CN116507862A - 包括用于包围在加压壳体中的机器的冷却装置的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种系统，该系统包括：加压壳体(2)，该加压壳体限定用于至少一个机器(3)的外壳；冷却装置(4)，该冷却装置包括：位于加压壳体(2)内部的冷却夹套(5)；在冷却夹套(5)与位于加压壳体(2)外部的冷却介质入口管或冷却介质出口管(10,11)中的一者之间的至少一个可拆卸密封元件，其中可拆卸密封元件(9a,9b)包括同轴延伸并穿过壳体(2)的内圆柱件和外圆柱件(12,13)并且包括凸缘(18)，该凸缘附接到壳体(2)以用于保持该圆柱件(12,13)，内圆柱件(12)用于使冷却介质在冷却夹套(5)与冷却介质入口管或冷却介质出口管(10,11)中的一者之间循环，可拆卸密封元件(9a,9b)包括冷却介质密封屏障和气体密封屏障，冷却介质密封屏障包括位于内圆柱件(12)和冷却夹套(5)之间的密封件(20)，气体密封屏障包括位于外圆柱件(13)和冷却夹套(5)之间的密封件(21)。

Description

包括用于包围在加压壳体中的机器的冷却装置的系统
技术领域
本发明的实施方案总体上涉及围设在加压壳体中的机器。
具体地，本发明的实施方案涉及用于围设在加压壳体中的机器的冷却装置，并且更具体地涉及用于使冷却介质循环通过加压壳体的冷却装置的可拆卸密封元件。
值得注意的是，集成的电动机-压缩机单元是已知的，其中电动机和压缩机都被密封地围设在圆柱形壳体中。
在这种构造中集成冷却装置时，针对冷却介质(例如水)与壳体内部的加压气体之间的压差，需要采取一些相关的安全预防措施。值得注意的是，加压气体倾向于向更低压的冷却介质移动，而此混合会使冷却系统面临潜在的过压风险。
相关技术描述
通常的集成在于将冷却装置焊接到加压壳体的内部。
然而，制造是复杂的，并且考虑到焊接点的位置，该位置会引起可接入性的问题。此外，很难在铸铁壳体上进行焊接。
根据另一常用的解决方案，O形环位于冷却夹套和壳体之间。尽管简单，但这种方法需要频繁且复杂的维护来更换接头，这涉及完全拆卸系统。此外，组装期间O形环的潜在损坏将仅在完全组装之后才能被识别，这涉及再次完全拆卸系统。
需要避免至少部分前述缺点，特别是通过防止冷却介质回路与壳体内部的加压气体之间的混合。
发明内容
根据一个方面，提出了一种系统，该系统包括加压壳体和冷却装置。该加压壳体限定用于至少一个机器的外壳。
冷却装置包括：
位于加压壳体内部的冷却夹套；
在冷却夹套与位于加压壳体外部的冷却介质入口管或冷却介质出口管中的一者之间的至少一个可拆卸密封元件,
其中可拆卸密封元件包括同轴延伸并穿过壳体的内圆柱件和外圆柱件，并且包括凸缘，该凸缘附接到壳体以用于保持该圆柱件，
内圆柱件用于使冷却介质在冷却夹套与冷却介质入口管或冷却介质出口管中的一者之间循环，
可拆卸密封元件包括冷却介质密封屏障和气体密封屏障，冷却介质密封屏障包括位于内圆柱件和冷却夹套之间的密封装置，气体密封屏障包括位于外圆柱件和冷却夹套之间的密封装置。
优选地，内圆柱件和外圆柱件彼此分离以形成间隙，该间隙连接到通向加压壳体的外部的通气口。
有利的是，可拆卸密封元件可包括适配件，该适配件位于壳体与凸缘之间，并且保持内圆柱件和外圆柱件。
有利的是，通气口可位于适配件中。
优选地，气体密封屏障还包括位于外圆柱件与壳体之间的密封装置。
优选地，气体密封屏障还包括密封装置，该密封装置位于内圆柱件与适配件之间，或者如果可拆卸密封元件不包括适配件，则位于内圆柱件与凸缘之间。或者，密封装置位于内圆柱件和壳体之间。
有利的是，冷却装置包括：
第一可拆卸密封元件，该第一可拆卸密封元件用于在冷却夹套和位于加压壳体外部的冷却介质入口管之间循环冷却介质，和
第二可拆卸密封元件，该第二可拆卸密封元件用于在冷却夹套和位于加压壳体外部的冷却介质出口管之间循环冷却介质。
根据一个实施方案，冷却夹套和内圆柱件通过互补的螺纹而附接，以便在内圆柱件与冷却夹套之间形成冷却介质密封屏障。
有利的是，冷却夹套可包括两个独立的上部和下部，上部和下部包围冷却回路并且彼此焊接到它们的末端。
根据替代实施方案，冷却夹套通过增材制造制成。
根据另一个替代实施方案，冷却夹套通过铸造工艺制成。
此外，加压壳体可包围以下机器中的至少一者：涡轮机、发电机、压缩机和电驱动器。
附图说明
本发明的其他优点和特征将在对实施方案的详细描述(绝非限制性的)和附图的检查之后显现出来，在附图中：
[图1]表示根据本发明的系统的实施方案，该系统包括用于围设在加压壳体中的机器的冷却装置；
[图2]是根据本发明的实施方案的可拆卸密封元件的详细视图，包括适配件；
[图3]是根据本发明的另一个实施方案的可拆卸密封元件的详细视图；
[图4]是根据本发明的另一个实施方案的可拆卸密封元件的详细视图，包括螺纹密封；并且
[图5]表示根据本发明的系统的另一个实施方案，该系统包括用于围设在加压壳体中的机器的冷却装置，并且包括用于供电电缆的通道。
具体实施方式
本文的实施方案公开了压缩机冷却系统的布置，该压缩机冷却系统包括至少一个可拆卸密封元件，用于在加压壳体的内部和外部之间延伸的冷却装置中循环冷却介质。
可拆卸密封元件包括至少一个冷却介质密封屏障和一个气体密封屏障，防止冷却回路中流动的冷却介质与包含在加压壳体上的气体之间的混合。
参照图1，其表示系统1的实施方案。该系统包括加压壳体2和冷却装置4。加压壳体限定用于至少一个机器3的外壳。
在所示的示例中，机器3为电动机压缩机单元。然而，加压壳体包围以下机器中的至少一者：涡轮机、发电机、压缩机和电驱动器。
加压壳体2围绕与电动机压缩机单元的旋转轴线重合的中心轴线A延伸。
冷却装置4包括位于加压壳体2内部的冷却夹套5，冷却夹套优选地抵靠加压壳体2的内表面。
作为示例，所示的冷却夹套5包括两个独立的上部和下部，分别为5a和5b，包围冷却回路6。上部5a和下部5b通过焊接点7和8彼此焊接到它们的末端。
根据替代实施方案，冷却夹套5能够通过增材制造制成或能够通过铸造工艺制成。
冷却回路6可作为盘管在冷却夹套5内延伸。
另外，在所示的示例中，冷却介质为水。
冷却装置4还包括在冷却夹套5与位于加压壳体2外部的冷却介质入口管或冷却介质出口管中的一者之间的至少一个可拆卸密封元件。
优选地，冷却装置4包括两个可拆卸密封元件，第一可拆卸密封元件9a用于在冷却夹套5和冷却介质入口管10之间循环冷却介质，并且第二可拆卸密封元件9b用于在冷却夹套5和冷却介质出口管11之间循环冷却介质。
因此，来自冷却介质入口10的冷却介质可经过第一可拆卸密封元件9a而穿透加压壳体2，可在冷却夹套5内循环，然后朝向冷却介质出口11经过第二可拆卸密封元件9b而离开加压壳体2。
每个可拆卸密封元件包括同轴延伸并穿过加压壳体2的内圆柱件和外圆柱件，分别为12和13。内圆柱件和外圆柱件在为此目的而提供给可拆卸密封元件9a和9b的开口(分别为14和15)内延伸。
在另一个实施方案中，内圆柱件12和外圆柱件13也可合并为单个元件。在这种情况下，在密封件之间钻出排气孔。
内圆柱件12用于使冷却介质在冷却夹套5与冷却介质入口管10或冷却介质出口管11中的一者之间循环。
有利的是，为了安全防范，内圆柱件12和外圆柱件13彼此分离以形成间隙16，间隙16连接到通向加压壳体2的外部的通气口17(在图2中可见)。在通过通气口17泄漏的情况下，能够快速地识别密封元件是否无法正常操作。
凸缘18附接到加压壳体2，以保持圆柱件12和13。例如，凸缘18可通过螺钉附接。穿过凸缘18设置有开口，用于在可拆卸密封元件9a、9b与冷却介质入口管10或冷却介质出口管11之间循环冷却介质。
图1和图2中所示的可拆卸密封元件的实施方案包括适配件19。适配件19是位于加压壳体2和凸缘18之间的中间件，并且在加压壳体2内的位置中保持内圆柱件12和外圆柱件13。作为示例，凸缘18可通过穿过适配件19的螺钉附接到加压壳体2。
如图所示，通气口17可位于适配件19中。
根据图3所示的替代实施方案，凸缘18可被配置为代替适配件19。在这种情况下，凸缘18可包括通气口17。如图3所示，内圆柱件12的上部直径能够有利地用于与凸缘18配合。
此外，每个可拆卸密封元件9a、9b包括冷却介质密封屏障，冷却介质密封屏障包括位于内圆柱件12和冷却夹套5之间的密封装置20，从而防止冷却介质从冷却回路6泄漏到内圆柱件12的外部。
每个可拆卸密封元件9a、9b还包括气体密封屏障，气体密封屏障包括位于外圆柱件13和冷却夹套5之间的密封装置21，从而防止气体从加压壳体2泄漏到外圆柱件13的内部。
在附图所示的示例中，冷却介质密封屏障和气体密封屏障的密封装置包括垫圈，优选为O型环。
这形成了防止冷却介质和气体混合的双重密封屏障。
气体密封屏障还包括密封装置22，优选地位于外圆柱件13和加压壳体2之间。
所示实施方案的每个可拆卸密封元件9a、9b的冷却介质密封屏障还包括位于内圆柱件12和适配件19之间的密封装置23，如图2所示。密封装置23同样能够位于内圆柱件12和凸缘18之间，如图3所示，或者如果可拆卸密封元件9a、9b不包括适配件19，则位于内圆柱件12和壳体2(此处未示出)之间。
冷却介质密封屏障的密封装置20和23中的每个密封装置均位于内圆柱件12的一端处，并且气体密封屏障的密封装置21和22中的每个密封装置均位于外圆柱件13的一端处。
内圆柱件12可包括与适配件19或凸缘18(若未提供适配件19)配合的上边缘24，以便在壳体2的开口14、15内很好地定位并且很好地对准内圆柱件。
现参照图4，其描绘了冷却介质密封屏障的另一个实施方案，冷却夹套5和内圆柱件12通过互补的螺纹而附接，以便在内圆柱件12与冷却夹套5之间形成冷却介质密封屏障的密封装置20。密封装置可以是例如气体螺纹或NPT螺纹(“国家管道螺纹”，NPT)。
此外，系统1的加压壳体2还可设置有开口25，用于从机器3到终端盒26的供电电缆的通道，如图5中可见。
在本实施方案中，冷却夹套5有利地设置有通道27。
为了保护供电电缆不受气体影响，可在加压壳体2的开口25内插入外圆柱件13和例如适配件19。
现参考图1、图2、图3、图4和图5，将对系统1的一个操作循环进行描述。在操作中，来自冷却介质入口管10的冷却介质能够通过第一可拆卸密封元件9a的内圆柱件12穿透加压壳体2的内部，并且循环通过冷却夹套5的冷却回路6以冷却电动机压缩机单元3。
第一可拆卸密封元件包括冷却介质密封屏障，冷却介质密封屏障包括位于内圆柱件12和冷却夹套5之间的密封装置20。此外，气体密封屏障包括密封装置21，密封装置位于外圆柱件13(与内圆柱件12同轴延伸)与冷却夹套5之间。
系统的冷却介质密封屏障和气体密封屏障通过阻止气体和冷却介质之间的混合来防止过压风险。
按类似的方式，那么冷却介质可以朝向冷却介质出口管11回流到加压壳体2的外部，循环通过第二可拆卸密封元件9b。
可拆卸密封元件9a、9b的构造使得能够快速且容易地进行维护。

Claims (12)

1.一种系统，所述系统包括：
加压壳体(2)，所述加压壳体限定用于至少一个机器(3)的外壳；
冷却装置(4)，所述冷却装置包括：
冷却夹套(5)，所述冷却夹套位于所述加压壳体(2)内部；
至少一个可拆卸密封元件(9a,9b)，所述至少一个可拆卸密封元件在所述冷却夹套(5)与位于所述加压壳体(2)外部的冷却介质入口管或冷却介质出口管(10,11)中的一者之间,
其中所述可拆卸密封元件(9a,9b)包括同轴延伸并穿过所述壳体(2)的内圆柱件和外圆柱件(12,13)并且包括凸缘(18)，所述凸缘附接到所述壳体(2)以用于保持所述圆柱件(12,13)，
所述内圆柱件(12)用于使冷却介质在所述冷却夹套(5)与所述冷却介质入口管或冷却介质出口管中的一者之间循环，
所述可拆卸密封元件包括冷却介质密封屏障和气体密封屏障，所述冷却介质密封屏障包括位于所述内圆柱件(12)和所述冷却夹套(5)之间的密封装置(20)，所述气体密封屏障包括位于所述外圆柱件(13)和所述冷却夹套(5)之间的密封装置(21)。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述内圆柱件和所述外圆柱件(12,13)彼此分离以形成间隙(16)，所述间隙连接到通向所述加压壳体(2)的外部的通气口(17)。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述可拆卸密封元件(9a,9b)包括适配件(19)，所述适配件位于所述壳体(2)与所述凸缘(18)之间，并且保持所述内圆柱件和所述外圆柱件(12,13)。
4.根据权利要求2和3所述的系统，其中所述通气口(17)位于所述适配件(19)中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述气体密封屏障还包括位于所述外圆柱件(13)与所述壳体(2)之间的密封装置(22)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述气体密封屏障还包括密封装置(23)，所述密封装置位于所述内圆柱件(12)与所述适配件(19)之间，或者位于所述内圆柱件(12)与所述壳体(2)之间，或者如果所述可拆卸密封元件(9a,9b)不包括适配件(19)，则位于所述内圆柱件(12)与所述凸缘(18)之间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述冷却装置包括：
第一可拆卸密封元件(9a)，所述第一可拆卸密封元件用于在所述冷却夹套(5)和位于所述加压壳体(2)外部的冷却介质入口管(10)之间循环所述冷却介质，和
第二可拆卸密封元件(9b)，所述第二可拆卸密封元件用于在所述冷却夹套(5)和位于所述加压壳体(2)外部的冷却介质出口管(11)之间循环所述冷却介质。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述冷却夹套(5)和所述内圆柱件(12)通过互补的螺纹而附接，以便在所述内圆柱件(12)与所述冷却夹套(5)之间形成冷却介质密封屏障。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述冷却夹套(5)包括两个独立的上部和下部(5a,5b)，所述上部和所述下部包围冷却回路并且彼此焊接到它们的末端。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述冷却夹套(5)通过增材制造制成，所述冷却夹套包围冷却回路(6)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述冷却夹套(5)通过铸造工艺制成，所述冷却夹套包围冷却回路(6)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述加压壳体(2)包围以下机器(3)中的至少一者：涡轮机、发电机、压缩机和电驱动器。
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