DE3537587C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für einen Radialverdichter in Topfbauweise gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein derartiges Gehäuse ist aus der US-PS 38 01 217 bekannt. Dieses Gehäuse ist auf den entgegengesetzten Seiten durch Deckel verschlossen und weist eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer auf. In diesem Gehäuse ist ein Paket von Statorelementen und ein Rotor untergebracht. Das Paket von Statorelementen enthält Trenn­ wände, einen Diffusor und einen Umkehrleitapparat, die starr mit­ einander verbunden sind. Die am Rande befindliche Trennwand des Pakets von Statorelementen, die auf der Seite der Eintrittskammer an­ geordnet ist, ist mit Hilfe von über die gesamte Breite der Trennwand ausgeführten Rippen starr mit einem Gehäuse­ deckel verbunden, welcher sich auf der Seite der Eintritts­ kammer befindet. Da zwischen dem Paket von Statorelementen und dem auf der Seite der Austrittskammer befindlichen Gehäusedeckel ein Axialspalt vorhanden ist, können die Verbindungs­ elemente des Pakets sowohl mit Druck- als auch mit Zug­ kräften belastet sein. Zum Ausgleich von Zugkräften in den Verbindungselementen des Paketes ist zwischen dem Paket von Statorelementen und dem auf der Seite der Austrittskammer befindlichen Gehäusedeckel ein Federelement in Ge­ stalt einer kegelförmigen Einlage angeordnet.

Das Vorhandensein zweier Gehäusedeckel und eines Federelementes in Form einer Kegelfeder erhöht den Ar­ beitsaufwand bei der Herstellung und dem Zusammenbau der Pumpe.

Außerdem setzt das Vorhandensein zweier Gehäusedeckel zwei Dichtungen (zwischen den Deckeln und dem Gehäuse) voraus, was die Zuverlässigkeit des Verdichters bei dessen Be­ trieb mindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Gehäuse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß der Zusammen­ bau des Radialverdichters vereinfacht und seine Zuverlässigkeit während des Betriebs erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Das nach der Erfindung ausgeführte Gehäuse für einen Radial­ verdichter ermöglicht es, den Zusammenbau des Radialverdichters mit verhältnismäßig einfach Mitteln durchzuführen und dessen Zuverlässigkeit während des Betriebs zu erhöhen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen zweistufigen Radialverdichter im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Einzelheit A von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine Einzelheit B von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 den Augenblick des Einbaus des Paketes von Sta­ torelementen mit Rotor und Deckel ins Gehäuse.

Bei dem hier beschriebenen Beispiel wird ein zweistufi­ ger Radialverdichter behandelt, der, wie aus Fig. 1 ersichtlich, ein Gehäuse 1 mit einer Eintrittskammer 2 und einer Austrittskammer 3 enthält und in dem ein Paket von Statorelementen und ein Rotor 5 untergebracht sind. Das Gehäuse 1 ist durch einen Deckel 6 verschlossen, der auf der Seite der Austrittskam­ mer 3 angeordnet ist. Das Gehäuse 1 ist von einem zylindri­ schen Teil 7 und einer Stirnwand 8 gebildet, die in einem Stück gegossen sind. Die Stirnwand 8 befindet sich auf der Seite der Eintrittskammer 2 . In der Stirnwand 8 ist ein Traglager 9 befestigt.

Ein zweites Traglager 10 ist im Deckel 6 angeordnet. Der Deckel 6 ist mit dem Gehäuse 1 mittels Stiftschrauben 11 verbunden, die gleichmäßig am Kreisumfang angebracht sind.

Das Paket 4 von Statorelementen enthält Diffusoren 12, 13, einen Umkehrleitapparat 14, Trennwände 15, 16, 17, 18. Alle aufgezählten Elemente des Paketes 4 sind zu einer einheitlichen Montageeinheit durch bekannte, für die­ sen Zweck geeignete Befestigungsmittel starr miteinander verbunden. Die Trennwand 18, die sich in der Nähe des Deckels 6 befindet, ist starr mit diesem verbunden. Diese Verbindung kann unter Zuhilfenahme von beliebigen, für die­ sen Zweck geeigneten Mitteln hergestellt sein. In dem be­ schriebenen Beispiel ist die Trennwand 18 in einem Stück mit dem Deckel 6 des Gehäuses 1 durch elektrische Schwei­ ßung ausgeführt.

Die Trennwand 18 ist in der Nähe ihres Außendurchmessers mit dem Diffusor 13 und in der Nähe ihres Innendurchmessers mit dem Deckel 6 des Gehäuses 1 verbunden.

Infolge einer solchen Verbindung stellt die Trenn­ wand 18 eine durchgehende Ringplatte dar, die die Funktion eines in axialer Richtung wirkenden Federelements erfüllt.

Der Rotor 5 enthält eine Welle 19, auf der Laufräder 20, 21, ein Entlastungskolben 22 und eine Anschlagscheibe 23 angeordnet sind. Das Laufrad 20 besitzt eine Kegelver­ bindung mit der Welle 19, die ein leichtes Aufsetzen und Abnehmen des Laufrades 20 gewährleistet. Die Laufräder 20, 21 weisen jeweilige Deckscheiben 24, 25 auf.

Der Radialverdichter enthält ferner Labyrinthdichtun­ gen 26, 27 der Deckscheiben 24, 25, eine Zwischenlabyrinth­ dichtung 28 der Welle 19, eine Labyrinthdichtung 29 des Entlastungskolbens 22 und Außenlabyrinthdichtungen 30 der Welle 19. Die Labyrinthdichtungen 26, 27 und 28 sind iden­ tisch ausgeführt und sind durch an der Trennwand 15 (16, 17) befestigte Kämme 31 (Fig. 2) und 32 sowie durch zy­ lindrische Oberflächen 33 und 34 gebildet, die an der Deck­ scheibe 24 (25 und an der Welle 19) ausgeführt sind. Die zylindrischen Oberflächen 33 und 34 weisen unterschiedli­ che Durchmesser auf. Mit diesen zylindrischen Oberflächen bilden die Kämme 31 und 32 einen kleinen Radialspalt 35, der die Funktion der Labyrinthdichtungen 26 (Fig. 1), 27, 28 gewährleistet. Der Radius der Oberfläche 33 ist kleiner als der Radius der Oberfläche 34′ so daß auf diese Wei­ se die Labyrinthdichtungen 26, 27, 28 als gestufte Dichtun­ gen mit einer Abnahme der Durchmesser der Stufen in Richtung der Eintrittskammer 2 des Gehäuses 1 ausgebildet sind.

Der Entlastungskolben 22 befindet sich auf der Seite der Austrittskammer 3 des Gehäuses 1. Der Entlastungskolben 22 besitzt Montagebünde (Fig. 3), 37 sowie Kämme 38 der Labyrinthdichtung 29 (Fig. 1). In der Trennwand 18 ist eine Entlastungskolben-Fassung 39 montiert, die eine zy­ lindrische Oberfläche 40 (Fig. 3) aufweist, mit welcher die Kämme 38 einen kleinen Radialspalt 41 bilden, der die Funktion der Labyrinthdichtung 29 gewährleistet.

Die Differenz des Radius der Bünde 36, 37 und des Radius der zylindrischen Oberfläche 40 ist klei­ ner als der Radialspalt 41 zwischen der Fassung 39 und dem Außendurchmesser der Kämme 38, was die Unversehrtheit der Kämme 38 beim Zusammenbau des Verdichters sicherstellt. Zwischen dem Laufrad 20 (Fig. 1) und der Trennwand 16, zwischen dem Laufrad 21 und der Trennwand 18, zwischen dem Entlastungskolben 22 und dem Gehäusedeckel 6 sind je­ weilige Spalte 42, 43 und 44 vorhanden, und der axiale Ab­ stand von einem beliebigen Kamm 31 (Fig. 2) oder 32, in Richtung der Eintrittskammer 2 gezählt, bis zum Rand der ihm entsprechenden Oberfläche 33 bzw. 34, mit der die Kämme 31 oder 32 den kleinen Radialspalt 35 bilden, ist kleiner als der Axialspalt 43 (Fig. 1).

Die Trennwand 15 des Paketes 4 von Statorelementen stützt sich in der axialen Richtung an einem im Gehäuse 1 ausgebildeten Vorsprung 45 ab. Es sind auch andere Varian­ ten der Abstützung der Trennwand 15 am Gehäuse 1 in axialer Richtung möglich, beispielsweise kann sich die Trenn­ wand 15 in der axialen Richtung an der Stirnwand 8 des Gehäuses 1 abstützen. Somit stützt sich das gesamte Paket 4 von Statorelementen am Gehäuse 1 ab und auf alle Elemen­ te des Paketes 4 wirken nur die Druckkräfte. Der Verdich­ ter besitzt ein Drucklager 46, welches den Rotor 5 in der axialen Richtung fixiert.

Der Zusammenbau des Verdichters wird folgenderweise vorgesehen (siehe Fig. 4).

In den Deckel 6 baut man das Traglager 10 und die Entlastungskolben-Fassung 39 ein. Hiernach wird in den Deckel 6, mit welchem die Trennwand 18 aus einem Stück ausgeführt ist, die Welle 19 mit dem auf diese aufgesetzten Laufrad 21 und dem Entlastungskolben 22 bis zum Anschlag des Laufrades 21 gegen die Trennwand 18 vertikal einge­ führt. Hierbei gleitet die Welle 19 in axialer Richtung im Traglager 10 und der Bund 37 des Entlastungskolbens 22 in der Fassung 39. Der Bund 37 schützt die Kämme 38 ge­ gen Quetschungen. Zu dem Zeitpunkt, da sich das Laufrad 21 gegen die Trennwand 18 abstützt, hat der Bund 37 die Entlastungskolben-Fassung 39 bereits verlassen, während der Bund 36 in die Entlastungskolben-Fassung 39 eingetre­ ten ist.

Des weiteren werden bei der vertikal eingebauten Wel­ le 19 die im voraus schon miteinander fest verbundenen Diffusor 13, Scheidewand 17, Umkehrleitapparat 14, Trenn­ wand 16 und der Diffusor 12 an der Trennwand 18 starr befestigt. Auf die Welle 19 wird das Laufrad 20 aufgesetzt, und am Diffusor 12 wird die Trennwand 15 starr befestigt. Hierbei ist die Möglichkeit einer Beschädigung der Kämme 31 und 32 mittels der Oberflächen 33 und 34 so gut wie ausgeschlossen, weil der axiale Abstand von einem beliebi­ gen der Kämme 31 oder 32, in Richtung der Eintritts­ kammer 2 gezählt, bis zum Rand der ihm ent­ sprechenden Oberfläche 33 bzw. 34, mit der die Kämme 31 oder 32 den kleinen Radialspalt bilden, kleiner als der Axialspalt 43 ist.

Danach wird diese ganze zusammengebaute Einheit in die horizontale Lage gebracht, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, und der weitere Zusammenbau des Verdichters wird in der horizontalen Lage durchgeführt. Bei der horizontalen Lage des Paketes 4 von Statorelementen, welches mit dem Deckel 6 des Gehäuses 1 zusammengebaut ist, stützt sich der Rotor 5 an der Fassung über den Bund 37 und an dem Lager 10 über die Welle 19 ab.

Das mit dem Deckel 6 und dem Rotor 5 zusammenge­ baute Paket 4 von Statorelementen bringt man in das Ge­ häuse 1 ein.

Hierbei stützt sich die Trennwand 15 des Paketes 4 von Statorelementen in axialer Richtung an dem im Ge­ häuse 1 ausgebildeten Vorsprung 45 ab. Nach der Befesti­ gung des Deckels 6 am Gehäuse 1 mittels der Stiftschrau­ ben 11 montiert man das Traglager 9 im Gehäuse 1 und bringt den Rotor 5 in die Arbeitsstellung, bei der die Oberflächen 33 unter die Kämme 31 und die Oberflächen 34 unter die Kämme 32 kommen, indem sie den Radialspalt 35 bilden, welcher die Arbeit der Labyrinthdichtungen 26, 27, 28 gewährleistet.

Der Montagebund 36 verläßt die Entlastungskolben- Fassung 39. Des weiteren werden die Labyrinthdichtungen 30 und die Anschlagscheibe 23 montiert, und die Arbeits­ stellung des Rotors 5 wird durch den Einbau des Druck­ lagers 46 fixiert.

Die Differenz der Längen des Pakets 4 von Stator­ elementen, welches mit dem Deckel 6 zusammengebaut ist, vor und nach dem Einbringen desselben ins Gehäuse 1 und die elastische Verformung der Trennwand 18 in axialer Richtung gewährleisten den Einbau des Paketes 4 von Statorelementen in axialer Richtung mit einer Vorspannung (die Elemente des Paketes 4 werden in die­ sem Fall nur der Wirkung von Druckkräften ausgesetzt) und den Ausgleich von Wärmeverformungen der Statorele­ mente beim Betrieb des Verdichters.

Da die Trennwand 15 und vermittels dieser auch das gesamte Paket 4 von Statorelementen sich am Vor­ sprung 45 des Gehäuses abstützen, so führt die Diffe­ renz der Gasdrücke in der Austrittskammer 3 und der Eintrittskammer 2 dazu, daß in den Elementen des Pake­ tes 4 in der axialen Richtung nur Druckkräfte entste­ hen, wodurch die Befestigungsmittel, welche die Elemen­ te des Paketes 4 fest verbinden, leichter gemacht wer­ den können und keinen Zugkräften ausgesetzt sind, was ihre Zu­ verlässigkeit im Betrieb erhöht.

Claims (1)

1. Gehäuse für einen Radialverdichter in Topfbauweise, das auf einer Seite durch einen Deckel (6) verschlossen ist und eine Eintrittskammer (2) sowie eine Austrittskammer (3) aufweist, mit einem in axialer Richtung einerseits starr im Gehäuse abgestützten Paket (4) von Statorelementen, die aus Trennwänden (15, 16, 17, 18), einem Diffusor (12, 13) und einem Umkehrleit­ apparat (14) bestehen, die starr miteinander verbunden sind, und die sich andererseits federnd am Deckel (6) abstützen, der auf der Seite der Austrittskammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (18) mit dem Deckel (6) zu einem Stück verbunden und elastisch federnd ausgeführt ist, so daß die Statorelemente nach dem Einbau des Pakets axial vorgespannt sind.