CN105026767A - 大型压缩机套件组装 - Google Patents

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CN105026767A CN201380068492.1A CN201380068492A CN105026767A CN 105026767 A CN105026767 A CN 105026767A CN 201380068492 A CN201380068492 A CN 201380068492A CN 105026767 A CN105026767 A CN 105026767A
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Abstract

本发明主要可应用于配备有桶状外壳的大型/超重型离心压缩机，其允许滑动垫的在若干便利位置处的安置，通常在外隔板套件周界上的外垫圈附近的区域中。由自润滑材料、铸铁或其他填充石墨的材料形成的滑动垫将承受整个隔板套件重量，从而既在组装操作期间又在隔板套件已到达其在桶状外壳内侧的最终位置之后防止桶状外壳内表面(6)与隔板套件外表面(7)之间的任何直接接触。以此方式，可能防止在向/从桶状外壳的隔板套件插入/抽出阶段期间对隔板套件(2)和外壳壳体表面两者的损坏。

Description

大型压缩机套件组装
技术领域
在本文中公开的主题的实施例大体涉及旋转机器，尤其是离心压缩机，并且涉及用于组装它们，尤其用于向/从桶状外壳的大型隔板套件(bundle)的插入/抽出的系统和方法。
背景技术
离心压缩机由具有内部圆柱形腔的外部外壳组成，该腔容纳圆柱形隔板套件。隔板套件包括带有它们的叶轮、密封件、流体通道和平衡活塞的转子和定子。在具有所谓的桶状外壳，即，径向地分开的外壳的压缩机中，在压缩机的组装和拆卸期间，隔板套件通过桶状外壳的一个开放端部径向地插入桶状外壳的圆柱形腔中。在处理大尺寸压缩机时，套件的插入或从外壳的抽出是困难且复杂的任务。因为由模式磨损/擦损现象引起的损坏它们的表面的十分高的可能性，隔板套件和桶状外壳在该操作期间绝不应当接触。在组装典型地重于10吨的大型隔板套件时，由在套件到达其在外壳内的居中位置时发展的十分高的接触压力，或在组装时可能的外壳/套件未对准引起的损坏外壳和套件表面两者的可能性是十分高且明显不可接受的。套件的外表面与外壳的内表面之间的间隙是十分小的，以便避免压缩流体的泄漏，因而即使是在插入或抽出期间的小倾斜，也可导致与外壳的内表面的干涉，该内表面可由于损害气密性而严重地被损坏。另一方面，因该重心定位在腔内而在套件的重心的两侧附近使用外竖直支撑是不实用且十分困难的。套件的外表面和外壳的内表面在其顶端上存在阶梯部分，即，它们具有不同直径的区段。因而，避免由在外壳和套件之间同时在腔内滑动的接触引起的擦损或其他类型的损坏的问题是十分难以解决的。解决或至少部分地解决该问题的工艺为提供带有滚筒的外壳或隔板套件，或它们两者，隔板套件可于该滚筒上在外壳腔内滑动。一旦套件在外壳中，那么通常在套件安置在外壳内之前通过填隙片或其他相似的器件调整的在安装在隔板套件上的滚筒的位置不能再被调整。在滚筒安装在外壳上时，它们的高度可借助于螺钉或相似的装置而调整，它们还可设有器件来矫正倾斜。根据该现有技术工艺，除了不能处理在套件安置阶段期间可能发生的可能的未对准之外，这些内滚筒一旦到达在外壳腔内的其最终居中区域则不能支撑套件，因而套件在其最终运动中直接滑动并最终在其垫圈位置处静止于外壳表面上。未通过上述内滚筒的出现减轻的可能的套件未对准的另一结果为，由在隔板套件和外壳两者的大区域，甚至在不同于垫圈定位于其中的居中伸展的区域中的可能的硬接触期间产生的高接触力引起的卡止。降低为套件/外壳对准确定尺寸的上述危险在于持续地监测，并且在安置夹具上需要频繁的调整。该工艺也是耗费时间的，并且其需要十分有经验的操作人员转动螺钉，来调整外夹具滚筒的高度以维持正确的外壳/套件对准，并且仍然存在在损坏已经进行时螺钉被转动的高可能性。此外，至今，还未发现在该工序期间在仍然被损坏的情况下修复外壳或套件的简单方式。即未知降低外壳/套件局部接触压力的方法，也未知防止外壳内密封表面与隔板套件的外表面直接接触的方法。因而，十分需要如下的可靠系统：其用于在隔板套件插入外壳或从外壳移除期间支撑隔板套件，该系统能够支撑重型套件并且可确保相对外壳的套件的可控制且精确的移动而不引起损坏。
发明内容
因而，一般需要提供如下布置，该布置可促进重型压缩机隔板套件向桶状外壳的插入或从其的移除，而不引起对套件和/或外壳的表面的损坏。
因而，鉴于上述目的，本发明的第一方面是旋转机器，尤其是离心压缩机。
根据其实施例，旋转机器包括具有圆柱形内表面的桶状外壳、具有圆柱形外表面的隔板套件，其中，隔板套件在压缩机的组装期间能够沿轴向方向插入外壳中，其中，其外表面与桶状外壳的内表面处于配合关系，并且其中，隔板套件包括附接至其外表面的滑动器件，该滑动器件承受整个隔板套件重量，同时既在压缩机组装期间又在套件处于操作位置的情况下防止外壳内表面与隔板套件外表面之间的任何直接接触。
应注意的是，“滑动动作”是接触的两个固体表面的侧向动作。因而，上面提及的“滑动器件”被设计为承受整个隔板套件重量，还允许隔板套件在外壳上的滑动动作。
根据本发明，滑动器件通常为滑动垫，并且有利地由自润滑材料(如，铸铁、青铜、或其他填充润滑剂的材料)制成。
根据本发明的另一特征，滑动垫以及外壳内侧的阶梯可具有过渡表面部分，以在套件接近可能存在于外壳壳体内侧的内直径阶梯时使赫兹接触压力最小化。
本发明的第二方面为用于组装旋转机器的系统。
根据其实施例，用于组装旋转机器的系统包括具有圆柱形内表面的桶状外壳、和具有圆柱形外表面的隔板套件，其中，隔板套件在压缩机的组装期间能够沿轴向方向插入桶状外壳中，其中，其外表面与桶状外壳的内表面处于配合关系，并且其中，隔板套件包括附接至其外表面的滑动器件，该滑动器件承受整个隔板套件重量，同时既在离心压缩机的组装期间又在隔板套件处于其最终操作位置时防止桶状外壳内表面与隔板套件外表面之间的任何直接接触。
本发明的第三方面为用于组装旋转机器的方法。
根据其实施例，用于组装旋转机器的方法包括具有圆柱形内表面的桶状外壳、和具有圆柱形外表面的隔板套件，其中，隔板套件在压缩机的组装期间沿轴向方向插入桶状外壳中，其中，其外表面与桶状外壳的内表面处于配合关系，并且其中，隔板套件包括附接至其外表面的滑动器件；隔板套件在旋转机器的组装期间沿轴向方向插入桶状外壳中，所述滑动器件承受整个隔板套件重量，同时既在旋转机器的组装期间又在隔板套件到达其最终操作位置时防止桶状外壳内表面与隔板套件外表面之间的任何直接接触。
附图说明
本发明的其他目的、特征以及优点将借助于附图，通过示出为非限制实例的优选但不唯一实施例的详细描述而更加明显，其中：
图1表示显示在组装后的桶状外壳和隔板套件的压缩机的截面纵视图；
图2表示安装在组装结构上的压缩机的透视图；
图3a表示在安置阶段期间的套件位置的细节；
图3b表示在最终安置位置处的套件/外壳的细节；
图4代表安装在套件的外表面上的滑动垫的透视图；
图5代表在最终居中位置处的外壳内表面、套件外表面和滑动垫的细节；且
图6代表具有沿其外表面插入的一系列滑动垫的隔板套件的细节。
具体实施方式
示范实施例的下列描述参照附图。不同的附图中的相同的标号标识相同或相似的元件。下列详细描述不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求限定。
遍及说明书对“一个实施例”、或“实施例”的引用指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性包括在公开的主题的至少一个实施例中。因而，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在遍及说明书的各种位置中的出现不一定指相同的实施例。而且，可将具体特征、结构或特性以任何适当的方式结合在一个或更多个实施例中。
主要可应用于配备有桶状外壳的大型/超重型离心压缩机的本发明允许滑动垫在若干便利位置处的安置，通常在外垫圈附近的区域中，在外隔板套件周界上。滑动垫将承受整个隔板套件重量，从而防止套件在其达到其在外壳内的最终位置后触及外壳腔。在组装阶段期间，当套件支撑于滚筒上时，滑动垫还将防止由未对准或其他可能的安置错误引起的可在外壳和隔板套件之间发生的任何直接接触。本发明的另一优点为可能的受损坏垫的简单的置换，而不必须处理在重型压缩机部分上的昂贵且耗时的修复，还考虑到由机器不可获得性引起的成本。图1示出了大型旋转机器，尤其是带有桶状外壳1和隔板套件2的大体指定为100的大型桶状离心压缩机的细节。图2示出了与组装结构一起安装在其基板上的相同压缩机。桶状外壳1包括隔板套件2可容纳入其中的大体圆柱形腔，形成圆柱形腔的外壳1的内表面6与大体圆柱形隔板套件2的外表面7配合。桶状外壳1的内表面6和隔板套件2的外表面7两者可为阶梯状的并且存在具有不同直径的部分。桶状外壳1可在其端部处设有凸缘5，同时其在另一端部处开放以用于隔板套件2的插入。隔板套件2具有已知的基本构造，并且包括：定子；流路11，其带有吸引通道14-15和排放通道21-22；以及转子16，其带有旋转轴17和多个叶轮18。转子16由马达以高旋转速度驱动，并且通过(多个)吸引喷嘴14-15供应的流体而通过转子和定子叶片逐步地被压缩，并且通过(多个)排放喷嘴21-22排放。桶状外壳1必须包含在内部产生的十分高的压力。在桶状外壳腔中组成的可能不同压缩区段之间的空气密封通常通过定位在桶状外壳1的内腔表面6和外隔板套件表面7之间的一系列垫圈8(图5)而获得。为了获得隔板套件2在外壳1内的精确居中同时防止垫圈挤压，在隔板套件外表面7和外壳内表面6之间留有十分小的间隙。通过穿过在外壳腔的端部处提供的开口将隔板套件滑入外壳1，使隔板套件2插入外壳1。如在图2中所显示大体指定为200的适当的设备提供为用于促进隔板套件2向/从桶状外壳1的插入和/或抽出。设备200包括在插入/抽出期间用于支撑桶状外壳1和套件2(当在外壳1内时)的部件201。在外壳1外，隔板套件2被通过夹具202由外滚筒203支撑。鉴于隔板套件2的外表面7与桶状外壳1的配合内表面6之间的紧密公差，十分难以在隔板套件2向/从桶状外壳1的插入/抽出期间避免这两个表面之间的接触。隔板套件2在垫圈8位置处在外壳1内直接居中。图3a显示了安置阶段期间的隔板套件2位置。在该阶段套件由内滚筒19支撑。图3b显示了一旦隔板套件到达外壳1内的其最终居中位置，那么安装在隔板套件2上的内滚筒19不再支撑其时的隔板套件最终安置位置。然后由于在套件2到达其居中位置且失去外和内滚筒支撑两者时，在桶状外壳1和隔板套件2的表面之间发展的大接触力，擦损的可能性十分高。为了解决该问题，根据本发明，滑动垫9被提供在若干便利位置处，通常在外垫圈8附近的区域中，绕隔板套件2的外表面7。在图1中，滑动垫9显示为定位于在通常由垫圈8占据的位置附近的隔板套件2的两个纵向末端处。在相同的图中，其他滑动垫9安装在级间垫圈位置处。在插入时，套件最初借助于外夹具滚筒203以如下这种方式与外壳对准：其轴线平行于外壳1，并且其被推入外壳1腔内，同时被支撑在内滚筒组19和外滚筒组203两者上。贯穿该阶段，滑动垫9确保了在外壳和套件之间不会由于套件的可能的倾斜而发生接触。一旦套件到达其最终操作位置，那么这些垫9提供100微米的小间隙，该小间隙不管怎样都在垫圈位置处被维持于隔板套件外表面7与桶状外壳1居中伸展之间，因而防止外壳和隔板套件在任何时间接触。根据现有技术，通常两个配合表面直接接触。图4显示了根据优选实施例的这种滑动垫。垫9可存在相对大的接触表面，来在隔板套件2到达其最终目的地时降低接触压力。出于相同的理由，使垫的形状适于外壳表面的曲率。垫大体具有：圆柱的区段的形状，其复制配合的桶状外壳1内表面6；和大于横向维度的平行于套件圆周的纵向维度。如在表示套件2在其在外壳1内的最终位置处的细节的图5中所显示，根据本发明的垫9的典型的维度为：
-在D/35与D/15之间的纵向长度，其中，D是桶状外壳1的内径
-在D/120与D/60之间的厚度。
图6显示了沿着套件外表面7的圆周的垫的安置。垫9定位在套件表面上绕其圆周散布。沿着圆周的垫的数量可为大约10。见图4、5、6，垫以如下方式插入且通过螺钉10保持在凹部20中：它们可从隔板套件2的表面7突出极少mm(更具体地为从2至10mm)。见图4和图5，除了垫9的表面12，在外壳内的阶梯也是过渡的，以便降低赫兹接触压力，同时套件在插入外壳期间接近外壳壳体内的直径阶梯，见图5，在该图5中其更详细地显示了在居中位置处的外壳内表面轮廓和隔板套件2外表面轮廓。最终考虑保证简单和精确垫安置的需要，在滑动垫设计中已构建了填隙片填充件9a(见图4和图5)。为了促进它们的功能，滑动垫由自润滑材料，例如铸铁或其他石墨或其他填充润滑剂的材料(如填充石墨的镍)形成。垫在套件的纵向轴线的方向上在外套件表面7上且在套件7的圆周周围的位置以在任何时间防止在套件和外壳之间的接触的方式选择。本发明防止桶状外壳1和隔板套件2在安置阶段期间或在套件组装完成之后接触。由于本发明，消除了在重于10吨的隔板套件上相当频繁且通常包括十分昂贵且耗时的修复活动的擦损现象，因为完全避免造成当外壳和隔板套件彼此居中时在它们之间的硬接触的可能性。另一重要考虑为，即使可发生损坏，在发明应用场景中，其也将有可能仅涉及可易于更换的垫。本发明将确保，没有涉及显著的压缩机性能损失的在外壳和套件直径密封面上的损坏可在隔板套件安置或从外壳的移除期间产生。一旦机器位于现场，那么在压缩机尺寸增加时更有可能发生的该问题将尤其严重。尤其是在外壳内产生的损坏可能十分难以被修复，并且可需要从其位置的移除机器，对使用者造成的重大的生产损失。还可利用备用的滑动垫来快速地替换受损坏的滑动垫。

Claims (14)

1. 一种旋转机器，其包括具有圆柱形内表面的桶状外壳、和具有圆柱形外表面的隔板套件，其中，所述隔板套件在压缩机的组装期间能够在其外表面与所述桶状外壳的内表面处于配合关系的情况下沿轴向方向插入所述桶状外壳中，并且其中，所述隔板套件包括附接至其外表面的滑动器件，所述滑动器件承受整个隔板套件重量，同时既在离心压缩机的组装期间又在所述隔板套件处于其最终操作位置时防止所述桶状外壳内表面与隔板套件外表面之间的任何直接接触。
2. 根据权利要求1所述的旋转机器，其特征在于，所述滑动器件由作为单独滑动系统或除通常的滚筒组之外安置的滑动垫组成，所述滑动垫由自润滑材料制成。
3. 根据权利要求2所述的旋转机器，其特征在于，所述滑动垫由铸铁或填充石墨的青铜或填充石墨的镍或塑料材料或复合材料制成。
4. 根据权利要求2或权利要求3的旋转机器，其特征在于，所述滑动垫定位于外隔板套件表面上的若干便利位置处，这些位置被选择为避免在任何时间在所述桶状外壳的配合表面和所述隔板套件之间的接触。
5. 根据权利要求2至4中的任一项所述的旋转机器，其特征在于，所述滑动垫沿着所述隔板套件的圆周散布地安置。
6. 根据权利要求2至5中的任一项所述的旋转机器，其特征在于，所述滑动垫安置到外隔板套件表面上的凹部中，并且通过螺钉以它们可从所述套件的表面突出从2至10 mm的方式固定在该处。
7. 根据权利要求5所述的旋转机器，其特征在于，所述滑动垫基本上具有圆柱的区段的形状，该形状复制配合的桶状外壳内表面，具有大于横向维度的平行于隔板套件圆周的纵向维度。
8. 根据权利要求2至7中的任一项所述的旋转机器，其特征在于，所述滑动垫呈现以便在所述套件到达其最终目的地时使接触压力最小化的维度的接触表面。
9. 根据任一前述权利要求所述的旋转机器，其特征在于，所述桶状外壳的圆柱形内表面和所述隔板套件的圆柱形外表面为阶梯状，从而呈现具有不同直径的圆周表面。
10. 根据任一前述权利要求所述的旋转机器，其特征在于，所述滑动垫具有过渡接触表面，以便在所述套件接近所述外壳壳体内侧的直径阶梯时使赫兹接触压力最小化。
11. 根据任一前述权利要求所述的旋转机器，其特征在于，所述滑动垫具有在D/35与D/15之间的纵向长度和在D/120与D/60之间的厚度，其中，D是所述桶状外壳的内径。
12. 根据任一前述权利要求所述的旋转机器，其特征在于，其布置为离心压缩机。
13. 一种用于组装旋转机器的系统，其包括具有圆柱形内表面的桶状外壳、和具有圆柱形外表面的隔板套件，其中，所述隔板套件在压缩机的组装期间能够在其外表面与所述桶状外壳的内表面处于配合关系的情况下沿轴向方向插入所述桶状外壳中，并且其中，所述隔板套件包括附接至其外表面的滑动器件，所述滑动器件承受整个隔板套件重量，同时既在离心压缩机的组装期间又在所述隔板套件处于其最终操作位置时防止所述桶状外壳内表面与隔板套件外表面之间的任何直接接触。
14. 一种用于组装旋转机器的方法，其包括具有圆柱形内表面的桶状外壳、和具有圆柱形外表面的隔板套件，其中，所述隔板套件在压缩机的组装期间在其外表面与所述桶状外壳的内表面处于配合关系的情况下沿轴向方向插入所述桶状外壳中，并且其中，所述隔板套件包括附接至其外表面的滑动器件；
其中，所述隔板套件在所述旋转机器的组装期间沿轴向方向插入所述桶状外壳中，所述滑动器件承受整个隔板套件重量，同时既在所述旋转机器的组装期间又在所述隔板套件到达其最终操作位置时防止所述桶状外壳内表面与隔板套件外表面之间的任何直接接触。
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