EP0257098A1

EP0257098A1 - Zentrifugalverdichter

Info

Publication number: EP0257098A1
Application number: EP86902582A
Authority: EP
Inventors: Vladimir Viktorovich Arkhipov; Jury Sergeevich Gontar; Viktor Leonidovich Evlannikov; Vladislav Mikhailovich Kamenev; Boris Fedorovich Kosarotov; Sergei Semenovich Lomonosov; Oleg Dmitrievich Rostovtsev; Jury Vitalievich Ustkachkintsev
Original assignee: Proizvodstvennoe Obiedinenie 'nevsky Zavod' Imeni Vilenina
Current assignee: Proizvodstvennoe Obiedinenie 'nevsky Zavod' Imeni Vilenina
Priority date: 1986-02-20
Filing date: 1986-02-20
Publication date: 1988-03-02
Also published as: EP0257098A4; WO1987005080A1; JPS63502679A

Abstract

Kreiselverdichter, in dessen Gehäuse (1), das zumindest einerseits von einem Deckel (4) verdeckt ist und eine Eintrittskammer (8) sowie eine Austrittskammer (9) besitzt, ein Paket (6) von Statorelementen, das miteinander starr verbundene Zwischendeckel (10, 11, 12, 13), Diffusoren (14,15) und umgekehrte Leitapparate (16) enthält, sowie ein Rotor (7) angeordnet sind, der mit den Statorelementen des Paketes (6) Verdichtungsstufen bildet. Jeder Zwischendekkel (10, 11, 12, 13) ist monolithisch ausgeführt.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Verdichterbau, genauer auf Kreiselverdichter.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Bekannt ist ein Kreiselverdichter, in dessen einerseits mit einem Deckel verdecktem Gehäuse ein Paket von Statorelementen und ein Rotor angeordnet sind. Das Paket von Statorelementen enthält miteinander starr verbundene Zwischendeckel, Diffusoren und umgekehrte Leitapparate. Zwischen den Randdeckeln des Statorpakets und dem Gehäuse sind eine Eintrittskammer (Saugkammer) und eine Austrittskammer (Druckkammer) gebildet.
Der Rotor enthält eine in Lagern aufgenommene Welle und Laufräder. Die Lagergehäuse sind mit den Randdeckeln des Statorpakets starr verbunden (siehe z.B. den SU-Urheberschein Nr.844824, veröffentlicht am 07.07.81 im Bulletin "Entdeckungen, Erfindungen, Geschmacksmuster, Warenzeichen" Nr.25).
Im bekannten Kreiselverdichter weisen die Zwischendeckel des Statorpakets eine horizontale Teilung auf (die Rotorachse liegt in der horizontalen Teilebene der Zwischendeckel).
Die Ausführung von geteilten Zwischendeckeln bedingt eine komplizierte Herstellungstechnologie derselben und erhöht somit den Arbeitsaufwand.
Die auseinandernehmbaren Zwischendeckelteile erfordern eine Feinbearbeitung der Teilebenen zur Gewährleistung eines innigen Anliegens derselben. Die Konstruktion der geteilten Zwischendeckel ist infolge der vorhandenen Befestigungselemente recht kompliziert. Die vorhandene Teilung verringert die Steifigkeit und erhöht die Wahrscheinlichkeit einer gegenseitigen Verlagerung der beiden Zwischendeckelhälften, was deren Herstellungs- und Montagegenauigkeit herabsetzt. Um zu vermeiden daß Labyrinthdichtungskämme bei der Montage beschädigt werden, sind besondere Vorrichtungen zur Rotorzentrierung erforderlich, was die Montage ebenfalls kompliziert macht.
Die im Statorpaket vorhandene Teilung setzt den Wirkungsgrad des funktionierenden Kreiselverdichters infolge von eintretenden Leckverlusten zwischen den aneinandergefügten Zwischendeckelteilen herab.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kreiselverdichter zu schaffen, in dem die Zwischendeckel des Statorpakets eine konstruktive Ausführung hätten, die es gestatten würde, die Herstellung derselben zu vereinfachen und die Herstellungsgenauigkeit zu erhöhen sowie die Montage des Kreiselverdichters zu vereinfachen und dessen Wirkungsgrad zu steigern.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Kreiselverdichters gelöst, in dessen Gehäuse, das zumindest einerseits von einem Deckel verdeckt ist und eine Eintritts- sowie eine Austrittskammer besitzt, ein Paket von Statorelementen, das miteinander starr verbundene Zwischendeckel, Diffusoren und umgekehrte Leitapparate enthält, sowie ein Rotor angeordnet sind, der mit den Statorpaketelementen Verdichtungsstufen bildet. Erfindungsgemäß ist jeder Zwischendeckel monolithisch ausgeführt.
Der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Kreiselverdichter ist relativ einfach in der Herstellung und Montage, wegen fehlender Leckverluste zuverlässig im Betrieb, was den Wirkungsgrad des Kreiselverdichters zu erhöhen erlaubt.
Nachstehend wird die Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen angeführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig.1 stellt einen erfindungsgemäßen Kreiselverdichter im Längsschnitt dar;
Fig.2 - eine Einzelheit A von Fig.1 im vergrößerten Maßstab;
Fig.3 - eine Einzelheit B von Fig.1 im vergrößerten Maßstab.

Im vorliegenden Beispiel wird ein zweistufiger Kreiselverdichter beschrieben, der ein Gehäuse 1 (Fig.1) enthält. Das Gehäuse 1 ist von einem nicht zerlegbaren zylindrischen Teil 2 und einer Stirnwand 3 gebildet, die in einem Stück ausgeführt sind. Von der entgegengesetzten Seite her ist das Gehäuse 1 von einem Deckel 4 verdeckt. Der Deckel 4 ist mit dem Gehäuse 1 mittels Stiften 5 verbunden, die gleichmäßig am Kreisumfang verteilt sind.
Im Gehäuse 1 ist ein Paket 6 von Statorelementen und ein Rotor 7 angeordnet. Zwischen dem Paket 6 von Statorelementen, dem Gehäuse 1 und dem Deckel 4 sind jeweils eine Eintrittskammer (Saugkammer) 8 und eine Austrittskammer (Druckkammer) 9 gebildet.
Das Paket 6 von Statorelementen enthält Zwischendeckel 10, 11, 12, 13, Diffusoren 14, 15 und einen umgekehrten Leitapparat 16. Sämtliche genannten Elemente des Statorpaketes 6 sind miteinander starr verbunden. Die Zwischendeckel 10, 11, 12, 13 sind monolithisch (einheitlich), d, h. ohne Teilungen ausgeführt.
Eingehender sollen die Vorteile einer solchen Ausführung nachstehend beim Beschreiben der Montage des Kreiselverdichters und der Funktion desselben erläutert werden.
Der Zwischendeckel 10 ist in einem Stück mit einem Gehäuse 17 ausgeführt, in dem ein Traglager 18 eingebaut ist. Der Zwischendeckel 13 ist in einem Stück mit einem Gehäuse 19 ausgeführt, in dem ein Traglager 20 und ein Drucklager 21 eingebaut sind. Im vorliegenden Beispiel bilden die Diffusoren 14, 15 der Zwischendeckel 11, 12, der umgekehrte Leitapparat 16 einen mittleren Teil 22 des Paketes 6 und sind miteinander verschweißt.
Die Zwischendeckel 10 und 13 sind zur Ermöglichung einer Zerlegung des Paketes 6 von Statorelementen mit dem mittleren Teil 22 des Paketes mittels an einem Kreisumfang D₁ gleichmäßig verteilten Schrauben starr verbunden. Es ist auch denkbar, daß sämtliche Elemente des Statorelementepaketes 6 mit anderen bekannten, für das Erfindungsziel geeigneten Mitteln befestigt werden. Der Zwischendeckel 10 ist mit der Stirnwand 3 des Gehäuses 1 mittels Schrauben 23 starr verbunden, die gleichmäßig am Kreisumfang verteilt sind. Auf diese Weise wird das gesamte Paket 6 von Statorelementen in der vorgegebenen Stellung bezüglich des Gehäuses 1 fixiert. Die unbeweglichen Verbindungsstellen zwischen dem Gehäuse 1, Deckel 4 und Paket 6 von Statorelementen sind durch einen elastischen Stoff 24 abgedichtet.
Der Rotor 7 enthält eine Welle 25, auf der Laufräder 26, 27, ein Entlastungskolben 28 und eine Anschlagscheibe 29 sitzen. Das Laufrad 26 besitzt eine Kegelverbindung mit der Welle 25, die ein relativ leichtes Aufsetzen und Abziehen des Laufrades 26 gewährleistet. Das Absichern des Laufrades auf der Welle 25 geschieht mittels einer Mutter 30 und einer Scheibe 31. Die Laufräder 26, 27 besitzen jeweilige Deckscheiben 32, 33. Der Rotor 7 ist in Traglagern 18, 20 angeordnet; gegen axiale Verschiebung ist er durch das Drucklager 21 gesichert. Der Kreiselverdichter enthält Labyrinthdichtungen 34, 35 der Deckscheiben 32, 33, eine zwischengelagerte Labyrinthdichtung 36 der Welle 25 und eine Labyrinthdichtung 37 des Entlastungskolbens 28 sowie Endlabyrinthdichtungen 38, 39 der Welle 25.
Die Labyrinthdichtungen 34, 35, 36 sind miteinander identisch ausgeführt und von Kämmen 40 (Fig.2) und 41, welche am Zwischendeckel 10 (11, 12) befestigt sind, sowie von zylindrischen Oberflächen 42, 43 gebildet, die an der Deckscheibe 32 (33 und der Welle 25) ausgeführt sind. Die zylindrischen Oberflächen 42 und 43 besitzen verschiedene Durchmesser, d.h. sie bilden eine Stufe.
Mit diesen zylindrischen Oberflächen bilden die Kämme 40 und 41 ein kleines Radialspiel 44, das die Funktion der Labyrinthdichtungen 34 (Fig.1), 35, 36 gewährleistet. Die Labyrinthdichtungen 34, 35, 36 sind abgestuft mit Abnahme der Stufendurchmesser in Richtung der Eintrittskammer 8 ausgebildet, was, wie nachstehend erläutert werden soll, zur erfolgreichen Montage des Kreiselverdichters erforderlich ist.
Die Labyrinthdichtungen 38 und 39 der Welle 25 sind miteinander identisch ausgeführt und in den jeweiligen Gehäusen 17 und 19 untergebracht. Die Labyrinthdichtungen 38 und 39 weisen Bünde 45 (Fig.3) und Kämme 46 auf, die mit der zylindrischen Oberfläche 47 der Welle 25 ein kleines Radialspiel 48 bilden, das die Funktion der Dichtungen 38 und 39 gewährleistet. Die Differenz zwischen dem Halbmesser des Bundes 45 und dem Halbmesser der Oberfläche 47 ist geringer als das Radialspiel 48, was die Unversehrtheit der Kämme 46 bei der Montage des Kreiselverdichters garantiert.
Zwischen den Laufrädern 26, 27 und den Zwischendeckeln 11, 13 sind jeweilige Axialspiele 50 und 51 vorhanden.
Zwischen dem Entlastungskolben 28 und der Dichtung 39 ist ein Axialspiel 52 vorhanden. Das Spiel 51 ist das kleinste von dem Spielen 50 und 52. Hierbei ist das Spiel 51 größer als der Abstand von einem beliebigen Kamm 40, 41 (Fig.2) bis zum Rand der jeweiligen zylindrischen Oberfläche 42, 43 (Fig.2) der Labyrinthdichtungen 34, 35, 36. Dadurch wird, wie nachstehend geschildert werden soll, die Unversehrtheit von Kämmen der Labyrinthdichtungen 34, 35, 36 bei der Montage des Kreiselverdichters gewährleistet.
In den Gehäusen 17 und 19 befinden sich ferner hydrostatische Dichtungen 53 und 54 der Welle 25. Zwischen den hydrostatischen Dichtungen 53, 54 und den Traglaern 18, 20 sind Hohlräume 55, 56 ausgeführt, denen ein Abdichtöl unter einem Druck zugeführt wird, der höher als der Gasdruck in den an die hydrostatischen Dichtungen 53 und 54 angrenzenden Hohlräumen ist. Praktischkommen diese Drücke dank einer (nicht abgebildeten) Ausgleichsleitung, die diese Hohlräume verbindet, einander nahe.
Wie bereits oben beschrieben, besteht das Paket 6 von Statorelementen aus drei einheitlichen nicht zerlegbaren, miteinander starr verbundenen Teilen: dem Zwischendeckel 10 mit Gehäuse 17, dem Zwischendeckel 13 mit Gehäuse 19 und dem mittleren Teil 22 des Paketes 6. Das Zusammenfügen der Zwischendeckel 10 und 13 mit dem mittleren Teil 22 des Paketes 6 geschieht über zwei zylindrische Oberflächen 57, 58 und zwei Stirnflächen 59, 60. Eine minimale Zahl von lösbaren Verbindungen, die steife Konstruktion der Zwischendeckel 10, 13 und des mittleren Teiles 22 des Paketes erlauben es, die Gleichachsigkeit sämtlicher Statorelemente des Paketes 6 relativ leicht zu erzielen sowie die erforderliche Gleichachsigkeit der Traglager 18, 20 und der Labyrinthdichtungselemente sicherzustellen. Zugleich gestattet dies, eine minimale Größe von Spielen zwischen den Kämmen 40 (Fig.2), 41, 46 (Fig.3) und den ihnen entsprechenden zylindrischen Oberflächen 42 (Fig.2), 43, 47 (Fig.3) der Labyrinthdichtungen 34, 35, 36, 38, 39 zu erreichen.Dadurch werden die Energieverluste infolge inneren Leckens verringert, der Wirkungsgrad des Kreiselverdichters wird aber erhöht. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades trägt auch das Vorhandensein von einheitlichen Zwischendeckeln 10, 11, 12, 13 im Paket 6 von Statorelementen bei. Die monolithische Ausführung der Randdeckel 10 und 13 und der mit ihnen verbundenen Gehäuse 17, 19 schließt Ölverluste zwischen denselben aus den Hohlräumen 55, 56 in den Strömungsteil des Kreiselverdichters aus.
Die Montage des Kreiselverdichters wird in folgender Weise durchgeführt.
In das mit dem Zwischendeckel 13 in eins ausgeführte Gehäuse 19 wird das Traglager 20 eingebracht, wonach die Welle 25 mit dem auf diese aufgesetzten Laufrad 27 und dem Entlastungskolben 28 bis zur Anlage des Laufrades 27 am Zwischendeckel 13 vertikal eingeführt wird. Hierbei gleitet die Welle 25 in axialer Richtung im Traglager 20 und im Bund 45. Die Kämme 46 der Dichtung 39 und die Labyrinthdichtung 37 des Entlastungskolbens 28 können dabei nicht beschädigt werden, weil der Rotor 7 vom Lager 20 und Bund 45 zentriert wird, während das Spiel zwischen dem Bund 45 und der zylindrischen Oberfläche 47 kleiner als das Radialspiel 48 ist.
Danach wird bei vertikaler Stellung der Welle 25 der mittlere Teil 22 des Paketes 6 auf den Zwischendeckel 13 abgesenkt, und diese werden dann miteinander starr verbunden. Auf die Welle 25 wird das Laufrad 26 aufgesetzt, mit der Mutter 30 und der Scheibe 31 abgesichert.
Auf den montierten mittleren Teil 22 des Paketes 6 wird der Zwischendeckel 10 mit dem Gehäuse 17 und dem darin angeordneten Lager 18 und der Labyrinthdichtung 38 abgesenkt, und diese werden dann miteinander starr verbunden.
Ähnlich wie vorher sind die Kämme der Labyrinthdichtung 38 durch den an der Labyrinthdichtung 38 vorhandenen Bund 45 gegen Beschädigung geschützt. Beim Anbringen des mittleren Teiles 22 des Paketes 6 und des Zwischendeckels 10 ist eine eventuelle Beschädigung der Labyrinthdichtungen 34, 35, 36 ausgeschlossen, weil der axiale Abstand von einem beliebigen Kamm dieser Dichtungen, gemessen in Richtung der Eintrittskammer 8, bis zum Rand der diesem Kamm entsprechenden zylindrischen Oberfläche 42, 43, mit denen die Kämme ein kleines Radialspiel 44 bilden, kleiner als das Axialspiel 51 ist (der Rotor ist bis zur Anlage des Laufrades 27 am Zvdschendeckel 13 verschoben).
Danach wird die gesamte zusammengebaute Einheit in die horizontale Lage gebracht, und die weitere Montage des Kreiselverdichters erfolgt in der horizontalen Stellung.
Der Rotor wird in die Arbeitsstellung verschoben, bei der die Oberflächen 42, 43 unter die Kämme 40, 41 gehen und dabei das kleine Radialspiel 44 bilden, das die Funktion der Labyrinthdichtungen 34, 35, 36 gewährleistet, die Bünde 45 werden gegenüber den Ausdrehungen an der Oberfläche der Welle 25 eingestellt. Die Arbeitsstellung des Rotors 7 wird durch den Ein.bau des Drucklagers 21 fixiert. Das Statorpaket 6 wird im Gehäuse 1 untergebracht, und das Gehäuse 17 wird am Gehäuse 1 mit Schrauben 23 starr befestigt. An der Stirnfläche des Gehäuses 1 wird der Deckel 4 angebracht und am Gehäuse mittels der Befestigungselemente 5 starr befestigt. Somit ist die Montage des Kreiselverdichters beendet.
Die Funktion des Verdichters ist der Arbeitsweise der Verdichter dieses Typs ähnlich. Die vorhandenen monolithischen Zwischendeckel haben eine steife Konstruktion der im Paket enthaltenen Statorelemente ermöglicht. Dies gewährleistet die Gleichachsigkeit der Statorelemente im Paket und macht die Erzielung von minimalen Spielen in den Labyrinthdichtungen möglich, was den Arbeitswirkungsgrad erhöht. Die effektive Funktion der Labyrinthdichtungen und die monolithische Konstruktion der Zwischendeckel verringern die durch inneres Lecken bedingte Energieverluste wegen der Innenlecke und erhöhen den Wirkungsgrad des Kreiselverdichters.
Außerdem schließt die monolithische Ausführung der Randdeckel Ölverluste in den Strömungsteil des Verdichters aus den Hohlräumen der hydrostatischen Dichtungen aus.

Gewerbliche Verwertbarkeit

Am zweckmäßigsten kann der erfindungsgemäße Kreiselverdichter zur Erdgasförderung angewendet werden.
Der erfindungsgemäße Kreiselverdichter kann ferner in der chemischen Industrie verwendet werden.

Claims

Kreiselverdichter, in dessen Gehäuse (1), das zumindest einerseits von einem Deckel (4) verdeckt ist und eine Eintrittskammer (8) sowie eine Austrittskammer (9) besitzt, ein Paket (6) von Statorelementen, das miteinander starr verbundene Zwischendeckel (10, 11, 12, 13), Diffusoren (14, 15) und umgekehrte Leitapparate (16) enthält, sowie ein Rotor (7) angeordnet sind, der mit den Statorelementen des Paketes (6) Verdichtungsstufen bildet, dadurch gekennzeich - n e t , daß jeder Zwischendeckel (10, 11, 12, 13) monolithisch ausgeführt ist.
Kreiselverdichter, in dessen Gehäuse (1), das zumindest einerseits von einem Deckel (4) verdeckt ist und eine Eintrittskammer (8) sowie eine Austrittskammer (9) besitzt, ein Paket (6) von Statorelementen, das miteinander starr verbundene Zwischendeckel (10, 11, 12, 13) Diffusoren (14, 15) und umgekehrte Leitapparate (16) enthält, sowie ein Rotor (7) angeordnet sind, der mit den Statorelementen des Paketes (6) Verdichtungsstufen bildet, dadurch gekennzeichnet , daß die umgekehrten Leitapparate (16), Diffusoren (14, 15) und die Zwischendeckel (10, 11, 12, 13) in einem Stück ausgeführt sind.