CN105526187A - 一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置及蒸汽离心压缩机 - Google Patents

一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置及蒸汽离心压缩机 Download PDF

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赵利娜
杨文莹
王卓
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Abstract

本发明公开一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置及蒸汽离心压缩机，蒸汽离心压缩机包括蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，推力平衡装置包括：高速轴；齿轮滚齿，齿轮滚齿紧贴高速轴的中段的一台阶的径向端面；副推力盘，副推力盘紧贴高速轴的中部的一台阶的径向端面；主推力盘，主推力盘紧贴高速轴的端部的一台阶的径向端面；卡环，卡环紧贴主推力盘；固定环，固定环紧贴卡环和主推力盘。使用本发明，实现了在轴承小跨距下高速轴的制造加工，避免当齿顶圆小于副推力盘外圆而导致的副推力盘破坏，尤其对短周期工程更是避免重新返工设计而造成的拖期。同时因跨距小结构紧凑，减少其它物料的成本投入及占地面积，制造加工容易实现，有效地降低了成本。

Description

一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置及蒸汽离心压缩机
技术领域
本发明涉及一种蒸汽离心压缩机的技术领域，尤其涉及一种蒸汽离心压缩机用的推力平衡装置。
背景技术
目前市场上越来越多的蒸汽压缩机采用齿轮传动、离心式压缩机结构。该结构采用电机驱动低速轴，低速轴通过啮合的齿轮副带动高速轴，再传递给做功元件-叶轮对工艺介质做功，实现气体类介质的压力增加。高速轴多采用锻件整体制造而成，工作转速上万转。蒸汽压缩机在启动和运转过程中会产生较大的轴向力，容易导致高速旋转的叶轮与定子蜗壳等产生碰撞，严重的可能发生机组碰裂、炸飞事故。
为了平衡轴向力，传统的设计是在高速轴上设置平衡盘，图1为现有的蒸汽离心压缩机的平衡盘的示意图，如图1所示右侧的两个圆环，利用推力盘将轴向力传递给滑动轴承，再传递给底座支撑上。考虑到转子动力学的平衡性，轴承的跨距有一定的设计要求。当跨距较小时平衡盘与齿轮端面较近，当齿顶圆小于副推力盘的外圆时，收到滚齿机的结构限制，在对齿轮滚齿时容易将左侧的平衡盘滚压碰坏，破坏副推力面。若重新计算转子动力学，再进行结构设计改进对交货周期短的项目是来不及的，会拖延工期。
发明内容
针对现有的平衡盘存在的上述问题，现提供一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其中，包括：高速轴，所述高速轴的一端至所述高速轴的中段形成若干台阶；齿轮滚齿，所述齿轮滚齿安装于所述高速轴上，并且所述齿轮滚齿紧贴所述高速轴的中段的一所述台阶的径向端面；副推力盘，所述副推力盘安装于所述高速轴上，并且所述副推力盘紧贴所述高速轴的中部的一所述台阶的径向端面；主推力盘，所述主推力盘安装于所述高速轴上，所述主推力盘紧贴所述高速轴的端部的一所述台阶的径向端面，同时，所述主推力盘和所述副推力盘位于同一侧；卡环，所述卡环安装于所述高速轴上，并且所述卡环紧贴所述主推力盘；固定环，所述固定环安装于所述高速轴上，并且所述固定环紧贴所述卡环和所述主推力盘。
上述的一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其中，所述副推力盘、所述主推力盘、所述卡环和所述固定环通过热装与所述高速轴连接。
上述的一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其中，所述副推力盘和所述主推力盘的材料为锻件，与所述高速轴的材料一致。
上述的一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其中，所述高速轴的一端至所述高速轴的中段形成第一台阶、第二台阶、第三台阶和第四台阶。
上述的一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其中，所述第三台阶的直径大于所述第四台阶；所述第三台阶的直径大于所述第二台阶；所述第二台阶的直径大于所述第一台阶。
上述的一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其中，所述齿轮滚齿安装于所述第四台阶上，并且所述齿轮滚齿的端面紧贴所述第三台阶的径向端面。
上述的一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其中，所述副推力盘安装于所述第二台阶上，并且所述副推力盘的端面紧贴所述第三台阶的径向端面。
上述的一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其中，所述副推力盘的内孔直径比所述第二台阶的直径大1mm。
上述的一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其中，所述主推力盘安装于所述第一台阶上，并且所述主推力盘的端面紧贴所述第二台阶的径向端面。
上述的一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其中，所述第一台阶开设环形凹槽，所述卡环嵌设于所述凹槽内。
上述的一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其中，所述固定环正对所述卡环的端面开设开口，所述卡环可容纳于所述固定环内。
一种蒸汽离心压缩机，其中，所述蒸汽离心压缩机包括所述蒸汽离心压缩机用推力平衡装置。
本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
本发明实现了在轴承小跨距下高速轴的制造加工，避免当齿顶圆小于副推力盘外圆而导致的副推力盘破坏，尤其对短周期工程更是避免重新返工设计而造成的拖期。同时因跨距小结构紧凑，减少其它物料的成本投入及占地面积，制造加工容易实现，有效地降低了成本。
附图说明
图1为现有的蒸汽离心压缩机的平衡盘的示意图；
图2为本发明的一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置中输液垫的示意图。
附图中：1、高速轴；11、第一台阶；12、第二台阶；13、第三台阶；14、凹槽；2、齿轮滚齿；3、副推力盘；4、主推力盘；5、卡环；6、固定环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图2为一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置中输液垫的示意图，请参见图2所示，示出了一种较佳实施例的蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，包括有高速轴1，该高速轴1的一端至高速轴1的中段形成若干阶台阶。齿轮滚齿2，该齿轮滚齿2安装于高速轴1上，并且齿轮滚齿2紧贴高速轴1的中段的一台阶的径向端面。
此外，作为较佳的实施例中，蒸汽离心压缩机用推力平衡装置包括有副推力盘3，该副推力盘3安装于高速轴1上，并且副推力盘3紧贴高速轴1的中部的一台阶的径向端面。
再有，作为较佳的实施例中，蒸汽离心压缩机用推力平衡装置包括有主推力盘4，该主推力盘4安装于高速轴1上，并且主推力盘4紧贴高速轴1的端部的一台阶的径向端面，同时，主推力盘4和副推力盘3位于高速轴1的同一侧。
或者，作为较佳的实施例中，蒸汽离心压缩机用推力平衡装置包括有卡环5，卡环5安装于高速轴1上，并且卡环5紧贴主推力盘4。
以及，作为较佳的实施例中，蒸汽离心压缩机用推力平衡装置还包括有固定环6，固定环6安装于高速轴1上，并且固定环6紧贴卡环5和主推力盘4。
此外，作为较佳的实施例中，副推力盘3、主推力盘4、卡环5和固定环6均通过热装与高速轴1连接。
此外，作为较佳的实施例中，副推力盘3和主推力盘4可采用锻件，材料与高速轴1一致。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
请继续参见图2所示，在一种较佳实施例中，高速轴1的一端部至高速轴1的中段形成第一台阶11、第二台阶12、第三台阶13和第四台阶。
此外，在一种较佳实施例中，第三台阶13的直径大于第四台阶；第三台阶13的直径大于第二台阶12；第二台阶12的直径大于第一台阶11。
进一步的，在一种较佳实施例中，齿轮滚齿2安装于第四台阶上，并且齿轮滚齿2的端面紧贴第三台阶13的径向端面。
进一步的，在一种较佳实施例中，副推力盘3安装于第二台阶12上，并且副推力盘3的端面紧贴第三台阶13的径向端面。
或者，作为较佳的实施例中，齿轮滚齿2的端面紧贴第三台阶13的左侧的径向端面，副推力盘3的端面紧贴第三台阶13的右侧的径向端面。
此外，作为较佳的实施例中，为减少热装阻力，副推力盘3的内孔直径比第二台阶12的直径大1mm。推力盘的外径及轴向长度由载荷决定。
进一步的，在一种较佳实施例中，主推力盘4安装于第一台阶11上，并且主推力盘4的端面紧贴第二台阶12的径向端面。
即，主推力盘4的左侧端面紧贴第二台阶12的右侧的径向端面。
而且，在一种较佳实施例中，在第一台阶11上还开设有环形凹槽14，卡环5嵌设于凹槽14内，使得嵌设于凹槽14内的卡环5的左侧端面紧贴主推力盘4的右侧端面。
此外，在一种较佳实施例中，固定环6正对卡环5的端面开设开口，使得卡环5可容纳于固定环6内，并且固定环6的左侧端面紧贴主推力盘4的右侧端面。
蒸汽压缩机在运行过程中，轴向力在启动和正常运行时方向会随着加载而发生变化，对应的推力盘存在主推力盘4和副推力盘3，主推力盘4承受更大的轴向力，如图2所示。因副推力盘3的受力方向向左，故在左侧设置第三台阶13进行定位。主推力盘4由第二台阶12进行定位，右侧利用两个分瓣的卡环5卡住进行固定，卡环5再由右侧整圆的固定环6进行固定。
其次，示出了一种较佳实施例的蒸汽离心压缩机，该蒸汽离心压缩机包括蒸汽离心压缩机用推力平衡装置。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其特征在于，包括：
高速轴(1)，所述高速轴(1)的一端至所述高速轴(1)的中段形成若干台阶；
齿轮滚齿(2)，所述齿轮滚齿(2)安装于所述高速轴(1)上，并且所述齿轮滚齿(2)紧贴所述高速轴(1)的中段的一所述台阶的径向端面；
副推力盘(3)，所述副推力盘(3)安装于所述高速轴(1)上，并且所述副推力盘(3)紧贴所述高速轴(1)的中部的一所述台阶的径向端面；
主推力盘(4)，所述主推力盘(4)安装于所述高速轴(1)上，所述主推力盘(4)紧贴所述高速轴(1)的端部的一所述台阶的径向端面，同时，所述主推力盘(4)和所述副推力盘(3)位于同一侧；
卡环(5)，所述卡环(5)安装于所述高速轴(1)上，并且所述卡环(5)紧贴所述主推力盘(4)；
固定环(6)，所述固定环(6)安装于所述高速轴(1)上，并且所述固定环(6)紧贴所述卡环(5)和所述主推力盘(4)。
2.根据权利要求1所述蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其特征在于，
所述高速轴(1)的一端至所述高速轴(1)的中段形成第一台阶(11)、第二台阶(12)、第三台阶(13)和第四台阶。
3.根据权利要求2所述蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其特征在于，
所述第三台阶(13)的直径大于所述第四台阶；
所述第三台阶(13)的直径大于所述第二台阶(12)；
所述第二台阶(12)的直径大于所述第一台阶(11)。
4.根据权利要求2或3所述蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其特征在于，
所述齿轮滚齿(2)安装于所述第四台阶上，并且所述齿轮滚齿(2)的端面紧贴所述第三台阶(13)的径向端面。
5.根据权利要求2或3所述蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其特征在于，
所述副推力盘(3)安装于所述第二台阶(12)上，并且所述副推力盘(3)的端面紧贴所述第三台阶(13)的径向端面。
6.根据权利要求5所述蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其特征在于，
所述副推力盘(3)的内孔直径比所述第二台阶(12)的直径大1mm。
7.根据权利要求2或3所述蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其特征在于，
所述主推力盘(4)安装于所述第一台阶(11)上，并且所述主推力盘(4)的端面紧贴所述第二台阶(12)的径向端面。
8.根据权利要求2所述蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其特征在于，
所述第一台阶(11)开设环形凹槽(14)，所述卡环(5)嵌设于所述凹槽(14)内。
9.根据权利要求1或8所述蒸汽离心压缩机用推力平衡装置，其特征在于，
所述固定环(6)正对所述卡环(5)的端面开设开口，所述卡环(5)可容纳于所述固定环(6)内。
10.一种蒸汽离心压缩机，其特征在于，所述蒸汽离心压缩机包括权利要求1至9中任意一项所述蒸汽离心压缩机用推力平衡装置。
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