DE102012223462B3 - Housing of fluid flow machine e.g. compressor, has seal that is arranged to seal the common contact surface in which the sealing elements are arranged, and sealing elements that are arranged axially relative to each other - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Verdichters, mit einem Gehäusetopf und einem über eine gemeinsame Anlagefläche an dem Gehäusetopf angeordneten Gehäusedeckel sowie mit einer in der gemeinsamen Anlagefläche angeordneten Dichtung zur Abdichtung der gemeinsamen Anlagefläche mit einem ersten Dichtelement und einem zu dem ersten Dichtelement radial versetzt angeordneten, zweiten Dichtelement.The invention relates to a housing of a turbomachine, in particular a compressor, with a housing pot and a housing arranged on a common contact surface housing cover and with a arranged in the common contact surface seal for sealing the common contact surface with a first sealing element and one to the first sealing element arranged radially offset, second sealing element.
Verdichter bzw. fluidekomprimierende Vorrichtungen werden in verschiedenen Industriebereichen für verschiedene Anwendungen genutzt, bei denen es um eine Kompression oder Verdichtung von Fluiden, im Speziellen(Prozess-)Gasen, geht.Compressors or fluid compressing devices are used in various industries for various applications involving compression or compression of fluids, especially (process) gases.
Bekannte Beispiele hierfür sind Turboverdichter in mobilen industriellen Anwendungen, wie in Abgasturboladern oder in Strahltriebwerken, oder auch in stationären industriellen Anwendungen, wie Getriebe- bzw. Getriebeturboverdichter für eine Luftzerlegung.Well-known examples of this are turbo compressors in mobile industrial applications, such as in exhaust gas turbochargers or in jet engines, or even in stationary industrial applications, such as gearbox turbo compressors for air separation.
Bei einem solchen – in seiner Arbeitsweise kontinuierlich arbeitenden – Turboverdichter wird die Druckerhöhung (Verdichtung) des Fluids dadurch bewirkt, dass ein Drehimpuls des Fluids von Eintritt zu Austritt durch ein rotierendes, radial erstreckende Schaufeln aufweisendes Laufrad des Turboverdichters durch die Rotation von den Schaufeln erhöht wird. Hier, d. h. in einer solchen Verdichterstufe, steigen Druck und Temperatur des Fluids, während die relative (Strömungs-)Geschwindigkeit des Fluids im Laufrad bzw. Turbolaufrad sinkt.In such - in its operation continuously working - turbo compressor, the pressure increase (compression) of the fluid is effected by an angular momentum of the fluid from entry to exit by a rotating radially extending blades having impeller of the turbo compressor is increased by the rotation of the blades , D here. H. In such a compressor stage, pressure and temperature of the fluid increase while the relative (flow) velocity of the fluid in the impeller or turbocharger wheel decreases.
Um eine möglichst hohe Druckerhöhung bzw. Verdichtung des Fluids zu erreichen, können mehrere solcher Verdichterstufen hintereinander geschaltet werden.In order to achieve the highest possible pressure increase or compression of the fluid, a plurality of such compressor stages can be connected in series.
Als Bauformen von Turboverdichtern unterscheidet man zwischen Radial- und Axialverdichtern.As types of turbocompressors, a distinction is made between radial and axial compressors.
Bei dem Axialverdichter strömt das zu komprimierende Fluid, beispielsweise ein Prozessgas, in paralleler Richtung zur Achse (Axialrichtung) durch den Verdichter. Bei dem Radialverdichter strömt das Gas axial in das Laufrad der Verdichterstufe und wird dann nach außen (radial, Radialrichtung) abgelenkt. Bei mehrstufigen Radialverdichtern wird damit hinter jeder Stufe eine Strömungsumlenkung notwendig.In the axial compressor, the fluid to be compressed, for example a process gas, flows in a direction parallel to the axis (axial direction) through the compressor. In the radial compressor, the gas flows axially into the impeller of the compressor stage and is then deflected outwards (radially, radially). With multi-stage centrifugal compressors, a flow diversion becomes necessary behind each stage.
Kombinierte Bauarten von Axial- und Radialverdichtern saugen mit ihren Axialstufen große Volumenströme an, die in den anschließenden Radialstufen auf hohe Drücke komprimiert werden.Combined types of axial and radial compressors draw large volume flows with their axial stages, which are compressed to high pressures in the subsequent radial stages.
Während meist einwellige Maschinen zum Einsatz kommen, sind bei (mehrstufigen) Getriebeturboverdichtern (kurz im Folgenden auch nur Getriebeverdichter) die einzelnen Verdichterstufen um ein Großrad herum gruppiert, wobei mehrere parallele (Ritzel-)Wellen, die jeweils ein oder zwei – in als Gehäuseanbauten realisierte, die Zu- und Abströmung zu den Verdichterstufen bewirkenden, drucktragenden Spiralgehäusen aufgenommene – Laufräder (an freien Wellenenden der Ritzelwellen angeordnete Turbolaufräder) tragen, von einem großen, im Gehäuse gelagerten Antriebszahnrad, einem Großrad, angetrieben werden.While usually single-shaft machines are used, in (multi-stage) Getriebeturboverdichtern (shortly below only gear compressor), the individual compressor stages are grouped around a large wheel, with several parallel (pinion) shafts, each one or two - realized as housing structures , the inflow and outflow to the compressor stages causing, pressure-bearing volute housings recorded - run wheels (arranged at free shaft ends of the pinion shafts turbochargers), are driven by a large, mounted in the housing drive gear, a large wheel.
In dem drucktragenden Spiralgehäuse (in topfförmiger Ausführung auch als Topfspiralgehäuse bezeichnet), d. h. in einer zylindrischen Bohrung in dem Spiralgehäuse (dieser Teil des (Topf-)Spiralgehäuses auch oft nur als Gehäusetopf oder nur Topf bezeichnet), ist – neben dem Laufrad – ein Spiraleinsatz derart eingesetzt, dass in der zylindrischen Bohrung (des (Gehäuse-)Topfes) axial stirnseitig dem Spiraleinsatz ein durch das Spiralgehäuse und dem Spiraleinsatz eingeschlossener Raum, ein sogenannter Ringraum, verbleibt, über welchen das Fluid – vom Laufrad kommend – radial über einen sich erweiternden Querschnitt abströmt.In the pressure-bearing volute casing (in cup-shaped design also called Topfspiralgehäuse), d. H. in a cylindrical bore in the spiral housing (this part of the (cup) spiral housing often referred to only as a housing pot or pot), - in addition to the impeller - a spiral insert used such that in the cylindrical bore (the (housing) pot ) axially end face the spiral insert a space enclosed by the spiral housing and the spiral insert space, a so-called annulus remains, via which the fluid - coming from the impeller - flows radially over an expanding cross-section.
Über eine Anlagenverrohrung, wie ein am Spiralgehäuse bzw. am (Gehäuse-)Topf angeordnetes Druckstutzenrohr mit einem daran angeordneten Druckstutzenflansch, strömt das Fluid dann vom Ringraum weiter aus der Verdichterstufe ab.About a plant piping, such as a arranged on the volute casing or on (housing) pot pressure pipe with a Druckstutzenflansch arranged thereon, the fluid then flows from the annular space further from the compressor stage.
Die Zuströmung des Fluids ins Spiralgehäuse erfolgt über einen als (axial-stirnseitigen) Gehäusedeckel (oder auch nur als Deckel bezeichnet) ausgebildeten Topfspiralansaugflansch, welcher – über eine gemeinsame „radiale”, d. h. sich radial erstreckende, axiale, Anlagefläche (kurz im Folgenden auch nur „radiale” Anlagefläche) mittels einer (Gehäuse-)Deckelverschraubung mit dem Topfspiralgehäuse bzw. dem (Gehäuse-)Topf verschraubt – das Topfspiralgehäuse bzw. den (Gehäuse-)Topf axial abschließt.The inflow of the fluid into the volute casing takes place via a pot spiral suction flange which is designed as an (axially front-side) housing cover (or else only as a cover), which - via a common "radial", d. H. radially extending, axial, contact surface (in the following also just "radial" contact surface) by means of a (housing) Deckelverschraubung screwed to the pot spiral housing or the (housing) pot - the pot spiral housing or the (housing) pot axially closes ,
Ein solcher Getriebeverdichter, ein Getriebeverdichter der Firma Siemens mit der Bezeichnung STC-GC, eingesetzt für die Luftzerlegung, ist aus http://www.energy.siemens.com/hq/de/verdichtung-expansion-ventilation/turboverdichter/getriebeturboverdichter/stc-gc.htm (erhältlich am 14.12.2012) bekannt.Such a gear compressor, a gear compressor from Siemens called STC-GC, used for the air separation, is from http://www.energy.siemens.com/hq/en/verdichtung-expansion-ventilation/turbo/engineer/getriebeturboverdichter/stc -gc.htm (available on 14.12.2012) known.
Die Druckschriften
Hierzu sind zwei radial zueinander bzw. radial nacheinander angeordnete, umlaufende (Dichtungs-)Nuten in einer axialen Stirnseite des (Gehäuse-)Deckels – dort an der Stirnseite des (Gehäuse-)Deckels an der gemeinsamen radialen Anlagefläche – eingebracht, insbesondere zwei axial in den Deckel eingedrehte, radial nacheinander angeordnete, konzentrische, umlaufende Dichtungsnuten, in welchen zwei Dichtelemente, beispielsweise O-Ringe und/oder Cupseals eingelegt, sind.For this purpose, two radially to each other or radially successively arranged, circumferential (sealing) grooves in an axial end face of the (housing) cover - there on the front side of the (housing) cover on the common radial contact surface - introduced, in particular two axially in the lid screwed, radially successively arranged, concentric, circumferential sealing grooves, in which two sealing elements, for example, O-rings and / or Cupseals inserted are.
Zur Überwachung der (Tandem-/Backup-)Dichtung bzw. Überwachung der Dichtwirkung der radial innen liegenden Dichtung/Dichtelements der beiden Dichtungen/Dichtelemente ist üblicherweise eine sogenannte Zwischenraumüberwachung in dem Deckel des Topfspiralgehäuses zwischen den beiden Dichtelementen vorgesehen. D. h., die Dichtwirkung des radial innen liegenden Dichtelements wird über die Zwischenraumüberwachung kontrolliert.For monitoring the (tandem / backup) seal or monitoring the sealing effect of the radially inner seal / sealing element of the two seals / sealing elements usually a so-called interstitial space monitoring is provided in the lid of the cup spiral housing between the two sealing elements. D. h., The sealing effect of the radially inner sealing element is controlled by the gap monitoring.
Hierzu ist eine weitere, radial zwischen den beiden Dichtungsnuten axial in der Stirnseite des Deckels eingebrachte/eingedrehte umlaufende (Überwachungs-)Nut vorgesehen, welche einen zu überwachenden Zwischenraum in der gemeinsamen radialen Anlagefläche zwischen dem Deckel und dem Topf, d. h. in der gemeinsamen radialen Anlagefläche dort radial zwischen den beiden Dichtungen/Dichtungsnuten, ausbildet.For this purpose, a further, radially inserted between the two sealing grooves axially in the front side of the cover / screwed circumferential (monitoring) groove is provided, which is to be monitored gap in the common radial bearing surface between the lid and the pot, d. H. in the common radial contact surface there radially between the two seals / sealing grooves, forms.
Über ein durch den Deckel führendes Kanalsystem aus einer axialen Bohrung, welche in den Überwachungsraum mündet, und einer sich an die axiale Bohrung anschließenden radialen Bohrung, welche in einen (Anschluss-)Bereich an einer Außenumfangsfläche des Deckels mündet, wird eine Verbindung zwischen dem zu überwachenden Überwachungsraum „nach außen” hergestellt.About a leading through the lid channel system from an axial bore, which opens into the interstitial space, and a subsequent to the axial bore radial bore, which opens into a (terminal) area on an outer peripheral surface of the lid, a connection between the monitoring surveillance space "outwards" produced.
Dort, wo die radiale Bohrung im Deckel an die Außenumfangsfläche des Deckels tritt, bzw. im Anschlussbereich der Außenumfangsfläche des Deckels ist ein Anschlussflansch mit dem Deckel verschweißt oder verschraubt, welcher wiederum mit einer Überwachungsvorrichtung, beispielsweise einem Sensor zur Detektion von Leckage, verbunden ist.Where the radial bore in the lid on the outer peripheral surface of the lid occurs, or in the connection area of the outer peripheral surface of the lid, a connection flange is welded or screwed to the lid, which in turn is connected to a monitoring device, such as a sensor for detecting leakage.
Diese Abdichtung bzw. die Doppel-/Tandemdichtung des Topfspiralgehäuses erfordert einen großen Platzbedarf, welcher sich nachteilig auf die Bauteilgröße des Topfspiralgehäuses und damit auch auf die Bauteilgröße der Strömungsmaschine auswirkt. Zudem ist auch die (Gehäuse-)Deckelverschraubung weit entfernt von der – aus dem Inneren des Spiralgehäuses – auf das Spiralgehäuse einwirkenden Druckkraft, wodurch die Verschraubung zur Aufbringung einer entsprechend notwendigen Verschraubungskraft dementsprechend größer auszuführen ist.This seal or the double / tandem seal of the cup spiral housing requires a large amount of space, which adversely affects the component size of the cup spiral housing and thus also on the component size of the turbomachine. In addition, the (housing) Deckelverschraubung is far away from - from the interior of the spiral housing - acting on the volute casing pressure force, whereby the screw for the application of a correspondingly necessary screwing force is correspondingly larger.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Topfspiralgehäuse für eine Strömungsmaschine anzugeben, welches eine kompakte und doch drucksichere Bauweise des Gehäuses und damit auch der Strömungsmaschine ermöglicht.The invention has for its object to provide a pot spiral housing for a turbomachine, which allows a compact and yet pressure-safe design of the housing and thus also the turbomachine.
Die Aufgabe wird durch ein Gehäuse einer Strömungsmaschine mit den Merkmalen gemäß dem jeweiligen unabhängigen Patentanspruch gelöst.The object is achieved by a housing of a turbomachine with the features according to the respective independent claim.
Das Gehäuse der Strömungsmaschine weist einen Gehäusetopf sowie einen über eine gemeinsame Anlagefläche an dem Gehäusetopf angeordneten, insbesondere über die gemeinsame Anlagefläche gegen den Gehäusetopf mittels einer Gehäusedeckelverschraubung verschraubten, Gehäusedeckel auf.The housing of the turbomachine has a housing pot and a arranged on a common contact surface on the housing pot, in particular screwed over the common contact surface against the housing pot by means of a Gehäusedeckelverschraubung, housing cover.
Weiter weist das Gehäuse der Strömungsmaschine eine in der gemeinsamen Anlagefläche angeordnete Dichtung zur Abdichtung der gemeinsamen Anlagefläche auf. Die Dichtung ist als Doppel-/Tandemdichtung mit einem ersten Dichtelement und einem zu dem ersten Dichtelement radial versetzt bzw. radial nebeneinander angeordneten, zweiten Dichtelement (Doppel-/Tandemdichtung) ausgestaltet.Next, the housing of the turbomachine on a arranged in the common bearing surface seal for sealing the common contact surface. The seal is configured as a double / tandem seal with a first sealing element and a second sealing element (double / tandem seal) radially offset or arranged radially next to the first sealing element.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das erste und das zweite Dichtelement – neben der bzw. zusätzlich zu der radialen Versetzung – auch axial versetzt zueinander bzw. axial nebeneinander in der gemeinsamen Anlagefläche angeordnet sind.It is further provided that the first and the second sealing element - in addition to or in addition to the radial displacement - are also axially offset from one another or axially adjacent to each other in the common contact surface.
Anschaulich und vereinfacht ausgedrückt, erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Doppel-/Tandemdichtung mit den beiden (sonst nur) radial nebeneinander angeordneten Dichtelementen sowohl radial als auch axial versetzt, d. h. „schräg” bzw. „verschachtelt” zueinander, angeordnet sind.Expressed and simplified, according to the invention it is provided that the double / tandem seal with the two (otherwise only) radially juxtaposed sealing elements offset both radially and axially, d. H. "Obliquely" or "nested" to each other, are arranged.
Durch die Erfindung bzw. durch deren Schräganordnung/Verschachtelung bei den Dichtelementen können so die Dichtelemente der Dichtung kompakt(-er) zueinander angeordnet werden – und so ein kompaktes und doch drucksicheres Gehäuse der Strömungsmaschine realisiert werden.By the invention or by their oblique arrangement / nesting in the sealing elements so the sealing elements of the seal compact (-er) can be arranged to each other - and so a compact and yet pressure-resistant housing of the turbomachine can be realized.
Auch kann dadurch die Gehäusedeckelverschraubung näher an den Dichtelementen und so auch an der Druckfläche sitzen – und kann so auch kleiner ausfallen. Zudem wird hierdurch auch eine Restklemmkraft der Gehäusedeckelverschraubung verbessert.This also allows the housing cover fitting closer to the sealing elements and thus also to the pressure surface sit - and may also be smaller. In addition, this also improves a residual clamping force of the Gehäusedeckelverschraubung.
Auch gelingt es dadurch bei der Erfindung, Wandstärken bei dem Gehäuse bzw. bei dem Gehäusetopf zu reduzieren, was weiter zu geringeren Bauteilgrößen führt. Das Gehäuse baut so auch durch die Erfindung leichter und ist kostengünstiger. This also makes it possible in the invention to reduce wall thicknesses in the housing or in the housing pot, which further leads to smaller component sizes. The housing is thus also lighter by the invention and is cheaper.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.Preferred developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Dichtelement in einer ersten Dichtelementaufnahme und das zweite Dichtelement in einer zweiten Dichtelementaufnahme angeordnet sind, wobei die erste und die zweite Dichtelementaufnahme in dem Gehäusedeckel und/oder in dem Gehäusetopf, insbesondere aber in dem Gehäusedeckel, ausgebildet sind.According to a preferred development, it is provided that the first sealing element is arranged in a first sealing element receptacle and the second sealing element is arranged in a second sealing element receptacle, the first and the second sealing element receptacle being formed in the housing cover and / or in the housing pot, but in particular in the housing cover are.
Besonders bevorzugt kann hier weiter vorgesehen sein, dass die erste und/oder die zweite Dichtelementaufnahme als umlaufende Fase/Fasen, insbesondere an dem Gehäusedeckel, ausgebildet sind/ist.Particularly preferably, it can further be provided here that the first and / or the second sealing element receptacle are / is designed as a circumferential chamfer / bevels, in particular on the housing cover.
Auch kann vorgesehen sein, dass die erste Dichtelementaufnahme als umlaufende Fase und die zweite Dichtelementaufnahme als umlaufende, rechteckige Nut oder umlaufende, rechteckige Ausnehmung, insbesondere an dem Gehäusedeckel, ausgebildet sind/ist.It can also be provided that the first sealing element receptacle is designed as a circumferential chamfer and the second sealing element receptacle is designed as a circumferential, rectangular groove or circumferential, rectangular recess, in particular on the housing cover.
Gerade durch die Ausbildung einer Dichtelementaufnahme als (dreieckige) Fase, d. h. vereinfacht ausgedrückt, radial umlaufende Räume (Dichtelementaufnahme) werden auf Fase gelegt (kurz auch, dreieckige Querschnittsform der Fase ersetzt – im Falle einer rechteckigen Nut – rechteckige Querschnittform der Nut), können noch kompaktere erfindungsgemäße Dichtungsanordnungen – und damit kompaktere und drucksichere Strömungsmaschinengehäuse bzw. Strömungsmaschinen realisiert werden. Die Gehäusedeckelverschraubung kann so noch näher an den Dichtelementen und an der Druckfläche sitzen – und kann noch kleiner ausfallen. Auch die Restklemmkraft der Gehäusedeckelverschraubung wird noch weiter verbessert. Auch weiter reduzierte Wandstärken bei dem Gehäuse bzw. bei dem Gehäusetopf sind möglich.Just by the formation of a sealing element recording as (triangular) chamfer, d. H. In simple terms, radially encircling spaces (sealing element receptacle) are placed on chamfer (short, triangular cross-sectional shape of the chamfer replaced - in the case of a rectangular groove - rectangular cross-sectional shape of the groove), even more compact sealing arrangements according to the invention - and thus more compact and pressure-resistant turbomachinery or turbomachinery will be realized. The housing cover screw connection can therefore be even closer to the sealing elements and to the pressure surface - and can be even smaller. The residual clamping force of the housing cover screw connection is further improved. Further reduced wall thicknesses in the housing or in the housing pot are possible.
Darüber hinaus können solche Fasen einfach, beispielsweise durch spanende Tätigkeit, hergestellt werden.In addition, such chamfers can be produced easily, for example by machining.
Zusammen mit dem Gehäusedeckel kann auch ein Saugflansch für eine Zuströmung eines Fluids in das Strömungsmaschinengehäuse realisiert sein. Oftmals wird so auch der Gehäusedeckel nur als Saugflansch oder Topfspiralsaugflansch (in Hutform) bezeichnet.Together with the housing cover and a suction flange for an inflow of a fluid can be realized in the turbomachine housing. Often, the housing cover is referred to only as a suction flange or Topfspiralsaugflansch (in hat shape).
Weiter kann vorgesehen werden, dass die Dichtelemente O-Ringe, Cupseals, Profildichtungen oder andere ähnliche Dichtelemente – oder auch Kombinationen davon –, insbesondere aus Kunststoff, beispielsweise aus PTFE, sind. O-Ringe, Cupseals, Profildichtungen oder ähnliche Dichtelemente, insbesondere aus Kunststoff, beispielsweise aus PTFE, sind – in vielfältiger Ausgestaltung – aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, erprobt und kostengünstig erhältlich.It can further be provided that the sealing elements are O-rings, Cupseals, profile seals or other similar sealing elements - or combinations thereof -, in particular of plastic, for example PTFE. O-rings, Cupseals, profile seals or similar sealing elements, in particular made of plastic, for example made of PTFE, are - in a variety of refinement - sufficiently known from the prior art, tested and available inexpensively.
Besonders bevorzugt kann auch vorgesehen sein, dass das erste Dichtelement radial außerhalb des zweiten Dichtelements angeordnet ist und das erste Dichtelement ein O-Ring und das zweite Dichtelement eine Cupseal sind.Particularly preferably, it can also be provided that the first sealing element is arranged radially outside the second sealing element and the first sealing element is an O-ring and the second sealing element is a Cupseal.
Vereinfacht ausgedrückt, das radial äußere Dichtelement ist ein O-Ring und das radial innere Dichtelement ist eine Cupseal.Put simply, the radially outer sealing element is an O-ring and the radially inner sealing element is a Cupseal.
Besonders bevorzugt kann hier weiter vorgesehen werden, dass die Cupseal in einer rechteckigen Nut im Gehäusedeckel und der O-Ring in einer Fase im Gehäusedeckel sitzen.Particularly preferably, it can be further provided here that the Cupseal sit in a rectangular groove in the housing cover and the O-ring in a chamfer in the housing cover.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine Zwischenraumüberwachung für die Dichtung, insbesondere für einen in der gemeinsamen Anlagefläche radial zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtelement ausgebildeten Überwachungsraum, vorgesehen.According to a further preferred development, an interspace monitoring for the seal, in particular for a in the common contact surface formed radially between the first and the second sealing element monitoring space is provided.
Hierdurch, d. h. mittels dieser Zwischenraumüberwachung (radial zwischen den beiden Dichtelementen), kann die Dichtwirkung des radial innen liegenden Dichtelements, beispielsweise die Cupseal, der beiden Dichtelemente kontrolliert werden.This, d. H. By means of this space monitoring (radially between the two sealing elements), the sealing effect of the radially inner sealing element, for example, the Cupseal, the two sealing elements can be controlled.
Besonderes bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Zwischenraumüberwachung eine an dem Gehäusetopf ausgebildete, den Überwachungsraum begrenzende umlaufende Fase aufweist, welche derart an dem Gehäusetopf ausgebildet ist, dass sie radial und axial zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtelement in der gemeinsamen Anlagefläche angeordnet ist.Particular preference may be provided that the interspace monitoring has a formed on the housing pot, the monitoring space delimiting circumferential chamfer which is formed on the housing pot that it is arranged radially and axially between the first and the second sealing element in the common contact surface.
Gerade auch durch die Ausbildung des Überwachungsraums über eine Fase am Gehäusetopf, d. h. auch hier wird der radial umlaufende Raum (Überwachungsraum) auf Fase gelegt (und eine Nut für den Überwachungsraum, wie auch so entsprechend Nuten bei den Dichtelementen können entfallen), können noch kompaktere erfindungsgemäße, überwachte Dichtungsanordnungen – und damit kompaktere und drucksichere Strömungsmaschinengehäuse bzw. Strömungsmaschinen realisiert werden.Especially by the formation of the interstitial space via a chamfer on the housing pot, d. H. Again, the radially surrounding space (interstitial space) placed on bevel (and a groove for the interstitial space, as well as corresponding grooves in the sealing elements can be omitted), even more compact, monitored seal assemblies according to the invention - and thus more compact and pressure-resistant turbomachinery or turbomachinery will be realized.
Die Gehäusedeckelverschraubung kann so auch hier noch näher an den Dichtelementen und an der Druckfläche sitzen – und kann noch kleiner ausfallen. Auch die Restklemmkraft der Gehäusedeckelverschraubung wird hier noch weiter verbessert. Auch weiter reduzierte Wandstärken bei dem Gehäuse bzw. bei dem Gehäusetopf sind so möglich. The housing cover screw connection can here also be closer to the sealing elements and to the pressure surface - and can be even smaller. The residual clamping force of the housing cover screw connection is further improved here. Further reduced wall thicknesses in the housing or in the housing pot are possible.
Weiter kann bevorzugt auch vorgesehen werden, dass die Zwischenraumüberwachung eine im Bereich der Fase in den Überwachungsraum mündende Bohrung aufweist, wobei die Bohrung senkrecht zu der Fase ausgebildet ist.Furthermore, it can also be preferred that the interstitial monitoring has a bore opening into the interstitial space in the region of the chamfer, wherein the bore is formed perpendicular to the chamfer.
Damit ist ein Anbohren bei Herstellung der „Überwachungsbohrung” vereinfacht – und – aufgrund einer dadurch realisierbaren kurzen „Überwachungsbohrung” und einer unter Winkel zu der Dichtfläche des radial inneren Dichtelements stehenden Anbohrfläche bei der „Überwachungsbohrung” – eine Beschädigung der Dichtfläche des radial inneren Dichtelements weitgehend ausgeschlossen.In order for a tapping in production of the "monitoring bore" is simplified - and - due to a thus realizable short "monitoring bore" and at an angle to the sealing surface of the radially inner sealing member tapping surface in the "monitoring bore" - damage to the sealing surface of the radially inner sealing element largely locked out.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Zwischenraumüberwachung weiter eine an einer Außenumfangsfläche des Gehäusetopfes ausgebildete, insbesondere gefräste, Verschraubungsfläche zur Verschraubung eines Anschlusselements für die Zwischenraumüberwachung an dem Gehäusetopf aufweist.According to a further preferred embodiment, it is provided that the interstitial space monitoring further comprises a, in particular milled, screwed-on surface formed on an outer circumferential surface of the housing pot for screwing a connection element for interstitial monitoring to the housing pot.
Derart gefräste Verschraubungsflächen für dort verschraubte Bauteile sind einfach und sicher herstellbar – und gewährleisten dadurch drucksichere Bauteilverbindungen. Darüber hinaus können so unsichere, fehleranfälligere, schwer(-er) herstellbare und/oder komplexere Schweißverbindungen vermieden werden.Such milled screwing surfaces for components screwed there are easy and safe to produce - and thus ensure pressure-resistant component connections. In addition, unsafe, error-prone, hard-to-produce and / or more complex welded joints can be avoided.
An dem Anschlusselement kann eine Sensorik angeschlossen sein, welche in den zu überwachenden Zwischenraum eindringende Leckage detektiert – und damit die Dichtwirkung des radial inneren Dichtelements kontrolliert.At the connection element, a sensor can be connected, which detects leakage into the space to be monitored - and thus controls the sealing effect of the radially inner sealing element.
Wird, wie weiterbildend vorgesehen, so die Zwischenraumüberwachung am Gehäusetopf realisiert, so ist überdies eine – vereinfachte – Demontage des Gehäuses bzw. eine Demontage des Gehäusedeckels ohne – weil ohne – Demontage der Zwischenraumüberwachung möglich.If, as further education provided, the gap monitoring on the housing pot realized, so is moreover a - simplified - disassembly of the housing or disassembly of the housing cover without - because without - disassembly of the gap monitoring possible.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist ein in dem Gehäusetopf angeordneter, eine gemeinsame radiale Anlagefläche mit dem Gehäusetopf und dem Gehäusedeckel aufweisender Spiraleinsatz vorgesehen.According to a further preferred development, a spiral insert arranged in the housing pot and provided with a common radial contact surface with the housing pot and the housing cover is provided.
Anders bzw. vereinfacht und anschaulich ausgedrückt, dieser Spiraleinsatz im Gehäusetopf ist axial über den Gehäusetopf hinaus verlängert – und bietet so – über seine axial verlängerte Außenumfangsfläche – eine radiale Anlagefläche sowohl mit dem Gehäusetopf wie auch für den Gehäusedeckel. Eine einfach realisierte Zentrierung von Spiraleinsatz und Gehäusedeckel (bzw. auch einem zusammen mit dem Gehäusedeckel realisierten (Topfspiral-)Saugflansch) ist hierdurch möglich.Expressed differently or simply and graphically, this spiral insert in the housing pot is extended axially beyond the housing pot - and thus offers - via its axially extended outer peripheral surface - a radial contact surface with both the housing pot and the housing cover. A simply realized centering of the spiral insert and the housing cover (or also a (pot spiral) suction flange realized together with the housing cover) is thereby possible.
Besonders bevorzugt kann hier weiter vorgesehen sein, dass das radial innere Dichtelement an der Außenumfangsfläche des Spiralaufsatzes angeordnet ist.Particularly preferably, it can further be provided here that the radially inner sealing element is arranged on the outer peripheral surface of the spiral attachment.
D. h., die radiale Anlage zwischen dem Spiraleinsatz und dem Gehäuse (Gehäusetopf und Gehäusedeckel) wird mehrfach genutzt. Neben der Zentrierung von Spiraleinsatz und Gehäusedeckel/Saugflansch dient die radiale Anlage auch als „Träger” für das radial innere Dichtelement.D. h., The radial contact between the spiral insert and the housing (housing pot and housing cover) is used multiple times. In addition to the centering of the spiral insert and the housing cover / suction flange, the radial bearing also serves as a "support" for the radially inner sealing element.
Dadurch kann die Passungszahl bei dem Gehäuse reduziert werden, was dessen Bearbeitung erheblich vereinfacht.As a result, the fit number can be reduced in the housing, which greatly simplifies its processing.
Weiterhin kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das Gehäuse bei einem Verdichter, insbesondere einem Verdichter für Kohlendioxidanwendungen, eingesetzt wird.Furthermore, it can preferably be provided that the housing is used in a compressor, in particular a compressor for carbon dioxide applications.
Der Verdichter kann dabei ein Einwellenverdichter sein.The compressor can be a single-shaft compressor.
Auch kann der Verdichter ein Getriebeturboverdichter sein. Anders ausgedrückt, bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das erfindungsgemäße Gehäuse – als Aufnahme für ein Laufrad einer Verdichterstufe und als Strömungsführung für ein Fluid bei der Verdichterstufe – in einem Getriebeturboverdichter verbaut.Also, the compressor may be a Getriebeturboverdichter. In other words, in a further preferred embodiment, the housing according to the invention - as a receptacle for an impeller of a compressor stage and as a flow guide for a fluid in the compressor stage - installed in a Getriebeturboverdichter.
Auch kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse bei einem Expander oder einer Turbine eingesetzt wird.It can also be provided that the housing is used in an expander or a turbine.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wird der Fachmann jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.The previously given description of advantageous embodiments of the invention contains numerous features, which are given in the individual subclaims partially summarized in several. However, those skilled in the art will conveniently consider these features individually and summarize them to meaningful further combinations.
In Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, welche im Weiteren näher erläutert werden. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen technisch gleiche Elemente. Pfeile verdeutlichen Bewegungsrichtungen von Objekten bzw. Elementen.In figures, embodiments of the invention are shown, which are explained in more detail below. The same reference numerals in the figures designate technically identical elements. Arrows illustrate directions of movement of objects or elements.
Es zeigen: Show it:
Backup Dichtung in Kompaktbauweise bei einem Topfspiralgehäuse einer Verdichterstufe bei einem GetriebeverdichterBackup seal in compact design with a pot spiral housing of a compressor stage in a gearbox compressor
Das Topfspiralgehäuse
Die Verdichterstufe
Das Laufrad wird durch eine axiale Zuströmung
Der sich in Umfangsrichtung um die Drehachse
Der Spiraleinsatz
Zur Abdichtung des drucktragenden Gehäuses
Neben
Die Backup Dichtung
Beide Dichtelemente/Dichtungen
Die beiden Dichtelementaufnahmen
Dazu weist der Deckel
Die Aufnahme des radial außen liegenden O-Rings
Über die Stufung
Wie weiter die
Diese radiale Außenumfangsfläche
D. h., die radiale Anlage über die gemeinsame radiale Anlagefläche
Dadurch kann die Passungszahl bei dem Gehäuse
Die Zwischenraumüberwachung
Dieser – radial umlaufende – Überwachungsraum
Über zwei Bohrungen
Die erste Bohrung
Damit ist ein Anbohren bei Herstellung der Bohrung
Die zweite Bohrung
Diese gefräste Fläche
An dem Anschlusselement kann eine Sensorik angeschlossen sein, welche in den zu überwachenden Zwischenraum
Wie
Diese Backup Dichtung
Weiter können hierdurch auch die Anzahl von Passungen bei dem Gehäuse
Die Demontage des Gehäuses
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.While the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
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