CN108350810A - 用于装配涡轮机的方法，涡轮机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于装配涡轮机(TCO)的方法，其中所述涡轮机(TCO)具有外壳体(OC)，其中所述涡轮机(TCO)具有用于设置在所述外壳体(OC)中的内部件(IP)，其中所述外壳体(OC)具有沿着轴线(X)延伸的接合部(SP)，使得所述外壳体(OC)以可分为外壳体上部件(UP)和外壳体下部件(LP)的方式构成，其中所述内部件(IP)包括在运行时设计用于围绕所述轴线(X)进行转动的转子部件(RE)和静止的构件(SE)，其中所述内部件(IP)具有至少一个沿着环周方向延伸的密封件(SL)，所述密封件用于密封在所述内部件(IP)和所述外壳体(OC)的密封面(SLS)之间的间隙(GP)，其中所述方法包括下述步骤：a)提供所述外壳体下部件(LP)，b)在第一轴向位置(AX1)中将所述内部件(IP)插入到所述外壳体下部件(LP)中，c)将所述外壳体下部件(LP)和所述外壳体上部件(UP)组装在一起，d)将所述内部件(IP)在所述外壳体(OC)中相对于所述外壳体(OC)从所述第一轴向位置(AX1)轴向移动到轴向的最终位置(AX2)中，使得所述密封件(SL)与所述密封面(SLS)形成接触。借助于所述方法避免密封问题或装配问题。

Description

用于装配涡轮机的方法，涡轮机
技术领域
本发明涉及一种用于装配涡轮机的方法，其中涡轮机具有外壳体，其中涡轮机具有用于设置在外壳体中的内部件，其中外壳体具有沿着轴线延伸的接合部，使得外壳体以可分为外壳体上部件和外壳体的方式构成，其中内部件包括在运行时设计用于围绕轴线转动的转子部件和静止的构件，其中所述内部件具有至少一个沿着环周方向延伸的密封件，所述密封件用于密封在内部件和外壳体的密封面之间的间隙。此外，本发明涉及一种用于根据所述方法装配的涡轮机。
背景技术
设计用于一开始所限定的类型的装配方法的涡轮压缩机尤其被广泛认为是较大的机器。例如在文献WO 2013/121012A1中已经描述了一种涡轮压缩机，所述涡轮压缩机具有水平的接合部。在那里，在简化的视图中示出，提供外壳体下部件，将内部件插入到所述外壳体下部件中，并且将外壳体上部件插到外壳体下部件上，使得与安装在内部件上的盖共同地构成闭合的外壳体，所述盖从内部封闭外壳体的端侧。轴端部从外壳体中引导出来，以便将扭矩传递到涡轮压缩机的转子上。原则上，根据本发明并且也根据所引用的现有技术的涡轮机可构成为压缩机或者膨胀机。因此，常常仅参考压缩机，其中通常在本发明的相应的构成方案中，相应的教导也可应用于膨胀机。WO 2013/121012A1的图1的视图被简化，使得仅示出外壳体的端侧的盖作为内部件的固定的构件。事实上，在转子的不同的、转动的叶轮之间存在所谓的隔板，所述隔板在流体技术方面配置用于使工艺流体进入相应后续的级中。这些所谓的隔板除了引导工艺流体的空气动力学的功能外还具有如下任务：相对于各个压缩级之间的压差进行密封。该密封功能通常借助于在内部件和外壳体之间的环绕的密封件实施，使得例如O形环密封件以设置在内部件处的环绕的槽中且朝外壳体的内侧上的密封面挤压的方式对压差进行密封。
迄今为止的设计方案和装配方法的缺点在于，在将外壳体上部件插到外壳体下部件上时，在插入内部件时沿着环周方向延伸的密封元件通常受损。在将内部件插入到外壳体下部件中时，密封元件由于在外壳体下部件和内部件之间沿着径向方向的压缩并且由于在插入内部件时沿着环周方向作用到密封件上的摩擦力已经在接合区域上方或多或少地被压出来或者被推成隆起部。在放置外壳体上部件时，密封元件附加地被径向压缩并且在接合区域中更强地被径向挤压出来。在外壳体上部件下降到外壳体下部件上的最后阶段中，密封元件在外壳体上部件和外壳体下部件之间的接合区域中有时被强烈地夹紧，使得在那里从密封槽中径向突出的隆起部会被削掉。以这种方式会发生：密封件在开始运转之前就已经受损并且一开始就已经引起泄漏。
发明内容
本发明的目的是，改进一种用于装配的方法并且进一步改进一种涡轮机，使得不再出现上述问题。
为了实现所述目的，本发明提出一种开始所提到的类型的、具有权利要求1的特征部分的附加特征的方法。此外，本发明提出一种根据设备权利要求所述的涡轮机。分别引用它们的从属权利要求包含本发明的有利的改进方案。
在本文的专业术语中，术语，如轴向、径向或者环周方向，始终涉及外壳体的轴线。该轴线与涡轮机的或涡轮机的转子的转动轴线是相同的或者至少与其平行。
外壳体之所以称为外壳体是因为其在外部围绕内部件。相应的内容反过来(加上必要的修正)类似适用于内部件。
沿着轴线延伸的接合部优选基本上平坦地构成，使得产生接合平面。该接合平面至少平行于涡轮机的轴线延伸。在涡轮机的不同的部件彼此的制造不精确性和定位公差的范围内，在运行时涡轮机的转子的转动轴线基本上位于接合平面中。接合平面在径向上至少定向为，使得内部件毫无问题地嵌入到外壳体中是可行的。外壳体在轴向的端侧上分别具有开口，以便内部件的转子的轴端部能够轴向地从外壳体中在端侧被引导出来。这些至少设置在轴向侧上的轴端部用于传递来自涡轮机的转子的扭矩，以及将扭矩传递到涡轮机的转子上，所述轴端部被引导穿过外壳体的轴向开口。这种开口在轴和外壳体的静止的构件之间的间隙的区域中分别借助于至少一个轴密封件密封，所述构件限定开口。
尤其优选地，外壳体在端侧具有用于封闭的盖，所述盖以在端侧封闭的方式将外壳体的外罩结构，即外壳体罩，构成为完整的外壳体，所述外罩结构由外壳体下部件和外壳体上部件形成并且优选尽可能是圆柱形的。
本发明的另一优选的改进方案提出，在端侧封闭外壳体的盖在内侧贴靠在外壳体罩的支承肩上，使得在外部壳体中的相对于环境压力提高的内部压力将这些盖轴向地压向这些支承肩。
优选地，根据本发明的涡轮机是如下设施，在所述设施中，在常规的外壳体中始终在正常运行时存在相对于外部的环境压力提高的内部压力。
尤其优选地，在本发明的专业术语中，分别设置在端侧的盖是内部件的组成部分，并且与转子且必要时与其它不转动的构件在根据本发明的装配方法的范围内共同地插入到外壳体下部件中。为了将转子的轴端部从外壳体中轴向地引导出来，分别设置在端侧的盖具有开口。在插入转子的轴时，该开口具有沿着环周方向在开口轮廓和轴表面之间构成的间隙，所述间隙优选可借助于至少一个轴密封件密封。优选地，该轴密封件安装在相应的盖处。尤其优选地，盖除了是径向支承件的承载件之外并且必要时至少在轴向侧上也是轴向支承件的承载件。将这些不同的部件安装在盖上时具有如下特别的优点：轴密封件和相应的支承装置彼此间的定向工作被强烈简化并且位置和制造公差链缩短，使得在制造和定向耗费保持不变的情况下能够实现更好的精度。
为了使设置在相应的轴向的端侧上的盖在所有运行状态下在轴向上可靠地定位以封闭外壳体，适当的是，盖在外壳体上的轴向位置借助于专门的固定元件或固定设备稳固。
尤其优选地，内壳体至少部段地圆柱形地构成，使得内壳体在外壳体中的轴向移动至少在根据本发明的要求的界限中是可行的。尤其适宜地，外壳体也能够至少部段地圆柱形地构成，使得在根据本发明的轴向移动期间，在内壳体和外壳体之间不产生轴向碰撞。在内壳体和外壳体之间，出于轴向移动的目的，能够设有内壳体外轮廓和外壳体内轮廓的相应的圆柱形部段的滑动支承装置。至少在轴向移动性的范围内，外壳体应当关于内轮廓具有圆柱形的几何形状的更长的轴向延伸，使得内壳体在外壳体中在轴向上尽可能地能够无阻力地移动。
为了使沿着环周方向围绕内壳体延伸的密封件在内部件下降到外壳体下部件中时并且在将外壳体上部件插到外壳体下部件上时在径向上基本上是无接触的，适宜的是，在密封件的相应的、在插入时相对置的轴向位置中，外壳体的内表面具有凹部，所述凹部在径向上相对于在轴向上与其相邻的密封面扩宽。关于这一点，密封面是如下密封面，在所述密封面上，在内壳体相对于外壳体进行轴向移动之后，沿着环周方向延伸的密封件引起密封的贴靠。该凹部能够构成为沿着环周方向延伸的槽。在这种情况下，该槽优选具有在密封件的尺寸规格内(尺寸规格在此表示槽深为密封件横截面的径向尺寸的大约20％至100％，倒角能够在槽深的50％至100％的深度延伸之间并且例如以15°至20°构成)构成的倒角，所述倒角防止：在内壳体轴向移动期间，外壳体上的密封件会随着进入到待密封的间隙中而受损。
附图说明
接下来根据具体的实施例参考附图详细描述本发明。附图示出：
图1至5在示意图中示出装配流程的根据本发明的方法的不同步骤，
图6示出贯穿根据本发明的涡轮机的接合平面的示意性纵剖图，
图7、8分别示出在图3、4、5中以VII、VIII表示的细节。
具体实施方式
图1至5示意性地从部分不同的视角示出用于装配根据本发明的涡轮机TCO的根据本发明的方法的流程。图6在示意性视图中示出在沿着轴线X——在此与根据本发明的涡轮机TCO的转动轴线同义——的接合平面SPS中的纵剖面的径向半部。图7和8分别示出细节，所述细节在图3、4、5中以VII、VIII表示。
相同的附图标记分别表示至少尽可能相同的组件的相同功能。这种具体的附图说明总是适于涵盖所有附图，除非参考专门的附图。
图1示出：提供根据本发明的涡轮机TCO的外壳体OC的外壳体下部件LP。外壳体OC沿着轴线X延伸，所述轴线一方面是外壳体OC的纵轴线，并且另一方面尽可能与(在图6中示出的)转子RO转动轴线(在下文中也简称为轴线X)重合，所述转子包括设置用于在运行期间进行旋转的转子部件RE，例如叶轮IMP。外壳体OC具有沿着轴线X在接合平面SPS中延伸的接合部SP。外壳体OC在轴向的端侧FF1、FF2上分别具有可借助于盖COV1、COV2封闭的开口OP。
叶轮IMP，如在图6中所示，安装在轴SH上，所述轴的轴端部SHE延伸直至外壳体OC的外部。
在图2中示出根据本发明的方法的步骤b)，在所述步骤b)期间，将内部件IP插入到外壳体下部件LP中。内部件IP的径向插入，在轴线X水平定向时，尽可能遵循重力G进行直至内部件IP的轴线X——即转子RO的转动轴线——尽可能与外壳体OC的轴线X重合，以至于内部件IP在外壳体OC中间接地或者直接地引起径向支承。
在图3中示出外壳体OC组装结束，使得外壳体上部件UP以围绕内部件IP的方式径向地插到外壳体下部件LP上。在所述实施例中称为外壳体下部件LP和外壳体上部件UP的构件在组装在一起的状态下形成外壳体罩，所述外壳体罩具有端侧的轴向的开口OP。对于这些开口而言设置用于进行封闭的盖COV1、COV2作为内部件的组成部分与所述内部件IP一起引入到外壳体下部件LP中。外壳体OC构成为，使得这些盖COV1、COV2在完成接合的状态下从内部轴向贴靠在支承肩CSH上。在内部压力提高时，盖COV1、COV2被密封地压在这些支承肩上，其中出于密封的目的设有在图示中未示出的附加的密封元件。在图3中示出，内部件IP相对于外壳体OC的轴向位置对应于第一轴向位置AX1，使得内部件IP的外表面的沿着环周方向延伸的密封件SL位于相同的轴向位置中，如在外壳体OC的内侧上设有的凹部REZ，以至于密封件SL首先不与外壳体OC形成接触。
图4示出方法步骤d)，其中内部件IP轴向地相对于外壳体OC移动。在该轴向运动的过程中，沿着环周方向延伸的密封件SL与设置在外壳体OC的内侧上的密封面SLS形成接触，所述密封面沿着环周方向延伸。该过程的细节也在图7、8中可见。例如可行的是，密封面SLS借助于径向相对置的内壳体表面制成质量为H7/g6的间隙配合配对。凹部REZ设有倒角，使得密封件SL在轴向地进入到密封位置中时不受损，在所述密封位置中，在挤压密封件SL的条件下产生与密封面SLS的径向接触。
在图6中也示出，尤其优选盖除了能够是支承件BEA的，尤其径向支承件的并且必要时至少在一个轴向侧上的承载件外，还能够是轴向支承件的承载件。此外，盖也尤其好地适合作为轴密封件SSL的承载件，如在图6中所描述的那样。
作为本发明的一个有利的实施方案，附图此外示出，在步骤d)中进行轴向移动期间，盖COV1同样获得其轴向的最终位置。该实施例示出移动内部件IP的另一有利的可能性，在所述实施例中，作用到内部件IP上的移动力间接地通过设置在另一侧上的盖COV2施加到内部件IP上。关于这一点，图5示出：这两个盖COV1、COV2分别借助于位于相应轴向的端侧FF1、FF2上的固定元件FE固定或者稳固在其相应的盖最终位置CAX1、CAX2中以免轴向移动。
替选地并且未在实施例中示出的是，内部件IP基本上能够与盖COV1、COV2不相关地移动。对此，例如能够提出，首先将盖COV1、COV2带到其轴向的盖最终位置CAX1、CAX2中并且紧接着在盖COV1、COV2稳固之后借助于在外壳体OC或者盖COV1、COV2中的开口将对于内部件IP的轴向移动而言必要的力直接传递到内部件IP上。
在涡轮机TCO中的压力情况对于运行而言能够构成为，使得内部件IP由于轴向推力而保持在轴向的最终位置AX2中。附加地或者替选地，设有机械的稳固装置，所述稳固装置例如能够以机械的夹紧装置来实现。该夹紧装置例如能够通过在外壳体OC中的开口或者通过在至少一个盖COV1、COV2上的开口以在附图中未详细示出的方式方法引入或固定。

Claims (7)

1.一种用于装配涡轮机(TCO)的方法，
其中所述涡轮机(TCO)具有外壳体(OC)，
其中所述涡轮机(TCO)具有用于设置在所述外壳体(OC)中的内部件(IP)，
其中所述外壳体(OC)具有沿着轴线(X)延伸的接合部(SP)，使得所述外壳体(OC)以可分为外壳体上部件(UP)和外壳体下部件(LP)的方式构成，
其中所述内部件(IP)包括在运行时设计用于围绕所述轴线(X)转动的转子部件(RE)和静止的构件(SE)，
其中所述内部件(IP)具有至少一个沿着环周方向延伸的密封件(SL)，所述密封件用于密封在所述内部件(IP)和所述外壳体(OC)的密封面(SLS)之间的径向间隙(GP)，
其特征在于，所述方法包括下述步骤：
a)提供所述外壳体下部件(LP)，
b)在第一轴向位置(AX1)中将所述内部件(IP)插入到所述外壳体下部件(LP)中，
c)将所述外壳体下部件(LP)和所述外壳体上部件(UP)组装在一起，
d)将所述内部件(IP)在所述外壳体(OC)中相对于所述外壳体(OC)从所述第一轴向位置(AX1)轴向移动到轴向的最终位置(AX2)中，使得所述密封件(SL)与所述密封面(SLS)形成接触。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中所述外壳体OC在至少一个轴向的端侧(FF1，FF2)上具有借助于盖(COV1，COV2)封闭的开口(UAX)，
其中所述盖(COV1，COV2)是所述内部件(IP)的组成部分，
其中在步骤d)中，所述盖(COV1，COV2)与所述内部件(IP)一起轴向移动，
其中在步骤e)中，所述盖(COV1，COV2)而不是所述内部件(IP)的其余部分沿着相对于步骤d)相反的方向轴向移动，使得所述盖(COV1，COV2)相对于所述外壳体(OC)移动到轴向的盖最终位置中。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中在步骤f)中，所述盖(COV1，COV2)借助于固定元件(FE)稳固在所述外壳体(OC)上以免轴向移动。
4.根据权利要求2或3所述的方法，
其中在步骤g)中，所述内部件(IP)而不是所述盖(COV1，COV2)借助于固定元件(FE)稳固在所述外壳体(OC)或所述盖(COV1，COV2)上以免轴向移动。
5.一种用于根据权利要求1至4中至少一项所述的方法装配的涡轮机(TCO)，
其中所述涡轮机(TCO)具有外壳体(OC)，
其中所述涡轮机(TCO)具有用于设置在所述外壳体(OC)中的内部件(IP)，
其中所述外壳体(OC)具有沿着轴线(X)延伸的接合部(SP)，使得所述外壳体(OC)以能分为外壳体上部件(UP)和外壳体下部件(LP)的方式构成，
其中所述内部件(IP)包括在运行时设计用于围绕所述轴线(X)转动的转子部件(RE)和静止的构件(SE)，
其中所述内部件(IP)具有至少一个沿着环周方向延伸的密封件(SL)，所述密封件用于密封在所述内部件(IP)和所述外壳体(OC)的密封面(SLS)之间的间隙(GP)，
其特征在于，
所述内部件(IP)在所述外壳体(OC)中在第一轴向位置(AX1)和轴向的最终位置(AX2)之间能移动地构成，
其中毗邻所述密封面(SLS)，所述外壳体(OC)构成为，使得在插入所述外壳体(OC)中的所述内部件(IP)的所述第一轴向位置(AX1)中，所述密封件(SL)不与所述外壳体OC接触，并且所述外壳体(OC)还构成为，使得在从所述第一轴向位置(AX1)移动到所述轴向的最终位置(AX2)中时，所述密封件(SL)与所述外壳体(OC)的所述密封面(SLS)形成接触。
6.根据至少权利要求5所述的涡轮机(TCO)，
其中毗邻所述密封面(SLS)，在所述外壳体(OC)中设有凹部(REZ)，使得所述密封件(SL)在所述第一轴向位置(AX1)中不与所述外壳体(OC)形成接触。
7.根据权利要求5、6中至少一项所述的涡轮机(TCO)，
其中所述外壳体OC在至少一个轴向的端侧(FF1，FF2)上具有借助于盖(COV1，COV2)封闭的开口(OP)，
其中所述盖(COV1，COV2)是所述内部件(IP)的组成部分，
其中所述盖(COV1，COV2)以能与所述内部件(IP)分开的方式构成，
其中所述盖(COV1，COV2)在轴向的盖最终位置(CAX2)中从轴向内部贴靠在所述外壳体(OC)的内凸肩(ISH)上，使得在所述外壳体(OC)中的内部压力将所述盖(COV1，COV2)轴向地压向所述内凸肩(ISH)。
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