CN102444618A - 多级离心压缩机及其维护方法 - Google Patents

Abstract

在利用安装于平行轴齿轮增速机的两根输出轴上的叶轮压缩工作气体的多级离心压缩机上减少维护作业。本发明提供一种多级离心压缩机，包括：原动机；通过原动机驱动并安装了大齿轮的输入轴；与输入轴平行配置且在轴向中间部形成了小齿轮的两根输出轴；安装在两根输出轴的至少三个轴端的离心叶轮；整体壳体，是收纳大齿轮和小齿轮的齿轮增速机部和对由离心叶轮压缩了的高温工作气体进行冷却的冷却器一体化而成的；以及覆盖该整体壳体的上面的上壳体。使整体壳体的齿轮增速机部且收容大齿轮的部分在轴向延伸，将多级离心压缩机的润滑油泵自由拆装地安装在该延伸部的端面。

Description

多级离心压缩机及其维护方法

技术领域

本发明涉及多级离心压缩机及其维护方法，尤其涉及在各级压缩机叶轮的下游侧具有对已压缩的工作流体进行冷却的冷却器的多级离心压缩机及其维护方法。

背景技术

现有的多级离心压缩机有如专利文献1中记载的例子。在该公报中记载的多级离心压缩机中，将原动机的动力传递到增速机的两根输出轴。增速机具有：与原动机轴连接、安装了大齿轮的输入轴；和设置了与该大齿轮啮合的小齿轮、与输入轴平行配置的两根输出轴。在一个输出轴的端部安装有形成多级离心压缩机的初级的离心叶轮，在另一个输出轴的两端部安装有形成多级离心压缩机的二级和三级的离心叶轮。

在该多级离心压缩机中，由初级叶轮压缩了的高温气体被配置在初级叶轮下方的第一中间冷却器冷却后向二级叶轮供给。另外，由二级叶轮压缩了的高温气体被配置在二级叶轮下方的第二中间冷却器冷却后向三级叶轮供给。

现有的多级离心压缩机还有如专利文献2中记载的另一例子。在该公报中记载的多级离心压缩机中，与上述专利文献1记载的多级离心压缩机同样地，作为增速机使用平行轴齿轮装置，在两根输出轴的轴端安装各级叶轮，形成由三级构成的离心压缩机。但是，与上述专利文献1的不同点在于，在安装了初级叶轮的输出轴的相反端安装了二级叶轮，在安装了三级叶轮的另一个输出轴上，在三级叶轮的相反端什么也没有安装。另外，增速机的输入轴在安装了用于与原动机连接的联接器的端部的相反端安装了主油泵。

专利文献1：美国专利说明书第6488467号

专利文献2：日本特开2003-97489号公报

发明内容

但是，专利文献1、专利文献2中记载的多级离心压缩机多作为工厂空气源使用。在将多级离心压缩机作为工厂空气源使用时，通常的使用状态是经由吸入过滤器吸入周围的空气，因此被吸入压缩机内部的空气只有一般的大气。在长期吸入并使用了一般的大气的压缩机中，由于大气中含有的微小物质、水分等的影响，有可能腐蚀压缩机，从而需要进行定期维护。

在上述专利文献1记载的多级离心压缩机中，为了降低制造和组装费用，主要实现了壳体所使用的铸件的改良。在该公报中记载的铸造壳体中，实现了部件的减少、组装费用等的降低，但却没有充分考虑维护。

尤其是在需要定期维护的情况下，将叶轮拆下检查后，根据需要来进行叶轮校正或将新叶轮安装在旋转轴上的作业。若要将新形状的叶轮安装在旋转轴上，则在作为高速旋转体的离心压缩机上必须进行转子平衡校正作业。因此，必须进行从增速机壳体取出包含齿轮的旋转轴的作业，从而产生要拆除安装在输入轴的原动机连接端的相反端的油泵等额外的作业。

另外，在上述专利文献2中，由于主油泵安装在输入轴的一端侧，因此在上述维护作业中，不得不拆到主油泵，作业变得更加复杂。

本发明鉴于上述现有技术缺陷而形成，其目的在于在用安装于平行轴增速机的两根输出轴上的叶轮来压缩工作气体的多级离心压缩机中减少维护作业。本发明的另一个目的在于实现具有减少了维护作业的整体式壳体的多级离心压缩机。

为了实现上述目的，本发明的特征是一种多级离心压缩机，包括：原动机；通过该原动机驱动并安装了大齿轮的输入轴；与该输入轴平行配置且在轴向中间部形成了小齿轮的两根输出轴；安装在这两根输出轴的至少三个轴端的离心叶轮；整体壳体，是收纳大齿轮和小齿轮的齿轮增速机部和对由离心叶轮压缩了的高温工作气体进行冷却的冷却器一体化而成的；以及覆盖该整体壳体的上面的上壳体，其中，使整体壳体的齿轮增速机部且收容大齿轮的部分在轴向延伸，将多级离心压缩机的润滑油泵自由拆装地安装在该延伸部的端面。

另外，在该特征中，上壳体和整体壳体可以是在包含输入轴的中心线和两根输出轴的中心线的水平面通过螺栓结合的水平面分割形状；优选的是，上壳体在与延伸部的端面在轴向上相同的位置具有端面，在该端面自由拆装地安装润滑油泵，在上壳体、整体壳体以及润滑油泵形成的空间内收纳有连接润滑油泵和输入轴的联接器。而且，还可以是，在整体壳体的增速机部的下部形成存油部，设置使润滑油从由上壳体、整体壳体以及润滑油泵形成的空间返回存油部的流路，在上述空间无需对从大齿轮侧向联接器侧泄漏的润滑油进行密封。

为了实现上述目的，本发明的其他特征在于，一种多级离心压缩机的维护方法，该多级离心压缩机具有平行轴齿轮增速机部，在该齿轮增速机部所具有的平行轴的轴端安装有叶轮，其中，该方法具有以下步骤：拆下拧入覆盖齿轮增速机部的上面的上壳体的端面的安装润滑油泵用螺栓、以及组装配置在上壳体的下侧的整体壳体和上壳体的螺栓，从而拆掉上壳体；解除连接收容于增速机部的输入轴和润滑油泵的联接器的结合；以及在润滑油泵安装于整体壳体的状态下拆掉输入轴。

根据本发明，由于使增速机壳体和工作气体流路壳体一体化，将增速机的输入轴端的油泵连接部收容于增速机壳体内，因此只拆下增速机壳体的上壳体就可以容易地拆下包含叶轮的输出轴，从而减少维护作业。另外，在多级离心压缩机中，只改变与现有的流路壳体一体化的增速机壳体的一部分形状，就可以得到减少了维护作业的整体型壳体。

附图说明

图1是表示本发明的多级离心压缩机的一个实施例的立体图。

图2是图1所示的多级离心压缩机的主要部分的俯视图。

图3是图2的A-A剖面图。

图4是图3的要部分解立体图。

图5是表示多级离心压缩机的维护作业时的作业流程的流程图。

具体实施方式

以下利用附图就本发明涉及的多级离心压缩机的实施例进行说明。图1是多级离心压缩机100的立体图，图2是图1所示的多级离心压缩机100的俯视图，是拆掉了以下将具体说明的整体壳体10的上壳体11的图。图3是图2中的A-A剖面图。在该图3中，也是拆掉了上壳体11地表示。图4是图3中的要部分解立体图，表示主润滑油泵24附近。

多级离心压缩机100通过作为原动机的马达3驱动，通过收纳于控制板4的控制部进行控制。在马达3的输出轴上，经由联接器5连接输入轴6。在输入轴6上安装大齿轮20。在大齿轮20上啮合两个小齿轮21、22。各小齿轮21、22与输出轴7、8一体形成。输入轴6与两根输出轴7、8分别形成平行轴。另外，也可以将各小齿轮21、22与输出轴分开形成，然后将其固定在输出轴7、8上。

输入轴6和输出轴7、8、大齿轮20、小齿轮21、22被收容于整体壳体10的增速机部2。整体壳体10的增速机部2是水平面分割结构，在与包含输入轴6和输出轴7、8的中心轴的水平面几乎相同的面上，与上壳体11抵接，上壳体11与以下将具体说明的下壳体12通过螺栓结合。

输入轴6通过保持于整体壳体10的增速机部2的复合轴承41、42在其中间部且大齿轮20的两侧位置被可旋转地支承。该复合轴承41、42支承径向负荷的同时也支承轴向负荷。各输出轴7、8也通过保持于整体壳体10的增速机部2的径向轴承43～46在其中间部且小齿轮21、22的两侧被可旋转地支承。另外，各输出轴7、8产生的推力通过配置于径向轴承43～46的轴向内侧的止推环支承。

在一个输出轴7的两轴端安装离心叶轮1a、1b，分别形成多级离心压缩机100的初级和第二级。在另一个输出轴8的一端也安装离心叶轮1c，形成多级离心压缩机100的第三级。在初级叶轮1a的吸入侧设置初级吸入壳体14，将经过了未图示的吸入过滤器的外部气体向多级离心压缩机100内引导。

整体壳体10的下部形成下壳体12，主要形成冷却器部15。在冷却器部15的上面，隔着增速机部2在一侧设置初级叶轮1a和第三级叶轮1c的壳体16a、16c，在另一侧设置第二级叶轮1b的壳体16b。

冷却器部15是三个长方体状的壳体15a～15c一体化而成的长方体状的壳体。在各长方体状的壳体15a～15c中收容翅片管式的热交换器组18，分别形成中间冷却器13a、13b和后冷却器13c。

连接各级叶轮1a～1c和各冷却器13a～13c的连接配管34在下壳体12的上面具有连接部。结果，从初级吸入壳体14导入的外部空气被初级叶轮1a压缩后温度上升，被导入中间冷却器13a。在中间冷却器13a冷却后的加压空气被导入第二级叶轮1b，压力进一步增加的同时温度上升。温度上升后的加压空气被向第二中间冷却器13b引导并被冷却，然后被向第三级叶轮1c引导。通过第三级叶轮1c压缩而成为高温的加压空气被后冷却器13c冷却后向使用方输送。

在各冷却器13a～13c的马达侧的相反侧面(前面)，配置用于向这些冷却器13a～13c供应冷却水的冷却水配管30、和使在冷却器13a～13c内与压缩空气进行热交换而成为高温的水返回的回水配管31。润滑了各轴承41～46、大齿轮20、小齿轮21、22等的润滑油在返回到形成在马达3的下部的油箱后，通过配置在原动机3附近的未图示的油冷却器进行冷却。然后，通过经由联接器23与输入轴6连接的主润滑油泵24，经由润滑油配管32向轴承41～46、大齿轮20、小齿轮21、22等的润滑部位供应。

以下利用图3和图4、就设置在输入轴6端部的主润滑油泵24的安装状态进行说明。在该图3中，去掉了上壳体11地表示。主润滑油泵24通过输入轴6和联接器23(23a、23b)连接。主润滑油泵24靠联接器23b侧的端面形成凸缘面24b，成为与相对于整体壳体10的水平凸缘面2f(与上壳体11的抵接面)垂直的凸缘面2a结合的结合面。

也就是说，下壳体12的增速机部2成为如下结构：嵌合输入轴6、保持径向轴承41的部分向前面侧(冷却水配管30侧)延伸，在该延伸部2b收容联接器23(23a、23b)。另外，在延伸部2b的端面2a形成多个安装主润滑油泵24用的螺纹孔，经由密封用的垫片28通过螺栓27安装主润滑油泵24。

另外，虽然未进行图示，但上壳体11的与下壳体12的延伸部2b对应的位置也向前面侧延伸，在该延伸部内收容联接器23(23a、23b)。另外，在上壳体11的延伸部的端面也形成多个螺纹孔，作为安装主润滑油泵24的螺纹孔使用。

在这样构成的本实施例所示的多级离心压缩机100中，在组装后一旦要进行定期维护时、更换离心压缩机的部件时，如果需要更换或修补叶轮，则将上壳体11上的主润滑油泵24的安装螺栓27拆下，主润滑油泵24本身安装在下壳体12上不动，可将上壳体11从凸缘面2f拆下。即，只要拆下在凸缘面2f固定了上壳体11和下壳体12的螺栓，就能容易地将上壳体11拆下。

而目前，由于联接器23部在整体壳体的外面，因此将圆筒形的联接器罩附设在整体壳体上。因此，首先将主润滑油泵从圆筒形的联接器罩中取出。即，使主润滑油泵向前面侧移动。然后，使联接器罩从整体壳体向前面侧移动。使联接器23部和主润滑油泵24向轴向前面侧移动后将上壳体拆下。这样，也必须将润滑油配管拆下，作业工序明显增加。

根据本实施例，由于可以将主润滑油泵24安装在下壳体12上不动地解除联接器23，因此在为了取出叶轮而从下壳体12取出输出轴乃至输入轴时，容易进行该取出作业。另外，通过采用上述结构，尽管目前为了防止润滑油渗入联接器23部而与联接器罩一同地还设置了润滑油密封部，但在本实施例中允许润滑油渗入联接器部。

即，如图3所示，从润滑油供给路35供给的润滑油润滑了复合轴承41、42之后，其中一部分渗入联接器23侧。但是，积存在下壳体12的延伸部2b的下部的润滑油从排油路36流入增速机部2，向设置于马达3下部的油箱流出，因此不用担心润滑油泄漏。

以下就维护时的作业顺序进行说明。图5用流程图表示维护时的作业方法。只拆下在将主润滑油泵24安装在整体壳体10上的多根螺栓中的拧入上壳体11的螺栓(步骤51)。使上壳体11向上方移动，将凸缘面2f作为开口部，如图2所示地打开增速机部(步骤52)。

解除主润滑油泵的联接器23(23a、23b)的卡合(步骤53)。解除大齿轮20与小齿轮21、22的啮合，然后取出大齿轮20和输入轴6(步骤54)。从输出轴7拆下初级叶轮1a(步骤55)。使输出轴7与小齿轮21的组向二级叶轮1b移动后拆下(步骤56)。此时二级叶轮1b还仍然安装在输出轴7上。

从输出轴7拆下二级叶轮1b。同样拆下三级叶轮1c(步骤57)。检查叶轮单体，确认是否需要更换叶轮，还是需要修理或者需要其它清洁等(步骤58)。叶轮单体的维修作业结束后进行平衡校正作业(步骤59)。再次分解后进行实际的组装作业。即，将输入轴6和输出轴7、8、叶轮1a～1c、大齿轮20、小齿轮21、22组装入下壳体12(步骤60)。紧固连接联接器23(23a、23b)(步骤61)。使上壳体11在凸缘面2f与下壳体12抵接后用螺栓紧固，然后在凸缘面2a紧固连接上壳体11和主润滑油泵24(步骤62)。

在上述实施例的说明中，整体壳体是整体铸造壳体，至少是将各级压缩机的排出流路、齿轮增速机部以及各冷却器壳体无接缝地一体化。在该整体壳体上，如果将油箱也通过铸造而一体化，则更容易进行组装。

符号说明

1a～1c...叶轮、2...增速机部、3...原动机(马达)、4...控制部(控制板)、5...联接器、6...输入轴、7、8...输出轴、10...整体壳体、11...上壳体、12...下壳体、13a、13b...中间冷却器、13c...后冷却器、14...初级吸入壳体、15...冷却器部、15a～15c...壳体、16a...初级壳体、16b...二级壳体、16c...三级壳体、18...热交换器组、20...大齿轮、21、22...小齿轮、23...联接器、24...主润滑油泵、25...凸缘、27...螺栓、30...冷却水配管、31...回水配管、32...润滑油配管、34...连接配管、35...润滑油供给路、36...排油路、41、42...复合轴承、43～46...径向轴承、100...多级离心压缩机

Claims (5)

1.一种多级离心压缩机，包括：原动机；通过该原动机驱动并安装了大齿轮的输入轴；与该输入轴平行配置且在轴向中间部形成了小齿轮的两根输出轴；安装在这两根输出轴的至少三个轴端的离心叶轮；整体壳体，是收纳所述大齿轮和小齿轮的齿轮增速机部和对由所述离心叶轮压缩了的高温工作气体进行冷却的冷却器一体化而成的；以及覆盖所述整体壳体的上面的上壳体，其特征在于，使所述整体壳体的齿轮增速机部且收容所述大齿轮的部分在轴向延伸，将该多级离心压缩机的润滑油泵自由拆装地安装在该延伸部的端面。

2.如权利要求1所述的多级离心压缩机，其特征在于，所述上壳体和所述整体壳体是在包含所述输入轴的中心线和所述两根输出轴的中心线的水平面通过螺栓结合的水平面分割形状。

3.如权利要求2所述的多级离心压缩机，其特征在于，所述上壳体在与所述延伸部的端面在轴向上相同的位置具有端面，在该端面自由拆装地安装所述润滑油泵，在所述上壳体、所述整体壳体以及所述润滑油泵形成的空间内收纳有连接所述润滑油泵和所述输入轴的联接器。

4.如权利要求3所述的多级离心压缩机，其特征在于，在所述整体壳体的增速机部的下部形成存油部，设置使润滑油从由所述上壳体、所述整体壳体以及所述润滑油泵形成的空间返回所述存油部的流路，在所述空间无需对从大齿轮侧向联接器侧泄漏的润滑油进行密封。

5.一种多级离心压缩机的维护方法，该多级离心压缩机具有平行轴齿轮增速机部，在该齿轮增速机部所具有的平行轴的轴端安装有叶轮，其特征在于，该方法具有以下步骤：拆下拧入覆盖齿轮增速机部的上面的上壳体的端面的安装润滑油泵用螺栓、以及组装配置在所述上壳体的下侧的整体壳体和所述上壳体的螺栓，从而拆掉上壳体；

解除连接收容于所述增速机部的输入轴和润滑油泵的联接器的结合；以及

在所述润滑油泵安装于所述整体壳体的状态下拆掉所述输入轴。

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