Узел деталей работающей на текучей среде энергомашины, способ монтажа

Изобретение относится к способу монтажа и узлу (А) деталей работающей на текучей среде энергомашины (FEM), в частности турбокомпрессора (TCO), с продольной осью (X). Для особенно простого и точного монтажа предусмотрено, что узел включает в себя внутренний пучок (IB) для расположения во внешнем корпусе (OC) работающей на текучей среде энергомашины (FEM), вставку (LPU) низкого давления работающей на текучей среде энергомашины (FEM) и по меньшей мере одну крышку (COV) работающей на текучей среде энергомашины (FEM) для аксильно торцевого закрывания внешнего корпуса (OC) по меньшей мере с одной торцевой стороны и отличается тем, что эти детали, аксиально соседствуя друг с другом, расположены в следующем порядке: крышка (COV), вставка (LPU) низкого давления, внутренний пучок (IB), при этом крышка (COV) и внутренний пучок (IB) разъемно закреплены на вставке (LPU) низкого давления с образованием транспортабельного блока (TU). 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к узлу деталей работающей на текучей среде энергомашины, в частности турбокомпрессора, с продольной осью, включающему в себя внутренний пучок для расположения во внешнем корпусе, вставку низкого давления и по меньшей мере одну крышку для осевого торцевого закрывания внешнего корпуса по меньшей мере с одной торцевой стороны.

Такие работающие на текучей среде энергомашины или узлы описанного выше рода уже известны, например, из ЕР 2024646 В1 или ЕР 1952030 В1. Последняя публикация описывает также способ монтажа для раскрытого в ней турбокомпрессора. Работающая на текучей среде энергомашина, в которой предусмотрена осевая торцевая крышка для закрывания части оболочки внешнего корпуса, уже известна из WO 2012/041757 A1.

Из US 3927763 и DE 102012203144 А1 уже известны горшкообразные компрессоры с торцевой закрывающей крышкой внешнего корпуса.

Одной предпочтительной областью применения изобретения являются работающие на текучей среде турбомашины, в частности турбокомпрессоры, содержащие так называемый горшкообразный корпус, причем этот горшкообразный корпус содержит аксиально открытую с торцов на обеих сторонах оболочковую часть, которая аксиально с торцов герметично под давлением закрывается крышками. Как описано в ЕР 1952030 В1, в эти герметичные под давлением «горшки» внешних корпусов аксиально вводятся так называемые внутренние пучки, причем, как правило, в коаксиальной середине внутреннего пучка аксиально проходит оборудованный рабочими колесами ротор.

Предпочтительной областью применения изобретения являются, кроме того, центробежные машины, т.е. центробежные турбокомпрессоры или центробежные турборасширители. Все рассуждения, относящиеся в данном случае к центробежным турбокомпрессорам, при соответствующем реверсировании направления потока, справедливы mutatis mutandis (с известными оговорками) также для центробежных турборасширителей.

Геометрические данные, так как радиально, аксиально, тангенциально или периферийное направление, всегда относятся, если это не указано иначе, к центральной оси продольной протяженности внутреннего пучка, внешнего корпуса или оси вращения ротора, причем эти оси, в основном, коинцидентны, за исключением плановых или обусловленных допусками отклонений, что для данного изобретения нерелевантно. Плановые отклонения могут возникать, например, от зависимых от частоты вращения изменений масляной пленки масляных подшипников.

Монтаж центробежной турбомашины в осевом направлении всегда связан с большими затратами, поскольку так называемый внутренний пучок, соединенный с другими деталями, например ротором, должен быть объединен в транспортабельный блок и без повреждений введен в выполненный, как правило, цилиндрическим горшкообразный корпус. При этом может возникнуть повреждение примыкающих деталей, например, соответствующих уплотнений крышек или уплотнений вала, или могут возникнуть повреждения при смещении ротора относительно неподвижных деталей, т.е. статора, этого транспортабельного блока.

Монтаж с использованием силы тяжести посредством вертикального ввода этого транспортабельного блока во внешний корпус нередко исключен по меньшей мере на месте эксплуатации, поскольку для этого требуется кран в машинном здании, имеющий соответствующую высоту подъема и грузоподъемность. Помимо этого такой блок должен быть затем снова повернут в рабочее положение, что также несет с собой опасность повреждений и делает необходимой новую выверку корпуса.

Поэтому ЕР 1952030 В1 обходится тем, что на внешнем корпусе предусмотрена рабочая поверхность, а собранный узел из ротора, внутреннего пучка и других деталей аксиально вводится во внешний корпус посредством дополнительного устройства, причем дополнительное устройство имеет, в основном, форму лежащего С-образного крюка, так что одно колено С опирается сверху на внешний корпус, а другое колено размещено жестко на изгиб на внутреннем пучке или частично образовано внутренним пучком. Подобное устройство может нагружаться лишь ограниченно и потому подходит только для машин вплоть до определенного типоразмера. Из-за больших крутящих моментов устройство может легко деформироваться.

Исходя из изложенных проблем и недостатков уровня техники, задачей изобретения является создание узла описанного выше рода, который обеспечивал бы, в частности, эффективный монтаж и в то же время не повышал бы затраты на установку.

Дополнительно достигается технический результат, заключающийся в улучшении стандартизации для различных типоразмеров работающей на текучей среде энергомашины или центробежного турбокомпрессора.

Упомянутые недостатки и проблемы уровня техники решаются, согласно изобретению, посредством узла по пункту 1 и посредством способа по независимому пункту формулы изобретения на способ. Соответственно подчиненные зависимые пункты содержат предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Под работающей на текучей среде энергомашиной следует понимать, согласно изобретению, лопаточную машину, которая превращает техническую работу в работу течения и наоборот. Предпочтительно изобретение относится к центробежному турбокомпрессору. В принципе, изобретение применимо при соответствующем реверсировании течения с известными оговорками также к центробежным турборасширителям. В частности, так называемый внутренний пучок узла задуман для расположения во внешнем корпусе или оболочке внешнего корпуса окончательно смонтированной машины.

Используемое в изобретении определение «торец-», например в терминах «торцевая сторона» или «с торцов», относится к продольной оси и означает поверхностную протяженность с нормалью к поверхности в направлении продольной оси.

При этом внутренний пучок включает в себя, в частности, неподвижные, направляющие течение компоненты, которые можно назвать также поточными статорами или просто статорами. Вдоль центральной продольной оси внутреннего пучка в окончательно смонтированном узле работающей на текучей среде энергомашины проходит ротор, содержащий рабочие лопатки или по меньшей мере одно рабочее колесо, называемое также импеллером. В центробежной турбомашине внутренний пучок включает в себя, как правило, возвратные ступени, которые в случае компрессора после каждого рабочего колеса возвращают течение из направления радиально наружу радиально внутрь. Помимо этого задача так называемых возвратных ступеней заключается в том, чтобы снабдить технологическую текучую среду, которая поглощает или отдает работу течения, другим завихрениям или изменить завихрение или в самой значительной степени освободить от завихрения от предыдущего рабочего колеса или ступени рабочего колеса.

Названная в пункте 1 вставкой низкого давления деталь является в случае центробежного турбокомпрессора направляющей потока входа в машину и нередко называется всасывающей вставкой. Как правило, и предпочтительно к центробежному турбокомпрессору с узлом, согласно изобретению, технологическая текучая среда подается при работе радиально, посредством вставки низкого давления распределяется по периферии оси вращения или продольной оси машины и отклоняется в осевом направлении или подается на вход первого рабочего колеса.

В смысле изобретения внешний корпус для предложенного узла выполнен в виде, в основном, цилиндрической оболочки, которая выполнена с возможностью закрывания или закрывается аксиально с торца, предпочтительно на обеих сторонах крышкой. Предпочтительно обе эти крышки имеют идентичное осевое направление монтажа. Это означает, что размещенная, согласно изобретению, на транспортабельном блоке крышка аксиально продевается через оболочкообразную - предпочтительно цилиндрическую с внутренней стороны - структуру внешнего корпуса в направлении конечного положения крышки. Предпочтительно внутренний пучок транспортабельного блока при осевом перемещении достигает конечного положения, которое определяется предпочтительно осевым упором во внешнем корпусе для внутреннего пучка.

В этом положении транспортабельного блока крышка может быть расположена уже в своем осевом конечном положении, в котором она аксиально с торца закрывает внешний корпус на одной стороне.

В качестве альтернативы и предпочтительно крышка в этом осевом положении аксиально продвигается внутренним пучком в направлении окончательного осевого положения.

В обоих случаях предпочтительно в случае центробежного турбокомпрессора, что на оболочке внешнего корпуса предусмотрен радиальный выступ, направленный радиально внутрь, на который крышка опирается против осевого смещения из внешнего корпуса. Это опирание воспринимает в случае компрессора приложенное к крышке внутреннее давление. В случае отделения крышки от внутреннего пучка в рамках процесса монтажа целесообразно, что крышка посредством предусмотренного на внешнем корпусе тягового устройства аксиально оттягивается в конечное положение. Это может осуществляться, например, с помощью предусмотренных на внешнем корпусе фасонных элементов или серег и взаимодействующих с ними болтов, которые проходят через выемку в серьгах и при ввинчивании в предусмотренную в крышке ответную резьбу тянут крышку аксиально в направлении конечного положения. Это устройство может длительно фиксировать крышку при работе в конечном положении на внешнем корпусе, так что даже при пониженном давлении во внешнем корпусе крышка надежно позиционирована.

Предпочтительно уступ во внешнем корпусе для крышки предусмотрен по всей периферии и содержит по меньшей мере одно уплотнение или взаимодействует с уплотнением или держателем уплотнения, так что крышка транспортабельного блока при внутреннем избыточном давлении прижимается аксиально наружу и плотно прилегает к этому уплотнению внешнего корпуса.

Под транспортабельным блоком, согласно изобретению, следует понимать то, что блок может быть перемещен без повреждений от места предварительного монтажа к месту окончательного монтажа с помощью обычных вспомогательных средств транспортировки. К ним относятся, например, транспортные средства с соответствующими погрузочными устройствами и краны, которые с помощью соответствующих строповочных приспособлений на транспортабельном блоке могут поднимать его и перемещать также в горизонтальном направлении. При этом транспортабельный блок следует закрепить в определенных точках подвешивания с помощью строповочных приспособлений, и он не требует в остальном никакой дополнительной стабилизации, а сам по себе достаточно жесткий, так что не происходит никакого вызывающего повреждения смещения отдельных компонентов по отношению друг к другу.

Предложенный узел обеспечивает особенно эффективный способ монтажа соответствующей, работающей на текучей среде энергомашины, поскольку монтаж крышки в оболочкообразном внешнем корпусе для аксиально торцевого закрывания может быть осуществлен на одной стороне внешнего корпуса, а осевой ввод внутреннего пучка и вставки низкого давления - за единственную монтажную операцию. Предпочтительно узлу из крышки, вставки низкого давления и внутреннего пучка придан также ротор, который проходит коаксиально вдоль продольной оси внутреннего пучка или своей оси вращения через эти детали, таким образом, что эти детали кольцеобразно окружают ротор в определенных, предусмотренных для этого осевых местах. Предпочтительно ротор фиксирован в узле радиально и аксиально. При этом ротор предпочтительно не выполняет никакой задачи центрирования или фиксации.

В обычном выполнении требуется, чтобы крышка располагалась или размещалась на внешнем корпусе за отдельную монтажную операцию, прежде чем ротор и/или внутренний пучок будет введен во внешний корпус.

Особенно предпочтительным это выполнение узла является тогда, когда внешний корпус аксиально с торца на обеих сторонах закрывается соответственно крышкой, причем первая крышка имеет то же осевое направление монтажа, что и вторая крышка, и в соответствии с этим должна быть пропущена в осевом направлении через оболочку внешнего корпуса, прежде чем достигнет своего конечного положения.

Предложенный узел обеспечивает поэтому стандартизацию работающей на текучей среде энергомашины с узлом, согласно изобретению, поскольку в ходе стандартизации внешнего корпуса предпочтительно только крышка/крышки индивидуализирована/индивидуализированы на определенный типоразмер или выполнена/выполнены предпочтительно одинаково, также перекрывая типоразмеры и является/являются лишь держателем прочих индивидуализированных конструктивных групп. К этим прочим индивидуализированным конструктивным группам относятся, в частности размещенное на крышке уплотнение вала, опирающееся на крышку, и размещенный на крышке и опирающийся на нее подшипниковый узел, на который радиально и/или аксиально опирается ротор. Такое модульное строение с индивидуализацией конструктивных групп крышек обеспечивает единое выполнение оболочки внешнего корпуса в различных типоразмерах работающей на текучей среде энергомашины.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрено, что внутренний пучок и крышка разъемно закреплены на вставке низкого давления таким образом, что эти три детали защищены от осевого, радиального и направленного в периферийном направлении смещения по отношению друг к другу. При этом проходящий в периферийном направлении контур крышки может быть согласован с проходящим также в периферийном направлении вторым контуром вставки низкого давления таким образом, что при контактировании происходит радиальное центрирование этих обеих деталей по отношению друг к другу. Для определенного положения в периферийном направлении по отношению друг к другу между обеими деталями может быть предусмотрен соответственно по меньшей мере один центрирующий штифт, который вставлен с геометрическим замыканием в соответствующие выемки обеих соседних деталей. Предпочтительно крышки и вставка низкого давления стянуты между собой, в частности, в направлении продольной оси, т.е. предпочтительно горизонтально, посредством болтов или сопоставимых крепежных элементов.

Крышка, аксиально перемещаемая через внешний корпус в направлении конечного положения, может быть разъемно закреплена на вставке низкого давления или свободно уложена там и центрированно позиционирована. Чтобы крышка была правильно позиционирована в периферийном направлении, целесообразно фиксировать периферийное положение на внутреннем пучке или вставке низкого давления, например посредством центрирующего штифта.

Осевая фиксация крышки на транспортабельном блоке в качестве его составной части выполнена предпочтительно таким образом, что это закрепление в окончательно смонтированном состоянии может быть удалено извне, т.е. вне внешнего корпуса. Особенно целесообразно это может осуществляться посредством первой монтажной втулки, которая аксиально поддерживает крышку на роторе, причем ротор проходит через отверстие крышки.

При этом предпочтительно, что крышка является также держателем уплотнения вала, чтобы при эксплуатации герметизировать зазор между ротором и крышкой.

Также для этой цели, согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, вставка низкого давления выполнена в периферийном направлении цельной, включая в себя первый потоковый контур со стороны крышки, направляющие лопатки и второй потоковый контур со стороны пучка, причем крышка размещена на первом потоковом контуре, а внутренний пучок - на втором потоковом контуре посредством уже упомянутых выше крепежных опций. При этом может быть предпочтительно предусмотрено, что направляющие лопатки являются единственной непосредственной связью между первым потоковым контуром со стороны крышки и вторым потоковым контуром со стороны пучка. При этом вставка низкого давления может быть выполнена, например, в виде сварной конструкции, в которой направляющие лопатки приварены к потоковым контурам. Другая возможность заключается во фрезерной обработке из цельной заготовки или в искровой эрозии. Еще одной возможностью изготовления вставки низкого давления является применение аддитивных методов, например лазерного спекания.

Чтобы в зоне разделительного шва вставки низкого давления не возникало более сложных уплотнительных устройств вблизи внешнего корпуса, предпочтительно, если вставка низкого давления выполнена в периферийном направлении неразделенной или не имеет проходящего в радиальном направлении разделительного шва. С точки зрения техники монтажа, этот предпочтительный вариант возможен, поскольку, как правило, вставка низкого давления аксиально может быть надета на комбинированный, как правило, с геометрическим замыканием с внутренним пучком ротор и размещена на внутреннем пучке. Таким же образом предпочтительно крышка надета на ротор или размещена на внутреннем пучке. Чтобы не потребовалось осевого разделения ротора, целесообразно, если внутренний пучок или сборка из возвратных ступеней в центробежной машине выполнен/выполнена в периферийном направлении с разделительным швом. При этом, кроме того, целесообразно, если внутренний пучок состоит из осевых секций, которые по отдельности выполнены разделенными соответственно разделительным швом. При этом целесообразно, если отдельные секции внутреннего пучка имеют соответственно нижнюю и верхнюю части, и нижние части секций внутреннего пучка могут быть аксиально объединены в одну нижнюю часть внутреннего пучка, а верхние части секций внутреннего пучка могут быть комбинированы между собой в одну верхнюю часть внутреннего пучка аксиально разъемно таким образом, что нижняя и верхняя части внутреннего пучка образуют сами по себе транспортабельный блок в качестве промежуточного этапа монтажа.

Предпочтительно предложенный узел содержит на стороне внутреннего пучка, обращенной от крышки или вставки низкого давления, в осевом продолжении коллектор высокого давления, который предпочтительно в периферийном направлении выполнен неразделенным. Также это неразделенное выполнение коллектора высокого давления имеет преимущества в отношении предотвращения необходимости уплотнения для разделительного шва.

Чтобы ротор без повреждений можно было добавить к предложенному узлу в качестве транспортабельного блока, целесообразно, если предусмотрена первая монтажная втулка, которая поддерживает ротор при транспортировке транспортабельного блока, охватывая ротор радиально на крышке. Эта первая монтажная втулка выполнена целесообразно с возможностью удаления с внешней стороны крышки. В соответствии с этим предпочтительно сначала крышка на вставке низкого давления центрированно размещается, разъемно закрепляется или свободно укладывается, а затем первая монтажная втулка в качестве центрирующей опоры для ротора размещается на крышке. Таким образом, ротор располагается во внутреннем пучке концентрично продольной оси. В целях центрирующей опоры для ротора целесообразно, если между ротором и коллектором высокого давления предусмотрена вторая монтажная втулка, которая радиально поддерживает ротор на коллекторе высокого давления. Также вторая монтажная втулка выполнена предпочтительно таким образом, что она может быть удалена извне с узла после полного ввода во внешний корпус. При этом по меньшей мере одна монтажная втулка может быть выполнена в периферийном направлении разделенной и соединена посредством крепежных элементов таким образом, что ротор радиально зажимается. Предпочтительно по меньшей мере одна монтажная втулка или обе монтажные втулки прилегает/прилегают не только радиально к ротору, но и аксиально к уступу ротора, так что исключено осевое смещение за счет геометрического замыкания для монтажных втулок относительно внутреннего пучка, крышки и вставки низкого давления.

Эта осевая фиксация по меньшей мере одной монтажной втулки, предпочтительно обеих монтажных втулок, обеспечивает уже упомянутую выше осевую фиксацию крышки, которая предпочтительно аксиально свободно расположена на вставке низкого давления и может быть аксиально фиксирована посредством первой монтажной втулки.

Ниже изобретение более подробно поясняется на специальном примере его осуществления со ссылкой на чертежи, на которых изображают:

- фиг. 1-5: в продольном разрезе узел А, включающий в себя детали работающей на текучей среде энергомашины FEM.

Все указания направления, такие как аксиально, радиально, тангенциально или периферийно, относятся, если это не указано иначе, всегда к продольной оси Х ротора R. Продольная ось Х ротора R соответствует его оси вращения при работе. Центральные продольные оси рабочих колес, внутреннего пучка IB, внешнего корпуса ОС, крышки COV, вставки низкого давления LPU и коллектора COL, проходят, в основном, коинцидентно, за исключением нерелевантных в связи с изобретением плановых или неплановых отклонений.

На фиг. 1-5 в продольном разрезе изображен узел А, включающий в себя детали работающей на текучей среде энергомашины FEM, а именно турбокомпрессора ТСО, с продольной осью Х. При этом на фиг. 1-5 изображены различные стадии сборки деталей в смысле процесса монтажа следующими друг за другом этапами, причем на фиг. 1 изображено минимальное число деталей, а на фиг. 5 - их максимальное число.

На фиг. 1 нижние части осевых секций RS1, RS2, RS3 внутреннего пучка IB аксиально смонтированы друг на друге вдоль продольной оси Х в одну его нижнюю часть IBL. Нижние части осевых секций RS1, RS2, RS3 внутреннего пучка IB закреплены друг на друге болтами. Проходящий вдоль оси Х ротор R с четырьмя следующими друг за другом рабочими колесами IMP1, IMP2, IMP3, IMP4 опущен в нижнюю часть IBL внутреннего пучка IB. При этом приняты меры для того, чтобы ротор R не прилегал непосредственно, например через уплотнения вала, к нижней части IBL внутреннего пучка IB и не вызывал повреждений.

На фиг. 2 изображен следующий этап монтажа, на котором аксиально собранная из осевых составных частей верхняя часть IBU внутреннего пучка радиально надета на его нижнюю часть IBL, в результате чего возникает полный внутренний пучок IB, через который вдоль своей продольной оси Х проходит ротор R. Продольная ось Х проходит, в основном, вдоль плоскости разделительного шва внутреннего пучка IB. Таким образом, ротор R соединен с геометрическим замыканием с внутренним пучком IB, поскольку отдельные рабочие колеса IMP1-IMP4 ротора R прочно размещены, например, посредством горячей посадки. Чтобы вал SH можно было выполнить аксиально неразделенным, внутренний пучок IB или его составные части выполнен/выполнены с возможностью разделения на нижние и верхние части, т.е. разделены в периферийном направлении по разделительному шву.

На фиг. 3 изображен другой этап сборки узла А. В осевом направлении к внутреннему пучку IB подведена вставка низкого давления LРU и аксиально соединена с ним посредством крепежных элементов FE1.

Так же, как и отдельные осевые секции RS1, RS2, RS3 внутреннего пучка IB, вставка низкого давления LРU снабжена центральным осевым отверстием, так что ротор R или его вал SH может проходить через это отверстие. В отличие от деталей внутреннего пучка IB, вставка низкого давления LРU выполнена в периферийном направлении неразделенной. Вставка низкого давления LРU имеет первый, обращенный от внутреннего пучка IB поточный контур IGV1 и расположенный сравнительно ближе к внутреннему пучку IB второй поточный контур IGV2, причем первый поточный контур IGV1 прочно соединен со вторым поточным контуром IGV2 посредством направляющих лопаток VA. Осевое закрепление вставки низкого давления LРU на внутреннем пучке IB посредством первых крепежных элементов FE1 выполнено таким образом, что второй поточный контур IGV2 привинчен к внутреннему пучку IB. При этом первый поточный контур IGV1 закреплен на втором поточном контуре IGV2 только посредством направляющих лопаток VA. При этом направляющие лопатки VA выполнены предпочтительно за одно целое с обоими поточными контурами IGV1, IGV2. Это выполнение за одно целое может быть реализовано предпочтительно посредством сварки или же может быть результатом изготовления из цельной заготовки. При изготовлении из цельной заготовки может применяться обработка резанием или искровая эрозия. Альтернативными методами изготовления вставки низкого давления LРU являются относительно новые методы «аддитивного производства» (например, лазерное спекание или селективное лазерное плавление). В радиальном направлении вставка низкого давления LРU позиционирована на внутреннем пучке IB посредством первой центрирующей оси CS1. Дополнительно предусмотрено вспомогательное монтажное приспособление в виде установочных штифтов РВ1, так что исключено обратное или неправильно позиционированное встраивание внутреннего пучка IB относительно вставки низкого давления LРU в периферийном направлении.

Кроме того, на изображенной на фиг. 3 аксиально справа стороне вставки низкого давления LРU на внутреннем пучке IB размещен коллектор COL, который аксиально центрирован и закреплен на нем. При этом посредством третьего уступа обеспечивается корректная радиальная ориентация коллектора COL на внутреннем пучке IB. Помимо этого коллектор COL фиксирован относительно внутреннего пучка IB посредством крепежных элементов FE3.

Чтобы между ротором и частями статора, т.е. крышкой COV, внутренним пучком IB и коллектором COL, при их прилегании друг к другу не возникало повреждений, на крышке COV размещена первая монтажная втулка AS1 (фиг. 4, 5), а на коллекторе COL - вторая монтажная втулка AS3, которые предохраняют ротор R на этих обеих деталях от смещения и служат опорой для восприятия веса и прочих усилий.

На фиг. 4 изображен ввод узла А во внешний корпус ОС, при котором вводное вспомогательное приспособление ASS поддерживает ввод узла А против веса и центрически ориентирует блок А. Прежде чем произойдет ввод, как на фиг. 4, крышка COV размещается на изображенной на фиг. 3 комбинации деталей, которая аксиально расположена на вставке низкого давления LPU. Посредством установочных элементов PB2 также крышка COV предохранена на вставке низкого давления LPU от проворачивания в периферийном направлении, а посредством второго центрирующего уступа CS2 обеспечивается корректная радиальная ориентация крышки COV на вставке низкого давления LPU. Аксиально крышка посредством первой монтажной втулки AS1 фиксирована на роторе, который аксиально удерживается в монтажной втулке AS1 в нужном положении. Сформированный таким образом блок TU надевается затем на вводное вспомогательное приспособление ASS.

Обе монтажные втулки AS1, AS2 могут демонтироваться и монтироваться с внешней стороны крышки COV или снаружи коллектора COL. Вторая монтажная втулка AS2 выполнена в периферийном направлении разделенной, так что ротор R или его вал SH может зажиматься в радиальном направлении не показанным образом монтажной втулкой AS2. Кроме того, осевое смещение вала SH относительно монтажных втулок AS1, AS2 предотвращено за счет осевого прилегания соответствующего радиального уступа вала SH к соответствующей монтажной втулке AS1, AS2. На крышке COV и на коллекторе COL предусмотрены точки подвешивания CON, посредством которых блок А, включая ротор R, может подвешиваться и перемещаться в виде транспортабельного блока TU. Вслед за точным вводом узла А во внешний корпус ОС монтажные втулки AS1, AS2 удаляются с узла А. Вслед за вводом во внешний корпус ОС крышка COV прилегает изнутри к его уступу. При этом после достижения внутренним пучком своего конечного положения крышка COV аксиально подвигается внутренним пучком и притягивается в свое осевое конечное положение. При этом посредством отдельного держателя уплотнения (не показан) крышка COV может плотно прилегать к внешнему корпусу ОС. В качестве альтернативы уплотнение может быть предусмотрено также во внешнем корпусе ОС или в крышке COV прилегающим в подходящем месте, в частности в осевом направлении.

На фиг. 5 показано, что на крышке COV предусмотрена первая строповочная точка НР1, а на коллекторе высокого давления COL - вторая строповочная точка НР2, а элементы крышка COV, вставка низкого давления LPU, внутренний пучок IB и коллектор высокого давления COL закреплены друг на друге разъемно таким образом, что эти элементы без смещения по отношению друг к другу могут транспортироваться в висячем положении в строповочных точках НР1, НР2 без дополнительной поддержки. Для этого транспортабельный блок TU подвешен в строповочных точках НР1, НР2 к траверсе LF, которая обеспечивает свободное от поперечных усилий подвешивание.

Транспортабельный блок TU или узел А содержит, по меньшей мере, один ролик W1, предпочтительно одну роликовую пару, посредством которого/которой узел А может перемещаться по вводному вспомогательному приспособлению ASS и внутри внешнего корпуса ОС настолько без трения, что узел А может быть приведен в окончательное монтажное положение во внешнем корпусе ОС. Второй ролик W2 предусмотрен на монтажной консоли ASS2, которая аксиально размещена на коллекторе COL и обеспечивает дополнительную ориентацию узла А на вводном вспомогательном приспособлении ASS и во внешнем корпусе ОС в радиальном направлении, прежде чем будет достигнуто конечное положение.

1. Узел (A) деталей работающей на текучей среде энергомашины (FEM), в частности турбокомпрессора (TCO), с продольной осью (X), содержащий внутренний пучок (IB) для расположения во внешнем корпусе (OC) работающей на текучей среде энергомашины (FEM), вставку (LPU) низкого давления работающей на текучей среде энергомашины (FEM) и по меньшей мере одну крышку (COV) работающей на текучей среде энергомашины (FEM) для аксильно торцевого закрывания внешнего корпуса (OC) по меньшей мере с одной торцевой стороны, причем узел выполнен таким образом, что крышка (COV) при монтаже аксиально пропускается через оболочкообразную структуру внешнего корпуса (ОС) в готовое к эксплуатации конечное положение, причем в этом конечном положении крышка (COV) аксиально с торца закрывает внешний корпус (ОС) на одной стороне, причем после ввода во внешний корпус (ОС) крышка (COV) прилегает изнутри к уступу внешнего корпуса (ОС), отличающийся тем, что указанные детали, аксиально соседствуя друг с другом, расположены в следующем порядке: крышка (COV), вставка (LPU) низкого давления, внутренний пучок (IB), при этом крышка (COV) и внутренний пучок (IB) разъемно закреплены на вставке (LPU) низкого давления с образованием транспортабельного блока (TU).

2. Узел по п. 1, причем аксиально рядом с внутренним пучком (IB) расположен коллектор высокого давления (COL), разъемно закрепленный на внутреннем пучке (IB), так что транспортабельный блок (TU) включает в себя в осевой последовательности следующие модули: крышку (COV), вставку (LPU) низкого давления, внутренний пучок (IB), коллектор (COL) высокого давления.

3. Узел по п. 1 или 2, причем внутренний пучок (IB) и крышка (COV) фиксированы на вставке (LPU) низкого давления или внутренний пучок (IB) и крышка (COV) фиксированы на вставке (LPU) низкого давления, а коллектор (COL) высокого давления фиксирован на внутреннем пучке (IB) или внутренний пучок (IB) фиксирован на вставке (LPU) низкого давления, а крышка (COV) фиксирована на вставке (LPU) низкого давления посредством вложенного во внутренний пучок (IB) и фиксированного там аксиально в одном положении ротора (R), а коллектор (COL) высокого давления разъемно закреплен на внутреннем пучке (IB) таким образом, что указанные детали защищены от осевого, радиального и направленного в периферийном направлении смещения по отношению другу к другу.

4. Узел по п. 3, причем на крышке (COV) предусмотрена первая строповочная точка (НР1), а на коллекторе (COL) высокого давления - вторая строповочная точка (НР2), и крышка (COV), вставка низкого давления (LPU), внутренний пучок (IB), коллектор высокого давления (COL) разъемно закреплены друг на друге с возможностью их транспортировки в висячем положении в строповочных точках (НР1, НР2) без смещения по отношению друг к другу и без дополнительной поддержки.

5. Узел по любому из предыдущих пунктов, причем вставка (LPU) низкого давления выполнена цельной и включает в себя первый поточный контур (IGV1) со стороны крышки, направляющие лопатки (VA) и второй поточный контур (IGV2) со стороны внутреннего пучка, причем крышка (COV) закреплена на первом поточном контуре (IGV1), а внутренний пучок (IB) - на втором поточном контуре (IGV2).

6. Узел по любому из предыдущих пунктов, причем вставка (LPU) низкого давления выполнена неразделенной в периферийном направлении.

7. Узел по любому из предыдущих пунктов, причем внутренний пучок (IB) или его осевые секции (RS1, RS2, RS3) выполнены разделенными в периферийном направлении с разделительным швом.

8. Узел по любому из предыдущих пунктов, причем коллектор (COL) высокого давления выполнен неразделенным в периферийном направлении.

9. Узел по любому из предыдущих пп. 1-8, причем вдоль продольной оси (Х) проходит ротор (R), а крышка (COV), вставка (LPU) низкого давления, внутренний пучок (IB), коллектор (COL) высокого давления соответственно кольцеобразно окружают ротор (R) в периферийном направлении.

10. Узел по п. 9, причем ротор (R) радиально опирается на крышку (COV) и закреплен на ней посредством первой монтажной втулки (AS1).

11. Узел по пп. 9 и 3 или 10 и 3, причем ротор (R) радиально опирается на коллектор (COL) высокого давления и закреплен на нем посредством второй монтажной втулки (AS2).

12. Узел по п. 10 или 11, причем ротор (R) аксиально однонаправленно и/или двунаправленно закреплен посредством первой монтажной втулки (AS1) и/или второй монтажной втулки (AS2).

13. Способ монтажа узла (А) согласно любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что включает в себя следующие этапы:

а) подготовку нижней части (IBL) внутреннего пучка;

б) вкладывание ротора (R) в нижнюю часть (IBL) внутреннего пучка;

в) наложение верхней части (IBO) внутреннего пучка;

г) закрепление верхней части (IBO) внутреннего пучка на его нижней части (IBL) в один внутренний пучок (IB);

д) осевое размещение вставки (LPU) низкого давления на внутреннем пучке (IB),

- осевое размещение крышки (COV) на вставке (LPU) низкого давления и промежуточное расположение первой монтажной втулки (AS1) между ротором (R) и крышкой (COV),

- осевое размещение выходного коллектора (COL) на внутреннем пучке (IB) и промежуточное расположение второй монтажной втулки (AS2) между ротором (R) и коллектором (COL) высокого давления,

причем первую монтажную втулку (AS1) монтируют на крышке (COV) и демонтируют с нее, а вторую монтажную втулку (AS2) монтируют на коллекторе (COL) высокого давления и демонтируют с него с аксиально обращенной от внутреннего пучка (IB) осевой стороны соответственно между ротором (R) и крышкой (COV) и между ротором (R) и коллектором (COL) высокого давления,

причем сборка из внутреннего пучка (IB), вставки (LPU) низкого давления, крышки (COV) и ротора (R) образует с обеими монтажными втулками (AS1, AS2) транспортабельный блок (TU);

е) осевой ввод транспортабельного блока (TU) в оболочку (ОСС) внешнего корпуса (ОС),

причем крышку (COV) аксиально вводят через оболочкообразную структуру внешнего корпуса (ОС) в конечное положение,

причем после ввода во внешний корпус (ОС) крышка (COV) прилегает изнутри к уступу внешнего корпуса (ОС),

ж) удаление монтажных втулок (AS1, AS2).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области стендовых испытаний деталей и корпусов турбомашин, в частности авиационного двигателестроения, а именно к конструкции стендовых силовых рам для статических и циклических испытаний.

Изобретение относится к области стендовых испытаний деталей и корпусов турбомашин, в частности авиационного двигателестроения, а именно к конструкции стендовых силовых рам для статических и циклических испытаний.

Транспортабельный газотурбинный модуль содержит основание, на которое опираются мощная газовая турбина и нагрузка, а также конструкцию, окружающую турбину и нагрузку и соединенную с основанием.

Двухвальный турбореактивный двигатель содержит передний вентилятор, модуль высокого давления с ротором высокого давления, модуль турбины низкого давления, промежуточный корпус, содержащий упорный подшипник ротора высокого давления.

Группа изобретений относится к узлу опорной стойки для опоры корпуса функционального блока газовой турбины, к газовой турбине и к способу опоры корпуса функционального блока газовой турбины.

Предложено дистанционное регулировочное и измерительное устройство для соплового аппарата паровой турбины. Сегмент (22) кожуха паровой турбины содержит горизонтальную соединительную поверхность (24), проход (46), окно, крышку (48) и регулирующий элемент.

Съемный паровпускной узел и подъемное приспособление для паровой турбины для облегчения подъема верхнего выпускного патрубка паровой турбины. Для подъема съемный паровпускной узел, который представляет собой ограничивающий высоту мешающий компонент при снятии верхнего выпускного патрубка, отделяют от впускного патрубка внутреннего кожуха турбины и с помощью подъемного приспособления присоединяют к верхнему выпускному патрубку.

Дистанционное регулировочное и измерительное устройство для соплового аппарата паровой турбины. Сегмент кожуха паровой турбины имеет горизонтальную соединительную поверхность, полость с первым отверстием у горизонтальной соединительной поверхности и вторым отверстием, обращенным по существу в радиальном наружном направлении, и окно, к которому имеется доступ со стороны радиально наружной поверхности сегмента кожуха паровой турбины и которое проточно соединено со вторым отверстием полости.

Изобретение относится к газотурбинному двигателю (варианты). Рама двигателя выполнена с определенной собственной боковой жесткостью и собственной поперечной жесткостью и поддерживает вал вентилятора.

Изобретение относится к снятию корпуса подшипника с ротора. Осуществляют крепление вала для продолжения ротора на конце ротора и обеспечивают опирание ротора и/или удерживание ротора для освобождения корпуса подшипника от веса ротора.

Отвинчивающая инструментальная оснастка для отвинчивания соединительной гайки ротора модуля турбореактивного двигателя содержит передний отвинчивающий инструмент и предотвращающий вращение инструмент, предназначенный для блокирования любого вращательного движения ротора вокруг его оси. Отвинчивающий инструмент включает опору для трубчатого гаечного ключа, содержащую цилиндрический ствол и четыре ответвления, выступающие звездообразно от ствола, и трубчатый гаечный ключ, снабженный зубьями, который установлен с возможностью удаления в стволе опоры. Трубчатый гаечный ключ блокирован в осевом направлении относительно опоры. При отвинчивании соединительной гайки ротора высокого давления двухвального турбореактивного двигателя располагают передний отвинчивающий инструмент отвинчивающей инструментальной оснастки перед соединительной гайкой после удаления вентилятора и освобождения доступа к гайке с передней стороны. Закрепляют опору для трубчатого гаечного ключа на промежуточном корпусе. В процессе предотвращения вращения ротора высокого давления прикладывают отвинчивающий крутящий момент к трубчатому гаечному ключу, форма зубьев которого дополняет форму зубьев соединительной гайки. Группа изобретений позволяет упростить разборку ротора турбореактивного двигателя за счет увеличения вероятности ослабления соединительной гайки ротора, имеющей склонность к прихватыванию при продолжительной работе двигателя. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Отвинчивающая инструментальная оснастка для отвинчивания соединительной гайки ротора модуля турбореактивного двигателя содержит передний отвинчивающий инструмент и предотвращающий вращение инструмент, предназначенный для блокирования любого вращательного движения ротора вокруг его оси. Отвинчивающий инструмент включает опору для трубчатого гаечного ключа, содержащую цилиндрический ствол и четыре ответвления, выступающие звездообразно от ствола, и трубчатый гаечный ключ, снабженный зубьями, который установлен с возможностью удаления в стволе опоры. Трубчатый гаечный ключ блокирован в осевом направлении относительно опоры. При отвинчивании соединительной гайки ротора высокого давления двухвального турбореактивного двигателя располагают передний отвинчивающий инструмент отвинчивающей инструментальной оснастки перед соединительной гайкой после удаления вентилятора и освобождения доступа к гайке с передней стороны. Закрепляют опору для трубчатого гаечного ключа на промежуточном корпусе. В процессе предотвращения вращения ротора высокого давления прикладывают отвинчивающий крутящий момент к трубчатому гаечному ключу, форма зубьев которого дополняет форму зубьев соединительной гайки. Группа изобретений позволяет упростить разборку ротора турбореактивного двигателя за счет увеличения вероятности ослабления соединительной гайки ротора, имеющей склонность к прихватыванию при продолжительной работе двигателя. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Инструмент для отвинчивания соединительной гайки ротора модуля газотурбинного двигателя содержит трубчатый элемент, поперечный диск, механизм привода пальцев относительно поперечного диска и осевые стержни. Трубчатый элемент снабжен несколькими пальцами, радиально подвижными между первым положением, в котором радиально наружные свободные концы пальцев спрятаны радиально внутрь трубчатого элемента, и вторым положением, когда радиально наружные свободные концы пальцев раздвинуты радиально наружу и способны войти в контакт с зубьями соединительной гайки. Поперечный диск содержит радиальные канавки для направления пальцев, выполнен с возможностью вращения относительно трубчатого элемента и жестко соединен с цилиндрическим элементом. Осевые стержни расположены на трубчатом элементе для приема в канавки шейки ротора. Механизм привода пальцев и цилиндрический элемент размещены в трубчатом элементе. Изобретение позволяет упростить отвинчивание соединительной гайки ротора модуля газотурбинного двигателя. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Инструмент для отвинчивания соединительной гайки ротора модуля газотурбинного двигателя содержит трубчатый элемент, поперечный диск, механизм привода пальцев относительно поперечного диска и осевые стержни. Трубчатый элемент снабжен несколькими пальцами, радиально подвижными между первым положением, в котором радиально наружные свободные концы пальцев спрятаны радиально внутрь трубчатого элемента, и вторым положением, когда радиально наружные свободные концы пальцев раздвинуты радиально наружу и способны войти в контакт с зубьями соединительной гайки. Поперечный диск содержит радиальные канавки для направления пальцев, выполнен с возможностью вращения относительно трубчатого элемента и жестко соединен с цилиндрическим элементом. Осевые стержни расположены на трубчатом элементе для приема в канавки шейки ротора. Механизм привода пальцев и цилиндрический элемент размещены в трубчатом элементе. Изобретение позволяет упростить отвинчивание соединительной гайки ротора модуля газотурбинного двигателя. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к держателю трубы для отвода насыщенного маслом воздуха турбогенератора. Держатель (5), выполненный с возможностью удержания трубы (4) для отвода насыщенного маслом воздуха турбогенератора, содержащий внутреннюю кольцевую в радиальном направлении часть (9, 10), выполненную с возможностью монтажа вокруг упомянутой трубы (4), и лопатки (11), наклоненные по отношению к осевому направлению кольцевой части (9, 10) и по отношению к радиальной плоскости. При этом наружная в радиальном направлении периферия (12) лопаток (11) выполнена с возможностью закрепления на реактивном сопле (1) турбогенератора. Также представлены турбогенератор и его узел. Изобретение позволяет получить держатель, который имеет относительно небольшой вес, является недорогим, обеспечивает прохождение воздуха через реактивное сопло и надлежащим образом выдерживает эффекты термического расширения, которые могут возникать при работе, полностью обеспечивая свою функцию опоры трубы. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к держателю трубы для удаления насыщенного маслом воздуха из турбомашины. Держатель (5), предназначенный для удержания трубы для удаления насыщенного маслом воздуха из турбомашины, содержащий радиально внутреннюю кольцевую часть (6), предназначенную для установки вокруг упомянутой трубы, и ребра (11), простирающиеся наружу в радиальной плоскости от кольцевой части (6), образуя угол (α) с радиальным направлением. Ребра (11) содержат зоны крепления (16) к наружной периферии, наклонные в осевом направлении (А) держателя (5) для обеспечения возможности их крепления к реактивному соплу турбомашины. Также представлены турбомашина и её узел. Изобретение позволяет увеличить жесткость держателя без утяжеления его конструкции. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способу монтажа и узлу деталей работающей на текучей среде энергомашины, в частности турбокомпрессора, с продольной осью. Для особенно простого и точного монтажа предусмотрено, что узел включает в себя внутренний пучок для расположения во внешнем корпусе работающей на текучей среде энергомашины, вставку низкого давления работающей на текучей среде энергомашины и по меньшей мере одну крышку работающей на текучей среде энергомашины для аксильно торцевого закрывания внешнего корпуса по меньшей мере с одной торцевой стороны и отличается тем, что эти детали, аксиально соседствуя друг с другом, расположены в следующем порядке: крышка, вставка низкого давления, внутренний пучок, при этом крышка и внутренний пучок разъемно закреплены на вставке низкого давления с образованием транспортабельного блока. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх