DE2531500A1

DE2531500A1 - Verdichterstator mit einteiligem gehaeuse

Info

Publication number: DE2531500A1
Application number: DE19752531500
Authority: DE
Inventors: Bernard Heurteux
Original assignee: Shur Lok International SA
Current assignee: Shur Lok International SA
Priority date: 1974-08-21
Filing date: 1975-07-15
Publication date: 1976-03-04
Also published as: FR2282550A1; FR2282550B1; US4014627A; DE2531500B2; CA1035282A; DE2531500C3; IT1041252B; SU1087087A3; GB1501289A

Description

Patentanwalt DIPL.-ING.BERTHOLD SCHMID

7000 STUTTGART 1 · FALBENHENNENSTRASSE 17 · FERNSPRECHER (0711) 608893

UKSEK ZIICHBN

SHUR-LX)K INTERNATIOXAL S.A.

Verdichterstator mit einteiligem Gehäuse

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verdichterstator, der besonders für Xuklearverdichter bestimmt ist und speziell befaßt sich die Erfindung mit Verdichterstatoren von der Art, die ein einteiliges Gehäuse mit einem inneren Rotationsraum und wenigstens einer Stufe von Schaufeln aufweisen, von denen jede mit einem festen, in der Wandung dieses Hohlraumes befestigten Sockel versehen ist.

Verdichterstatoren dei" vorgenannten Art haben den Vorteil, keine Stoßfuge zu haben, weil das Gehäuse aus einem Stück gefertigt ist, was jegliche Gefahr der Unrundheit beim Erwärmen vermeidet.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, einen Stator der vorgenannten Art vorzuschlagen, der eine Anbringung sowie eine schnelle und haltbare Befestigung der Schaufeln in dem Gehäuse erlaubt.

609810/057Λ

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Verdichterstator der vorgenannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, cai? eine Ringnut vorgesehen ist, die für jede Stufe einen in radialer Richtung inneren Abschnitt von begrenzter Länge in der Wandung des Gehäusehohlraums bildet und die mit dem Äußeren des Gehäuses über wenigstens ein radiales Fenster von ausreichender Größe, um einen Schaufelsockel hindurchtreten zu lassen, in Verbindung steht, wobei die Sockel spielfrei in der Ringnut untergebracht sind und radial auf deren innerem Absatz anliegen, und daß eine Kette sämtliche Sockel umgibt und sich dabei radial an jedem abstützt.

Weitergehende Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die ein die Erfindung nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel angibt und in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen erfolgt, von denen:

Fig. 1 eine Ansicht eines axialen Schnittes eines mit einem erfindungsgemäßen Stator versehenen Verdichters ist,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht eines Verdichterstators im Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des gleichen Stators im Schnitt entlang der gekrümmten Linie 3-3 von Fig. 2, mit einer Teilanordnung,

Fig. 4 zeigt eine Leitschaufel des Stators,

609810/0574

2 b 3 t 5 O Ü

Fig. 5 eine Teilansicht eines Schnittes entlang der Linie 5-5 von Fig. 3 und

Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht, die die Lage verschiedener Teile des Stators während der !Montage zeigte

Der in Fig. 1 dargestellte Verdichter umfaßt im wesentlichen einen Stator S mit der Achse X-X und einen Rotor R mit gleicher Achse, der sich im Inneren des Stators dreht. Die Welle 1 des Rotors R mit im wesentlichen kegelstumpfförmiger Gestalt ist in einem strömungsgünstig geformten Endlager 2 drehbar befestigt, das an einem der Enden des Stators S durch ebenfalls strömungsgünstig geformte radiale Arme 3 getragen wird. Die Rotorwelle 1 trägt eine bestimmte Anzahl von Profilschaufeln 4, die mehrere Gruppen bilden, die jeweils in einer zu der Achse X-X rechtwinkligen Ebene angeordnet sind, wobei jede dieser Gruppen eine Stufe 5 beweglicher Schaufeln bildet.

Der Stator S umfaßt ein Gehäuse 6, das einen inneren Hohlraum 7 aufweist, in dem der Rotor R untergebracht ist und dessen Wandung 8 zylindrisch, mit kreisrundem Querschnitt ausgebildet ist. Die profilierten, festen Leitschaufeln 9, die sich nach innen in den Hohlraum 7 bis in die Nähe des Rotors R erstrecken, sind an der Wandung 8 des Gehäuses 6 befestigt. Diese festen Leitschaufeln 9 sind ebenfalls in Stufen 10 angeordnet, die in ihrer Gesamtheit in einer zu der Achse X-X rechtwinkligen Ebene stehen. Die Stufen 10 der festen Leitschaufeln wechseln sich mit den Stufen 5 der beweglichen Schaufeln entlang der Achse X-X ab; jeweils eine Stufe 10 und eine Stufe 5 bilden eine Kompressorstufe.

609810/ϋ57Λ

2S3150Ü

Auf Höhe jeder Stufe 10 der festen Leitschaufeln ist das Gehäuse G mit einer umlaufenden Nut 11 versehen, die in der Wandung 8 des Hohlraums 7 eingebracht ist. Diese Nut 11 zeigt in der Ansicht des Längsschnittes (Fig. 1,5 und 6) drei aufeinanderfolgende Abschnitte von unterschiedlicher Weite: einen engen Abschnitt 12, in radialer Richtung der am weitesten innen liegende, der in das Innere des Hohlraums 7 mündet, einen mittleren Abschnitt 13 von größerer Weite, und endlich einen Abschnitt 14 mit einer zwischen den beiden vorausgegangenen Abschnitten liegenden Weite, der in radialer Richtung am weitesten außen liegt. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, steht der Einschnitt 11 mit dem Äußeren des Gehäuses 6 über ein oder mehrere Fenster 15 in Verbindung, das im Querschnitt die Form eines Parallelogramms hat und dessen axiale Abmessung, d.h. parallel zu der Achse X-X, derjenigen des außen liegenden Abschnittes 14 der Nut 11 entspricht. Zur Vereinfachung der Beschreibung sei angenommen, daß ein einziges Fenster 15 für jede Stufe vorgesehen ist.

Eine Statorschaufel 9 (Fig. 4) besteht aus einem profilierten Schaufelblatt 16, der mit seinem einen Ende an einem Sockel 17 befestigt ist. Letzterer hat die allgemeine Form eines Parallelflachs geringer Höhe, dessen große Seiten 18 leicht gekrümmt sind, wobei der Krümmungsradius der auf der Seite des Schaufelflügels 16 gelegenen Fläche 18 demjenigen der Wandung 8 des Gehäuseinnenraumes 7 entspricht.

Die beiden kleinen Seitenteile der Fläche 8 des Parallelflachs, die von dem Schaufelflügel 16 abgewandt sind, sind jeweils mit einem Ansatz 19 versehen, der im Querschnitt rechtwinklig ist und sich

- 5 -609810/0574

2S315QU

über die gesamte Länge dieser Seiten erstreckt. Die Ansätze 19 verlängern die große Abmessung in der Ebene des Parallelflachs,um dem Sockel 17 eine größere Abmessung über alles zu geben, in einer Ebene die genau mit der axialen Abmessung des Abschnittes 14 der Nut 11 korrespondiert und in gleicher Weise mit der axialen Abmessung des Fensters 15. Die Ansätze 19 legen in gleicher Weise mit den entsprechenden Flächen 20 des Parallelflachs, die einen Abstand voneinander haben, der der Breite des inneren Abschnittes 12 der Ringnut 11 entspricht, eine Schulter 21 fest, deren Form komplementär zu der durch die inneren Abschnitte 12 und 13 der Nut 11 gegebenen Schulter 22 ist. Die Absätze 19 überkragen die Fläche 18 des Parallelflachs, die von dem Schaufelblatt 16 abgewandt ist, derart, daß sich ein Sockel 17 ergibt, der im Querschnitt entlang seiner großen Achse U-förmig gestaltet ist. Schließlich ist jeder Ansatz 19 ungefähr in der Mitte seiner dem Schaufelblatt 16 abgewandten Seite mit einem Einschnitt 23 geringer Tiefe von ungefähr rechtwinkligem Querschnitt versehen, mit gleicher Achsebene wie der Sockel 17 und in Längsrichiung gewölbter Basis (Fig. δ und 6).

Bei zusammengebautem Stator S liegen die Sockel 17 in der Nut 11 dicht nebeneinander. Die Schultern 22 dieser Nut 11 und die Schultern 21 des Sockels 17 wirken derart zusammen, daß jede der Leitschaufeln in axialer Richtung festgelegt ist. Die in radialer Richtung außen an den Ansätzen 19 befindlichen Außenseite steht mit der Wandung des außenliegenden Abschnitts 14 der Ringnut 11 in Verbindung (Fig. 5 und 6).

609810/Ob7

Die Leitschaufeln 9 sind in der Ringnut 11 mittels einer Befesti^ungs-» vorrichtung festgelegt, die eine Kette 24 mit einstellbarer Spannung und ein elastisches Blättchen 25 für jede Schaufel 9 umfaßt.

Die Kette 24 setzt sich aus Rollen 26 zusammen, die auf Achsen 27 beweglich gelagert sind, die mittels starrer Verbindungsglieder 28 untereinander in Verbindung stehen. Die Zahl der Rollen 26 entspricht der in einer Stufe vorhandenen Anzahl von Schaufeln.

Die Länge der Kette 24 zwischen den beiden Achsen 27a und 27b der Endrollen 26a und 26b dieser Kette (Fig. 3) übertrifft geringfügig die erforderliche Länge, um die gesamte Anordnung der in dem Einschnitt lückenlos untergebrachten Sockel 17 zu umfassen. Die beiden Enden der Kette 24 sind durch ein Spannschloß 29 verbunden, das einen Gewindestift 30 und zwei Gewindehülsen 31a und 31b umfaßt, von denen jede an einem Ende der Kette 24 befestigt ist. Sicherungsbleche 32 von geeigneter Ausführungsform, die an jedem Gewindeabschnitt des Gewindestiftes 30 angeordnet sind, erlauben die Feststellung der Anordnung mit einem zwischen den beiden Enden der Kette 24 festgelegten Abstand.

Jedes elastische Blättchen 25 hat eine langgestreckte Form mit schmalen Enden 33, so daß sie in die Einschnitte 23 eines Sockels 17 eingreifen können; ebenso weist das Blättchen einen dazwischenliegenden Abschnitt 34 auf,, mit einer leichten Einsenkung gegenüber den Enden

unter
33, dessen Breite geringfügig/derjenigen des Sockels 17 liegt (Fig. 3).

6.0 9810/0574

Die Enden 33 der Blättchen 2ο greifen unter die Schultern 35, die von den Abseimitten 13 und 14 der Ringnut 11 gebildet werden, sowie über die gekrümmte Basis des Einschnittes 23 des Sockels 17 (Fig. 5). In unbelastetem Zustand heben sich die mittleren Abschnitte 34 der Blättchen 25 geringfügig von dem Mittelteil des Sockels 17 ab (Fig. G). Demgegenüber kommt in zusammengebautem Zustand, wenn eine Rolle 26 der Kette 24 in der !Mitte dieses mittleren Abschnittes 34 aufliegt und wegen der Elastizität des Blättchens 25, dieser mittlere Abschnitt 34 auf der Außenseite des Sockels 17 zum Anliegen (Fig. 5). Der Anlagedruck hängt wohlgemerkt von der Spannung des Schlosses 29 ab, oder anders ausgedrückt, von dem Abstand der Enden der Kette Diesen kann man jedoch nach Belieben einstellen.

Um die Blättchen 25 in ihren Sitz einzuführen, ist jede Wandung des Fensters 15 quer zu der Achse X-X mit einer radialen Nut 36 versehen, die den Durchtritt der Enden 33 dieser Blättchen erlaubt. Die radialen Nuten 36 gehen in den Abschnitt 13 der Nut 11 über eine abgeschrägte Fläche 37 über (Fig. 2).

Der Zusammenbau des vorstehend beschriebenen Stators geschieht wie folgt:

In radialer Richtung wird die erste Schaufel 9 in das Fenster 15 eingeführt und so ausgerichtet, daß die Einschnitte 23 des Sockels 17 dieser Schaufel in lotrechter Stellung zu diesem Teil durch die radialen Nuten 36 verbreiterten Fensters 15 stehen. Anschließend wird in radialer

6098 1 0/057A

Richtung ein Blättchen 25 durch diesen Durchlaß eingeführt bis die Enden 33 dieses Blättchens in den entsprechenden Einschnitten 23 zu liegen kommen. Im Anschluß daran wird die durch die Schaufel 9 und das Blättchen 25 gebildete Anordnung in Richtung des Pfeiles f von Fig. 2 derart vorgeschoben, daß die Enden des Blättchens 25 mit den abgeschrägten Flächen 37 in Eingriff kommen und sich unter die Schulter 35 der Nut 11 legen, wobei sich das Blättchen 25 aufgrund seiner Eigenelastizität leicht wölbt. Die relative Lage des Bläitchens und der Schaufel entspricht dann der in Fig. 6 gezeigten. Anschließend daran wird die Anordnung in Richtung des Pfeiles f weiter verschoben, bis sie ihre endgültige Lage auf dem Kreisumfang eingenommen hat, woraufhin in entsprechender Weise eine zweite Schaufel und ein zweites Blättchen 25 eingeführt und bis zur Berührung der neuen Anordnung mit ersterer vorgeschoben wird. Anschließend werden in nämlicher Weise alle Schaufeln 9 nacheinander eingesetzt, bis der gesamte Umfang der Nut 11 mit Sockeln 17 besetzt ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Daraufhin führt man ein Ende der Kette 24 durch das Fenster 15 ein und schiebt es über den ganzen Umfang des in der Nut zwischen der in radialer Richtung äußeren Fläche des Sockels 17 und der äußeren Wandung des Gehäuses 6 freigelassenen Durchgangs hindurch.

Wenn diese Arbeit beendet ist, erscheinen die beiden Enden der Kette 24 in dem Fenster 15, und es muß nur noch der Gewindestift 30 des Spannschlosses 29 eingesetzt werden, den man fortschreitend anzieht, derart, daß der mittlere Abschnitt des Blättchens 25 gegen die Außenfläche des Sockels 17 mit der gewünschten Kraft drückt, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.

6098 10/057U

Alan erkennt, daß die Montage des Stators S bei mehreren, über den Umfang einer Schaufelstufe verteilten Fenster 15 in entsprechender Weis«.· vonstatten geht, was es ermöglicht, daß die durch diese Fenster eingeführten Schaufeln nur über einen Teil des Staiorumfangs verschoben werden müssen.

In entsprechender Abänderung kann jedes Fenster 15 nach beider. U:nfangs richtungen abgeschrägte Flächen 37 aufweisen, was zusätzlich die Strecke verkleinert, über die jede Schaufel verschoben werden muß, um an ihren endgültigen Platz zu gelangen.

- 10 -

6098 1 0/0574

Claims

- ίο -

ANSPRÜCHE

1. J Verdichterstator mit einem einteiligen Gehäuse, einem inneren Rota-

ti on s hohlraum und wenigstens einer Stufe von Schaufeln, von denen jede mit einem an der Wandung dieses Hohlraums befestigten Sockel ausgerüstet ist, dadurch gek ennz eichnet, daß eine umlaufende Ringnut (11) vorgesehexi ist, die für jede Stufe (10) einen in radialer Richtung innen gelegenen Abschnitt geringerer Weite (12) in der Wandung (8) des Hohlraums (T) des Gehäuses (6) bildet und mit dem Äußeren des Gehäuses über wenigstens ein radiales Fenster (15) mit ausreichenden Abmessungen, um einen Schaufelsockel (17) hindurchtreten zu lassen, in "Verbindung steht, wobei die Sockel in der Ringnut unter radialer Anlage an deren inneren Abschnitt in dichter Folge untergebracht sind, und daß eine Kette (24) die Anordnung der Sockel unter radialer Beaufschlagung derselben umgibt.

2. Verdichterstator gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette (24) Rollen (26) aufweist, deren Achsen (27) durch starre Verbindungsglieder (28) miteinander verbunden sind.

3. Verdichter stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Rollen (26) der Kette (24) der Schaufelzahl (9) in einer Stufe entspricht, wobei jede Rolle auf einem Sockel (17) aufliegt.

- 11 -

609810/0574

253150Ü

- li -

■4. Verdichterstator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden (26a, 26b) der Kette ι 24) durch ein Organ (29) verstellbarer Länge verbunden sind.

5. V erdichter stator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ (29) ein Spannschloß ist, das einen Gewindestift (30) aufweist, dessen mit Gewinden versehene Enden in eine mit den Enden der Kette (24) fest verbundene und mit einem Sicherungsblech '32) versehene Gewindehülse (31a, 31b) eingeschraubt ist.

G. Verdichterstator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sockel (17) im Grundriß die Gestalt eines Parallelogramms hat, das entlang beider gegenüberliegenden Ränder mit einer Überkragung (19) versehen ist, wobei die Kette (24) sich über ein zwischengeschaltetes elastisches Blättchen (25), dessen beide gegenüberliegenden Enden (33) in die Überkragungen eingreifen, auf jedem Sockel abstützt.

T. V erdichter stator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Überkragung (19) mit einem Einschnitt (23) versehen ist, der ein entsprechendes Ende (33) des Blättchens (25) aufnimmt, wobei der mittlere Teil (34) dieses Blättchens in radialer Richtung gegenüber seinen Enden einen Absatz bildet und durch die Kette (24) federnd auf das Mittelstück des Sockels (17) gedrückt wird.

- 12 -

609810/0574

2 b 3 Ί 5 O ü

8. V erdichter stator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis des Einschnittes (23) gewölbt ist.

9. Verdichterstator nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (11) und das oder die Fenster (15) die gleiche axiale Abmessung aufweisen, und daß eine umlaufende Auskehlung (13) in jeder Seitenwandung der Ringnut (11) eingebracht ist, wobei die Enden (33) des Blättchens (25) in diese Auskehlungen eingreift und wobei die radialen Nuten (36) einen Durchlaß für die Enden (33) bilden, die in die Seitenwandungen des oder jedes Fensters (15) quer zu der Achse (X-X) des Gehäuses (6) geführt werden.

10. Verdichterstator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede radiale Nut (36) über eine abgeschrägte Fläche (37) in die entsprechende Auskehlung (13) übergeht.

6ü9ö10/Üb7