ITCO20100025A1 - Configurazione di tamburo di bilanciamento per rotori di compressore - Google Patents

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ITCO20100025A1
ITCO20100025A1 IT000025A ITCO20100025A ITCO20100025A1 IT CO20100025 A1 ITCO20100025 A1 IT CO20100025A1 IT 000025 A IT000025 A IT 000025A IT CO20100025 A ITCO20100025 A IT CO20100025A IT CO20100025 A1 ITCO20100025 A1 IT CO20100025A1
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IT
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compressor
rotor
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process gas
inlet duct
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IT000025A
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Denis Guillaume Guenard
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Nuovo Pignone Spa
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Description

TITLE / TITOLO
BALANCE DRUM CONFIGURATION FOR COMPRESSOR ROTORS CONFIGURAZIONE DI TAMBURO DI BILANCIAMENTO PER ROTORI DI COMPRESSORE
*;ARTE NOTA CAMPO DELL'INVENZIONE ;Le realizzazioni dell'oggetto divulgato dal presente documento si riferiscono in generale a metodi e sistemi e più precisamente a meccanismi e tecniche atti a bilanciare un rotore del compressore. ;RIASSUNTO DELL’ARTE NOTA ;Un compressore è una macchina che aumenta la pressione di un fluido comprimibile, per esempio un gas, utilizzando energia meccanica. I compressori sono impiegati in numerose applicazioni diverse, compreso l'uso come stadio iniziale di una turbina a gas. Le turbine a gas a loro volta trovano impiego in un grande numero di processi industriali, compresa la generazione di energia, la liquefazione di gas naturale e altri processi. Tra i vari tipi di compressori utilizzati in tali processi e impianti produttivi vi sono i cosiddetti compressori centrifughi, nei quali l’energia meccanica agisce sul gas in ingresso al compressore per mezzo dell’accelerazione centrifuga che accelera le particelle del gas, per esempio tramite la rotazione di una girante centrifuga o di un rotore attraverso cui passa il gas. ;I compressori centrifughi possono essere dotati di una girante singola in una configurazione monostadio oppure di una molteplicità di giranti poste in serie spesso chiamate compressori multistadio. A turno, una sub-famiglia specifica di compressore multi-stadio comprende un compressore multi-stadio e multi-sezione configurato in modo tale che il flusso totale del compressore venga estratto dal compressore, raffreddato e quindi reinserito al suo interno. La maggior parte del tempo, il numero delle sezioni di questa sub-famiglia di compressore multistadio si limita a due sezioni che possono essere disposte in una configurazione in linea o in sequenza a seconda del relativo orientamento di una seconda sezione rispetto alle giranti di una prima sezione. ;Ogni stadio di un compressore centrifugo comprende di solito un tubo di ingresso per il gas da comprimere, una girante in grado di fornire energia cinetica al gas in ingresso e un sistema di uscita, denominato statore, che converte in energia di pressione l’energia cinetica del gas che lascia il rotore. Si possono utilizzare diverse configurazioni di componenti dello statore, le più comuni sono il diffusore senza palette, il canale di ritorno del diffusore con palette, il canale per la scarica o il sistema in sovrappressione o le combinazioni di queste configurazioni. A questo stadio di solito viene impiegata la combinazione di una girante singola con il relativo rotore. ;I compressori centrifughi verticali sono soggetti a una spinta assiale sul rotore causata dalla differenza di pressione attraverso gli stadi e dalla variazione del momento della quantità di moto del gas che ruota dalla direzione orizzontale a quella verticale. La spinta assiale viene normalmente compensata da un pistone di bilanciamento e da un cuscinetto reggispinta assiale. Poiché non è possibile scaricare sul cuscinetto reggispinta assiale tutta la spinta generata dal rotore, in fase di progetto si prevede un pistone di bilanciamento per compensare la maggior parte della spinta, lasciando al cuscinetto il compito di contrastare la spinta residua. Il pistone di bilanciamento è di solito realizzato nella forma di un disco o tamburo rotante montato sull’albero del compressore, in modo che durante il funzionamento ciascun lato del disco o tamburo di bilanciamento sia soggetto a pressioni differenti. Il diametro del pistone di bilanciamento viene scelto in modo da ottenere un carico assiale desiderato, per evitare che il suo carico residuo possa sovraccaricare il cuscinetto assiale. I cuscinetti ad olio sono normalmente progettati per sopportare forze di spinta assiale dell’ordine di quattro volte maggiori della massima spinta residua attesa al verificarsi di condizioni anomale, per esempio in caso di sovraccarico. ;Tuttavia, qualora il compressore non sia attivo ma pressurizzato o il compressore sia attivo e contemporanemanete mutino le condizioni del gas, la compensazione fornita dal pistone di bilanciamento potrebbe essere insufficiente ad evitare il sovraccarico del cuscinetto. Tutti i compressori multistadio sono solitamente dotati di tanti tamburi di bilanciamento quante sono le sezioni di compressione da bilanciare nei casi transitori (a volte chiamati casi di "pressione transitoria") durante i quali la pressione è costante/uniforme su una sezione dei compressore ma può differire da una sezione all'altra. ;Pertanto, ad esempio, nei compressori centrifughi in sequenza, viene inserito di solito un secondo pistone di bilanciamento fra le sezioni del compressore per un'ulteriore compensazione della spinta assiale lungo il rotore che è condiviso dalle due sezioni del compressore. Tuttavia la presenza di un secondo pistone di bilanciamento ha lo svantaggio di aumentare la lunghezza totale assiale del compressore rendendo così il dispositivo meno sicuro e/o riducendo il numero degli stadi del compressore che possono essere combinati al singolo dispositivo. Conformemente a ciò, sarebbe desiderabile progettare e fornire metodi e sistemi per il bilanciamento della spinta in tali compressori in grado di superare le summenzionate limitazioni dei sistemi di bilanciamento esistenti. ;SINTESI ;Secondo una realizzazione esemplificativa, un compressore in sequenza comprende un alloggiamento, un rotore, una prima sezione del compressore con un primo condotto in ingresso configurato per condurre il gas di processo nella prima sezione del compressore, un primo condotto in uscita configurato per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla prima sezione del compressore, almeno una prima girante collegata al rotore fra il primo condotto in ingresso e il primo condotto in uscita, e un primo tamburo di bilanciamento collegato al rotore e collocato, almeno in parte, fra il primo condotto in ingresso e il rotore, e una seconda sezione del compressore con un secondo condotto in ingresso configurato per condurre il gas di processo nella seconda sezione del compressore, un secondo condotto in uscita configurato per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla seconda sezione del compressore, almeno una seconda girante collegata al rotore fra il primo condotto in ingresso e il secondo condotto in uscita, e un secondo tamburo di bilanciamento al rotore e disposto fra la prima sezione del compressore e la seconda sezione del compressore, laddove un primo volume del primo condotto in ingresso è maggiore di un secondo volume del secondo condotto in ingresso. ;Secondo un'altra realizzazione esemplificativa, un metodo di produzione di un compressore in sequenza comprende le fasi di montaggio di una prima sezione del compressore con un primo condotto in ingresso configurato per condurre il gas di processo nella prima sezione del compressore, un primo condotto in uscita configurato per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla prima sezione del compressore, il collegamento di almeno una prima girante al rotore fra il primo condotto in ingresso e il primo condotto in uscita, e il collegamento di un primo tamburo di bilanciamento al rotore collocato, almeno in parte, fra il primo condotto in ingresso e il rotore, il montaggio di una seconda sezione del compressore con un secondo condotto in ingresso configurato per condurre il gas di processo nella seconda sezione del compressore, un secondo condotto in uscita configurato per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla seconda sezione del compressore, laddove un primo volume del primo condotto in ingresso è maggiore di un secondo volume del secondo condotto in ingresso, il collegamento di almeno una seconda girante al rotore fra il primo condotto in ingresso, il collegamendo di un secondo tamburo di bilanciamento al rotore fra fra la prima sezione del compressore e la seconda sezione del compressore. ;Secondo ancora un'altra realizzazione esemplificativa, una macchina rotante comprende un alloggiamento configurato per contenere gli elementi della macchina rotante, un rotore configurato per ruotare almeno alcuni degli elementi della macchina rotante, un condotto in ingresso per condurre il gas di processo nella macchina rotante, un condotto in uscita per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla prima sezione, almeno una girante collegata al rotore fra il condotto in ingresso e quello in uscita e configurata per la pressurizzazione del gas di processo, e un tamburo di bilanciamento collegato al rotore, collocato, almeno in parte, fra il condotto in ingresso e il rotore e configurato per bilanciare la spinta assiale. ;BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI ;I disegni tecnici allegati nella descrizione dettagliata e di cui costituiscono parte integrante rappresentano una o più realizzazioni e, unitamente alla descrizione, spiegano tali realizzazioni. Nei disegni: ;la Figura 1 è un diagramma schematico di un compressore; ;la Figura 2 descrive la spinta assiale associata a un compressore; ;la Figura 3 è una sezione parziale di un compressore in sequenza convenzionale; la figura 4 è una sezione parziale di un compressore in sequenza con un tamburo di bilanciamento spostato secondo una forma di realizzazione esemplificativa; la Figura 5 mostra il nuovo posizionamento del tamburo di bilanciamento e l'adattamento di un primo condotto in ingresso secondo cui il tamburo di bilanciamento viene disposto in conformità a una realizzazione esemplificativa; la Figura 6 mostra una configurazione imbullonata del rotore che può essere utilizzata in conformità a una realizzazione esemplificativa; ;la Figura 7 mostra il posizionamento di un tamburo di bilanciamento all'interno di un compressore impiegando la configurazione imbullonata del rotore secondo una realizzazione esemplificativa; ;la Figura 8 è un diagramma di flusso indicante un metodo per la produzione di un compressore secondo una realizzazione esemplificativa; ;la Figura 9(a) mostra uno stadio di un compressore in linea convenzionale; e la Figura 9(b) mostra uno stadio di un compressore in linea secondo una realizzazione esemplificativa. ;DESCRIZIONE DETTAGLIATA ;La seguente descrizione delle realizzazioni esemplificative fa riferimento ai disegni tecnici. Gli stessi numeri di riferimento in disegni diversi rappresentano elementi simili o identici. La seguente descrizione dettagliata non limita l’invenzione. Al contrario, il campo di applicazione dell’invenzione è definito dalle rivendicazioni in appendice. Le seguenti realizzazioni sono trattate, per ragioni di semplicità, in relazione alla terminologia e alla struttura di un compressore centrifugo multistadio. Tuttavia le forme di realizzazione che saranno successivamente discusse non si limitano a questo compressore, ma possono essere applicate ad altri tipi di compressori, turbine, pompe, etc. ;In tutta la descrizione dettagliata il riferimento a "una realizzazione" sta a indicare che una particolare caratteristica, struttura o proprietà descritta in relazione a una realizzazione, è inclusa in almeno una realizzazione dell'oggetto divulgato. Pertanto, l’utilizzo delle espressioni "in una realizzazione" in vari punti della descrizione dettagliata non farà necessariamente riferimento alla medesima realizzazione. Inoltre, le particolari caratteristiche, strutture o proprietà possono essere combinate in una o più realizzazioni secondo la modalità appropriata. ;Per fornire una base alla seguente analisi relativa ai sistemi di bilanciamento della spinta secondo queste realizzazioni esemplificative, la Figura 1 mostra schematicamente un compressore centrifugo multistadio 10. Qui, il compressore 10 comprende un alloggiamento o contenitore (lo statore) 12 entro il quale è montato l’albero compressore rotante 14 dotato di una molteplicità di giranti centrifughe16. Il gruppo rotore 18 comprende l’albero 14 e le giranti 16 ed è sostenuto radialmente e assialmente dai cuscinetti 20, disposti sui due lati del gruppo rotore 18. ;Il compressore centrifugo multistadio funziona prendendo un gas di processo in entrata dal condotto in ingresso 22, aumentandone la pressione tramite il funzionamento del gruppo rotore 18 ed emettendo poi il gas di processo attraverso un condotto in uscita 24 a una pressione di uscita più alta di quella di ingresso. Il gas di processo può essere per esempio biossido di carbonio, solfuro di idrogeno, butano, metano, etano, propano, gas naturale liquido o una loro combinazione. Fra i rotori 16 e i cuscinetti 20, sono forniti sistemi di tenuta per evitare che il gas di processo scorra verso i cuscinetti 20. L’alloggiamento 12 è configurato in modo tale da coprire sia i cuscinetti 20 sia i sistemi di tenuta 26 per evitare fughe di gas dal compressore centrifugo 10. I cuscinetti 20 possono essere cuscinetti ad olio o cuscinetti magnetici attivi. Se vengono impiegati i cuscinetti magnetici, allora si possono tralasciare i meccanismi di tenuta 26. ;Un compressore centrifugo 10 comprende anche il suindicato pistone (tamburo) di bilanciamento 28 lungo il corrispondente sigillo a labirinto 30. Una linea di bilanciamento 32 mantiene la pressione entro una camera di bilanciamento 34, sul lato esterno del tamburo di bilanciamento, alla stessa pressione (o quasi) del gas di processo entrante dal condotto in ingresso 22. ;Sarà utile descrivere l’interazione dei vari elementi mostrata in Figura 1 in rapporto al carico assiale nel compressore centrifugo analizzato in Figura 2. Pertanto, le diverse forze di carico assiale associate al funzionamento del compressore centrifugo 10 vengono illustrate concettualmente. Come mostrato nella Figura 2, le giranti 16 applicano un carico assiale (una forza) ai cuscinetti 20 in direzione del lato interno (di bassa pressione) del compressore 10, a causa, per esempio, delle differenze di pressione tra gli stadi, delle variazioni nella quantità di moto del gas, etc. Sebbene non mostrato in Figura 2, il motore che fa ruotare l'albero del compressore 18 pone un carico assiale (sostanzialmente costante) nella direzione opposta, ad es. verso il lato esterno (ad alta pressione) del compressore centrifugo 10. Per controbilanciare il carico assiale restante delle giranti 16, il tamburo di bilanciamento 28 è progettato in modo da esercitare una forza assiale indirezione esterna, la cui grandezza si misura in base al carico assiale delle giranti previsto meno quello del motore. Ciò si realizza ad esempio progettando il sistema in modo tale che la pressione Pu esercitata dal gas di processo sul lato interno del tamburo di bilanciamento 28 sia maggiore della pressione Pe esercitata sul lato esterno del tamburo di bilanciamento 28, e scegliendo un tamburo di bilanciamento avente un diametro adatto a produrre la forza di bilanciamento desiderata. Lo sbilanciamento di pressione viene sviluppato e mantenuto dal condotto di bilanciamento 32 tra la camera di bilanciamento 34 e il condotto di aspirazione principale associato al condotto in ingresso 22 in modo tale che la pressione nella camera di bilanciamento sia sostanzialmente la stessa del lato interno delle giranti 16. ;La configurazione illustratala e analizzata sopra comprende una configurazione del compressore cosiddetta “da cima a fondo” (in linea), in cui il gas di processo o lavoro entra tramite il condotto in ingresso 22 in un'estremità dell'alloggiamento 12 e esce tramite il condotto di uscita 24 sull'altra estremità dell'alloggiamento 12. Tuttavia, come indicato nella sezione Arte nota, viene utilizzata un'altra configurazione del compressore nota come “schiena a schiena” (in sequenza) in cui due compressori sostanzialmente indipendenti condividono un unico rotore 18. Un esempio è illustrato in Figura 3. Qui, viene visivamente tagliata la metà superiore dell'alloggiamento 34 per mostrare i meccanismi interni del compressore in sequenza 33 compresa una prima sezione del compressore 36 con un condotto in ingresso 38 e un condotto in uscita 40 in corrispondenza del punto centrale del compressore. Fra il condotto in ingresso 38 e il condotto in uscita 40 nella prima sezione ci sono i tre stadi della girante 42, 44 e 46 che agiscono come illustrato sopra per la pressurizzazione del gas di lavoro. Analogamente, la seconda sezione del compressore 48 presenta un condotto in ingresso 50, un condotto in uscita 52, quest'utimo inoltre si trova in corrispondenza del punto centrale del compressore 33, i tre stadi della girante 54, 46 e 58 associati fra loro. Di norma, il condotto in ingresso 50 è collegato al condotto in uscita 40 della prima sezione 36 una volta che il flusso è stato raffreddato e il processo di compressione del gas continua nel condotto in uscita 52 della seconda sezione. ;A differenza dell'unico compressore in linea (o "da cima a fondo") 10, il compressore in sequenza (o "schiena a schiena") 33 presenta due pistoni o tamburi di bilanciamento con lo stesso diametro (o quasi) per fornire un rotore bilanciato 62. Questo si deve, almeno in parte, al fatto che le due sezioni del compressore 36 e 48 avranno pressioni diverse, soprattutto quando il compressore 33 è in modalità arresto o sospensione. Un primo pistone o tamburo di bilanciamento 64 è disposto sotto il condotto in ingresso 50 della seconda sezione del compressore, mentre un secondo pistone o tamburo di bilanciamento 66 è collocato nel punto centrale del compressore 33 fra la prima sezione del compressore 36 e la seconda sezione del compressore 48. Nel funzionamento, il tamburo di bilanciamento 64 subirà, su una delle sue superficii, la pressione di aspirazione della seconda sezione 48, mentre l'altra superficie del tamburo di bilanciamento 64 subirà la pressione di aspirazione della prima sezione 36 dovuta al collegamento di questa superficie al primo ingresso della sezione 38 per mezzo di una tubazione esterna chiamata "linea bilanciata". Il primo e il secondo tamburo di bilanciamento 64 e 66 ruotano con il rotore 62. Come indicato nella sezione Arte nota, l'aggiunta di un secondo pistone o tamburo di bilanciamento nella configurazione in sequenza aumenta la lunghezza assiale del compressore 33, cosa generalmente non desiderabile. ;Il primo pistone di bilanciamento 64 contribuisce anche ad aumentare la lunghezza assiale del compressore 33. Ad esempio, se si definisce L1 la lunghezza assiale del tratto associato alla distanza fra le giranti 58 e 60, una data distanza L2 fra la girante 60 e il primo pistone 64 è solitamente pari a 1 ,5 / 2 volte L1. Pertanto, potrebbe essere necessario considerare una nuova configurazione in cui venga ridotto il valore della lunghezza assiale associato al pistone o ai tamburi di bilanciamento 64 e 66. ;Secondo una realizzazione esemplificativa, questo può essere realizzato spostando ad esempio il primo pistone o tamburo di bilanciamento 64 dalla posizione predefinita sul condotto in ingresso 50, come mostrato in Figura 3, alla nuova posizione in corrispondenza del primo condotto in ingresso 38, come mostrato in Figura 4. In Figura 4, un compressore in sequenza 80 viene illustrato secondo una realizzazione esemplificativa in cui sono indicati gli stessi numeri di riferimento per descrivere elementi identici o analoghi , come menzionato sopra in Figura 3. Tuttavia, si noterà che il primo tamburo di bilanciamento 82 si trova ora sotto il primo condotto in ingresso 38 (e non più sotto il secondo condotto in ingresso 50), cosicché il primo tamburo di bilanciamento 82 è ora disposto fra il primo condotto in ingresso 38 e il rotore 62. Il primo condotto in ingresso 38 può essere distinto dal secondo condotto in ingresso 50 in cui il primo condotto in ingresso 38 ha un volume maggiore rispetto al secondo condotto in ingresso 50. Inoltre, il motore (non illustrato) che fa ruotare il rotore 62 è solitamente posizionato sul lato della seconda sezione 48 della macchina rotante 80. Il secondo tamburo di bilanciamento 66 è sempre disposto fra la prima e la seconda sezione del compressore. ;Questo riposizionamento del secondo tamburo di bilanciamento riduce la lunghezza assiale complessiva del rotore 62. Ad esempio, spostando il secondo tamburo di bilanciamento dalla posizione mostrata in Figura 3 alla posizione mostrata in Figura 4, si prevede che possano essere mantenuti approssimativamente i 2/3 della lunghezza assiale del secondo tamburo di bilanciamento. A titolo di esempio, questo valore ammonta a circa 40 mm (per un tamburo di bilanciamento con una lunghezza assiale di 60 mm) su un rotore 62 con lunghezza assiale di 1515 mm, che migliora la sicurezza del compressore e o riduce la dimensione assiale complessiva del compressore o consente agli altri elementi di utilizzare lo spazio assiale. ;Come si vede in Figura 5, un'altra differenza fra la realizzazione esemplificativa di Figura 4 e la configurazione del tamburo di bilanciamento di Figura 3, è che il lato esterno del tamburo di bilanciamento 82 sarà collegato alla pressione di aspirazione del secondo condotto in ingresso 50 tramite la linea bilanciata 90, mentre il lato esterno del tamburo di bilanciamento 64 è collegato alla pressione di aspirazione del primo condotto in ingresso 38. Questo significa che, secondo realizzazioni esemplificative, entrambi i sigilli 26 del gas secco disposti sulle estremità opposte del rotore 62 entreranno in funzione alla pressione di aspirazione del secondo condotto in ingresso 50, e non già alla pressione di aspirazione del primo condotto in ingresso 38 come nella disposizione convenzionale. Dal momento che i sigilli del gas secco funzionano alla pressione più elevata del secondo condotto in ingresso 50, tale caratteristica può essere vantaggiosa, ad esempio, nei compressori che hanno una prima sezione del compressore che operano a pressioni atmosferiche o più basse (come nel primo ingresso 38) o svantaggiosa nei compressori che operano alla pressione elevatissima dell'ingresso di aspirazione 50 della seconda sezione 48. In Figura 5 è mostrata anche la rimozione del primo tamburo di bilanciamento in corrispondenza del secondo condotto in ingresso, indicato dalla “X” nella Figura e la relativa riduzione dello spazio assiale utile, indicato dalla freccia nella Figura e si può inoltre notare che il condotto in ingresso 92 della prima sezione del compressore è modellato o configurato per consentire al tamburo di bilanciamento 82 di essere collocato su questo lato del compressore. ;Come mostrato sopra secondo le realizzazioni esemplificative delle Figure 4 e 5, alcuni compressori centrifughi in sequenza impiegano rotori unitari, singoli. Tuttavia, secondo un'altra realizzazione esemplificativa, un rotore di una macchina come un compressore può comprendere componenti diversi, come mostrato in Figura 6. Qui, un componente pieno del primo rotore 160 è configurato per essere collegato alla prima girante 144. Un interfaccia 162 fra il componente pieno del primo rotore 160 e la prima girante 144 può comprendere vari elementi per completare il collegamento fra il componente pieno del primo rotore 160 e la girante 144. Ad esempio, come mostrato in Figura 6, l'interfaccia 162 può comprendere una flangia 164 che è collegata al componente pieno del primo rotore 160 e una flangia 166 che è collegata alla prima girante 144. Le flange 164 e 166 sono configurate per essere collegate fra loro. Secondo una realizzazione esemplificativa, le flange 164 e 166 sono dotate di uno o più fori 168 e 70 nei quali sono posti uno o più bulloni 172. Un bullone 172 può presentare un'area filettata a cui corrisponde un'area filettata nel foro 170 della flangia 166. Un'estremità 174 del bullone 172 può alloggiare interamente nel foro 168 per esempio maggiorando il diametro della prima parte del foro 168. In alternativa, l’estremità 174 del bullone 172 può sporgere dalla flangia 164. ;Quando si utilizza questo rotore cosiddetto impilato con una configurazione della flangia imbullonata, uno dei tamburi di bilanciamento 200 può essere montato in corrispondenza del primo condotto in ingresso 202 nel modo descritto nelle Figure 4, 5 e 7. Qui si nota che una flangia di collegamento 204 è disposta fra il tamburo di bilanciamento 200 e il primo condotto in ingresso 202. Secondo le realizzazioni esemplificative, una delle flange 164, 166 e 202 può essere configurata (cioè dimensionata in modo tale da avere lo stesso diametro (o quasi) del tamburo di bilanciamento 66) per agire come tamburo di bilanciamento sotto il primo condotto in ingresso 38, 92. ;Inoltre le realizzazioni esemplificative comprendono un metodo di produzione dei compressori in sequenza come mostrato nel diagramma di flusso di Figura 8. Questo metodo di produzione dei compressori in sequenza comprende vari passaggi: il montaggio (passaggio 800) dì una prima sezione del compressore che presenta un primo condotto in ingresso configurato per condurre il gas di processo all'interno della prima sezione del compressore, un primo condotto in uscita configurato per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla prima sezione del compressore; il collegamento (passaggio 802) di almeno una prima girante al rotore fra il primo condotto in ingresso e il primo condotto in uscita; il collegamento (passaggio 804) di un primo tamburo di bilanciamento al rotore collocato, almeno in parte, fra il primo condotto in ingresso e il rotore. Una seconda sezione del compressore montata (passaggio 806) in modo da comprendere un secondo condotto in ingresso configurato per condurre il gas di processo nella seconda sezione del compressore e un secondo condotto in uscita per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla seconda sezione del compressore, laddove la prima pressione di aspirazione del primo condotto in ingresso è maggiore della seconda pressione di aspirazione del secondo condotto in ingresso. Almeno una seconda girante è collegata (passaggio 808) al rotore fra il secondo condotto in ingresso e il secondo condotto in uscita. Un secondo tamburo di bilanciamento è collegato (passaggio 810) al rotore fra la prima sezione del compressore e la seconda sezione del compressore. Gli esperti in materia noteranno che i passaggi illustrati in Figura 8 non devono essere necessariamente eseguiti nello stesso ordine in cui sono elencati o descritti. ;Le realizzazioni esemplificative divulgate offrono un sistema e un metodo per il bilanciamento del rotore associato ad esempio a un compressore in sequenza. Deve essere chiaro che la presente descrizione non intende limitare l’invenzione. Al contrario, le realizzazioni esemplificative includono alternative, modifiche e soluzioni equivalenti rientranti nello spirito e nel campo di applicazione dell’invenzione come definito dalle rivendicazioni allegate. Ad esempio, le configurazioni in linea possono essere utilizzate anche in combinazione con l'orientamento rovesciato del tamburo di bilanciamento ivi descritto. La Figura 9(a) mostra uno stadio di un compressore in linea convenzionale in cui è collocato il tamburo di bilanciamento sul rotore 902 dal lato di scarico della girante 904. Qui, il sigillo 906 del gas secco è munito di Ps per la pressione di aspirazione. Per converso, secondo una realizzazione esemplificativa di un compressore in linea illustrato in Figura 9(b), il tamburo di bilanciamento 910 è spostato sul lato in ingresso o aspirazione della girante 904, ad es. come componente di una disposizione della flangia imbullonata 912, e non già sul lato di scarico della girante. Nella realizzazione esemplificativa in Figura 9(b), il sigillo del gas secco è munito di Pd per la pressione di scarico. In particolare, tale disposizione può essere consigliabile per i compressori a bassa pressione o a bassa temperatura. Sebbene in Figura 9(b) venga mostrato solo un compressore, si noterà che è possibile fornire da 1 a n stadi, laddove n rappresenta un qualsiasi numero intero. Inoltre, nella descrizione dettagliata delle realizzazioni esemplificative, sono evidenziati numerosi dettagli specifici al fine di consentire una comprensione esauriente dell’invenzione rivendicata. Tuttavia, chiunque sia esperto in materia comprende che varie realizzazioni possono essere attuate senza tali dettagli. ;Nonostante le caratteristiche e gli elementi delle presenti realizzazioni esemplificative siano descritti nelle realizzazioni in particolari combinazioni, ciascuna caratteristica o ciascun elemento possono essere utilizzati singolarmente senza le altre caratteristiche e gli altri elementi delle realizzazioni o in varie combinazioni con o senza altre caratteristiche e altri elementi divulgati dal presente documento. ;La presente descrizione scritta utilizza degli esempi relativi all’oggetto divulgato per consentire a qualsiasi esperto in materia di attuare l'invenzione, compresi la realizzazione e l'utilizzo di qualsiasi dispositivo o sistema nonché l'esecuzione di qualsiasi metodo incluso. L'ambito brevettabile dell’oggetto del presente è definito dalle rivendicazioni e può includere altri esempi noti agli esperti in materia. Questi altri esempi rientrano nell’ambito delle rivendicazioni. *

Claims (10)

  1. CLAIMS / RIVENDICAZIONI 1. Un compressore multi-stadio comprende: un alloggiamento; un rotore; una prima sezione del compressore, inclusi: un primo condotto in ingresso per condurre il gas di processo nella prima sezione del compressore; un primo condotto in uscita per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla prima sezione del compressore; almeno una prima girante collegata al rotore fra il primo condotto in ingresso e il primo condotto in uscita; e un primo tamburo di bilanciamento collegato al rotore e disposto, almeno in parte, fra il primo condotto in ingresso e il rotore; e una seconda sezione del compressore, inclusi: un secondo condotto in ingresso per condurre il gas di processo nella seconda sezione del compressore; un secondo condotto in uscita per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla seconda sezione del compressore; almeno una seconda girante collegata al rotore fra il primo condotto in ingresso e il secondo condotto in uscita; e un secondo tamburo di bilanciamento collegato al rotore e disposto fra la prima sezione del compressore e la seconda sezione del compressore; laddove un primo volume del primo condotto in ingresso è maggiore di un secondo volume del secondo condotto in ingresso. 2. Il compressore della rivendicazione 1 , in cui il rotore è un rotore unitario. 3. Il compressore della rivendicazione 1, in cui il rotore è un rotore impilato che comprende una pluralità di segmenti. 4. Il compressore della rivendicazione 3, in cui la pluralità di segmenti comprende flange imbullonate assieme. 5. II compressore della rivendicazione 4, in cui una delle flange serve da primo tamburo di bilanciamento. 6. Il compressore della Rivendicazione 1 , comprende inoltre: almeno un cuscinetto ad ogni estremità del rotore come supporto rotatorio al rotore stesso ; e almeno un sigillo del gas secco disposto fra il cuscinetto, la prima girante e la seconda girante. 7. Il compressore della rivendicazione 5, in cui ciascun sigillo del gas secco entra in funzione alla seconda pressione di aspirazione. 8. Il compressor della rivendicazione 1, in cui il primo condotto in ingresso è adattato in modo da consentire al primo tamburo di bilanciamento di essere collocato fra il primo condotto in ingresso e il rotore. 9. Un metodo di produzione di un compressore prevede: il montaggio di una prima sezione del compressore, inclusi: un primo condotto in ingresso per condurre il gas di processo nella prima sezione del compressore; un primo condotto in uscita per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla prima sezione del compressore; il collegamento di almeno una prima girante al rotore fra il primo condotto in ingresso e il primo condotto in uscita; il collegamento di un primo tamburo di bilanciamento al rotore disposto, almeno in parte, fra il primo condotto in ingresso e il rotore; il montaggio di una seconda sezione del compressore, inclusi: un secondo condotto in ingresso per condurre il gas di processo nella seconda sezione del compressore; un secondo condotto in uscita per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla seconda sezione del compressore, laddove un primo volume del primo condotto in ingresso è maggiore di un secondo volume di un secondo condotto in ingresso; il collegamento di almeno una seconda girante al rotore fra il secondo condotto in ingresso e il secondo condotto in uscita; e il collegamento di un secondo tamburo di bilanciamento al rotore fra la prima e la seconda sezione del compressore. 10. Una macchina rotante comprende: un alloggiamento per contenere gli elementi della macchina rotante; un rotore che consente di far ruotare almeno alcuni degli elementi della macchina rotante; un condotto in ingresso per condurre il gas di processo nella macchina rotante; un condotto in uscita per condurre il gas di processo pressurizzato fuori dalla prima sezione; almeno una prima girante collegata al rotore fra il condotto in ingresso e il condotto in uscita e configurata per la pressurizzazione del gas di processo; e un tamburo di bilanciamento collegato al rotore, disposto, almeno in parte, fra il condotto in ingresso e il rotore e configurato per bilanciare la spinta assiale. CLAIMS / RIVENDICAZIONI: 1. A multi-stage compressor comprising: a housing; a rotor; a first compressor section including: a first inlet duct configured to conduct process gas into said first compressor section; a first outlet duct configured to conduct pressurized process gas out of said first compressor section; at least one first impeller connected to said rotor between said first inlet duct and said first outlet duct; and a first balance drum connected to said rotor and disposed, at least in part, between said first inlet duct and said rotor; and a second compressor section including: a second inlet duct configured to conduct process gas into said second compressor section; a second outlet duct configured to conduct pressurized process gas out of said second compressor section; at least one second impeller connected to said rotor between said second inlet duct and said second outlet duct; and a second balance drum connected to said rotor and disposed between said first compressor section and said second compressor section; wherein a first volume of said first inlet duct is greater than a second volume of said second inlet duct.
  2. 2. The compressor of claim 1 , wherein said rotor is a unitary rotor.
  3. 3. The compressor of claim 1 , wherein said rotor is a stacked rotor comprised of a plurality of segments.
  4. 4. The compressor of claim 3, wherein said plurality of segments includes flanges bolted together.
  5. 5. The compressor of claim 4, wherein one of said flanges is configured to operate as said first balance drum.
  6. 6. The compressor of claim 1 , further comprising: at least one bearing at each end of said rotor for rotatably supporting said rotor; and at least one dry gas seal disposed between said at least one bearing and a respective one of said at least one first impeller and said at least one second impeller.
  7. 7. The compressor of claim 5, wherein each of said at least one dry gas seals operates at said second suction pressure.
  8. 8. The compressor of claim 1 , wherein said first inlet duct is adapted to permit said first balance drum to be disposed between said first inlet duct and said rotor.
  9. 9. A method of manufacturing a compressor comprising: fabricating a first compressor section including: a first inlet duct configured to conduct process gas into said first compressor section; a first outlet duct configured to conduct pressurized process gas out of said first compressor section; connecting at least one first impeller to a rotor between said first inlet duct and said first outlet duct; and connecting a first balance drum to said rotor disposed, at least in part, between said first inlet duct and said rotor; and fabricating a second compressor section including: a second inlet duct configured to conduct process gas into said second compressor section; and a second outlet duct configured to conduct pressurized process gas out of said second compressor section wherein a first volume of said first inlet duct is greater than a second volume of said second inlet duct; connecting at least one second impeller connected to said rotor between said second inlet duct and said second outlet duct; and connecting a second balance drum to said rotor between said first compressor section and said second compressor section.
  10. 10. A rotary machine comprising: a housing configured to contain elements of said rotary machine; a rotor configured to rotate at least some of said elements of said rotary machine; an inlet duct configured to conduct process gas into said rotary machine; an outlet duct configured to conduct pressurized process gas out of said first section; at least one impeller connected to said rotor between said inlet duct and said outlet duct and configured to pressurize said process gas; and a balance drum connected to said rotor, disposed, at least in part, between said inlet duct and said rotor, and configured to balance axial thrust.
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