WO2012010514A2 - Turboverdichterrotor und turboverdichter - Google Patents

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WO2012010514A2
WO2012010514A2 PCT/EP2011/062142 EP2011062142W WO2012010514A2 WO 2012010514 A2 WO2012010514 A2 WO 2012010514A2 EP 2011062142 W EP2011062142 W EP 2011062142W WO 2012010514 A2 WO2012010514 A2 WO 2012010514A2
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Klaus Steff
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    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/624—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the invention relates to a turbocompressor rotor comprising a shaft which extends along an axis of rotation
  • At least one radial bearing area for storage by means of an active magnetic bearing
  • At least one shaft seal area for sealing a circumferential gap between the rotating shaft and a stationary part
  • At least one aerodynamic area which carries wheels that serve a fluid compression.
  • the invention comprises a turbocompressor
  • Turbo compressors generally include beside one
  • Aerodynamic range - which can also be referred to as flow area - areas for radial bearing, axial bearing and usually areas for shaft seals, which has a circumferential gap between the rotating shaft and a stationary part, which is usually with the housing in
  • connection seals.
  • the shaft seal is only necessary if at least one shaft end is led out of the housing, for example for the purpose of transmitting torque and speed from an external drive.
  • the aerodynamic area is usually carrier of one
  • Blading or annular wheels which may be formed in particular as radial compressor impellers with an axial inflow and a radial outflow.
  • each outflow from a centrifugal compressor impeller is followed
  • Diffuser area on and except at the last stage is followed by the diffuser area a deflection from the outside radially radially inward to supply a process fluid to be compressed to the next compression stage.
  • the drive power is in the turbocompressor rotor
  • turbocompressors considered here are the turbocompressors considered here.
  • Magnetic bearings preferably active magnetic bearings, for radial
  • Outer diameter of the shaft is essential for availability. This results in restrictions on the size of the storage and restrictions on the
  • the object of the invention based on the above-described facts, is to provide the
  • Radial bearing region in this case has a material which is suitable for supporting the shaft by means of a magnetic bearing, in particular an active magnetic bearing.
  • Shaft seal area is either for yourself
  • the aerodynamic area is prepared for receiving wheels or a blading through a corresponding fit, a taper or the formation of a contour (for example, a hammer head groove) for
  • the axial separation point has a substantially planar to the axis of rotation radially and can be provided with form elements that can positively transfer torque and / or a
  • An advantageous development of the invention provides that the axial separating edge of the adjacent axial regions of the shaft by means of at least one axial tie rod or
  • the shaft is at least one
  • Radial bearings has no further axial separation points.
  • This embodiment of the invention has particular advantages because the number of components is reduced by the integral design of the coupling flange and at the same time the advantages of the invention in terms of assembly
  • the advantages of the invention are particularly evident when the aerodynamic region has impellers which surround the shaft in an annular manner.
  • these impellers may be formed as Zentrifugallaufsch.
  • the wave can for
  • the shaft has the following axial structure - enumerated in the axial sequence: first shaft end, first Radial bearing area, first axial separation point, first
  • Shaft sealing area aerodynamic area. Following the aerodynamic area, the constellation may be off
  • Radial bearing areas each have a radial auxiliary storage area is provided. Furthermore, it is expedient if an axial bearing region is provided between at least one radial bearing region and the adjacent shaft sealing region. In addition to the thrust bearing area, it makes sense to use a
  • the turbocompressor according to the invention has a
  • the radial bearing area is assigned in each case a radial bearing
  • the shaft seal area is a shaft seal
  • Aerodynamic components associated with the rotating aerodynamic components flow guides
  • the radial bearings are designed as magnetic bearings, in particular as active magnetic bearings.
  • the Shaft seals are preferably formed undivided in the circumferential direction, which contributes to a more harmonious deformation. Particularly low leaks can be achieved with dry gas seals, which with the construction according to the invention as a result of the advantages of undivided in the circumferential direction
  • the invention is based on a
  • FIG. 1 shows a turbocompressor TV in a schematic representation in a longitudinal section, wherein in particular the non-rotating components are greatly simplified.
  • a shaft SH of a turbo-compressor rotor TVR extends.
  • the wave SH is wearer
  • various rotating components such as a lamella pact of a first magnetic radial bearing RB1, a rotating portion of a first radial auxiliary bearing ARB1, rotating components of a first shaft seal SSI, at least one impeller IMP, rotating components of a second
  • Shaft seal SS2 rotating components of a second radial auxiliary bearing ARB2, rotating components of a second radial bearing RB2, rotating components of a
  • Axial bearings AB and rotating components of an auxiliary axial bearing AAB The shaft SH is specially prepared for the different ones in axial order
  • Shaft seal area SSAl aerodynamic area AERA
  • second shaft seal area SSA2 aerodynamic area AERA
  • second radial auxiliary bearing area ARBA2 second radial auxiliary bearing area ARBA2
  • third sensor area SEA22 second
  • Radial bearing area RBA2 Radial bearing area RBA2, fourth sensor area SEA21,
  • Radial bearing area RBAl and the first sealing area SSAl is provided a separation point DPI, at which the shaft SH can be axially separated. Located at the separation point DPI
  • opposite dividing bank are each with one
  • Hirtveriereung HS provided and the two separating edges are braced against each other by means of an expansion screw TS.
  • a second separation point DP2 is between the second
  • Radial bearing area RBA2 formed.
  • the aerodynamic area AERA like the integrated coupling flange ICF, has a larger outside diameter of the shaft SH than the area of the first radial bearing RBA1 and the first one
  • the aerodynamic area AERA is made larger in terms of the shaft diameter than the second shaft seal area SSA2 and the second
  • Shaft seal area SSAl, SSA2 because the shaft SH is not out there out of a housing CHS.
  • the housing CHS depicted in FIG. 1 has an inlet IN and an outlet EX, through which a process fluid PF enters or exits. Standing components are simply called STAT.
  • the shaft seals SSI and SS2 are undivided in the circumferential direction as well as the radial bearings RBl, RB2 and are pushed onto the separate shaft SH in the region of the separation point DPI, DP2.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Turboverdichterrotor (TVR) mit mindestens einer Welle (SH), welche sich entlang einer Rotationsachse (AX) erstreckt, welche Welle (SH) mehrere axiale Bereiche umfasst: mindestens einen Radiallagerbereich (RBA1, RBA2), zur Lagerung mittels eines Magnetlagers, mindestens einen Wellendichtungsbereich (SSA1, SSA2) zur Abdichtung eines Spalts zwischen der rotierenden Welle (SH) und einem stehenden Teil, mindestens einen Aerodynamikbereich (AERA), welcher eine Beschaufelung oder Laufräder (IMP) trägt, die einer Fluidverdichtung dienen. Zur besseren Montierbarkeit, Kostenreduktion, Reduzierung des Wartungsaufwandes bei gleichem oder verbesserten Wirkungsgrad wird vorgeschlagen, dass die Welle zwischen zwei Axialbereichen, nämlich Wellendichtungsbereich (SSA1, SSA2) und Radiallagerbereich (RBA1, RBA2) eine axiale Trennstelle (DP1, DP2) aufweist, wobei die Trennstelle (DP1, DP2), der Wellendichtungsbereich (SSA1, SSA2) und der Radiallagerbereich (RBA1, RBA2) derart ausgebildet sind, dass eine Wellendichtung (SS1, SS2) und ein Radiallager (RB1, RB2) von dem Wellendichtungsbereich (SSA1, SSA2) bzw. dem Radiallagerbereich (RBA1, RBA2 ) bei getrennter Trennstelle (DP1, DP2) von der Welle (SH) abnehmbar sind.

Description

Beschreibung
Turboverdichterrotor und Turboverdichter
Die Erfindung betrifft einen Turboverdichterrotor umfassend eine Welle, welche sich entlang einer Rotationsachse
erstreckt, welche Welle mehrere axiale Bereiche umfasst:
- mindestens einen Radiallagerbereich, zur Lagerung mittels eines aktiven Magnetlagers,
- mindestens einen Wellendichtungsbereich zur Abdichtung eines Umfangsspalts zwischen der rotierenden Welle und einem stehenden Teil,
- mindestens einen Aerodynamikbereich, welcher Laufräder trägt, die einer Fluidverdichtung dienen.
Weiterhin umfasst die Erfindung einen Turboverdichter
umfassend einen Turboverdichterrotor der eingangs genannten Art.
Turboverdichter umfassen generell neben einem
Aerodynamikbereich - der auch als Strömungsbereich bezeichnet werden kann - Bereiche für die radiale Lagerung, die axiale Lagerung und in der Regel Bereiche für Wellendichtungen, die einen Umfangsspalt zwischen der rotierenden Welle und einem stehenden Teil, welches in der Regel mit dem Gehäuse in
Verbindung steht, abdichtet. Die Wellendichtung ist nur notwendig, wenn mindestens ein Wellenende aus dem Gehäuse herausgeführt ist, beispielsweise zum Zweck des Übertragens von Drehmoment und Drehzahl aus einem externen Antrieb. Der Aerodynamikbereich ist in der Regel Träger von einer
Beschaufelung oder ringförmigen Laufrädern, die insbesondere als Radialverdichterlaufräder ausgebildet sein können mit einer axialen Einströmung und einer radialen Abströmung. Bei einem mehrstufigen Radialverdichter schließt sich an jede Ausströmung aus einem Radialverdichterlaufrad ein
Diffusorbereich an und außer an der letzten Stufe schließt sich an den Diffusorbereich eine Umlenkung von radial außen nach radial innen an, um ein zu verdichtendes Prozessfluid der nächsten Verdichtungsstufe zuzuführen.
Die Antriebsleistung wird in den Turboverdichterrotor
regelmäßig mittels einer Kupplung an einem Wellenende
eingeleitet, welche Kupplung einen Flansch aufweist, der in seinem Außendurchmesser größer ist als benachbarte
Wellenabschnitte, damit beispielsweise Kupplungsflanschbolzen montiert werden können.
Bei den hier betrachteten Turboverdichtern werden
Magnetlager, bevorzugt aktive Magnetlager, zur radialen
Lagerung des Rotors eingesetzt, wobei der Turboverdichter bei Ausfall der Magnetlager mittels sogenannter konventioneller Hilfslager oder Fanglager geschützt wird, die benachbart der Magnetlager angeordnet sind. Der beschriebene Aufbau eines Turboverdichters führt zwangsläufig zu einem gestuften Aufbau der Welle, damit die Laufräder, Dichtungskomponenten und Lagerungselemente auf der Welle montiert werden können bzw. die Welle an den entsprechenden Stellen umgeben können.
Hierbei ist zu beachten, dass die Magnetlager und die
Wellendichtungen häufig in Umfangsrichtung ungeteilt
ausgebildet sind, so dass eine bestimmte Stufung der
Außendurchmesser der Welle für eine Fügbarkeit unabdingbar ist. Dadurch ergeben sich Einschränkungen für die Baugröße der Lagerung und Einschränkungen hinsichtlich der
Zugänglichkeit zum Dichtungsbereich. Die Baugrößen der Lager sind jedoch entscheidend für die mit der Maschine
einhergehenden Investitionskosten und für die Rotordynamik, welche wiederum in Folge der Spielauslegung in der
Wellendichtung starken Einfluss auf den Wirkungsgrad der Maschine hat. Die durch die Bauart eingeschränkte
Zugänglichkeit zu der Wellendichtung ist besonders
nachteilhaft, weil dort der größte Wartungsaufwand verglichen mit den übrigen Komponenten der Maschine anfällt. Darüber hinaus führt die auch im Wartungsfall große Anzahl zu den demontierenden Bauteilen zu einem stets erforderlichen hochtourigen Auswuchtvorgang im Rahmen jeder Wartungsarbeit. Die Erfindung hat es sich ausgehend von dem vorher beschriebenen Sachverhalt zur Aufgabe gemacht, die
Investitionskosten für die eingangs genannte Maschinen einerseits zu reduzieren und andererseits den Wartungsaufwand zu verringern bei gleichbleibendem oder verbesserten
Wirkungsgrad .
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird
Turboverdichterrotor der eingangs genannten Art bzw. ein Turboverdichter der eingangs genannten Art vorgeschlagen mit dem zusätzlichen Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 14. Die abhängigen Unteransprüche
beinhalten jeweils vorteilhafte Weiterbildungen.
Die jeweils zur Definition der Welle des erfindungsgemäßen Turboverdichterrotors benutzten axialen Wellenbereiche, nämlich der Radiallagerbereich, der Wellendichtungsbereich und der Aerodynamikbereich, sind definiert durch ihre
jeweilige Eignung für die definierte Funktion. Der
Radiallagerbereich weist hierbei einen Werkstoff auf, der zur Lagerung der Welle mittels eines Magnetlagers, insbesondere eines aktiven Magnetlagers geeignet ist. Der
Wellendichtungsbereich ist entweder selbst für den
rotierenden Teil einer Wellendichtung vorbereitet oder zur Aufnahme eines koaxial zu der Rotationsachse angeordneten ringförmigen rotierenden Wellendichtungselementes
vorbereitet. Der Aerodynamikbereich ist zur Aufnahme von Laufrädern oder einer Beschaufelung vorbereitet durch eine entsprechende Passung, eine Konizität oder die Ausbildung einer Kontur (beispielsweise einer Hammerkopfnut ) zur
Aufnahme von Schaufeln. Die axiale Trennstelle weist einen im Wesentlichen zu der Rotationsachse radial ebenen Verlauf auf und kann mit Formelementen versehen sein, die formschlüssig ein Drehmoment zu übertragen vermögen und/oder eine
Zentrierung bewirken, wie beispielsweise eine Hirtverzahnung. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die axialen Trennufer der angrenzenden Axialbereiche der Welle mittels mindestens eines axialen Zugankers oder
mindestens einer axialen Dehnschraube gegeneinander verspannt sind. Zu diesem Zweck ist die Welle mit mindestens einer
Bohrung für eine axiale Dehnschraube oder mit einer zentralen zu der Rotationsachse koaxialen Bohrung für einen zentralen Zuganker versehen. Damit die Rotordynamik möglichst einem Optimum nahe kommt und die Anzahl der erforderlichen Bauteile gering gehalten werden kann, ist es zweckmäßig, wenn die Welle neben axialen
Trennstellen im Bereich der Wellendichtungen und
Radiallagerungen keine weitere axialen Trennstellen aufweist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wellen zwei Wellenenden aufweist und mindestens ein Wellenende einen integralen Kupplungsflansch aufweist, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als der
Wellendichtungsbereich oder der Radiallagerbereich. Diese Ausgestaltung der Erfindung hat besondere Vorteile, weil durch die integrale Ausbildung des Kupplungsflansches die Anzahl der Bauteile reduziert wird und gleichzeitig die erfindungsgemäßen Vorteile hinsichtlich der Montage
verwirklicht werden.
Die Vorteile der Erfindung kommen darüber hinaus besonders zum Tragen, wenn der Aerodynamikbereich Impeller aufweist, welche die Welle jeweils ringförmig umgeben. Zweckmäßig können diese Impeller als Zentrifugallaufräder ausgebildet sein. Darüber hinaus ist es sinnvoll, wenn die Impeller auf die Welle aufgeschrumpft werden. Die Welle kann zur
verbesserten Fügbarkeit im Aerodynamikbereich konisch
ausgebildet sein.
Weiterhin treten die Vorteile der Erfindung besonders zu Tage, wenn die Welle folgenden axialen Aufbau aufweist - in axialer Reihenfolge aufgezählt: erstes Wellenende, erster Radiallagerbereich, erste axiale Trennstelle, erster
Wellendichtungsbereich, Aerodynamikbereich . Im Anschluss an den Aerodynamikbereich kann sich die Konstellation aus
Wellendichtung, Trennstelle, Radiallager und Wellenende spiegelbildlich zu dem Aerodynamikbereich anschließen. In der obigen Reihenfolge ist es sinnvoll, wenn zwischen dem ersten Wellenende und dem ersten Radiallagerbereich ein integrierter Kupplungsflansch der vorgenannten Art Bestandteil der Welle ist. Alternativ zu der oben genannten Reihenfolge können die jeweils benachbarten Radiallagerbereiche und
Wellendichtungsbereiche zueinander axiale vertauscht
ausgebildet sein, wobei hierdurch sich die Rotordynamik in Folge der freien Wellenenden, an denen die Dichtung sich dann befinden würden, je nach sonstiger Rotorbeschaffenheit vorteilhaft oder nachteilhaft verändert. Auch von dem
eingesetzten Dichtungstyp ist es abhängig, ob sich die
Montage vereinfacht oder erschwert.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass zwischen den Wellendichtungen und den benachbarten
Radiallagerbereichen jeweils ein radialer Hilfslagerbereich vorgesehen ist. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn zwischen mindestens einem Radiallagerbereich und dem benachbarten Wellendichtungsbereich ein Axiallagerbereich vorgesehen ist. Neben dem Axiallagerbereich ist es sinnvoll, einen
Axialhilfslagerbereich vorzusehen .
Der erfindungsgemäße Turboverdichter weist einen
Turboverdichterrotor gemäß der vorhergehenden Beschreibung auf, wobei in verschiedenen Bereichen jeweils das
dazugehörige Bauelement zugeordnet ist. Dementsprechend ist dem Radiallagerbereich jeweils ein Radiallager zugeordnet, dem Wellendichtungsbereich ist eine Wellendichtung
zugeordnet, dem Aerodynamikbereich sind weitere
aerodynamische Bauteile zugeordnet, die den rotierenden aerodynamischen Bauteilen stehende Strömungsführungen
gegenüberstellen. Die Radiallager sind als Magnetlager ausgebildet, insbesondere als aktive Magnetlager. Die Wellendichtungen sind bevorzugt in Umfangsrichtung ungeteilt ausgebildet, was zu einer harmonischeren Verformung beiträgt. Besonders niedrige Leckagen sind mit Trockengasdichtungen erzielbar, die mit der erfindungsgemäßen Bauweise in Folge der Vorteile bei in Umfangsrichtung ungeteilter
Wellendichtung bei der Montage zweckmäßig sind.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung zum Zwecke der Verdeutlichung näher erläutert. Dem Fachmann ergeben sich insbesondere aus der beliebigen Kombination von Merkmalen der Ansprüche weitere Möglichkeiten, die Erfindung umzusetzen. Es zeigt: Figur 1 eine schematische Darstellung einer
erfindungsgemäßen Turbomaschine im
Längsschnitt .
Die Figur 1 zeigt einen Turboverdichter TV in schematischer Darstellung in einem Längsschnitt, wobei insbesondere die nicht rotierenden Bauteile stark vereinfacht sind. Entlang einer Maschinenachse AX erstreckt sich eine Welle SH eines Turboverdichterrotors TVR. Die Welle SH ist Trägerin
verschiedener rotierender Bauteile, wie eines Lamellenpaktes eines ersten magnetischen Radiallagers RB1, eines rotierenden Anteils eines ersten radialen Hilfslagers ARB1, rotierender Komponenten einer ersten Wellendichtung SSI, mindestens eines Impellers IMP, rotierender Komponenten einer zweiten
Wellendichtung SS2, rotierender Komponenten eines zweiten radialen Hilfslagers ARB2, rotierender Komponenten eines zweiten Radiallagers RB2, rotierender Komponenten eines
Axiallagers AB und rotierender Komponenten eines axialen Hilfslagers AAB . Die Welle SH ist besonders vorbereitet für die verschiedenen in axialer Reihenfolge angeordneten
Bauteile durch Oberflächenbeschaffenheit,
Offenflächenkonturierung, Materialauswahl und Geometrie.
Dementsprechend speziell vorbereitet sind folgende Bereiche der Welle beginnend an einem ersten Wellenende SEI aufgezählt in radialer Reihenfolge: Bereich für integrierten Kupplungsflansch ICFA, Bereich für einen ersten Sensor SEA11, erster Radiallagerbereich RBAl, Bereich für einen zweiten Sensor SEA12, radiale Hilfslagerbereich ARBA1, erster
Wellendichtungsbereich SSAl, Aerodynamikbereich AERA, zweiter Wellendichtungsbereich SSA2, zweiter Radialhilfslagerbereich ARBA2, dritter Sensorbereich SEA22, zweiter
Radiallagerbereich RBA2, vierter Sensorbereich SEA21,
Axiallagerbereich ABA und Axialhilfslagerbereich AABA sowie weites Wellenende SE2. Zwischen den Bereichen erster
Radiallagerbereich RBAl und dem ersten Dichtungsbereich SSAl ist eine Trennstelle DPI vorgesehen, an der die Welle SH sich axial trennen lässt. Die sich an der Trennstelle DPI
gegenüberliegenden Trennufer sind jeweils mit einer
Hirtverzahnung HS versehen und die beiden Trennufer sind mittels einer Dehnschraube TS gegeneinander verspannt. Analog ist eine zweite Trennstelle DP2 zwischen dem zweiten
Wellendichtungsbereich SSA2 und dem zweiten
Radiallagerbereich RBA2 ausgebildet. Der Aerodynamikbereich AERA weist, ebenso wie der integrierte Kupplungsflansch ICF einen größeren Außendurchmesser der Welle SH auf als der Bereich des ersten Radiallagers RBAl und der ersten
Wellendichtung SSAl. Gleichfalls ist der Aerodynamikbereich AERA hinsichtlich des Wellendurchmessers größer ausgebildet als der zweite Wellendichtungsbereich SSA2 und der zweite
Radiallagerbereich RBA2. Im Rahmen der Erfindung ist es auch denkbar, ausgehend von dem Aerodynamikbereich AERA nur eine Seite des Turboverdichters TV bzw. des Turboverdichterrotors TVR bzw. der Welle SH erfindungsgemäß mit einer Trennstelle DPI, DP2 ausgebildet ist und die andere Seite kein
Wellendichtungsbereich SSAl, SSA2 aufweist, weil die Welle SH dort nicht aus einem Gehäuse CHS herausgeführt ist. Das in der Figur 1 abgebildete Gehäuse CHS weist einen Einlass IN und einen Auslass EX auf, durch welche ein Prozessfluid PF eintritt bzw. austritt. Stehende Komponenten sind vereinfacht mittels STAT bezeichnet. Die Wellendichtungen SSI und SS2 sind in der Umfangsrichtung ebenso wie die Radiallager RBl, RB2 ungeteilt ausgebildet und werden auf die getrennte Welle SH im Bereich der Trennstelle DPI, DP2 aufgeschoben.

Claims

Patentansprüche
Turboverdichterrotor (TVR) mit mindestens einer
Welle (SH), welche sich entlang einer
Rotationsachse (AX) erstreckt, welche Welle (SH) mehrere axiale Bereiche umfasst:
- mindestens einen Radiallagerbereich (RBA1, RBA2 ) , zur Lagerung mittels eines Magnetlagers,
- mindestens einen Wellendichtungsbereich (SSA1, SSA2) zur Abdichtung eines Spalts zwischen der rotierenden Welle (SH) und einem stehenden Teil,
- mindestens einen Aerodynamikbereich (AERA) , welcher eine Beschaufelung oder Laufräder (IMP) trägt, die einer Fluidverdichtung dienen,
wobei der Turboverdichterrotor (TVR) in dem
Radiallagerbereich (RBA1, RBA2 ) rotierende Anteile eines Radiallagers (RB1, RB2) und in dem
Wellendichtungsbereich (SSA1, SSA2) rotierende Anteile einer Wellendichtung (SSI, SS2) umfasst
dadurch gekennzeichnet, dass
die Welle zwischen zwei Axialbereichen, nämlich
Wellendichtungsbereich (SSA1, SSA2) und
Radiallagerbereich (RBA1, RBA2 ) eine axiale
Trennstelle (DPI, DP2) aufweist, wobei die
Trennstelle (DPI, DP2), der
Wellendichtungsbereich (SSA1, SSA2) und der
Radiallagerbereich (RBA1, RBA2 ) derart ausgebildet sind, dass eine Wellendichtung (SSI, SS2) und ein
Radiallager (RB1, RB2) von dem
Wellendichtungsbereich (SSA1, SSA2) bzw. dem
Radiallagerbereich (RBA1, RBA2 ) bei getrennter
Trennstelle (DPI, DP2) von der Welle (SH) abnehmbar sind .
2. Turboverdichterrotor (TVR) nach Anspruch 1, wobei das axiale Trennufer der angrenzenden
Axialbereiche der Welle (SH) mittels mindestens eines axialen Zugankers oder mindestens einer axialen
Dehnschraube (TS) gegeneinander verspannt sind.
3. Turboverdichterrotor (TVR) nach Anspruch 2,
wobei die axialen Trennufer eine Hirtverzahnung (HS) aufweisen .
4. Turboverdichterrotor (TVR) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Welle (SH) neben axialen Trennstellen im Bereich der Wellendichtung (SF1, SF2) und der
Radiallager (RB1, RB2) keine weiteren axialen
Trennstellen (DPI, DP2) aufweist.
5. Turboverdichterrotor (TVR) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Welle (SH) zwei Wellenenden (SEI, SE2) aufweist und mindestens ein Wellenende ein integralen Kupplungsflansch (ICF) aufweist, der einen größeren Außendurchmesser aufweist als der
Wellendichtungsbereich (SFA1, SFA2) oder der
Radiallagerbereich (RBA1, RBA2 ) .
6. Turboverdichterrotor (TVR) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei der Aerodynamikbereich (AERA) mindestens einen Impeller (IMP) aufweist, welcher die Welle (SH) ringförmige umgibt. Turboverdichterrotor (TVR) nach mindestens einem der Ansprüche,
wobei die Welle (SH) folgenden axialen Aufbau aufweist
1) erstes Wellenende (SEI),
2) erster Radiallagerbereich (RBA1),
3) erste axiale Trennstelle (DPI),
4) erster Wellendichtungsbereich (SSA1),
5) Aerodynamikbereich (AERA) .
Turboverdichterrotor (TVR) nach Anspruch 7,
wobei die Welle (SH) weiteren folgenden axialen Aufbau aufweist :
6) zweiter Wellendichtungsbereich (SSA2),
7) zweite Trennstelle (DP2),
8) zweiter Radiallagerbereich (RBA2),
9) Wellenende (SE2) .
Turboverdichterrotor (TVR) nach Anspruch 7 oder 8, wobei zwischen dem ersten Wellenende (SEI) und dem ersten Radiallagerbereich (RBA1) ein integrierter Kupplungsflansch (ICF) gemäß Anspruch 5 vorgesehen ist
10. Turboverdichterrotor (TVR) Anspruch 7 oder 8,
wobei mindestens ein Radiallagerbereich (RBA1, RBA2 ) und ein Wellendichtungsbereich (SSA1, SSA2)
untereinander axial vertauscht sind.
11. Turboverdichterrotor (TVR) nach Anspruch 7 oder 8, wobei zwischen mindestens einem
Wellendichtungsbereich (SSA1, SSA2) und einem
Radiallagerbereich (RBA1, RBA2 ) ein
Radialhilfslagerbereich (ARBA1, ARBA2 ) vorgesehen ist/sind. Turboverdichterrotor (TVR) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zwischen einem Radiallagerbereich (RBA2, RBA1 ) und einem Wellenende (SEI, SE2) ein
Axiallagerbereich (ABA) vorgesehen ist.
Turboverdichterrotor (TVR) nach Anspruch 12,
wobei neben dem Axiallagebereich (ABA) ein
Axialhilfslagerbereich (AABA) vorgesehen ist.
Turboverdichter (TV) mit Turboverdichterrotor (TFR) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13,
wobei einem Radiallagebereich (RBA1) ein erstes
Radiallager (RB1) zugeordnet ist, einem ersten
Wellendichtungsbereich (SSA1) eine erste
Wellendichtung (SSI) zugeordnet ist,
wobei einem zweiten Radiallagerbereich (RBA2) ein zweites Radiallager (RB2) zugeordnet ist und wobei einem zweiten Wellendichtungsbereich (SSA2) eine zweite Wellendichtung (SS2) zugeordnet ist.
Turboverdichter (TV) nach Anspruch 14,
wobei benachbart zu den Radiallagern (RB1, RB2) jeweils mindestens ein Sensor (SE11, SE12, SE21, SE22)
vorgesehen ist, der die radiale Lager der Welle (SH) misst .
Turboverdichter (TV) nach mindestens einem der
Ansprüche 14, 15,
wobei die Radiallager (RB1, RB2) als Magnetlager, insbesondere als aktive Magnetlager ausgebildet sind.
Turboverdichter (TV) nach mindestens einem der
vorhergehenden Ansprüche 14 bis 16,
wobei die Wellendichtungen (SSI, SS2) in
Umfangsrichtung ungeteilt ausgebildet sind. Turboverdichter (TV) nach mindestens einem vorhergehenden Ansprüche 14 bis 17, wobei die Wellendichtungen (SSI, SS2) als Trockengasdichtungen ausgebildet sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012207019B4 (de) * 2012-04-27 2015-12-24 Siemens Aktiengesellschaft Strömungsmaschine sowie Verfahren zur Kühlen einer solchen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2525699A1 (fr) * 1982-04-26 1983-10-28 Largeaud Paul Machine rotative - telle une pompe centrifuge - avec organe d'etancheite facilement demontable
JPH076518B2 (ja) * 1987-07-23 1995-01-30 三菱重工業株式会社 遠心圧縮機
DE102008057472B4 (de) * 2008-11-14 2011-07-14 Atlas Copco Energas GmbH, 50999 Mehrstufiger Radial-Turboverdichter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012010514A3 (de) 2012-04-12
DE102010031942A1 (de) 2012-01-26

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