DE2111171A1

DE2111171A1 - Zentrifugale Stroemungsmaschine,vorzugsweise Hochdruckverdichter

Info

Publication number: DE2111171A1
Application number: DE19712111171
Authority: DE
Inventors: Frenkel Andrej Filippowitsch; Kaplanskij Arka Fridmanowitsch; Sacharew Alexandr Iwanowitsch; Korenblit Isja Jakowlewitsch
Original assignee: Newskij Mash Nij Sawod Im V I
Current assignee: Newskij Mash Nij Sawod Im V I
Priority date: 1971-03-09
Filing date: 1971-03-09
Publication date: 1972-09-14

Description

ZENTRIFUGALE STROMUNGSMASCHINE, VORZUGSWEISE HOCHDRUCKVERDICHTER Die vorliegende Erfindung betrifft Turbomaschinen, insbesondere zentrifugale Strömungsmaschinen und kann beisI,ielsweise bei Kreiselverdichtern oder Hochdruckpumpen Verwendung finden.
Zur Erzeugung eines Hochdruck-Arbeitsmediums werden zur eit Kreiselverdichter eingesetzt, die zu einem teilbaren Paket zusammengebaute Verdichter-Arbeitsstufen aufw sen, welche durch Stufendichtungen getrennt und von einem Zylinder umschlossen sind. Bei diesen Maschinen liegen die Lager, in denen der Läufer der Maschine angeordnet ist, und die Åvlsenstopfbuchsen welce Leckagen des Arbeitsmediums aus dem Strömungsteil des Verdichters nach außen anwenden, außerhalb des Pakets (s. z.B. die Vorlesung "Kreiselverdichter für Anlagen zur Ammoniaksynthese", gehalten im September P 1965 von dem Vertreter der Firma Nuovo #ignone Dr.- Ing.
Francesco Frascetti oder Prospekte der Firmen GHS und Elliot, die auf der internationalen Ausstellung "CHEMIE-70" in luoskau prasentiert wurden). Den erwahnten Verdichtern haften wesentliche Nachteile an. Bei ihnen ist eine unmittelbare Kontrolle der Spalten in den Stufendichtungen ausgeschlossen.
Dadurch ist es schwierig, die Spalten minimal auszuführen, was Überströmungen des Mediums zwischen den Stufen und somit Senkung der Wirtschaftlichkeit der Maschine mit sich bringt.
Es sei bemerkt, daß dies für maschinen mit relativ großen Druckunterschieden zwischen den Verdichtungsstufen von besonders großem Belang ist.
Bei den erwahnten Verdichtern werden Verformungen des Zylinders bzw. der Stirndeckel, die infolge des Innendrucks des zu verdichtendenrteitsmediums auftreten, auf die Lager des Läufers und Außenstopfbuchsen übertragen, wodurch die Betriebssicherheit dieser Baugruppen vermindert wird.
Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung, die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zertrifugale Strbmungsmaschine mit minimalen Spalten in den Stufendichtungen, mit hoher Betriebssicherheit der Lager und Außenstopfbuchsen zu schaffen.
Dies wird dadurch erreicht, daß die Lager des Laufers der Maschine und die Außenstopfbuchsen, welche leckagen des arbeitsmediums aus dem Strömungsteil der Maschine nach außen abwenden, sich in dem Paket befinden, wodurch die unmittelbare Kontrolle der Spalten in den Stufendichtung gewährleistet und die Einwirkung der Verformung des Zylinders auf den Betrieb der Lager und Außenstopfbuchsen praktisch ausgeschaltet wird. Zur Druckdichtmachung des zu verdichtenden lAediums sind an Verbindungsstellen des Pakets zum Zylinder Dichtungsverschlüsse angeordnet.
Die erwahnten Verschlüsse können ein System von Ringräuerzen mit Dichtelementen aufweisen, das 7ur Zu- und Abführung des zu verdichtenden und des Dichtungsmittels bestimmt ist.
Lum Wärmedehnungsausgleich des Pakets sind ferner innerhalb desselben an jedem der Elemente, die die Scheiben der den höchstdruck des Arbeitsmediums aufweisenden Verdichtungsstufe zusammenziehen, Warmeausgleichvorrichtungen des Pakets angeordnet.
Zweckmäßigerweise werden zur bequemen Montage der iffiaschine die obere Halfte des Mittelteils des Pakets mit einer gegenüber der entsprechenden unteren Hälfte des Pakets geringeren Lange ausgeführt und in die entstandenen Spalte zwischen der oberen Pakethälfte und den einteiligen stirnseitigen Scheiben des Pakets maßhaltige Elemente eingebaut.
Mit der nach der Erfindung ausgeführten zentrifugalen Strömungsmaschine werden die vorstehend gestellten Aufgaben mit Erfolg gelöst.
Zum besseren Verständnis des Wesens der Erfindung wird nachstehdnd ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen zentrifugalen Strömungsmaschine unter hinweis auf die beigefügten Zeichnungen naher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verdichters im Längsschnitt, Fig. 2 das Paket der Arbeitsstufen der Verdichtung, montiert mit abnehmbarer oberer Hälfte zur Kontrolle der Spalten, Fig. 3 ein Schaltschema der Dichtungsverschlüsse (Baugruppen Å) in Fig. I, Fig. 4 die in Fig. I dargestellte Baugruppe B, vergrößert.
Der beispielsweise beschriebene Kreiselverdichter enthalt einen Zylinder 1 (Fig. 1 und 2), in dem sich die untere Hälfte 2 und die obere Hälfte 3 des Pakets der Verdichter-Arbeitsstufen befinden. Zum Paket gehören Läufer 4, zwischen den Scheiben 6 des Pakets angeordnete Elemente 5 des Stators des Strömungsteils, Stufendichtungen 7, Lager 8 des Laufers 4, in einteiligen Stirnscheiben 10 untergebrachte Außenstopfbuchsen 9. D1s Paket ist durcll einen Druckanschlag 11 im Zylinder 1 fixiert.
Zwischen der oberen Halfte 3 des Pakets und den einteiligen Stirnscheiben 10 sind maßhaltige Elemente 12 installiert und an den Verbindungsstellen des Pakets mit dem Zylinder 1 zur Hermetisierung des zu verdichtenden Mediums dienende Dichtungsverschlüsse (Baugruppen @) angeordnet.
Bei Montage wird der Läufer 4 auf der unteren Halfte 2 des Pakets mit vorgegebenen Spalten zwischen den Stufendochtungen 7 auf behelfsmaßigen Stützen aufgestellt. Dann werden di« einteiligen Stirnscheiben 10 mit den Lagern 8 des Laufers 4, Außenstopfbuchsen 9 und sonstigen Elementen des Statorteils der Maschine installiert. Nach der endgültigen Prüfung der Spalten zwischen den Stufendichtung-en 7 wird die obere Halfte 3 des Pakets aufgesetzt. Das zusammengebaute Packet wird in den Zylinder 1 eingebracht und durch den Druckanschlaf 11 fixiert.
Der Dichtungsverchluß besteht aus Ringraumen 13, 14, 15 (Fig. 3) und Dichtelementen 16.
Ober Kanäle 17 sind die Hohlraume 13 mit den Saugraum der Maschine und über Kanale 18 mit einem geschlossenen Sammeltehälter (nicht dargestellt) für Leckströme des Dichtungsmittels verbunden. Ober Kanale 19 ist den Hohlraumen 14 das Dichtungs ittel unter, einem Druck zugeführt, der den im hohlraum 13 unbedeutend überschreitet. Dieses Druckgefälle wird selbsttatig aufrechterhalten. Eventuelle Leckströme des Dichtungsmittels fließen in die Hohlräume 15 ab und werden über Kanale 20 aus der Mase eine herausgeführt. Das dem Hohlraum 14 zugeführte Dichtungsmittel wird ebenfalls zur Druckdichtmachung der Außenstopfbuchsen 9 des Läufers 4 benutzt.
Zum Warmedehnungsausgleich des Pakets sind an jedem der Elemente 21 (s. Baugruppe b in Fig. 1), die die Scheiben der den Maximaldruck des Arbeitsmediums aufweisenden Stufe zusammenziehen. Warmeausgleichvorrichtungen 22 des Pakets (Fig. 4) angeordnet, z. B. Tellerfedern.
Bei Montage des Pakets wird zwischen den Oberfläche 23 des zusammenziehenden Elements und der Auflagefläche 24 der Scheibe des Pakets eine Spalte "a" melassen, die dem Wert der Wärmeausdehungen des Pakets gleich ist. Durch den Druckanschlag 11 wird eine vorlaufige Kraft erzeugt, die zu einer zuverlassigen Fixierung des Pakets im Zylinder 1 ausreicht. Mit Druckzunahme innerhalb der Maschine wird die Spalte "a" beseitigt und eine (in Fig. 4 punktiert angedeutete) Spalte geschaffen, die zum Temperaturausgleich des Pakets ausreicht. Die Warmeausdehnungen des Pakets werden somit nicht auf den Druckanschlag 11 übertragen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

Ol Zentrifugale Strömungsmaschine, vorzugsweise hochdruckverdichter, die zu einem teilbaren Paket zusammengebaute, von einem Zylinder umschlossene Verdichter-Arbeits- -stufen, Lager, in denen der Läufer der Maschine montiert ist, sowie Außenstopfbuchsen zur Vermeidung einer Leckage -des Arbeitsmediums aus dem Strömungsteil der Maschine nach außen enthalt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, dß sich die Lager (8) des Läufers (4) und die Außenstopfbuchsen (9) unmittelbar im Paket befinden und an den Verbindungsstellen dieses Pakets mit dem Zylinder (1 3 Dichtungsverschlüsse (Baugruppen A) zur Hermetisierung des zu verdichtenden mediums angeordnet sind.
2. Zentrifugale Strömungsmaschine nach Anspruch I, d a d u r c h g e k e n n æ e i c h n e t, daß jeder Dichtungsverschluß ein System von Dichtungselementen (16) und Ringräumen (13, 14, 15) enthalt, die zur Zu- und Abführung des zu verdichtenden und des Dichtungsmittels bestimmt sind.
3. Zentrifugale Strömungsmaschine nach Ansprüchen I und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß innerhalb des Pakets an jedem Element (21), das die Scheiben der den Höchstdruck des Arbeitsmediums aufweisenden Stufe zusammenzieht, Warmeausgleichvorrichtungen (22) des Pakets angeordnet sind.
4. Zentrifugale Strömungsmaschine nach Ansprüchen 1, 2 und 3, 6 a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die obere Halfte (3) des Mittelteils des Pakets eine gegen über der entsprechenden nteren Halfte (2) des Pakets xeringere Lange aufweist und in den gebildeten Spalten maßhaltige Elemente (12) installiert sind.