域的至少一个的高度处；优选的是，在两个重叠区域上，多个通孔(或者槽或者孔)12沿着第一部分5’的纵向长度设置。

这样，两个部分5’和5”之间的连接可以有利地通过以下方式而产生：不仅可以通过固定(即将两个部件沿着重叠的端部边缘焊接，如图3示意性所示)，而且可以通过在孔12的高度处焊接，以增加密封的效率和接缝区域对机械应力的抵抗力。

在实践中，已经发现，特别由于它的外壳的新颖的结构，根据本发明的防爆电力机械完全实现了预先设定的任务，即相对于现有技术提供一系列优点。事实上，除了上述特点，机器100能够利用相同的尺寸提供提高的功能性能，特别是在功率方面。更具体的是，因为外部套筒5的位置相对于内部柱体4的轴线具有更大的偏心，因此用于容纳热交换器管的空间增加，并且变得足以保证在机器中同样有正确的热交换并具有提高的性能。另外，具有两个彼此适当连接的圆柱形管状部分5’和5”的套筒5的制造使得可以获得具有优化的尺寸和形状的结构，这同时在机械上是牢固的、稳定的并且能够提供更高等级的机械强度(mechanical resistance)，特别是涉及对内部压力的抵抗力。

因此，机器的高度即它的轴线9和支承平面20之间的距离以及因此尺寸没有改变，并且因此仅沿着它的轴线9的纵向长度被改变。结果，根据本发明的机器100虽然具有作为应用要求的函数的适当增加的功率，但是不需要新的检验测试，也不具有与它将要在应用中与之连接的部件的尺寸相容性的任何问题。

如此构想的防爆电力机械可以具有多种改变和变型，它们都落在本发明概念的范围内。另外，所有的部件可以利用其它技术上的等效元件替换。在实践中，上述的可预见的应用的范围内材料的类型以及尺寸可以是根据需要和根据现有技术状态的任一种。

Claims

1.一种防爆电力机械(100)，包括转子(1)、定子(2)和外壳(3)，所述外壳(3)包括第一中空主体(4)和第二中空主体(5)，所述第一中空主体(4)围绕所述转子(1)和定子(2)定位，并且具有相对于第一基准轴线(9)的基本圆柱形形状，所述第二中空主体(5)至少具有这样的一个部分，所述部分具有相对于第二基准轴线(10)的圆柱形结构，所述第二中空主体(5)位于所述第一中空主体(4)的外部，其中所述第一基准轴线(9)和第二基准轴线(10)彼此不重合，所述第二中空主体(5)相对于机械的支承表面围绕所述第一中空主体(4)定位，其中第二基准轴线(10)位于所述第一基准轴线(9)的上方，并且与所述第一基准轴线(9)沿着竖直方向基本对齐，所述这样的一个部分包括第一部分(5’)和第二部分(5”)，所述第一部分(5’)和第二部分(5”)彼此连接并且相对于所述第二基准轴线(10)都具有圆柱形结构，

其特征在于，所述第一部分(5’)和第二部分(5”)彼此连接，使得各自的端部边缘的至少一部分彼此重叠，相对于所述第二基准轴线(10)具有圆柱形结构的所述第一部分(5’)和第二部分(5”)具有彼此不同的半径(R1，R2)。

2.如权利要求1所述的防爆电力机械(100)，其特征在于，所述第二部分(5”)在所述第一部分(5’)的内部并且在所述第一部分(5’)相对于所述第二基准轴线(10)的下部区域中固定到所述第一部分(5’)上。

3.如权利要求1所述的防爆电力机械(100)，其特征在于，所述第一部分(5’)至少具有一通孔，所述通孔位于与所述第二部分重叠的区域的高度处。

4.如权利要求1所述的防爆电力机械(100)，其特征在于，具有圆柱形结构的所述第一部分(5’)和第二部分(5”)具有彼此基本相同的厚度。

5.如权利要求4所述的防爆电力机械(100)，其特征在于，所述厚度基本等于所述第一和第二部分的半径之间的差。