Уплотнительный элемент для ступенчатых разделительных швов корпусов редукторов

Авторы патента:


Уплотнительный элемент для ступенчатых разделительных швов корпусов редукторов
Уплотнительный элемент для ступенчатых разделительных швов корпусов редукторов
Уплотнительный элемент для ступенчатых разделительных швов корпусов редукторов
Уплотнительный элемент для ступенчатых разделительных швов корпусов редукторов
Уплотнительный элемент для ступенчатых разделительных швов корпусов редукторов

Владельцы патента RU 2660731:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение относится к разъемному корпусу для редуктора, в частности для редуктора флюидной машины, например редукторного компрессора, а также к флюидной машине с таким разъемным корпусом. Предусмотренный для размещения в разъемном корпусе (1) редуктор (100) содержит крупногабаритное зубчатое колесо (101) и, по меньшей мере, два находящихся в зацеплении с ним вала-шестерни (10, 11). Разъемный корпус (1) включает в себя, по меньшей мере, один первый элемент (2) и соединенный с ним посредством разделительного шва (4) второй элемент (3), причем, по меньшей мере, два вала-шестерни (10, 11) размещаются в разделительном шве (4). Последний имеет уступ (5), который герметизирован при использовании уплотнительного элемента (30), имеющего, в основном, соответствующую уступу (5) разделительного шва форму. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к разъемному корпусу для редуктора, в частности для редуктора флюидной машины, например редукторного турбокомпрессора, а также к флюидной машине с таким разъемным корпусом.

Компрессоры, или флюидосжимающие устройства используются в различных отраслях промышленности для различных целей, где речь идет о компрессии или сжатии флюидов, особенно (технологических) газов. Известными примерами этого являются турбокомпрессоры в мобильных промышленных агрегатах, таких как работающие на ОГ турбонагнетатели или реактивные двигатели, или же в стационарных промышленных агрегатах, таких как редукторные турбокомпрессоры для разложения воздуха.

В упомянутом непрерывно работающем турбокомпрессоре повышение давления (сжатие) флюида вызвано тем, что момент импульса флюида от входа к выходу повышается посредством вращающегося, содержащего радиально проходящие лопатки рабочего колеса турбокомпрессора за счет их вращения. Здесь, т.е. на такой ступени компрессора, давление и температура флюида возрастают, тогда как относительная скорость (течения) флюида в рабочем колесе или рабочем турбоколесе падает.

Чтобы достичь максимального повышения давления или сжатия флюида, друг за другом могут быть включены несколько таких ступеней компрессора.

По типам конструкций турбокомпрессоров различают радиальные и осевые компрессоры.

В осевом компрессоре сжимаемый флюид, например технологический газ, течет через него в параллельном оси направлении (осевое направление). В радиальном компрессоре газ течет аксиально в рабочее колесо ступени компрессора и отклоняется затем наружу (радиально, радиальное направление). В многоступенчатых радиальных компрессорах за каждой ступенью требуется, тем самым, отклонение течения.

В комбинированных типах осевых и радиальных компрессоров их осевые ступени всасывают большие объемные потоки, которые на примыкающих радиальных ступенях сжимаются до высоких давлений.

В то время как в большинстве случаев используются одновальные машины, в (многоступенчатых) редукторных турбокомпрессорах (называемых ниже также редукторные компрессоры) отдельные ступени сгруппированы вокруг крупногабаритного зубчатого колеса, причем несколько параллельных валов(-шестерен), несущих каждый один или два размещенных в выполненных в виде «надстроек» спиральных корпусах рабочих колеса (расположенные на свободных концах валов-шестерен рабочие турбоколеса), приводятся установленным в корпусе приводным зубчатым колесом, крупногабаритным зубчатым колесом.

Такой редукторный компрессор фирмы «Сименс» с обозначением STC-GC, используемый для разложения воздуха, известен из http://www.energy.siemens.com/hq/de/verdichtung-expansion-ventilation-turboverdichter/getriebeturboverdichter/stc-gc.htm (в продаже с 10.09.2014).

В редукторном компрессоре привод и, тем самым, передача мощности от крупногабаритного зубчатого колеса на валы или валы-шестерни осуществляются за счет входящих друг в друга или зацепляющихся друг за друга зубчатых венцов крупногабаритного зубчатого колеса и вала-шестерни. За счет разного числа зубьев зубчатых венцов или разных делительных диаметров реализуются нужные передачи или передаточные отношения (ступени мощности) на отдельных ступенях редуктора. Это значит, что отдельные валы-шестерни по геометрии зубчатого венца и среднему положению (центр или ось вращения вала-шестерни) связаны с крупногабаритным зубчатым колесом и между собой.

В случае расположения нескольких валов-шестерен вокруг крупногабаритного зубчатого колеса необходимо найти компромисс между идеальными и реализуемыми передаточными отношениями.

При этом важным определяющим и ограничивающим параметром является имеющееся в распоряжении и/или реализуемое конструктивное пространство, в частности место, имеющееся в распоряжении для направляющих течение деталей (спиральных корпусов), которые расположены вне корпуса в качестве его «надстроек» на концах валов-шестерен.

Таким образом, связи валов-шестерен с крупногабаритным зубчатым колесом за счет геометрии зубчатого венца и среднего положения валов-шестерен при разработке и расчете, а также конструировании и строительстве редукторных турбомашин придается центральное значение. Вследствие отношений или отличий размеров, т.е. вследствие намного большего крупногабаритного зубчатого колеса по сравнению с намного меньшими, располагаемыми вокруг него валами-шестернями, возникает, в частности, проблема положения валов-шестерен или их средних положений.

При обычном расположении два вала-шестерни лежат в одном неразделенном и горизонтальном разделительном шве с крупногабаритным зубчатым колесом. Третий вал-шестерня расположен над крупногабаритным зубчатым колесом во втором неразделенном и горизонтальном разделительном шве.

При таком расположении возникают шесть свободных концов, в общей сложности, трех валов-шестерен, которые, будучи оснащены рабочими турбоколесами, позволяют реализовать многоступенчатую редукторную турбомашину с шестью возможными технологическими ступенями.

Чтобы повысить мощность сжатия такого шестиступенчатого редукторного компрессора, известно увеличение числа технологических ступеней, например за счет четвертого вала-шестерни.

При этом требуется разместить этот четвертый вал-шестерню в корпусе редукторного компрессора рентабельно и с предсказуемыми конструктивными и монтажно-техническими затратами.

Известны два подхода к расположению такого четвертого вала-шестерни.

а) Расположение четвертого вала-шестерни над крупногабаритным зубчатым колесом вместе с третьим валом-шестерней во втором неразделенном и горизонтальном разделительном шве.

При расположении четвертого вала-шестерни над крупногабаритным зубчатым колесом имеющееся в распоряжении конструктивное пространство следует разделить с третьим валом-шестерней. Для расположения третьего и четвертого валов-шестерен в разделительном шве решающими являются столкновения расположенных снаружи, направляющих течение деталей (спиральные корпуса). Чтобы можно было определить сопряжения с граничащими функциями (размещение подшипников, спиральное присоединение), разделительный шов выполняется неразделенным и горизонтальным.

Чтобы при таком расположении реализовать различные передачи на ступенях редуктора, известно использование крупногабаритного зубчатого колеса с несколькими зубчатыми венцами, например в виде интегрированного блока со вторым крупногабаритным зубчатым колесом. Это значит, что такое крупногабаритное зубчатое колесо с несколькими зубчатыми венцами имеет (аксиально) смещенные зубчатые венцы, зацепляющиеся за разные валы-шестерни.

Благодаря этому возможны, правда, большое число дополнительных передаточных отношений и связанные с этим средние положения валов-шестерен, однако это сопряжено с большими производственными издержками.

б) Расположение четвертого вала-шестерни под крупногабаритным зубчатым колесом в выполнении в виде вставного вала-шестерни.

При расположении четвертого вала-шестерни под крупногабаритным зубчатым колесом конструктивное пространство не приходится делить с соседним валом-шестерней, однако там отсутствует разделительный шов, который можно использовать для монтажа.

Монтаж четвертого вала-шестерни возможен только путем бокового вдвигания (вставки) (вставной вал-шестерня).

Таким образом, существует потребность в корпусе для редуктора, в частности такого редукторного компрессора, который обеспечивал бы разные передаточные отношения редуктора при небольших производственных издержках, был бы оптимизирован в отношении конструктивного пространства, был бы прост и недорог в реализации и в монтаже.

Из документа DE 102011003525 А1 известен разъемный корпус редукторного компрессора для размещаемого в разъемном корпусе редуктора с крупногабаритным зубчатым колесом и, по меньшей мере, двумя находящимися в зацеплении с ним валами-шестернями, причем разъемный корпус содержит, по меньшей мере, один первый элемент и соединенный с ним посредством разделительного шва второй элемент, и, по меньшей мере, два вала-шестерни размещаются в разделительном шве.

В DE 102011003525 А1 предусмотрено, что разделительный шов имеет выполненный в виде вертикальной ступени уступ, образующий в разделительном шве два разных горизонтальных уровня, причем, по меньшей мере, два вала-шестерни размещаются в разделительном шве с обеих сторон его уступа в двух разных горизонтальных уровнях. При этом уступ разделительного шва или вертикальная ступень в корпусе редукторного компрессора из DE 102011003525 А1 герметизирован с использованием цилиндрической, навинченной на уступ разделительного шва уплотнительной линзы.

Если наружный размер герметизирующей уступ разделительного шва или вертикальную ступень уплотнительной линзы определяется вертикальной высотой уступа разделительного шва или вертикальной ступени, то такая уплотнительная линза, в частности в случае больших уступов разделительного шва или вертикальных ступеней, оказывается занимающей большое конструктивное пространство, и, по меньшей мере, вертикальную высоту уступа разделительного шва или вертикальной ступени приходится соблюдать в качестве горизонтального минимального расстояния между двумя размещаемыми в разделительном шве, расположенными с обеих сторон уступа разделительного шва или вертикальной ступени валами-шестернями или расположенными на концах валов-шестерен, направляющими течение деталями (спиральными корпусами).

Число конструируемых редукторных компрессоров или флюидных машин с такими корпусами, тем самым, ограничено, и в случае этих корпусов большие вертикальные уступы разделительного шва или вертикальные ступени конструктивная мечта технически нереализуемы. Точно так же за счет этого возникают ограничения при реализации передаточных отношений в редукторах.

В основе изобретения лежит задача создания корпуса для редуктора, в частности для редуктора редукторного компрессора, который позволил бы устранить недостатки уровня техники, в частности был бы оптимизирован в отношении конструктивного пространства, прост и недорог в реализации и в монтаже, а также обеспечивал бы разные передаточные отношения редуктора при небольших производственных издержках.

Эта задача решается посредством разъемного корпуса для редуктора, в частности для редуктора флюидной машины, например редукторного турбокомпрессора, а также посредством флюидной машины с таким разъемным корпусом с признаками соответствующего независимого пункта формулы.

Разъемный корпус содержит, по меньшей мере, один первый элемент и соединенный с ним посредством разделительного шва второй элемент, например верхний короб (корпуса) и крышку (корпуса).

Предусмотренный для размещения в разъемном корпусе редуктор содержит крупногабаритное зубчатое колесо и, по меньшей мере, два находящихся в зацеплении с ним вала-шестерни. Находиться в зацеплении при этом означает, что крупногабаритное зубчатое колесо и валы-шестерни имеют входящие друг в друга или зацепляющиеся друг за друга зубчатые венцы. Например, зубчатый венец может быть выполнен в виде прямо- или косо- или кругозубого венца.

Согласно изобретению разделительный шов выполнен таким образом, что, по меньшей мере, два вала-шестерни размещаются в гнездах, например гнездах подшипников или подшипниковых вкладышах, на элементах корпуса в разделительном шве.

Далее, согласно изобретению разделительный шов имеет уступ, который образует два разных горизонтальных уровня в разделительном шве и расположен между гнездами, по меньшей мере, для двух валов-шестерен. Это значит, что уступ разделительного шва следует понимать так, что разделительный шов с обеих сторон образующего его уступ места перехода имеет два разных горизонтальных уровня.

Предпочтительно эти разные уровни в разделительном шве или этот уступ разделительного шва могут/может быть реализованы/реализован за счет того, что первый и второй элементы корпуса имеют каждый соответствующую друг другу и образующие уступ разделительного шва ступень или же несколько ступеней, например, аналогично лестнице.

Также разные уровни или уступ разделительного шва могут/может быть реализованы/реализован посредством выполненных по-другому или другой формы мест перехода в двух соответствующих друг другу элементах корпуса, таких как наклонные, прямолинейно поднимающиеся или опускающиеся и/или изогнутые или скругленные контуры.

Уступ разделительного шва с выполненными за счет этого двумя разными горизонтальными плоскостями/уровнями обеспечивает то, что они могут использоваться для размещения, по меньшей мере, двух находящихся в зацеплении с крупногабаритным зубчатым колесом валов-шестерен на разных горизонтальных уровнях или в разных горизонтальных плоскостях в одном разделительном шве.

Если, по меньшей мере, два вала-шестерни располагаются с обеих сторон уступа разделительного шва или места перехода, в частности ступени в разделительном шве, в зацеплении с крупногабаритным зубчатым колесом, то за счет этого обеспечивается расположение, по меньшей мере, двух валов-шестерен в одном ступенчатом разделительном шве при одновременно разновысоких средних положений валов-шестерен. Делительные окружности, по меньшей мере, двух валов-шестерен должны лишь касаться делительной окружности крупногабаритного зубчатого колеса (это может происходить вследствие уступа разделительного шва на любой другой высоте); прежнее требование, согласно которому центры, по меньшей мере, двух находящихся в зацеплении с крупногабаритным зубчатым колесом валов-шестерен лежат в одной горизонтальной плоскости (неразделенный и горизонтальный разделительный шов), может отпасть.

Размещение, по меньшей мере, двух валов-шестерен в одном ступенчатом разделительном шве предпочтительно по причинам расходов и монтажа и дополнительно используется за счет уступа разделительного шва; за счет реализуемых разных средних положений валов-шестерен можно вследствие расширенных благодаря этому возможностей конструктивного пространства реализовать в редукторе разные передаточные отношения (вариабельность передач), например без затрат на множественные зубчатые венцы крупногабаритного зубчатого колеса. Проще говоря, изобретение обеспечивает здесь дополнительную степень свободы (оформления), которая может использоваться для реализации разных передаточных отношений.

Уступ разделительного шва герметизирован далее с использованием уплотнительного элемента, который имеет, в основном, соответствующую уступу разделительного шва форму.

Это значит, что уплотнительный элемент, в основном, подходит по своей форме к контуру уступа разделительного шва или следует контуру разделительного шва в зоне его уступа/места перехода.

При этом под выражением «в основном, соответствующую форму» следует понимать, что уплотнительный элемент может иметь небольшие или узкие краевые зоны, которые выдаются за форму уступа разделительного шва, однако по сравнению с формой уступа разделительного шва являются второстепенными, например узкие краевые зоны, предусмотренные для свинчивания с корпусом или его элементами.

Это значит, что наружный размер уплотнительного элемента немного больше формы уступа разделительного шва.

Проще говоря, уступ разделительного шва выполнен, например, в виде прямолинейно проходящей вертикальной или наклоненной к вертикали ступени, так что герметизирующий уступ разделительного шва уплотнительный элемент в соответствии с прямым вертикальным или прямым наклонным контуром уступа разделительного шва может быть выполнен в виде стержня или бруса («уплотнительный брус»).

Уступ разделительного шва выполнен, например, дугообразным, так что герметизирующий уступ разделительного шва уплотнительный элемент в соответствии с дугообразным контуром уступа разделительного шва может быть выполнен соответственно дугообразным.

В основу изобретения положена идея, заключающаяся в том, что форма уплотнительного элемента, в частности его наружный размер, воздействует или ограничивает возможное минимальное расстояние между расположенными в разделительном шве с обеих сторон его уступа валами-шестернями или между расположенными на концах валов-шестерен, направляющими течение деталями (спиральными корпусами) – так соответственно корпуса или их устанавливаемость и гибкость при реализуемых передаточных отношениях.

Если, согласно изобретению форма или наружный размер уплотнительного элемента, в основном, соответствует форме уступа разделительного шва, то минимизируется соблюдаемое при соответствующих высотах уступа разделительного шва (горизонтальное) минимальное расстояние между двумя валами-шестернями или расположенными на их концах, направляющими течение деталями (спиральными корпусами).

Также большие или почти произвольно большие вертикальные уступы разделительных швов или вертикальные ступени могут быть таким образом реализованы в разделительных швах разъемных корпусов редукторов. Число устанавливаемых редукторных компрессоров или флюидных машин с такими корпусами повышается; в соответствующих редукторах может быть реализовано больше передаточных отношений.

Кроме того, также для эффективной и долговременной работы размещаемого в разъемном корпусе редуктора большое значение имеет герметизация разделительного шва, в частности масляная герметизация, например в случае реализованной в корпусе смазки из масляного поддона, что простым, недорогим и эффективным образом может быть реализовано как раз за счет предложенного уплотнительного элемента.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены также в зависимых пунктах формулы и касаются разъемного корпуса и флюидной машины.

Согласно одному особенно предпочтительному варианту предусмотрено, что уступ разделительного шва выполнен в виде прямолинейно проходящей вертикальной ступени. Иначе говоря, первый и второй элементы корпуса имеют каждый соответствующую друг другу и образующую уступ разделительного шва вертикальную ступень.

Такие ступени в элементах корпуса могут отливаться, например, соответствующими способами литья из стали и/или (дополнительно) обрабатываться в случае стальных деталей.

Уплотнительный элемент в соответствии с прямым вертикальным или прямым наклонным контуром уступа разделительного шва может быть выполнен в виде стержня или бруса («уплотнительный брус»). Такой уплотнительный брус в случае его вертикального расположения в соответствии с выполненным в виде ступени уступом разделительного шва имеет в горизонтальном направлении крайне компактную конструкцию, благодаря чему потребность в конструктивном пространстве в этом направлении минимальная.

Согласно другому варианту предусмотрено, что уплотнительный элемент изготовлен из металла, в частности алюминия.

Далее, согласно одному варианту может быть предусмотрено, что уплотнительный элемент расположен над уступом разделительного шва, в частности свинчен с элементами корпуса и/или заглублен в уступе разделительного шва.

Изготовление места посадки уплотнительного элемента на корпусе редуктора или уступе разделительного шва осуществляется предпочтительно при растачивании гнезд или мест посадки подшипников (для валов-шестерен) и не требует никакой дополнительной операции обработки. За счет заглубленного расположения уплотнительного элемента он не представляет собой препятствия для примыкающих деталей; устройство для спиральной настройки остается монтируемым.

Согласно одному предпочтительному варианту предусмотрено, что уплотнительный элемент полностью закрывает уступ разделительного шва.

Согласно другому варианту предусмотрено, что уплотнительный элемент имеет, по меньшей мере, одну, открытую с одной стороны выемку (открытое место посадки винта), при использовании которой он свинчен с одним из элементов корпуса.

Согласно одному особенно предпочтительному варианту предусмотрено, что уплотнительный элемент имеет две открытые с одной стороны выемки (два открытых места посадки винтов), при использовании которых он свинчивается с элементами корпуса. При этом далее также предпочтительно, если два открытых места посадки винтов расположены на противоположных концах уплотнительного элемента.

Если, например, уступ разделительного шва выполнен в виде вертикальной ступени в разделительном шве между двумя элементами корпуса и герметизирован соответственно вертикально смонтированным уплотнительным брусом, который имеет на своих (противоположных) концах эти два открытых места посадки винтов для резьбового соединения с верхним и нижним элементами корпуса, то можно предотвратить повреждение во время демонтажа элемента корпуса при случайно еще смонтированном уплотнительном брусе.

Если корпус находится под внутренним давлением, то далее могут быть предусмотрены несколько резьбовых соединений, например (при необходимости, огибающих) в краевой зоне уплотнительного элемента или уплотнительного бруса, и/или дополнительно к резьбовым соединениям посредством двух открытых мест посадки винтов на концах уплотнительного элемента, для уплотнительного элемента или уплотнительного бруса с элементами корпуса.

Далее, согласно одному варианту может быть также предусмотрено, что на уплотнительном элементе расположено уплотнительное средство, в частности кольцо круглого сечения (или несколько колец круглого сечения) или шнур круглого сечения.

Для этого уплотнительный элемент может иметь продолжение, на котором расположен или располагается уплотнительный элемент. Это значит, что на продолжение может быть надето/надевается, например, кольцо круглого сечения или могут быть надеты/могут надеваться кольца круглого сечения или вокруг продолжения может быть намотан/наматывается, например, шнур круглого сечения.

Если тогда, как предусмотрено в одном особенно предпочтительном варианте, имеющий это уплотнительное средство уплотнительный элемент расположен в осевых, выполненных на элементах корпуса в зоне уступа разделительного шва гнездах («место посадки уплотнительного элемента») или свинчивается, например, аксиально с корпусом/с его элементами, то уплотнительное средство является здесь аксиально герметизирующим, в результате чего можно отказаться от припасовки для центрирования уплотнительного элемента в корпусе.

Кроме того, этот уплотнительный элемент с этим (аксиально прилегающим) уплотнительным средством имеет то преимущество, что направление герметизации действует против зажимного усилия резьбового соединения деталей. Независимо от расположения уплотнительного средства на уплотнительном элементе выполнение и монтаж резьбового соединения деталей также остаются незатронутыми.

В другом предпочтительном варианте редуктор размещен в разъемном корпусе, причем, по меньшей мере, два вала-шестерни размещены в разделительном шве с обеих сторон его уступа или места перехода, в частности с обеих сторон образующего уступ разделительного шва ступени, или в гнездах, например гнездах подшипников или подшипниковых вкладышах.

Чтобы находиться в зацеплении с крупногабаритным зубчатым колесом, делительные окружности обоих валов-шестерен касаются делительную окружность крупногабаритного зубчатого колеса, однако на разной горизонтальной высоте, т.е. средние положения валов-шестерен лежат в разных горизонтальных плоскостях.

При этом предпочтительно в качестве варианта может быть предусмотрено, что, по меньшей мере, одна ось (вращения) из обеих осей (вращения), по меньшей мере, двух валов-шестерен расположена над осью (вращения) крупногабаритного зубчатого колеса в разъемном корпусе. Особенно предпочтительно может быть также предусмотрено, что обе оси (вращения), по меньшей мере, двух валов-шестерен расположены над осью (вращения) крупногабаритного зубчатого колеса. За счет этого в распоряжении имеется больше конструктивного пространства под осью (вращения) крупногабаритного зубчатого колеса, например для дополнительных валов-шестерен, находящихся в зацеплении с крупногабаритным зубчатым колесом или с дополнительным крупногабаритным зубчатым колесом, связанным или находящимся в зацеплении, в частности, с названным крупногабаритным зубчатым колесом.

Согласно одному предпочтительному варианту первый и второй элементы корпуса соштифтованы между собой (центрирование) и/или свинчены между собой. Элементы корпуса могут быть изготовлены из металла, в частности стали.

Далее может быть предпочтительно предусмотрено, что разъемный корпус содержит третий элемент, который соединен с первым или вторым элементом корпуса посредством дополнительного разделительного шва. Так, например, первый элемент корпуса может представлять собой верхний короб, второй – крышку, а третий – нижний короб разъемного корпуса.

Также может быть предусмотрено, что на разъемном корпусе могут быть смонтированы дополнительные «надстройки», например расположенные снаружи, направляющие течение детали, такие как спиральные корпуса и/или спиральные присоединения.

В другом предпочтительном варианте редуктор содержит, по меньшей мере, два дополнительных вала-шестерни, находящихся в зацеплении с крупногабаритным зубчатым колесом или дополнительным крупногабаритным зубчатым колесом. Особенно предпочтительно здесь может быть предусмотрено, что крупногабаритное зубчатое колесо или дополнительное крупногабаритное зубчатое колесо и, по меньшей мере, два дополнительных вала-шестерни расположены в дополнительном разделительном шве.

Далее может быть предусмотрено, что первый и второй элементы корпуса могут представлять собой верхний короб и крышку разделительного шва корпуса редуктора и/или первый и второй элементы корпуса ориентированы и/или центрированы по отношению друг к другу посредством вертикально смещенных по отношению друг к другу поверхностей образующей уступ разделительного шва ступени.

Согласно одному предпочтительному варианту редуктор представляет собой редуктор флюидной или лопаточной машины, например турбины, тубокомпрессора, многоступенчатого редукторного компрессора или насоса.

Это значит, что, иначе говоря, такая флюидная или лопаточная машина содержит разъемный корпус и размещенный в нем редуктор с крупногабаритным зубчатым колесом и, по меньшей мере, двумя находящимися в зацеплении с ним валами-шестернями, причем, по меньшей мере, два вала-шестерни размещены в гнездах на элементах корпуса в разделительном шве.

В одном особенно предпочтительном варианте разъемный корпус является частью многоступенчатой редукторной компрессорной установки, содержащей восемь ступеней (четыре вала-шестерни) с радиально стекающими рабочими колесами и спиральными корпусами. Герметизация компрессорных ступеней относительно окружающего пространства может осуществляться посредством угольных колец. Приводом в редукторной компрессорной установке может служить электродвигатель.

Разъемный корпус содержит нижний короб, верхний короб и крышку. Нижний и верхний короба соединены неразделенным горизонтальным разделительным швом. Верхний короб и крышка соединены ступенчатым разделительным швом, который герметизирован уплотнительным элементом или уплотнительным брусом.

Как в ступенчатом первом разделительном шве, так и в неразделенном горизонтальном втором разделительном шве расположены по два вала-шестерни, снабженных на свободных концах рабочими турбоколесами.

Кроме того, в неразделенном горизонтальном втором разделительном шве и между обоими расположенными там валами-шестернями расположен также вал крупногабаритного зубчатого колеса.

Приведенное описание предпочтительных примеров осуществления изобретения содержит многочисленные признаки, которые в отдельных зависимых пунктах формулы отображены, будучи объединены частично в несколько. Однако специалист будет рассматривать эти признаки целесообразно также по отдельности и объединять в целесообразные другие комбинации.

Описанные выше свойства, признаки и преимущества этого изобретения, а также то, как они достигаются, становятся более ясными и однозначно понимаемыми в связи с нижеследующим описанием одного или нескольких примеров осуществления изобретения, который/которые более подробно поясняется/поясняются со ссылкой на чертежи.

Однако изобретение не ограничено приведенной в примере или примерах его осуществления комбинацией признаков, также не в отношении функциональных признаков. Так, для этого подходящие признаки каждого примера осуществления могут быть рассмотрены также изолированно, исключены из одного примера осуществления или включены в другой пример осуществления для его дополнения.

Функционально/конструктивно одинаковые или идентичные элементы или компоненты обозначены в примерах осуществления изобретения и на чертежах одинаковыми ссылочными позициями.

На чертежах представлено:

фиг. 1 - вид спереди содержащего крышку и верхний короб разделенного корпуса для редуктора многоступенчатого редукторного компрессора;

фиг. 2 - вид сбоку содержащего крышку и верхний короб разделенного корпуса для редуктора многоступенчатого редукторного компрессора;

фиг. 3 - разрез по линии В-В из фиг. 1;

фиг. 4 - разрез по линии А-А из фиг. 1;

фиг. 5 - вид сзади уплотнительного бруса для герметизации уступа разделительного шва между крышкой и верхним коробом разделенного корпуса для редуктора многоступенчатого редукторного компрессора из фиг. 1 и 2;

фиг. 6 - вид сбоку в разрезе уплотнительного бруса для герметизации уступа разделительного шва между крышкой и верхним коробом разделенного корпуса для редуктора многоступенчатого редукторного компрессора из фиг. 1 и 2;

фиг. 7 - вид спереди уплотнительного бруса для герметизации уступа разделительного шва между крышкой и верхним коробом разделенного корпуса для редуктора многоступенчатого редукторного компрессора из фиг. 1 и 2;

фиг. 8 - пространственное изображение содержащего крышку и верхний короб разделенного корпуса для редуктора многоступенчатого редукторного компрессора из фиг. 1 и 2.

Пример осуществления: уплотнительный брус для ступенчатого разделительного шва на разделенном корпусе редуктора многоступенчатого редукторного компрессора.

На фиг. 1 и 2 (вид спереди и вид сбоку) и на фиг. 8 (пространственный вид) изображены верхний короб 2 и крышка 3 разделенного корпуса 1 редуктора 100 многоступенчатого редукторного компрессора, предусмотренного для разложения воздуха.

Корпус 1 содержит крышку 3, верхний короб 2 и нижний короб 6 (не показан), все преимущественно из стали. Крышка 3 и верхний короб 2 соединены между собой первым ступенчатым горизонтальным разделительным швом 4; верхний 2 и нижний 6 коробка соединены между собой вторым горизонтальным неступенчатым разделительным швом 7.

Многоступенчатый редукторный компрессор состоит из восьми (компрессорных) ступеней, которые реализованы размещенным в корпусе 1 редуктором 100 с четырьмя находящимися в зацеплении с крупногабаритным зубчатым колесом 101 валами-шестернями 10, 11, 20, 21. На их свободных концах расположены рабочие турбоколеса, которые размещены в расположенных снаружи по отношению к корпусу 1 спиральных корпусах (направляющие течение детали, не показаны).

Все четыре вала-шестерни 10, 11, 20, 21 расположены вокруг крупногабаритного зубчатого колеса 101 и посредством зубчатых венцов находятся в зацеплении с ним. При этом первый 10 и второй 11 валы-шестерни (ступени 5-8) расположены над крупногабаритным зубчатым колесом 101; третий 20 и четвертый 21 валы-шестерни (ступени 1-4) расположены на высоте крупногабаритного зубчатого колеса 101. Чтобы обеспечить эффективное зацепление валов-шестерен 10, 11, 20, 21, они расположены в отношении своего расстояния до крупногабаритного зубчатого колеса 101 таким образом, что делительные окружности валов-шестерен 10, 11, 20, 21 касаются делительной окружности крупногабаритного зубчатого колеса 101.

Привод крупногабаритного зубчатого колеса 101 или его вала осуществляется посредством электродвигателя (не показан). Герметизация компрессорных ступеней от корпуса 1 осуществляется посредством угольных колец.

Как показано на фиг. 1, 2, 8, верхний короб 2 имеет на своей нижней стороне, которая вместе с верхней стороной нижнего короба 6 образует второй неступенчатый горизонтальный разделительный шов 7, гнезда 44, 45, т.е. места посадки 44, 45, для вала крупногабаритного зубчатого колеса 101 (ось вращения вала или его среднее положение 17), а также для третьего 20 и четвертого 21 валов-шестерен (оси 16 вращения дополнительных валов-шестерен 20, 21). При этом все три вала 20, 21, (101) лежат в одной горизонтальной плоскости согласно второму неступенчатому горизонтальному разделительному шву 7.

Как видно далее на фиг. 1, 2, 8, верхний короб 2 имеет на своей верхней стороне, которая вместе с нижней стороной крышки 3 образует первый ступенчатый разделительный шов 4, гнезда 40, 42, т.е. места посадки 40, 42 валов/подшипников, для первого 10 и второго 11 валов-шестерен. Соответствующие гнезда 41, 43 или места посадки 41, 43 валов/подшипников для первого 10 и второго 11 валов-шестерен также предусмотрены на нижней стороне крышки 3.

Первый ступенчатый разделительный шов 4 имеет расположенный по отношению к продольной протяженности корпуса 1 приблизительно в его середине уступ 5 высотой около 220 мм. Этот уступ 5 образован соответствующими ступенями 8 как в верхнем коробе 2 корпуса 1, так и соответственно в его крышке 3.

За счет этого первый 10 и второй 11 валы-шестерни расположены, правда, над крупногабаритным зубчатым колесом 101 и сообща в первом ступенчатом разделительном шве 4, что благоприятно, с точки зрения монтажных расходов. Однако первый 10 и второй 11 валы-шестерни расположены больше не в одной горизонтальной плоскости, а в соответствии с выполненной ступенью 8 в разных горизонтальных плоскостях 12, 13 или на разных высотах. Делительные окружности первого 10 и второго 11 валов-шестерен и крупногабаритного зубчатого колеса 101 соприкасаются больше.

Чтобы обеспечить ориентацию верхнего короба 2 и крышки 3, вертикальные поверхности 9 ступеней смещены по отношению друг к другу. Как показано на фиг. 2 и 8, верхний короб 2 и крышка 3 соштифтованы 33 центрирующими штифтами и свинчены 32. Также нижний и верхний короба соштифтованы 33 и свинчены 32.

Герметизация ступенчатого разделительного шва 4 посредством уплотнительного бруса 30 с кольцом 31 круглого сечения (фиг. 1. 3, 4, 5-8).

Смазка расположенного в корпусе 1 редуктора 100 осуществляется посредством смазки из масляного поддона, причем масляная герметизация первого ступенчатого разделительного шва 4, в частности его уступа 5 или ступеней 8 в верхнем коробе 2 и крышке 3, приобретает центральное значение.

Как показано, в частности, на фиг. 1 и на фиг. 3, 4 подробно и в разрезах (А-А, В-В), а также на фиг. 5-7 подробно, корпус 1 предусматривает использование уплотнительного элемента 30, т.е. уплотнительного бруса 30.

Как показано на фиг. 1 и, в частности, на фиг. 5-7, уплотнительный брус 30 представляет собой стержнеобразную деталь, здесь длиной около 280 мм и шириной около 40 мм, которая соответствует форме уступа 5 или соответствует форме уступа 5 по своему наружному размеру.

Как показано на фиг. 1 и, в частности, на фиг. 5-7, на своих обоих концах (верхнем и нижнем) уплотнительный брус 30 имеет открытые места посадки 34, 35 винтов, посредством которых он свинчивается 32 с крышкой 3 (здесь верхнее открытое или открытое вверху место посадки 34) и верхним коробом 2 (здесь нижнее открытое или открытое внизу место посадки 35).

Как показано на фиг. 3-5, для герметизации уступа 5 разделительного шва на уплотнительном брусе 30 расположено уплотнительное средство 31, т.е. в этом случае (обеспечивающее уплотняющее действие) кольцо круглого сечения.

Как показано, в частности, на фиг. 3, 5, 6, уплотнительный брус 30 имеет для этого расположенное посередине, продолговатое осевое продолжение 36 длиной около 210 мм и шириной 15 мм, на которое надето или надевается кольцо 31 круглого сечения.

Как показано, в частности, на фиг. 1, 3, 4, этот уплотнительный брус 30 с надетым на продолжение 36 кольцом 31 круглого сечения привинчивается 32 снаружи утопленно через ступень 5 разделительного шва, причем он полностью закрывает ступень 5 разделительного шва (здесь продолжение 36 входит в разделительный шов 4 в зоне его ступени 5).

Как показано на фиг. 3 и 4, для этого на элементах 2, 3 корпуса или на верхнем коробе 2 и крышке 3 расположены гнезда 37 (на верхнем коробе 2) и 38 (на крышке 3), т.е. место посадки 37 уплотнительного бруса (на верхнем коробе 2) и место посадки 38 уплотнительного бруса (на крышке 3), в виде осевых отступов 37, 38 на верхнем коробе 2 и крышке 3, к которым (своими краевыми зонами) прилегает уплотнительный брус 30, как показано, в частности, на фиг. 3 и 4 (а также на фиг. 5 и 6).

Изготовление утопленного места посадки или мест посадки 37, 38 уплотнительного бруса на корпусе 1 или на верхнем коробе 2 и крышке 3 осуществляется при растачивании гнезд 40-43 или мест посадки 40-43 подшипников для первого 10 и второго 11 валов-шестерен и не требует никакой дополнительной операции обработки.

Благодаря своей стержнеобразной, соответствующей уступу 5 разделительного шва форме (горизонтально компактной при вертикальном расположении) и (за счет этого также полностью) утопленному расположению уплотнительного бруса 30 на элементах 2, 3 корпуса он не представляет собой препятствия для примыкающих (направляющие течение (деталей); спиральные корпуса и устройство для спиральной настройки остаются монтируемыми, а уплотнительный брус 30 крайне компактен в горизонтальном направлении, в результате чего потребность в конструктивном пространстве или его ограничение в этом направлении минимальные.

Как показано, в частности, на фиг. 1, 3, 4, если кольцо 31 круглого сечения уплотнительного бруса 30 аксиально прилегает в осевых, выполненных на элементах 2, 3 корпуса или на верхнем коробе 2 и на крышке 3 в зоне уступа 5 разделительного шва местах посадки 37, 38 уплотнительного бруса или осевых отступах 37, 38 или аксиально привинчивается к элементам 2, 3 корпуса или верхнему коробу 2 (через верхнее открытое или открытое вверху) место посадки 34 винта (на верхнем коробе 2) и к крышке 3 (через нижнее открытое или открытое внизу) место посадки 35 винта (на верхнем коробе 2), то уплотнительный брус 30 здесь является аксиально уплотняющим, благодаря чему можно отказаться от припасовки для центрирования уплотнительного бруса 30 в элементах 2, 3 корпуса.

За счет открытых вверху и внизу мест посадки 34, 35 винтов на уплотнительном брусе 30 исключено повреждение при демонтаже крышки 3 – при случайно еще смонтированном уплотнительном брусе 30.

Этот уплотнительный брус 30 с этим (аксиально прилегающим) кольцом 31 круглого сечения имеет, кроме того, то преимущество, что уплотняющее направление действует против зажимного усилия частичного свинчивания. Независимо от расположения уплотнительного средства, т.е. кольца 31 круглого сечения, на уплотнительном брусе 30 выполнение и монтаж свинчивания 32, 33 разделительного шва остаются без изменений.

1. Разъемный корпус (1) для размещаемого в нем редуктора (100), в частности редуктора флюидной машины, содержащий крупногабаритное зубчатое колесо (101) и, по меньшей мере, два находящихся в зацеплении с ним вала-шестерни (10, 11), причем разъемный корпус (1) содержит, по меньшей мере, один первый элемент (2) и соединенный с ним посредством разделительного шва (4) второй элемент (3), а, по меньшей мере, два вала-шестерни (10, 11) выполнены с возможностью размещения в гнездах (40, 41, 42, 43) на элементах (2, 3) корпуса в разделительном шве (4), причем разделительный шов (4) имеет уступ (5), который образует два разных горизонтальных уровня (12, 13) в разделительном шве (4) и расположен между гнездом (40, 41, 42, 43), по меньшей мере, для двух валов-шестерен (10, 11), причем уступ (5) разделительного шва герметизирован с использованием уплотнительного элемента (30), отличающийся тем, что уплотнительный элемент (30) имеет, в основном, соответствующую уступу (5) разделительного шва форму, при этом уплотнительный элемент (30) выполнен в виде уплотнительного бруса (30).

2. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительный брус (30) выполнен стержнеобразным.

3. Корпус по п. 1 или 2, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (30) выполнен из металла, в частности алюминия.

4. Корпус по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (30) свинчен посредством уступа (5) разделительного шва с элементами (2, 3) корпуса и/или утоплен в уступе (5) разделительного шва, в частности полностью закрывает уступ (5) разделительного шва.

5. Корпус по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (30) имеет открытую с одной стороны выемку (34 или 35), при использовании которой уплотнительный элемент (30) с одним из элементов (2, 3) корпуса, имеет, в частности, две открытые с одной стороны выемки (34, 35), при использовании которых уплотнительный элемент (30) выполнен с возможностью свинчивания с элементами (2, 3) корпуса.

6. Корпус по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что на уплотнительном элементе (30) расположено уплотнительное средство (31), в частности кольцо (31) круглого сечения или шнур круглого сечения, причем, в частности, уплотнительное средство (31) аксиально прилегает в осевых гнездах (37, 38), выполненных на элементах (2, 3) корпуса в зоне уступа (5) разделительного шва.

7. Корпус по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (30) имеет продолжение (36), на котором расположено уплотнительное средство (31), в частности на которое надето кольцо (31) круглого сечения или вокруг которого намотан шнур (31) круглого сечения.

8. Корпус по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что его первый и второй элементы (2, 3) имеют соответствующую друг другу и образующую уступ (5) разделительного шва ступень (8).

9. Корпус по п. 8, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна ось (вращения) (14, 15) из обеих осей (вращения) (14, 15), по меньшей мере, двух валов-шестерен (10, 11) расположена над осью (вращения) (17) крупногабаритного зубчатого колеса (101), в частности обе оси (вращения) (14, 15), по меньшей мере, двух валов-шестерен (10, 11) расположены над осью (вращения) (17) крупногабаритного зубчатого колеса (101).

10. Корпус по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что его первый и второй элементы (2, 3) соштифтованы и/или свинчены между собой.

11. Корпус по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что редуктор (100) размещен в разъемном корпусе (1), причем, по меньшей мере, два вала-шестерни (10, 11) размещены в гнездах (40, 41, 42, 43) на элементах (2, 3) корпуса в разделительном шве (4).

12. Корпус по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что его первый и второй элементы (2, 3) представляют собой верхний короб и крышку разделительного шва корпуса (1) и/или первый и второй элементы (2, 3) ориентированы и/или центрированы по отношению друг к другу посредством вертикально смещенных по отношению друг к другу поверхностей (9) образующей уступ (5) разделительного шва ступени (8).

13. Корпус по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что он содержит третий элемент (6), соединенный с первым элементом (2) или вторым элементом (3) корпуса посредством дополнительного разделительного шва (7), в частности, причем первый элемент (2) корпуса представляет собой верхний короб, второй элемент (3) корпуса – крышку, а третий элемент (6) корпуса – нижний короб.

14. Корпус по п. 13, отличающийся тем, что редуктор (100) содержит, по меньшей мере, два дополнительных, находящихся в зацеплении с крупногабаритным зубчатым колесом (101) или дополнительным крупногабаритным зубчатым колесом вала-шестерни (20, 21), в частности, причем крупногабаритное зубчатое колесо (101) или дополнительное крупногабаритное зубчатое колесо и, по меньшей мере, два дополнительных вала-шестерни (20, 21) расположены в дополнительном разделительном шве (7).

15. Флюидная машина, в частности турбина, турбокомпрессор, многоступенчатый редукторный компрессор или насос, содержащая разъемный корпус (1), по меньшей мере, по любому из пп. 1-14, и размещенный в нем редуктор (100) с крупногабаритным зубчатым колесом (101) и, по меньшей мере, двумя находящимися в зацеплении с ним валами-шестернями (10, 11), причем, по меньшей мере, два вала-шестерни (10, 11) размещены в гнездах на элементах корпуса в разделительном шве (4).



 

Похожие патенты:

Описан компрессорный блок (25), содержащий, по меньшей мере, первый двигатель, приводящий во вращение по меньшей мере одно рабочее колесо (4) ступени сжатия, диффузор (23), расположенный на выходе из рабочего колеса (4) и предназначенный для центробежного направления газов, выходящих из рабочего колеса (4), и центростремительный направляющий аппарат (24), расположенный ниже по потоку от диффузора (23).

Изобретение относится к узлу с торцевой крышкой (COV) корпуса (CAS) турбомашины (ТМ), в частности для турбомашины (ТМ) горшкообразной конструкции, причем узел содержит, по меньшей мере, крышку (COV) и дополнительный корпус (CAS2).

Изобретение касается ротора (1) компрессора, имеющего вал-шестерню (2), включающий в себя несколько расположенных в осевом направлении сегментов (3, 4, 5), и имеющего составное уплотнение (6), уплотняющее вал-шестерню (2).

Предложены системы и способы поддержания заданного перепада давления между охлаждающим маслом (110) электрического двигателя (102) и технологической газовой рабочей текучей средой (108) компрессора (104), аксиально присоединенного к электрическому двигателю (102).

Блок радиального нагнетателя для сжатия газа, содержащий несколько ступеней нагнетателя, причем каждая ступень нагнетателя имеет лопастное колесо с рабочими лопастями и, если смотреть в направлении потока подлежащего сжатию газа, расположенный ниже по течению от лопастного колеса проточный канал с диффузорным участком, поворотным участком и возвратным участком с направляющими лопастями.

Узел (10) турбокомпрессора разделен вдоль оси (12) ротора (11) на три секции (13, 18, 22): опорную (13), (18) двигателя и (22) компрессора. Опорная секция (13) имеет по меньшей мере один активный магнитный подшипник (14) для опоры ротора (11).

Изобретение относится к компрессорной технике и может быть использовано в качестве агрегата для сжатия различных газов во многих отраслях промышленности, например в качестве газоперекачивающего агрегата на линейных компрессорных станциях.

Изобретение относится к области компрессоростроения, преимущественно к герметичным осевым и центробежным компрессорам со встроенным высокооборотным электроприводом без смазки в опорах ротора.

Изобретение относится к компрессорному блоку (1), в частности для подводной эксплуатации. .

Изобретение относится к области насосостроения, технике очистки газов, теплообменной технике и может быть использовано в различных технологических процессах. .

Изобретение относится к разъемному корпусу для редуктора, в частности для редуктора флюидной машины, например редукторного компрессора, а также к флюидной машине с таким разъемным корпусом. Предусмотренный для размещения в разъемном корпусе редуктор содержит крупногабаритное зубчатое колесо и, по меньшей мере, два находящихся в зацеплении с ним вала-шестерни. Разъемный корпус включает в себя, по меньшей мере, один первый элемент и соединенный с ним посредством разделительного шва второй элемент, причем, по меньшей мере, два вала-шестерни размещаются в разделительном шве. Последний имеет уступ, который герметизирован при использовании уплотнительного элемента, имеющего, в основном, соответствующую уступу разделительного шва форму. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх