DE2210951A1 - HIGH PRESSURE CENTRIFUGAL COMPRESSORS - Google Patents
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Description
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DIpI. Ing. E. Grc.-Sf3-^r" >n. v/. W-.-nnert DIpI. Ing. E. Grc.-Sf 3 - ^ r "> n. V /. W -.- nnert
8 München ί. ..Li,.;-:.raÖe 258 Munich ί. ..Li,.; - : .raÖe 25
Telefon 5380586Telephone 5380586
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1. März 1972March 1, 1972
Hochdruck-KreiselverdichterHigh pressure centrifugal compressor
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochdruck-Kreisel-The invention relates to a high pressure gyro
/ verdichter, und insbesondere auf einen Kreiselverdich-/ compressor, and in particular on a centrifugal compressor
ί ter mit einem Gehäuse, in dem eine von dem einen■Genau—ί ter with a housing in which one of the ■ Exactly—
( seende nach innen verlaufende Bohrung ausgebildet ist, und einer in der Bohrung innerhalb des einen Bohrungs- ( an inwardly extending bore is formed, and one in the bore within the one bore
'i endes angebrachten zylindrischen Stirnplatte.'i endes attached cylindrical face plate.
Hochdruck-Mantelgehäuseverdichter haben bekanntermaßen eine Reihe von Vorteilen. Derartige Verdichter sind mit einem hochfesten äußeren Stahlmantelgehäuse versehen, in dem die Leitschaufelanordnung befestigt ist, oder sie können auch ein horizontal unterteiltes Innengehäuse enthalten, das im äußeren Mantelgehäuse angebracht ist, wobei in diesem Fall die Leitradanordnung im Innengehäuse befestigt ist. In diesem Fall ist das Mantelgehäuse oder das Innengehäuse - falls ein solches verwen-High pressure jacketed compressors are known to have a number of advantages. Such compressors are with a high strength outer steel casing in which the guide vane assembly is attached, or they can also include a horizontally divided inner housing mounted in the outer shell housing is, in which case the stator assembly is fixed in the inner housing. In this case it is the jacket housing or the inner housing - if one is used
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det wird - mit Nuten versehen, in die die Leiträder mit ihrem Umfang eingesetzt sind, wobei der Kompressor ferner Laufräder sowie eine Laufradwelle aufweist.det is - provided with grooves into which the stator wheels are inserted with their circumference, the compressor also Has impellers and an impeller shaft.
Es ist bekannt, eine Stirn-Verschlußplatte, die die Wellendichtung sowie Lagerungen trägt, mit einem oder beiden Gehäuseenden zu verschrauben. Hierbei ist es erforderlich, in den Enden des Gehäuses Bohrungen sowie Gewinde zur Aufnahme einer Reihe auf einem Kreisbogen angeordneter, starker Spannbolzen auszubilden. Ferner müssen die Stirnplatten mit Öffnungen zur Aufnahme der Spannbolzen versehen und auf die Spannbolzenbefestigungsmuttern mit dem richtigen Drehmoment aufgeschraubt werden, um die Verschlußplatte ordnungsgemäß mit dem Gehäuse zu verbinden.It is known a forehead closure plate that the The shaft seal and bearings must be screwed to one or both ends of the housing. Here it is necessary Holes and threads in the ends of the housing to accommodate a row on an arc of a circle to train arranged, strong clamping bolts. Furthermore, the end plates must have openings to accommodate the Provide clamping bolts and screw them onto the clamping bolt fastening nuts with the correct torque, to properly connect the closure plate to the housing.
Erfindungsgemäß soll ein Hochdruck-Mantelgehäuse-Kreiselverdichter für Gase geschaffen werden, bei dem der Verschluß des Gehäuseendes auf sehr einfache Weise erfolgt und insbesondere die Bearbeitungszeiten sowohl des Gehäuses als auch der Stirnplatte beträchtlich herabgesetzt sind. Durch die besondere Ausbildung des Stirnverschlusses soll ferner eine Erhöhung der Festigkeit und Formbeständigkeit der Stirnplatte erreicht undAccording to the invention, a high-pressure shell-and-socket centrifugal compressor for gases are created, in which the closure of the housing end takes place in a very simple manner and in particular the machining times of both the housing and the faceplate are reduced considerably are. The special design of the forehead closure is also intended to increase the strength and dimensional stability of the faceplate is achieved and
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gleichzeitig eine Befestigung der Stirnplatte am Mantelgehäuse mit einer geringeren Montagezeit ermöglicht werden.at the same time enables the end plate to be attached to the jacket housing with a shorter assembly time will.
Bei dem erfindungsgemäßen Kompressor ist im Endabschnitt des Gehäuses eine kreiszylindrische Bohrung ausgebildet, deren Axiallänge größer als die Axiallänge der Stirnplatte ist. Im Bereich des äußeren Endes der Gehäusebohrung ist eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut ausgebildet, in die eine Vielzahl kreisbogenförmiger Segmente eingesetzt sind. Die Radialabmessung der Segmente übersteigt die radiale Nuttiefe, so daß die Segmente die äußere Stirnfläche der Verschluß - oder Stirnplatte im Bereich ihres Außenumfanges übergreifen. Vorzugsweise sind zwei Segmentreihen vorgesehen, in deren einer die Segmente mit axial verlaufenden, die Stirnplatte an ihrem Außenumfang umgreifenden Ringschultern versehen sind, während die Segmente der zweiten Segmentreihe in dem verbleibenden Axialabschnitt der Nut einsitzen und mit Hilfe von Zugschrauben an den Segmenten der ersten Segmentreihe befestigt sind, wodurch die kreisbogenförmigen Segmente gegen eine Verschiebung gesichert in der Nut gehaltert sind.The compressor according to the invention is in the end section of the housing formed a circular cylindrical bore, the axial length of which is greater than the axial length of the end plate is. A groove running in the circumferential direction is formed in the area of the outer end of the housing bore, in which a large number of circular arc-shaped segments are used. The radial dimension of the segments exceeds the radial groove depth, so that the segments the outer face of the closure - or face plate in the area overlap their outer circumference. Preferably there are two Rows of segments are provided, in one of which the segments are axially extending, the end plate on its outer circumference encompassing ring shoulders are provided, while the segments of the second row of segments in the remaining Sit in the axial section of the groove and with the help of lag screws on the segments of the first row of segments are attached, whereby the circular arc-shaped segments are secured against displacement in the groove are held.
Am äußeren Ende des Gehäuses ist eine kreisförmig ver-At the outer end of the housing there is a circular
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teilte Reihe von Ansatzstücken angebracht, die mit Bohrungen zur Aufnahme von Zugbolzen versehen sind, die von der Stirnplatte nach außen verlaufen und dazu dienen, die Stirnplatte fest gegen die Segmente anzuziehen. Die Stirnplatte ist von beträchtlicher Axiallänge, so daß eine erhebliche Anlagefläche zwischen dem Außenumfang der Stirnplatte und der Bohrung im äußeren Endabschnitt des Gehäuses vorhanden ist. Die erfindungsgemäße Anordnung sorgt für eine starre Abstützung der Wellendichtung und der Lagerungen.split series of end pieces attached, which are provided with holes for receiving tension bolts, the extend outward from the faceplate and serve to tighten the faceplate firmly against the segments. The end plate is of considerable axial length, so that a considerable contact surface between the outer circumference the face plate and the bore is provided in the outer end portion of the housing. The inventive Arrangement ensures a rigid support of the shaft seal and the bearings.
Insgesamt schafft die Erfindung einen Hochdruck-Kreiselverdichter mit einer zylindrischen Stirn-Verschlußplatte, die in einem Gehäuseende angeordnet ist. Eine ringförmig verteilte Reihe von kreisbogenförmigen Segmentstücken ist in eine in der Gehäusebohrung ausgebildete Nut eingesetzt und übergreift das Außenende der Stirn-Verschlußplatte. Von der Stirn-Verschlußplatte nach außen vorstehende Zugbolzen verlaufen durch am Außenende des Gehäuses befestigte Ansatzstücke und dienen zum Festziehen der Stirn-Verschlußplatte gegen die Segmentstücke.Overall, the invention creates a high-pressure centrifugal compressor with a cylindrical end closure plate, which is arranged in one end of the housing. An annularly distributed row of segment pieces in the shape of a circular arc is inserted into a groove formed in the housing bore and overlaps the outer end of the front closure plate. Outwardly protruding from the forehead closure plate Tension bolts pass through extensions attached to the outer end of the housing and are used for tightening the front closure plate against the segment pieces.
Die weiteren Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen.The further features and details of the invention emerge from the claims and the following Description in conjunction with the drawings.
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^m 3 mm ^ m 3 mm
Es zeigen:Show it:
Figur 1 einen teilweise gebrochenen, senkrechten Schnitt der oberen Hälfte eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kreisel-Verdichters; Figure 1 is a partially broken, vertical section of the upper half of an inventive trained centrifugal compressor;
Figur 2 eine Ansicht im verkleinerten Maßstab längs der Linie 2-2 der Figur 1.FIG. 2 is a view on a reduced scale along the line 2-2 of FIG.
Gemäß den Figuren enthält der Verdichter ein hochfestes äußeres Mantelgehäuse 10, in dem eine gerad——zylindrische Bohrung 11 ausgebildet ist, die an einer Schulter 12 endet, an der die Bohrung stufenförmig ausgebildet ist. Ein zylindrisches Innengehäuse 13 ist mit engem Spielsitz in der Bohrung des äußeren Gehäuses 10 angebracht. According to the figures, the compressor contains a high-strength outer casing 10 in which a straight-cylindrical Bore 11 is formed which ends at a shoulder 12 on which the bore is stepped is. A cylindrical inner housing 13 is fitted in the bore of the outer housing 10 with a close clearance fit.
Im inneren Gehäuse sind mehrere Leiträder vorgesehen. Diese Leiträder sind in Figur 1 mit 14, 15 und 16 bezeichnet. Der gezeigte Verdichter enthält zwei vielstufige Verdichterabschnitte, wobei das Laufrad der ersten Stufe gemäß Figur 1 links gelegen ist. Das Laufrad 17 befindet sich in der ersten Stufe des linken Verdichterabschnittes, während sich das Laufrad 20 in der erstenSeveral idlers are provided in the inner housing. These guide wheels are denoted by 14, 15 and 16 in FIG. The compressor shown contains two multi-stage compressor sections, with the impeller being the first stage according to Figure 1 is located on the left. The impeller 17 is located in the first stage of the left compressor section, while the impeller 20 is in the first
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Stufe des zweiten Verdichterabschnittes befindet und entgegengesetzt zum Laufrad 17 gerichtet ist. Demgemäß liegen die Stufen des linken Verdichterabschnittes Rükken - an - Rücken zu den Laufrädern des zweiten Verdien— terabschnittes; hierdurch werden die durch Druckkräfte bedingten Schwierigkeiten weitgehend ausgeschaltet. Das Auslaßende des Diffusorkanales der letzten Stufe des ersten Verdichterabschnittes ist über einen nicht gezeigten Querkanal in dem Bereich zwischen den Leiträdern 14 und 15 mit dem Einlaß der ersten Stufe des rechten Verdichterabschnittes verbunden.Stage of the second compressor section is located and is directed opposite to the impeller 17. Accordingly are the stages of the left compressor section back - to - back to the impellers of the second earnings subsection; this largely eliminates the difficulties caused by pressure forces. That The outlet end of the diffuser duct of the last stage of the first compressor section is via a not shown Cross channel in the area between the idlers 14 and 15 with the inlet of the first stage of the right Compressor section connected.
Die Laufräder sind auf einer Laufradwelle 23 befestigt, die in einer am einen Ende des Außengehäuses 10 angebrachten Lagerung 25 und einer an einer Stirn-Verschlußplatte 30 befestigten Lagerung 27 abgestützt ist. Bezüglich weiterer baulicher Einzelheiten sind die verschiedenen Verdichterstufen von üblicher Bauart.The impellers are attached to an impeller shaft 23, which is supported in a bearing 25 attached to one end of the outer housing 10 and a bearing 27 attached to an end closure plate 30. In terms of Further structural details are the various compressor stages of the usual design.
Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit dem Stirn-Verschluß. Dieser Stirn-Verschluß besteht aus einer kreisförmigen Stirnplatte 30 von beträchtlicher Axiallänge. Die Stirnplatte 30 ist in der Bohrung 11 des Man-The invention is particularly concerned with the forehead lock. This forehead closure consists of one circular face plate 30 of considerable axial length. The end plate 30 is in the bore 11 of the man-
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telgehäuses 10 angeordnet.telgehäuses 10 arranged.
Bei dem in Figur 1 gezeigten Verdichter, der mit einem Innengehäuse ausgestattet ist, ist das äußere Ende des Innengehäuses 13 um eine Strecke nach innen vom äußeren Ende des Mantelgehäuses IO entfernt. Die Mantelgehäusebohrung 11 ist im Bereich des äußeren Endes der Stirnplatte 30 mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut 33 versehen. Krexsbogenformxge Segmentstücke 35, 37 sind in der Nut 33 angeordnet und haben eine Radialabmessung, die die Radialtiefe der Nut übersteigt, so daß die Segmentstücke die Stirnfläche der Stirnplatte 30 überlappen. Um die Stirnplatte 30 nach außen in feste Anlage an die Segmentstücke zu ziehen, sind Spannglieder vorgesehen.In the compressor shown in Figure 1, which is equipped with an inner housing, the outer end of the Inner housing 13 by a distance inwardly from the outer end of the jacket housing IO. The shell housing bore 11 is in the area of the outer end of the end plate 30 with a groove running in the circumferential direction 33 provided. Krexsbogenformxge segment pieces 35, 37 are arranged in the groove 33 and have a radial dimension, which exceeds the radial depth of the groove, so that the segment pieces overlap the end face of the end plate 30. Tensioning elements are provided in order to pull the end plate 30 outwardly into firm contact with the segment pieces.
Vorzugsweise sind zwei Reihen von Segmentstücken seitlich nebeneinanderliegend in der Nut 33 angeordnet. Die Nut 33 erstreckt sich teilweise axial über den Außenrand der äußeren Stirnfläche der Stirnplatte 30. Segmentstükke 35 sind mit; Ringschultern 36 versehen, die die Stirnplatte 30 umgreifen. Die Axiallänge der Nut 33 ist so bemessen, daß die Segmentstücke 35 in die Nut einsetzen und dann axial in Richtung der Stirnplatte 30 verschoben werden können, so daß die Ringschultern 36 die Stirnplatte umfassen. In den infolge der VerschiebungTwo rows of segment pieces are preferably arranged side by side in the groove 33. the Groove 33 extends partially axially over the outer edge of the outer end face of the end plate 30. Segment pieces 35 are with; Ring shoulders 36 are provided which embrace the face plate 30. The axial length of the groove 33 is like this dimensioned so that the segment pieces 35 insert into the groove and then shifted axially in the direction of the end plate 30 can be so that the ring shoulders 36 encompass the faceplate. In the as a result of the shift
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der Segmentstücke 35 freiwerdenden, verbleibenden Nutabschnitt wird eine zweite Reihe von Segmentstücken 37 eingesetzt. An den Segmentstücken 37 sind Ringflansche 40 ausgebildet, die an der Bohrung des Gehäuses 10 anliegen. Die Segmentstücke 37 werden beispielsweise durch Senkkopfschrauben 41 an den Segmentstücken 35 befestigt.of the segment pieces 35 released, remaining groove section a second row of segment pieces 37 is used. On the segment pieces 37 are ring flanges 40, which bear against the bore of the housing 10. The segment pieces 37 are for example by Countersunk head screws 41 attached to the segment pieces 35.
Infolge dieser Anordnung sind die Segmentstücke 35, 37 in der Nut 33 gegen eine radial nach innen gerichtete
Verschiebung gesichert.As a result of this arrangement, the segment pieces 35, 37 are in the groove 33 against a radially inwardly directed
Shift secured.
Die Stirnplatte 30 wird fest gegen die Segmentstücke
mit Hilfe von Zugbolzen 45 gezogen, die von der Stirnplatte nach außen durch Bohrungen verlaufen, welche in
Ansatzstücken 47 ausgebildet sind, die beispielsweise
durch Senkkopfschrauben 49 am äußeren Ende des Mantelgehäuses
10 befestigt sind.The face plate 30 becomes firm against the segment pieces
pulled with the help of tension bolts 45, which extend from the end plate to the outside through bores which are formed in extension pieces 47, which for example
are attached to the outer end of the casing 10 by countersunk screws 49.
Die Stirnplatte 30 ist von beträchtlicher Axiallänge und sorgt somit für eine reichliche Anlage an der Bohrung
des Gehäuses und ermöglicht den Einbau einer Dichtung 50, die die Laufradwelle 23 umschließt und mehrere
Dichtelemente enthält. Das Lagergehäuse 27 ist durch
Senkkopfschrauben 53 an der Stirnplatte 30 befestigt.The end plate 30 is of considerable axial length and thus provides ample contact with the bore of the housing and enables the installation of a seal 50 which surrounds the impeller shaft 23 and contains several sealing elements. The bearing housing 27 is through
Countersunk head screws 53 attached to face plate 30.
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Soweit die Stirnplatte 30 kreisförmig ausgebildet ist, erfordert sie lediglich einfache Bearbeitungsvorgänge. Sie wird mit Hilfe der Segmentstücke 35, 37, die ebenfalls lediglich einfache Bearbeitungsvorgänge erfordern, genau positioniert. Die Segmentstücke übertragen jegliche an der Stirnplatte angreifenden axialen Druckkräfte an das hochfeste äußere Gehäuse. Im Gehäuse müssen lediglich die geradlinige Bohrung 11, die Nut 33 und die Gewindebohrungen für die Schrauben 49 ausgebildet werden. Infolge dieser baulichen Anordnung wird die Bearbeitungsund Montagezeit im Vergleich zu Verdichtern herkömmlicher Bauweise beträchtlich verringert. Wie bereits erwähnt, kann der Verdichter lediglich ein einziges Gehäuse aufweisen, das dem Außengehäuse 10 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht.To the extent that the end plate 30 is circular, it only requires simple machining operations. It is made with the help of the segment pieces 35, 37, which also only require simple machining operations, precisely positioned. The segment pieces transmit any axial compressive forces acting on the end plate the high strength outer casing. Only the straight bore 11, the groove 33 and the threaded bores need to be in the housing for the screws 49 are formed. As a result of this structural arrangement, the processing and Installation time significantly reduced compared to conventional compressors. As already mentioned, the compressor can only have a single housing, which is the outer housing 10 in the exemplary embodiment shown is equivalent to.
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