WO2019238366A1 - Anordnung, methode - Google Patents

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WO2019238366A1
WO2019238366A1 PCT/EP2019/063179 EP2019063179W WO2019238366A1 WO 2019238366 A1 WO2019238366 A1 WO 2019238366A1 EP 2019063179 W EP2019063179 W EP 2019063179W WO 2019238366 A1 WO2019238366 A1 WO 2019238366A1
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radial
imp
impeller
turbine engine
shaft
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PCT/EP2019/063179
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Inventor
Frederic Hilgenberg
Dieter Nass
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/70—Disassembly methods

Definitions

  • the invention relates to an arrangement comprising
  • the radial turbine engine impeller being releasably attached to a shaft end of the shaft
  • the shaft extends through a through opening, provided in a first housing wall of the housing, sealed by means of the shaft seal, the shaft seal being arranged axially between the radial door machine wheel and the radial bearing on the shaft.
  • the invention relates to a method for disassembling or assembling such an arrangement.
  • Arrangements of the type defined at the outset are generally used for impellers which are arranged or mounted on the fly. This means that the bearing of the shaft or of the rotor - in particular the radial bearing of the rotor - is located only on one axial side of the impeller / the Accordingly, the radial turbomachine impeller is attached to a shaft end of the shaft.
  • Such an arrangement as is also known from so-called transmission turbo compressors, can also be used independently of a transmission bover compressor - that is, driven in another way or drivingly.
  • these radial turbine engine impellers - impellers for short - are connected axially, preferably by means of a Hirth toothing - to a shaft end.
  • a shaft seal for example a gas seal or mechanical seal (fluid seal) and then a radial bearing are provided in the axial continuation of the shaft.
  • an axial bearing is also regularly provided, which absorbs at least part of the thrust arising from the impeller as a result of the pressure difference.
  • the housing which surrounds the impeller or the impellers is generally formed in one piece in the circumferential direction.
  • This advantageous embodiment is made possible because there are no obstructing components, in particular position, due to the flying position, which would prevent axial joining of the housing to the shaft end.
  • the housing can optionally have a substantially radial parting joint or a cover with a radial joint course. Basically, an essentially axial-radial parting line is also conceivable, but this option does not take advantage of all the advantages of the invention.
  • the gas seal is dismantled or assembled from the process gas side or from the side of the axial inflow into the compressor, for example in the case of a gear compressor, the shaft is anchored in the gearbox on the drive side. In the single application of a flying stage or an arrangement according to the invention, this would also be connected to the drive machine or another working machine in the line with a clutch, so that in such a case the process-gas-side assembly of the gas seal takes place.
  • W02012104366-A1 W02012104153-A1.
  • a decisive disadvantage of a generic arrangement of conventional design is that for assembly, disassembly or inspection, in particular the gas seal, the storage or other components that are located axially behind the impeller, either the entire drive train or output train on which the impeller of the compressor is attached axially at the end, has to be dismantled or that the entire compressor of the generic arrangement has to be dismantled from the shaft end and in order to reach the corresponding components located axially behind the impeller.
  • the one with it associated effort is extremely time and cost intensive, so that maintenance and service costs undesirably reduce the probability of sales of such arrangements.
  • the invention proposes an arrangement of the type defined in the introduction with the additional features of claim 1.
  • a method for disassembly and assembly according to the invention is each proposed according to the method claims.
  • one support element can be inserted per opening, which contacts the radial turbine engine impeller to intercept at least a portion of the weight.
  • the support elements preferably have in addition to axial contact surfaces also at least partially ra diale support arrangements, for example radial contact surfaces or contact surfaces which are arranged at an angle between the axial orientation and radial orientation and which make contact with the corresponding inclined surfaces of the impeller.
  • the support elements or the contact surfaces of the support elements and the corresponding surfaces on the impeller are designed such that a translatory or rotational spatial movement is not possible if the support of the shaft end is omitted.
  • At least two closable openings, a first closable opening and a second closable opening are provided in the first housing wall. It makes sense here if a second support element is provided so that it projects through the second closable opening and the radial turbine machine impeller contacts a portion of the weight force in a circumferential direction at a distance from the first support element.
  • a variant is particularly preferred in which a third closable opening is provided in the first housing wall, the arrangement being designed for an operating set-up in which the first support element and the second support element support the radial turbine engine impeller against the weight from below and the third Support element secures the radial turbine engine impeller spaced from the other two support elements in the circumferential direction against tipping over.
  • the arrangement is exactly three Has support elements and corresponding openings in the housing wall.
  • At least one support element has a radial adjustment possibility for a contact surface for contacting the radial turbine engine impeller.
  • This radial adjustment possibility facilitates the insertion of the corresponding support elements through the corresponding openings, since the insertion, which generally takes place axially, can take place independently of the contacting of the impeller.
  • a particularly preferred embodiment variant is one in which each of the support elements has at least two contact surfaces, at least one of which is designed obliquely, so that this oblique contact surface with increasing radial approach to the impeller both radially and axially braces or fixes the Impeller.
  • At least one support element preferably al le support elements, has an axial adjustment facility for one, preferably all, contact surfaces for contacting the radial turbine engine impeller of the corresponding support element.
  • At least two of three support elements have radial position adjustment devices, and preferably at least some - particularly preferably all - support elements are designed to be adjustable in their axial position of the contact surfaces.
  • the axial adjustability can be designed to be combinable with the preferably axial introduction of the support elements in the corresponding openings of the housing wall.
  • the radial adjustability of the contact surfaces of the support elements is particularly preferably designed such that at least one support element has a rotatably mounted gerte sleeve with an eccentric bore, wherein a support bracket is arranged in the eccentric bore, such that the support bracket is formed with at least one contact surface for contacting the impeller and such that twisting the sleeve a radial displacement of the at least one Contact area in Ra dial direction results.
  • the support elements are preferably arranged and designed to cooperate in such a way that they are suitable, in an operating position, to support the radial turbine engine impeller against the gravitational pull.
  • the inventive method for disassembling the arrangement provides that closable openings are opened in the housing wall of the housing in a first step, support elements are passed through this opening in a second step, in a third step the support elements are in contact with the radial turbine engine impeller brought and fixed in place so that there is support and securing of the radial turbine engine impeller, in particular the weight of the radial turbine engine impeller.
  • the shaft seal and / or the radial bearing is / are removed.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a longitudinal section through an arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows a perspective schematic illustration of an arrangement according to the invention
  • FIG. 3 shows a detail indicated by III in FIG. 1
  • FIG. 4 shows a detail indicated by IV in FIG. 3,
  • FIG. 5 is a schematic representation of the invention
  • FIGS. 1-4 each show an exemplary embodiment of an arrangement AR according to the invention in different positions, so that identical reference numerals here mean identical components of an identical exemplary embodiment.
  • information such as axial, radial, tangential or circumferential direction relates to an axis X of a shaft SH which is identical to the axis of rotation.
  • the arrangement AR according to the invention comprises a radial turbomachine impeller IMP, a housing CAS with an axial and radial flow opening, an inlet flow opening INL and an outlet flow opening EXT, further comprising a shaft SH which extends along the axis X, at least one radial bearing RB (Two axially spaced radial bearings RB are shown in FIG.
  • the shaft seal SHS seals a process pressure of a process gas PFL possibly existing in the housing CAS in such a way that essentially no process gas PFL can escape from the inside INS of the housing CAS in the region of a lead-through opening TH. This applies all the more if there is a toxic process fluid PFL or other dangerous process fluid PFL inside INS of the CAS housing.
  • the shaft SH is fixed by means of the at least one radial bearing RB and here additionally by means of a second radial bearing RB and an axial bearing AB outside the housing CAS in a bearing block BSP in a radial, axial or spatially unambiguous position.
  • a radial turbo machine impeller IMP is detachably attached to a shaft end SE of the shaft SH.
  • a Hirth toothing with an axial fastening of the radial turbo machine impeller IMP to the shaft end SE can be preferred. to be seen.
  • the passage opening TH of the housing CAS is provided in a first housing wall CW1 of the housing CAS, where in this exemplary embodiment a modular design of the housing CAS with possible disassembly of the first housing wall CW1 is provided. This disassembly option is used to disassemble the radial turbo machine impeller IMP from the CAS housing and, if necessary, to access other compressor components of the AR arrangement, which are located inside the INS of the CAS housing.
  • ver closable openings OPI, OP2, OP3 are provided in the housing wall CW1, through the support elements SP1, SP2, SP3 the inside INS of the housing CAS can be inserted so that they protrude through the housing wall CW1 and in this way - quasi from the outside - contact the radial turbine machine impeller to intercept at least part of the weight, so that the radial door machine impeller IMP in the housing CRS can be fixed in a certain spatial position relative to the housing CAS, in particular radially and axially.
  • the individual support elements SP1, SP2, SP3 are spaced apart radially and in the circumferential direction CDR, with at least the first support element SP1 and the second support element SP2 the radial turbine engine impeller IMP from below against the acceleration due to gravity g - that is, the weight of the radial turbine engine impeller IMP intercepting - support.
  • the upper third support element SP3 has a radial gap GAP to the radial outer edge of the impeller IMP, because this third support element SP3 in Essentially serves to fix the spatial position against tilting of the IMP impeller.
  • FIG. 2 shows the rear side of the housing wall CW1, support elements SP1 and SP3 or the two closable openings OPI, OP3 being shown in their preferred radial and circumferential positions.
  • the not shown Darge support element or the second ver closable opening OP2 is mirror-symmetrical to an imaginary vertical plane extending through the axis X in the first housing wall CW1.
  • FIGS 3 and 4 show in detail the structure of a corresponding support element SP1, SP2, SP3.
  • the support element SP1, SP2, SP3 is to be fastened with fixing elements FXT virtually stationary on the first housing wall CW1 after being guided through a corresponding lockable opening OPI, OP2, OP3.
  • the support element SP1 - SP3 consists essentially of an outer sleeve OSV, an inner sleeve ISV and a central bolt CBT. On the central bolt CBT, contact surfaces CSF are provided for contacting and intercepting the radial turbine engine impeller IMP.
  • the inner sleeve ISV has an eccentric bore EXC for receiving the central pin CBT.
  • the central bolt CBT shifts in the radial direction, so that in a certain circumferential position of the inner sleeve ISV the contact surfaces CSF of the support element SP1-SP3 contact corresponding contact surfaces of the radial turbine engine impeller IMP and in this way with a corresponding setting of all provided Supporting elements SP1 - SP3 of an arrangement AR according to the invention, the radial turbine engine impeller IMP is fixedly positioned relative to the housing CAS and in particular the weight of the impeller GeP is intercepted.
  • FIG. 5 illustrates the method according to the invention for disassembly or assembly with four successive steps 1, 2, 3, 4.
  • the first step is 1 each of the closable openings OPI, OP2, OP3 in the first housing wall CW1 of the housing CRF is opened.
  • support elements SP1-SP3 are passed through these openings OPI-OP3.
  • the support elements SP1-SP3 are brought into contact with the radial turbine engine impeller IMP and fixed in place. The attachment is carried out in such a way that the radial turbine engine impeller IMP is supported and secured, in particular the weight of the radial turbine engine impeller IMP.
  • An assembly according to the invention is carried out in the reverse step order and reversing the actions described.
  • the support elements SP1, SP2, SP3 receive the concentric bearings of the shaft SH with the impeller IMP, so that assembly and disassembly of the shaft seal device SHS and the bearing RB is possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Anordnung (AR), umfassend • - Radialturbomaschinenlaufrad (IMP), • - Gehäuse (CAS) mit axialer und radialer Strömungsöffnung (INL EXT), • - Welle (SH), die sich entlang einer Achse (X) erstreckt, • - mindestens ein Radiallager (RB), • - mindestens eine Wellendichtung (SHS),

Description

Beschreibung
Anordnung, Methode
Die Erfindung betrifft eine Anordnung, umfassend
- ein Radialturbomaschinenlaufrad,
- ein Gehäuse mit axialer und radialer Strömungsöff nung,
- eine Welle, die sich entlang einer Achse erstreckt,
- mindestens ein Radiallager,
- mindestens eine Wellendichtung,
wobei das Radialturbomaschinenlaufrad an einem Wellen ende der Welle lösbar angebracht ist,
wobei das Radialturbomaschinenlaufrad sich in einem In neren des Gehäuses befindet,
wobei die Welle sich durch eine Durchführungsöffnung, vorgesehen in einer ersten Gehäusewand des Gehäuses, abgedichtet mittels der Wellendichtung erstreckt, wobei die Wellendichtung axial zwischen dem Radialtur bomaschinenlaufrad und dem Radiallager an der Welle an geordnet ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Demontage oder Montage einer derartigen Anordnung.
Anordnungen der eingangs definierten Art kommen in der Regel bei „fliegend" angeordneten bzw. gelagerten Laufrädern zur Anwendung. Das bedeutet, dass die Lagerung der Welle bzw. des Rotors - insbesondere die Radiallagerung des Rotors - sich nur auf einer axialen Seite des Laufrades / der Laufräder be findet. Dementsprechend ist das Radialturbomaschinenlaufrad an einem Wellenende der Welle angebracht. Eine derartige An ordnung, wie sie auch von sogenannten Getriebeturboverdich tern bekannt ist, kann auch unabhängig von einem Getriebetur boverdichter - also auf andere Art angetrieben oder antrei bend - verwendet werden. Bei dem für die erfindungsgemäße Anordnung typischen Einsatz der fliegend gelagerter Radialverdichterlaufräder bzw. Radi- alturbomaschinenlaufräder werden diese Radialturbomaschinen- laufräder - kurz Laufräder -axial, bevorzugt mittels einer Hirth-Verzahnung - mit einem Wellenende verbunden. In axialer Fortsetzung der Welle sind eine Wellendichtung, zum Beispiel eine Gasdichtung oder Gleitringdichtung (Fluiddichtung) und anschließend eine Radiallagerung vorgesehen. Zusätzlich zu der Radiallagerung ist regelmäßig auch eine Axiallagerung vorgesehen, die zumindest einen Teil des aus dem Laufrad in folge der Druckdifferenz entstehenden Schubes aufnimmt.
Bei einer derartigen fliegenden Anordnung ist das Gehäuse, das das Laufrad oder die Laufräder umgibt in der Regel in Um fangsrichtung einstückig ausgebildet. Diese vorteilhafte Aus führung wird ermöglicht, weil es infolge der fliegenden Lage rung einseitig keine hindernden Bauteile, insbesondere Lage rung, gibt, die ein axiales Fügen des Gehäuses an das Wellen ende verhindern würde. Das Gehäuse kann aus Montagegründen optional eine im Wesentlichen radiale Teilfuge oder einen De ckel mit radialem Fugenverlauf aufweisen. Grundsätzlich ist auch eine im Wesentlichen axial-radial-verlaufende Teilfuge denkbar, diese Option nutzt aber nicht alle Vorteile der Er findung aus .
Herkömmlich ist die Wellendichtung und die Wellenlagerung der Welle, an deren Wellenende das Laufrad bzw. die Anordnung vorgesehen ist, nicht ohne weiteres demontierbar bzw. mon tierbar, sondern eine Demontage beginnt herkömmlich axial seitens des Laufrads und eine Reihenfolge der Montage
schließt in der Regel mit der Montage des Laufrads ab, wenn von weiteren Bauelementen, zum Beispiel Rohrleitungen abgese hen wird.
Die Demontage bzw. Montage der Gasdichtung erfolgt von der Prozessgasseite bzw. von der Seite der axialen Zuströmung in den Verdichter, da die Welle zum Beispiel bei einem Getriebe verdichter antriebsseitig im Getriebekasten verankert ist. Bei der Einzelanwendung einer fliegenden Stufe bzw. einer er findungsgemäßen Anordnung würde diese gleichfalls mit einer Kupplung mit der Antriebsmaschine oder einer anderen Arbeits maschine im Strang verbunden sein, so dass auch in einem der artigen Fall prozessgasseitige die Montage der Gasdichtung erfolgt .
Eine Umsetzung der Erfindung in Verbindung mit einem Einwel lenverdichter ist besonders vorteilhaft.
Getriebeturboverdichter sind zum Beispiel bereits aus den folgenden Veröffentlichungen bekannt: EP3106670-A1,
EP3061991-A1 , EP3045686-A1 , W02016091495-A1 , W02016062549-A1 , W02016046037 -Al , W02015043879-A1 , W02014195390 -Al ,
W02012104366-A1, W02012104153-A1.
Aus der EP 2644863 Al ist bereits eine Montagehilfe bekannt, mittels derer von einer Einströmseite her unter Demontage von anderen Einström-seitigen Komponenten ein Laufrad weitestge hend koaxial in eine Montageposition bewegt werden kann. Ein Nachteil dieser Technologie ist die Notwendigkeit die Ein strömung für diesen Montagevorgang zugänglich machen zu müs sen. Sollten keine Arbeiten an dem Laufrad selbst geplant sein, sondern nur an Rotorteilen oder insbesondere Wellen dichtungskomponenten, die weiter antriebsseitig angeordnet sind, so muss dennoch das Laufrad gegen einen Absturz gesi chert werden, so dass eine Demontage der kompletten Einströ mung erforderlich wird.
Ein entscheidender Nachteil einer gattungsgemäßen Anordnung herkömmlicher Bauart liegt darin, dass zur Montage, Demontage oder Inspektion, insbesondere der Gasdichtung, der Lagerung oder anderer Bauteile, die sich axial hinter dem Laufrad be finden, entweder der gesamte Antriebs- oder Abtriebs-Strang, an dem das Laufrad des Verdichters axial endseitig angebracht ist, demontiert werden muss oder, dass der gesamte Verdichter der gattungsgemäßen Anordnung von dem Wellenende und in sich demontiert werden muss, um die entsprechenden axial hinter dem Laufrad befindlichen Bauelemente zu erreichen. Der damit verbundene Aufwand ist äußerst zeit- und kostenintensiv, so dass Wartungs- und Servicekosten die Vertriebswahrscheinlich keit derartiger Anordnungen unerwünscht reduzieren.
Ausgehend von den Problemen und Nachteilen der herkömmlichen Bauweise hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, eine Anordnung der eingangs definierten Art derart weiterzubilden, dass der Montageaufwand und die Wartungskosten reduziert wer den .
Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung eine Anordnung der eingangs definierten Art mit den zusätzlichen Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Daneben wird gemäß der Verfahrensansprü che jeweils eine Methode zur Demontage und zur Montage nach der Erfindung vorgeschlagen.
Mittels der mindestens zwei verschließbaren Öffnungen in der Gehäusewand ist jeweils ein Unterstützungselement pro Öffnung einführbar, das das Radialturbomaschinenlaufrad zumindest ei nen Teil der Gewichtskraft abfangend kontaktiert. Diese min destens zwei - bevorzugt mehreren - Unterstützungselemente ermöglichen einerseits das Laufrad in axialer Position zu halten, gleichzeitig wird ein Kippen des Laufrades verhindert und die radiale Position des Laufrades wird fixiert. Dement sprechend ist es bei der Demontage und bei der Montage min destens eines Lagers oder einer Wellendichtung des Verdich ters von der Welle möglich, den Verdichter selbst nicht de montieren zu müssen, da das Laufrad durch die entsprechenden Unterstützungselemente in der axialen und radialen - bzw. der räumlichen - Position gehalten wird, bevorzugt genau an der Stelle, wo das Wellenende bei vollständig montierter Maschine das Laufrad in einer bestimmten Position fixieren würde bzw. sollte. Es ist somit möglich, die Lagerung und Wellendichtung und sogar das Laufrad selbst gemeinsam mit dem Gehäuse und ggf. weiteren Peripherien unter Nutzung der erfindungsgemäßen Unterstützungselemente, die durch entsprechende Öffnungen in das Innere des Gehäuses zum Kontaktieren und Unterstützen des Laufrades eingeführt werden, im Wesentlichen unverändert zu montieren bzw. zu demontieren und auf diese Weise eine Viel zahl an Arbeitsgängen einzusparen, die ohne die entsprechen den Unterstützungselemente notwendig sind, damit es nicht zu Kollisionen zwischen Begrenzungen des Innenraums des Gehäuses durch ein nicht mehr räumlich in einer bestimmten Lage gehal tenes Laufrad kommt. Die Unterstützungselemente haben bevor zugt neben axialen Anlageflächen auch zumindest teilweise ra diale Unterstützungsvorkehrungen, beispielsweise radiale Kon taktflächen oder zwischen axialer Ausrichtung und radialer Ausrichtung schräg angeordnete Kontaktflächen, die an ent sprechenden schrägen Flächen des Laufrades kontaktieren.
Schließlich sind die Unterstützungselemente bzw. die Kontakt flächen der Unterstützungselemente und die korrespondierenden Flächen an dem Laufrad derart ausgebildet, dass eine transla torische oder rotatorische räumliche Bewegung bei Fortfall der Unterstützung des Wellenendes nicht möglich ist.
Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn mindestens zwei ver schließbare Öffnungen, eine erste verschließbare Öffnung und eine zweite verschließbare Öffnung in der ersten Gehäusewand vorgesehen sind. Hierbei ist es sinnvoll, wenn ein zweites Unterstützungselement durch die zweite verschließbare Öffnung hindurch ragend vorgesehen ist und das Radialturbomaschinen- laufrad in einer Umfangsrichtung beabstandet zu dem ersten Unterstützungselement einen Teil der Gewichtskraft abfangend kontaktiert .
Besonders bevorzugt ist eine Variante, bei der eine dritte verschließbare Öffnung in der ersten Gehäusewand vorgesehen ist, wobei die Anordnung für eine Betriebsaufstellung ausge bildet ist, in der das erste Unterstützungselement und das zweite Unterstützungselement das Radialturbomaschinenlaufrad gegen die Gewichtskraft von unten her unterstützen und das dritte Unterstützungselement das Radialturbomaschinenlaufrad von den beiden anderen Unterstützungselementen in Umfangs richtung beabstandet gegen ein Umkippen sichert. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn die Anordnung genau drei Unterstützungselemente und korrespondierende Öffnungen in der Gehäusewand aufweist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Unterstützungselement eine radiale Verstell möglichkeit für eine Kontaktflache zum Kontaktieren des Radi- alturbomaschinenlaufrades aufweist. Diese radiale Verstell möglichkeit erleichtert das Einsetzen der entsprechenden Un terstützungselemente durch die entsprechenden Öffnungen, da das in der Regel axial erfolgende Einführen entsprechend un abhängig von der Kontaktierung des Laufrades erfolgen kann. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante, bei der je des Unterstützungselement mindestens zwei Kontaktflächen auf weist, von denen wenigstens eine schräg ausgebildet ist, so dass diese schräge Kontaktfläche mit zunehmender radialer An näherung an das Laufrad eine sowohl radiale als auch eine axiale Verspannung bzw. Fixierung des Laufrades zur Folge hat .
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Unterstützungselement, bevorzugt al le Unterstützungselemente, eine axiale Verstellmöglichkeit für eine, bevorzugt alle Kontaktflächen zum Kontaktieren des Radialturbomaschinenlaufrades des entsprechenden Unterstüt zungselementes aufweist.
Besonders bevorzugt weisen zumindest zwei von drei Unterstüt zungselementen radiale Lageverstelleinrichtungen auf und be vorzugt sind zumindest einige - besonders bevorzugt alle - Unterstützungselemente in ihrer Axiallage der Kontaktflächen verstellbar ausgebildet. Die axiale Verstellbarkeit kann mit der bevorzugt in Axialrichtung erfolgenden Einführung der Un terstützungselemente in die entsprechenden Öffnungen der Ge häusewand kombinierbar ausgebildet sein.
Die radiale Verstellbarkeit der Kontaktflächen der Unterstüt zungselemente ist besonders bevorzugt derart ausgebildet, dass mindestens ein Unterstützungselement eine drehbar gela- gerte Hülse mit einer exzentrischen Bohrung aufweist, wobei in der exzentrischen Bohrung ein Unterstützungsträger ange ordnet ist, derart, dass der Unterstützungsträger mit mindes tens einer Kontaktfläche zum Kontaktieren des Laufrades aus gebildet ist und derart, dass ein Verdrehen der Hülse eine radiale Verlagerung der mindestens einen Kontaktfläche in Ra dialrichtung zur Folge hat.
Bevorzugt sind die Unterstützungselemente zusammenwirkend derart angeordnet und ausgebildet, dass sie geeignet sind, in einer Betriebsposition, das Radialturbomaschinenlaufrad gegen die Erdanziehung abzustützen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Demontage der Anordnung sieht vor, dass in einem ersten Schritt verschließbare Öff nungen in der Gehäusewand des Gehäuses geöffnet werden, in einem zweiten Schritt Unterstützungselemente durch diese Öff nung hindurchgeführt werden, in einem dritten Schritt die Un terstützungselemente mit dem Radialturbomaschinenlaufrad in Kontakt gebracht und ortsfest befestigt werden, derart, dass eine Abstützung und Sicherung des Radialturbomaschinenlaufra- des, insbesondere der Gewichtskraft des Radialturbomaschinen- laufrades, gegeben ist. In einem vierten Schritt wird/werden die Wellendichtung und/oder das Radiallager demontiert.
Eine Montage wird in umgekehrter Schrittreihenfolge und unter Umkehrung der entsprechend beschriebenen Handlungen durchge führt .
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Aus führungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher be schrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch eine erfindungsgemäße Anordnung,
Figur 2 eine perspektivische schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung, Figur 3 ein mit III in Figur 1 ausgewiesenes Detail,
Figur 4 ein mit IV in Figur 3 ausgewiesenes Detail,
Figur 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen
Verfahrens .
Die Figuren 1 - 4 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel ei ner erfindungsgemäßen Anordnung AR in unterschiedlichen Dar stellungen, so dass identische Bezugszeichen hier identische Bauteile eines identischen Ausführungsbeispiels bedeuten. In dem gesamten Dokument beziehen sich Angaben, wie axial, radi al, tangential oder Umfangsrichtung auf eine Achse X einer Welle SH, die identisch ist mit der Rotationsachse. Die er findungsgemäße Anordnung AR umfasst ein Radialturbomaschinen- laufrad IMP, ein Gehäuse CAS mit axialer und radialer Strö mungsöffnung, eine einlassende Strömungsöffnung INL und eine auslassende Strömungsöffnung EXT, weiterhin umfassend eine Welle SH, die sich entlang der Achse X erstreckt, mindestens ein Radiallager RB (in der Figur 1 sind zwei axial zueinander beabstandete Radiallager RB abgebildet) und mindestens eine Wellendichtung SHS . Die Wellendichtung SHS dichtet einen in dem Gehäuse CAS ggf. herrschenden Prozessdruck eines Prozess gases PFL derart ab, dass im Wesentlichen kein Prozessgas PFL aus dem Inneren INS des Gehäuses CAS im Bereich einer Durch führungsöffnung TH entweichen kann. Dies gilt umso mehr, falls sich im Inneren INS des Gehäuses CAS ein toxisches Pro zessfluid PFL oder sonst gefährliches Prozessfluid PFL befin den sollte. Die Welle SH ist mittels des mindestens einen Ra diallagers RB und hier zusätzlich mittels eines zweiten Radi allagers RB und eines Axiallagers AB außerhalb des Gehäuses CAS in einem Lagerbock BSP in einer radialen, axialen bzw. räumlich eindeutigen Position fixiert. Ein Radialturbomaschi- nenlaufrad IMP ist an einem Wellenende SE der Welle SH lösbar angebracht. In nicht dargestellter Weise kann hierzu bevor zugt eine Hirth-Verzahnung mit einer axialen Befestigung des Radialturbomaschinenlaufrades IMP an dem Wellenende SE vorge- sehen sein. Die Durchführungsöffnung TH des Gehäuses CAS ist einer ersten Gehäusewand CW1 des Gehäuses CAS vorgesehen, wo bei in diesem Ausführungsbeispiel eine modulare Ausbildung des Gehäuses CAS mit einer möglichen Demontage der ersten Ge häusewand CW1 vorgesehen ist. Diese Demontagemöglichkeit dient der Demontage des Radialturbomaschinenlaufrades IMP aus dem Gehäuse CAS heraus und ggf. der Zugänglichkeit weiterer Verdichterbauteile der Anordnung AR, die sich im Inneren INS des Gehäuses CAS befinden. Grundsätzlich ist auch eine ein stückige Ausbildung der ersten Gehäusewand CW1 des Gehäu ses CAS mit dem Rest des Gehäuses CAS möglich. Eine vollstän dige Demontage bzw. eine Entfernung des Radialturbomaschinen- laufrades IMP aus dem Gehäuse CAS heraus ist verhältnismäßig aufwendig, da bei einer Wiedermontage sämtliche dieser Bau teil wieder zueinander abgedichtet und zentriert werden müs sen. Um einen derartigen Aufwand beispielsweise bei einer In spektion des Radiallagers RB oder der Wellendichtung SHS zu vermeiden, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ver schließbare Öffnungen OPI, OP2, OP3 in der Gehäusewand CW1 vorgesehen sind, durch die Unterstützungselemente SP1, SP2, SP3 hindurch in das Innere INS des Gehäuses CAS eingeführt werden können, so dass diese durch die Gehäusewand CW1 hin durch ragen und auf diese Weise - quasi von außen angebracht - das Radialturbomaschinenlaufrad IMP zumindest ein Teil der Gewichtskraft abfangend kontaktieren, so dass das Radialtur bomaschinenlaufrad IMP in dem Gehäuse CRS in einer bestimmten räumlichen Position relativ zu dem Gehäuse CAS, insbesondere radial und axial - fixiert werden kann. Die einzelnen Unter stützungselemente SP1, SP2, SP3 sind radial und in Umfangs richtung CDR voneinander beabstandet, wobei zumindest das erste Unterstützungselement SP1 und das zweite Unterstüt zungselement SP2 das Radialturbomaschinenlaufrad IMP von un ten her gegen die Erdbeschleunigung g - also die Gewichts kraft des Radialturbomaschinenlaufrades IMP abfangend - ab stützen. Das obere dritte Unterstützungselement SP3 weist ei nen radialen Spalt GAP zu der radialen Außenkante des Lauf rads IMP auf, weil dieses dritte Unterstützungselement SP3 im Wesentlichen der Fixierung der räumlichen Lage gegen ein Ver kippen des Laufrades IMP dient.
In der Figur 2 ist die Rückseite der Gehäusewand CW1 sicht bar, wobei Unterstützungselemente SP1 und SP3 bzw. die beiden verschließbaren Öffnungen OPI, OP3 in ihrer bevorzugten Radi al- und Umfangsposition dargestellt sind. Das nicht darge stellte zweite Unterstützungselement bzw. die zweite ver schließbare Öffnung OP2 ist entsprechend spiegelsymmetrisch zu einer gedachten Vertikalebene verlaufend durch die Achse X in der ersten Gehäusewand CW1 angeordnet.
Die Figuren 3 und 4 zeigen im Detail den Aufbau eines ent sprechenden Unterstützungselementes SP1, SP2, SP3. Das Unter stützungselement SP1, SP2, SP3 ist mit Befestigungselementen FXT quasi ortsfest an der ersten Gehäusewand CW1 nach Hin- durch-Führung durch eine entsprechende verschließbare Öffnung OPI, OP2, OP3 zu befestigen. Das Unterstützungselement SP1 - SP3 besteht im Wesentlichen aus einer äußeren Hülse OSV, ei ner inneren Hülse ISV und einem zentralen Bolzen CBT . An dem zentralen Bolzen CBT sind Kontaktflächen CSF zum Kontaktieren und Abfangen des Radialturbomaschinenlaufrades IMP vorgese hen. Die innere Hülse ISV weist eine exzentrische Bohrung EXC zur Aufnahme des zentralen Bolzens CBT auf. Bei Drehung der inneren Hülse ISV verlagert sich der zentrale Bolzen CBT in Radialrichtung, so dass in einer bestimmten Umfangsposition der inneren Hülse ISV die Kontaktflächen CSF des Unterstüt zungselementes SP1 - SP3 korrespondierende Kontaktflächen des Radialturbomaschinenlaufrades IMP kontaktieren und auf diese Weise bei einer entsprechenden Einstellung aller vorgesehenen Unterstützungselemente SP1 - SP3 einer erfindungsgemäßen An ordnung AR das Radialturbomaschinenlaufrad IMP relativ zu dem Gehäuse CAS fest positioniert ist und insbesondere die Ge wichtskraft des Laufrades IMP abgefangen ist.
In Figur 5 ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Demontage bzw. Montage mit vier aufeinanderfolgenden Schritten 1, 2, 3, 4 illustriert. Bei der Demontage wird in dem ersten Schritt 1 jede der verschließbaren Öffnungen OPI, OP2, OP3 in der ers ten Gehäusewand CW1 des Gehäuses CRF geöffnet. In einem zwei ten Schritt 2 werden Unterstützungselemente SP1 - SP3 durch diese Öffnungen OPI - OP3 hindurchgeführt. In einem dritten Schritt werden die Unterstützungselemente SP1 - SP3 mit dem Radialturbomaschinenlaufrad IMP in Kontakt gebracht und orts fest befestigt. Die Befestigung erfolgt derart, dass eine Ab stützung und Sicherung des Radialturbomaschinenlaufrades IMP, insbesondere der Gewichtskraft des Radialturbomaschinenlauf- rades IMP, gegeben ist.
In einem vierten Schritt wird/werden die Wellendichtung SHS und/oder das Radiallager RB demontiert.
Eine erfindungsgemäße Montage erfolgt in umgekehrter Schritt reihenfolge und unter Umkehrung der beschriebenen Handlungen.
Die erfindungsgemäßen Unterstützungselemente SP1, SP2, SP3 erhalten die konzentrische Lager der Welle SH mit dem Lauf rad IMP, so dass eine Montage und Demontage der Wellendich tung SHS und des Lagers RB möglich ist.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung (AR), umfassend
- Radialturbomaschinenlaufrad (IMP),
- Gehäuse (CAS) mit axialer und radialer Strömungsöff nung (INL, EXT),
- Welle (SH) , die sich entlang einer Achse (X) er
streckt,
- mindestens ein Radiallager (RB) ,
- mindestens eine Wellendichtung (SHS) ,
wobei das Radialturbomaschinenlaufrad (IMP) an einem Wellenende (SE) der Welle (SH) lösbar angebracht ist, wobei das Radialturbomaschinenlaufrad (IMP) sich in ei nem Inneren (INS) des Gehäuses (CAS) befindet,
wobei die Welle (SH) sich durch eine Durchführungsöff nung (TH), vorgesehen in einer ersten Gehäusewand (CW1) des Gehäuses (CAS) , abgedichtet mittels der Wellendich tung (SHS) erstreckt,
wobei die Wellendichtung (SHS) axial zwischen dem Radi alturbomaschinenlaufrad (IMP) und dem Radiallager (RB) an der Welle (SH) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine verschließbare Öffnung (OPI) in der Gehäusewand (CW1) vorgesehen ist,
wobei ein Unterstützungselement (SP1) durch die mindes tens eine verschließbare Öffnung (OPI) hindurch ragt und das Radialturbomaschinenlaufrad (IMP) zumindest ei nen Teil der Gewichtskraft abfangend kontaktiert.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
wobei mindestens zwei verschließbare Öffnun
gen (OPI, OP2), eine erste verschließbare Öffnung (OPI) und eine zweite verschließbare Öffnung (OP2) in der ersten Gehäusewand (CW1) vorgesehen sind, wobei ein zweites Unterstützungselement (SP2) durch die zweite verschließbare Öffnung (OP2) hindurch ragend vorgesehen ist und das Radialturbomaschinenlaufrad (IMP) in einer Umfangsrichtung (CDR) beabstandet zu dem ersten Unter- Stützungselement (SP1) zumindest einen Teil der Ge wichtskraft abfangend kontaktiert.
3. Anordnung AR nach Anspruch 2,
wobei eine dritte verschließbare Öffnung (OP3) in der ersten Gehäusewand (CW1) vorgesehen ist, wobei die An ordnung (AR) für eine Betriebsaufstellung ausgebildet ist, in der das erste Unterstützungselement (SP1) und das zweite Unterstützungselement (SP2) das Radialtur- bomaschinenlaufrad (IMP) gegen die Gewichtskraft von unten her unterstützen und ein drittes Unterstützungs element (SP3) das Radialturbomaschinenlaufrad (IMP) von den beiden anderen Unterstützungselementen (SP1, SP2) in Umfangsrichtung (CDR) beabstandet, gegen ein Umkip pen sichert.
4. Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche 1 - 3,
wobei mindestens ein Unterstützungselement (SP1, SP2, SP3) eine radiale Verstellmöglichkeit (RAJ) für eine Kontaktflache zum Kontaktieren des Radialturbomaschi- nenlaufrades (IMP) aufweist.
5. Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche 1 - 4,
wobei das Unterstützungselement oder die Unterstüt zungselemente (SP1, SP2, SP3) eine radiale Verstellmög lichkeit (RAJ) zum radialen Verlagern der Kontaktflache zum Kontaktieren des Radialturbomaschinenlaufrads (IMP) aufweisen .
6. Anordnung nach mindestens einem der vorhergehenden An sprüche 1 - 5,
wobei mindestens ein Unterstützungselement (SP1, SP2, SP3) eine drehbar gelagerte Hülse mit einer exzentri schen Bohrung (EXC) aufweist, wobei in der exzentri schen Bohrung (EXC) ein Unterstützungsträger (SPC) an geordnet ist, derart, dass der Unterstützungsträ- ger (SPC) mit mindestens einer Kontaktflache (CSF) zum Kontaktieren des Radialturbomaschinenlaufrades (IMP) aufweist und derart, dass ein Verdrehen der Hülse (SLV) eine radiale Verlagerung der mindestens einen Kontakt fläche (CSF) zur Folge hat.
7. Anordnung AR nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 6, wobei die Unterstützungselemente (SP1, SP2, SP3) zusammenwirkend derart ausgebildet sind, dass sie geeignet sind, das Radialturbomaschinenlauf- rad (IMP) gegen die Erdanziehung (g) abzustützen.
8. Verfahren zur Demontage einer Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 7,
wobei ein schrittweises Vorgehen vorsieht, dass
zum Zwecke der Demontage
in einem ersten Schritt verschließbare Öffnungen (OPI, OP2, OP3) in der ersten Gehäusewand (CW1) des Gehäu ses (CAS) geöffnet werden,
in einem zweiten Schritt Unterstützungselemente (SP1, SP2, SP3) durch diese Öffnungen (OPI, OP2, OP3) hin durchgeführt werden,
in einem dritten Schritt die Unterstützungselemen te (SP1, SP2, SP3) mit dem Radialturbomaschinenlauf- rad (IMP) in Kontakt gebracht und ortsfest befestigt werden, derart, dass eine Abstützung und Sicherung des Radialturbomaschinenlaufrads (IMP), insbesondere der Gewichtskraft des Radialturbomaschinenlaufrads (IMP), gegeben ist,
in einem vierten Schritt die Wellendichtung (SHS) und/oder das Radiallager (RB) demontiert wird/werden.
9. Verfahren zur Montage einer Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 7,
wobei zum Zwecke der Montage die Schritte 1 - 4 nach Anspruch 8, in umgekehrter Reihenfolge und unter Umkeh rung der Handlungen vollzogen werden.
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