RU2551453C2 - Многоступенчатый ротор со стяжным стержнем и фланцем, закрепленным при помощи болтов, и способ сборки - Google Patents
Многоступенчатый ротор со стяжным стержнем и фланцем, закрепленным при помощи болтов, и способ сборки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2551453C2 RU2551453C2 RU2011115405/06A RU2011115405A RU2551453C2 RU 2551453 C2 RU2551453 C2 RU 2551453C2 RU 2011115405/06 A RU2011115405/06 A RU 2011115405/06A RU 2011115405 A RU2011115405 A RU 2011115405A RU 2551453 C2 RU2551453 C2 RU 2551453C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- solid
- flange
- compressor
- coupling rod
- Prior art date
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 9
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
- F04D29/284—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
- F04D17/08—Centrifugal pumps
- F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
- F04D17/12—Multi-stage pumps
- F04D17/122—Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/053—Shafts
- F04D29/054—Arrangements for joining or assembling shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
- F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/624—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49316—Impeller making
- Y10T29/4932—Turbomachine making
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49316—Impeller making
- Y10T29/4932—Turbomachine making
- Y10T29/49321—Assembling individual fluid flow interacting members, e.g., blades, vanes, buckets, on rotary support member
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Предложены ротор для компрессора и способ его сборки. Ротор содержит первую цельную цапфу, имеющую первый конец для установки в соответствующем подшипнике и второй конец, имеющий фланец для прикрепления при помощи болтов к соответствующему фланцу первого рабочего колеса компрессора; стяжной стержень для прохода через первое рабочее колесо компрессора; гайку для навинчивания на резьбовой участок первого конца стяжного стержня; и вторую цельную цапфу, имеющую первый конец для приема резьбовой части второго конца стяжного стержня и второй конец для установки в соответствующем подшипнике. Стяжной стержень не имеет контакта с первой цельной цапфой. Изобретение позволяет упростить процесс сборки и разборки компрессора и устранить утечку между сквозным болтом и ротором. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Варианты осуществления изобретения, описанные в данной заявке, относятся к способам и системам, в частности к механизмам и методам предотвращения утечки среды, сжимаемой многоступенчатым ротором, в атмосферу.
ОПИСАНИЕ УРОВНЯ ТЕХНИКИ
В нефтяной и газовой промышленности находят широкое применение турбомашины для сжатия текучей среды, преобразования электрической энергии в механическую, разжижения текучей среды и т.п. Одной из таких турбомашин является компрессор. Современные компрессоры содержат несколько ступеней (например несколько последовательно соединенных рабочих колес), которые предназначены для сжатия среды и каждая из которых осуществляет сжатие среды в определенном диапазоне давления. Для крепления рабочих колес может использоваться единый ротор (выполненный, например, в виде цельной металлической детали). Однако в усовершенствованных компрессорах используется более сложный ротор, содержащий два компонента для достижения большего коэффициента давления и создаваемого напора.
Как показано на фиг.1, такой сложный ротор 10 (описанный в патенте США №3749516, полное описание которого включено в данный документ в качестве ссылки) может содержать цапфы 12 и 14, между которыми установлено несколько рабочих колес 16, 18, 20 и 22. Для удержания рабочих колес 16, 18, 20 и 22 в плотном контакте друг с другом в цапфах 12 и 14 закреплен (ввинчен) сквозной болт 30.
Цапфа 12 прикреплена к первому рабочему колесу 16 при помощи продольного штифта 24, а цапфа 14 прикреплена к рабочему колесу 22 при помощи радиальной шпонки 33. Штифт 24 и шпонка 33 создают приводное соединение между блоком рабочих колес и цапфами 12 и 14. Сперва в цапфу 12 ввинчивают сквозной болт 30, затем на него устанавливают рабочие колеса 16, 18, 20 и 22 и в заключение цапфу 14 навинчивают на болт. Штифты 24 расположены вдоль оси ротора, а шпонки 26 - радиально относительно оси ротора. Однако поскольку для вставки шпонки 26 требуется точная центровка рабочего колеса 22 с цапфой 14, трудно выполнить стягивание ротора, т.е. присоединение рабочего колеса 22 к цапфе 14 с приложением достаточной нагрузки.
Другие известные роторы выполнены полыми для пропускания сквозного болта полностью через зону расположения подшипника и сальника, так что конец болта будет доступен снаружи ротора. Для необходимого затягивания сквозного болта один его конец ввинчен в ротор, а другой конец сообщается с отверстием в роторе. Такая конструкция создает дополнительный путь возможной утечки сжатой среды между сквозным болтом и полым ротором, что представляет потенциальную опасность, особенно если сжатая среда отличается от воздуха (например, является удушливой, токсичной, взрывоопасной или и то и другое). Возможность утечки связана с тем, что среда, сжатая компрессором, находится под высоким давлением, и часть ее может вытекать по ротору в область низкого давления. Могут быть предусмотрены уплотнительные устройства, но всегда будет существовать потенциальная опасность их выхода из строя.
Поэтому желательно создать системы и способы, которые обеспечивают для оператора машины легкий доступ к сквозному болту и в которых отсутствует утечка между сквозным болтом и ротором или другими элементами машины.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно варианту осуществления изобретения предложен ротор для компрессора, содержащий первую цельную цапфу, имеющую первый конец для установки в соответствующий подшипник и второй конец, снабженный фланцем для прикрепления при помощи болтов к соответствующему фланцу первого рабочего колеса компрессора; стяжной стержень для прохода через первое рабочее колесо компрессора, имеющий первый конец с резьбовым участком и второй конец с резьбовой частью, причем первый конец обращен ко второму концу первой цельной цапфы; гайку для навинчивания на резьбовой участок первого конца стяжного стержня и предварительной затяжки стяжного стержня и первого рабочего колеса компрессора; и вторую цельную цапфу, имеющую первый конец для приема резьбовой части второго конца стяжного стержня и второй конец для установки в соответствующем подшипнике. Стяжной стержень не имеет контакта с первой цельной цапфой.
Согласно другому варианту осуществления изобретения предложен компрессор, содержащий кожух; первый и второй подшипники, установленные на противоположных концах кожуха; первую цельную цапфу, имеющую первый конец для установки в первом подшипнике и второй конец, имеющий фланец; первое рабочее колесо, имеющее фланец для прикрепления при помощи болтов к фланцу первой цельной цапфы; второе рабочее колесо для прикрепления к первому рабочему колесу; стяжной стержень для прохода через первое и второе рабочие колеса, имеющий первый конец с резьбовым участком и второй конец с резьбовой частью, причем первый конец обращен ко второму концу первой цельной цапфы; гайку для навинчивания на резьбовой участок первого конца стяжного стержня и предварительной затяжки стяжного стержня и первого и второго рабочих колес компрессора; и вторую цельную цапфу, имеющую первый конец для приема резьбовой части второго конца стяжного стержня и второй конец для установки во втором подшипнике, причем вторая цельная цапфа прикреплена ко второму рабочему колесу. Стяжной стержень не имеет контакта с первой цельной цапфой.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения предложен способ сборки ротора компрессора, содержащего первую и вторую цельные цапфы и несколько рабочих колес. Способ включает прикрепление стяжного стержня ко второй цельной цапфе, насадку нескольких рабочих колес на стяжной стержень путем их скольжения так, что последнее рабочее колесо контактирует со второй цельной цапфой, следующее рабочее колесо контактирует с последним рабочим колесом и так далее до тех пор, пока первое рабочее колесо не будет касаться второго рабочего колеса, оставаясь открытым с одной стороны; затягивание гайки на стяжном стержне с одной стороны первого рабочего колеса для удерживания всех рабочих колес в контакте друг с другом и со второй цельной цапфой; приведение первой цельной цапфы с контакт с первым рабочим колесом так, что стяжной стержень не касается первой цельной цапфы, и прикрепление первой цельной цапфы к первому рабочему колесу путем вставки болтов во фланцы первой цельной цапфы и первого рабочего колеса.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах, приложенных к описанию, представлены один или несколько вариантов осуществления изобретения, при этом
фиг.1 схематично изображает известный ротор компрессора;
фиг.2 изображает общий вид нового ротора для компрессора, согласно варианту осуществления изобретения,
фиг.3 схематично изображает первую цельную цапфу, которая соединяется с рабочим колесом, согласно варианту осуществления изобретения,
фиг.4 схематично изображает первую цельную цапфу, которая соединяется с рабочим колесом, согласно варианту осуществления изобретения,
фиг.5 схематично изображает стяжной стержень, проходящий через несколько рабочих колес, согласно варианту осуществления изобретения,
фиг.6 схематично изображает рабочее колесо, соединенное со второй цельной цапфой, согласно варианту осуществления изобретения,
фиг.7 схематично изображает компрессор, согласно варианту осуществления изобретения и
фиг.8 изображает схему последовательных операций способа сборки компрессора, согласно варианту осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее в качестве примера описаны варианты осуществления изобретения со ссылками на чертежи, на которых одинаковыми цифровыми позициями обозначены одни и те же или аналогичные элементы. Данное подробное описание не ограничивает изобретение, объем которого определяется формулой. Для простоты представленные варианты описаны на примере конструкции многоступенчатого центробежного компрессора с использованием соответствующей терминологии. Однако эти варианты могут применяться в компрессорах других типов, турбинах, насосах и т.д.
Понятия «один вариант» или «вариант» означают, что данная особенность, конструкция или характеристика, указанная в связи с описываемым вариантом, относится по меньшей мере к одному варианту осуществления изобретения. Однако выражения «в одном варианте» или «в варианте», встречающиеся в описании, не обязательно относятся к одному и тому же варианту. Кроме того, особенности, конструкции или характеристики могут использоваться подходящим образом в одном или нескольких вариантах осуществления изобретения.
Согласно варианту осуществления изобретения ротор машины состоит из трех частей, соединенных друг с другом. Первая часть представляет собой первую цельную цапфу, вторая часть образована одним или несколькими рабочими колесами, а третья часть представляет собой вторую цельную цапфу. Между первой и второй цельными цапфами установлены одно или несколько рабочих колес. Для удерживания рабочих колес в плотном контакте друг с другом во вторую цельную цапфу ввинчен стяжной стержень, проходящий через эти колесо или колеса. На другой конец стяжного стержня навинчена гайка, путем затягивания которой достигается необходимая предварительная затяжка стяжного стержня. Первая цельная цапфа закрывает гайку и соответствующий конец стяжного стержня. Первая и вторая цельные цапфы установлены в подшипниках, обеспечивая возможность вращения ротора. Машина может представлять собой компрессор, расширитель, насос и т.д.
Согласно варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.2, компрессор 40 содержит кожух 42, в котором расположены одно или несколько рабочих колес. На чертеже показано пять рабочих колес 44, 46, 48, 50 и 52, однако их число может отличаться от пяти, а также может быть лишь одно рабочее колесо. Кроме того, эти варианты могут использоваться не только в данном компрессоре, но и в других компрессорах и машинах.
Первая цельная цапфа 60 может быть прикреплена к первому рабочему колесу 44. Интерфейс 62 между первой цельной цапфой 60 и первым рабочим колесом 44 может включать различные элементы для их соединения. Например, как показано на фиг.3, интерфейс 62 может включать фланец 64, соединенный с первой цельной цапфой 60, и фланец 66, соединенный с первым рабочим колесом 44. Фланцы 64 и 66 могут прикрепляться друг к другу. Согласно варианту осуществления изобретения фланцы 64 и 66 имеют одно или несколько отверстий 68 и 70, в которые вставлены один или несколько болтов 72. Болт 72 может иметь резьбовой участок, который ввинчивается в соответствующий резьбовой участок в отверстии 70 фланца 66. В альтернативном варианте фланец 66 может иметь канавку, выполненную так, что к концу болта 72 имеется доступ снаружи (отверстие 70 проходит через весь фланец 66). В этом случае присоединение фланца осуществляется при помощи гайки, навинчиваемой на конец болта 72. Преимущество такого варианта в том, что фланец 66 может быть выполнен без скруглений, если материал, из которого он изготовлен, не допускает такой механической обработки. Другой конец 74 болта 72 может быть полностью утоплен в отверстии 68, например, первая часть отверстия 68 может иметь больший диаметр. В альтернативном варианте конец 74 болта 72 может оставаться снаружи фланца 64.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.4, передняя поверхность 76 фланца 64 и соответствующая передняя поверхность 78 фланца 66 могут соединяться друг с другом при помощи выполненных на них зубьев, которые сцепляются друг с другом, например образуют зацепление с V-образными зубьями или торцовое зубчатое соединение (торцовое зубчатое соединение имеет торцевые шлицы, выполненные с высокой точностью, и радиальные зубья, искривленные на глубину контакта. Они используются для соединения двух или нескольких элементов для образования единого рабочего блока). Согласно другому варианту выполнения фланцы 64 и 66 соединены друг с другом только болтами 74. Согласно еще одному варианту выполнения для соединения двух фланцев могут использоваться зацепление с V-образными зубьями и болтовое соединение.
Показанные на фиг.2 рабочие колеса 44, 46, 48, 50 и 52 могут быть соединены друг с другом при помощи болтов, зацеплений с V-образными зубьями или торцовых зубчатых соединений, при помощи этих двух соединений или других известных механизмов. Эти способы соединения подходят также для соединения рабочих колес с первой и второй цапфами. Каждое рабочее колесо имеет внутреннее отверстие, сообщающееся с внутренними отверстиями соседних рабочих колес. Таким образом, как показано на фиг.5, внутри рабочих колес от 44 до 52, в их центральной части, образован канал 80, в который вставлен стяжной стержень 82. Первый конец 84 стяжного стержня 82 расположен в полости 86, образованной в первом рабочем колесе 44. На резьбовой участок 90 первого конца 84 навинчена гайка 88 до упора во внутреннюю поверхность 92 первого рабочего колеса 44. Таким образом, в одной области применения ротора стяжной стержень 82 не касается стенок канала 80, образованного рабочими колесами. Путем навинчивания гайки 88 обеспечивается необходимая затяжка стяжного стержня 82. Специалистам очевидно, что для прижатия рабочих колес друг к другу могут использоваться и другие механизмы.
Как показано на фиг.6, другой конец 94 стяжного стержня 82 ввинчен во вторую цельную цапфу 96. Как было сказано при рассмотрении фиг.5, стяжной стержень 82 может не иметь контакта со стенками канала 80. Иначе говоря, в одной области применения стяжной стержень 82 не имеет контакта ни с одним рабочим колесом машины.
Далее со ссылками на фиг.5 и 6 описана сборка рабочих колес 44-52. Сначала стяжной стержень 82 ввинчивают до конца во вторую цельную цапфу 96, т.е. до тех пор, пока его дальнейший поворот не станет невозможным. Затем на него насаживают последнюю ступень 52 до упора во вторую цельную цапфу 96 и далее одну за другой насаживают все ступени до тех пор, пока первая ступень 44 не будет находиться в положении, показанном на фиг.5. При одном применении, каждые две смежные ступени соединены при помощи зацепления с V-образными зубьями. При другом применении зацепление с V-образными зубьями используется между первой цельной цапфой 60 и первым рабочим колесом 44, а также между последней ступенью 52 и второй цельной цапфой 96.
После установки первого рабочего колеса 44 согласно фиг.5 на стяжной стержень навинчивают гайку 88 с обеспечением необходимой затяжки стяжного стержня 82. Благодаря затяжке предотвращается скольжение рабочих колес относительно друг друга при работе компрессора. Кроме того, затяжка обеспечивает вращение всех рабочих колес, через которые проходит стяжной стержень, вместе со второй цельной цапфой 96. В заключение первую цельную цапфу 60 прикрепляют к первому рабочему колесу, плотно закрывая полость 86, в которой расположен первый конец 84 стяжного стержня 82. Благодаря этому предотвращается утечка газа, сжимаемого рабочими колесами, вдоль стяжного стержня, как это происходит в известных устройствах. Таким образом, в одном варианте выполнения ротора стяжной стержень 82 полностью расположен внутри него, между первой и второй цельными цапфами 60 и 96.
Согласно варианту выполнения, показанному на фиг.7, компрессор 100 может иметь четыре рабочих колеса 44, 46, 48 и 52, первую цельную цапфу 60, вторую цельную цапфу 96 и стяжной стержень 82. Кроме того, компрессор 100 может содержать сухой сальник 102, препятствующий вытеканию текучей среды вдоль первой цельной цапфы 60, и сухой сальник 104, препятствующий вытеканию текучей среды вдоль второй цельной цапфы 96. Сухие сальники сводят к минимуму вытекание текучей среды, сжимаемой рабочими колесами компрессора, вдоль ротора. В сухие сальники может вводиться другая текучая среда под давлением, чтобы она находилась между вытекающей сжатой текучей средой и окружающей атмосферой. Согласно варианту, показанному на фиг.7, стяжной стержень 82 не доходит до сальников 102 и 104.
Согласно фиг.7 на концах первой и второй цельных цапф 60 и 96 могут быть установлены подшипники 106, 108 и 110. Например, подшипники 106 и 110 могут быть опорными, позволяющими ротору (60, 44, 46, 48, 52 и 96) вращаться, а подшипники 108 могут препятствовать осевому перемещению ротора. При одном применении ротора все подшипники и сухие сальники установлены на первой и второй цельных цапфах, а стяжной стержень находится внутри рабочих колес, но не касается их.
В такой конструкции стяжной стержень, который короче ротора, имеет достаточную прочность для передачи вращающего момента рабочим колесам и преодоления действующих по оси сил, вызванных осевым давлением рабочих колес. Радиальный зазор между рабочими колесами и стяжным стержнем намного больше радиального зазора, который имеется между цапфами, с одной стороны, и сальниками и подшипниками, с другой стороны. Тот факт, что стяжной стержень не проходит через сальники, позволяет изготовителю использовать стяжной стержень большего диаметра, чтобы можно было выполнить более сильную осевую предварительную затяжку и чтобы стяжной стержень был более прочным и лучше выдерживал вибрации. Зона сухого сальника может быть самой горячей зоной в компрессоре из-за трения сальников при наличии очень малой утечки текучей среды и из-за того, что они получают от компрессора фильтрованный, но горячий газ, чтобы избежать возможного образования конденсата. Если бы стяжной стержень проходил через сухой газовый сальник, это могло бы привести к увеличению перепада температуры между ротором в зоне сальника и стяжным стержнем и к тепловой усталости последнего.
Фиг.8 иллюстрирует способ сборки ротора компрессора, содержащего первую и вторую цельные цапфы и несколько рабочих колес, согласно варианту осуществления изобретения. Способ включает операцию 800 прикрепления стяжного стержня ко второй цельной цапфе; операцию 802 скользящей насадки рабочих колес на стяжной стержень таким образом, что последнее рабочее колесо контактирует со второй цельной цапфой, следующее рабочее колесо контактирует с последним рабочим колесом и так далее до тех пор, пока первое рабочее колесо не будет соприкасаться со вторым рабочим колесом, оставаясь открытым с одной стороны; операцию 804 затягивания гайки на стяжном стержне с одной стороны первого рабочего колеса для удерживания всех рабочих колес в контакте друг с другом и со второй цельной цапфой; операцию 806 приведения первой цельной цапфы в контакт с первым рабочим колесом так, что стяжной стержень не касается первой цельной цапфы; и операцию 808 прикрепления первой цельной цапфы к первому рабочему колесу путем вставки болтов во фланцы первой цельной цапфы и первого рабочего колеса.
Описанные варианты осуществления изобретения обеспечивают систему и способ для предотвращения утечки сжатой среды из компрессора. Эти варианты не ограничивает изобретение, которое допускает альтернативные решения, модификации и эквивалентные решения, не выходящие за пределы объема изобретения, определяемого его формулой. Кроме того, в подробном описании этих вариантов указаны многие специфические детали для лучшего понимания заявленного изобретения, однако специалистам понятно, что различные варианты могут быть реализованы без применения этих специфических деталей.
Хотя особенности и элементы рассмотренных в качестве примеров вариантов осуществления изобретения описаны в конкретных сочетаниях, каждая особенность или каждый элемент могут использоваться по отдельности или в различных сочетаниях с другими особенностями и элементами, указанными в описании, или без них.
Представленные в описании примеры, раскрывающие изобретение, позволяют специалисту в данной области осуществить его на практике, включая изготовление и использование любых устройств или систем и применение любых соответствующих способов. Объем изобретения определяется его формулой и охватывает другие варианты, очевидные специалистам.
Claims (10)
1. Ротор для компрессора, содержащий:
первую цельную цапфу, имеющую первый конец для установки в соответствующем подшипнике, и второй конец, имеющий фланец для прикрепления при помощи болтов к соответствующему фланцу первого рабочего колеса компрессора;
стяжной стержень для прохода через первое рабочее колесо компрессора, имеющий первый конец с резьбовым участком и второй конец с резьбовой частью, причем первый конец обращен ко второму концу первой цельной цапфы;
гайку для навинчивания на резьбовой участок первого конца стяжного стержня и предварительной затяжки стяжного стержня и первого рабочего колеса компрессора и
вторую цельную цапфу, имеющую первый конец для приема резьбовой части второго конца стяжного стержня и второй конец для установки в соответствующем подшипнике,
при этом стяжной стержень не имеет контакта с первой цельной цапфой.
первую цельную цапфу, имеющую первый конец для установки в соответствующем подшипнике, и второй конец, имеющий фланец для прикрепления при помощи болтов к соответствующему фланцу первого рабочего колеса компрессора;
стяжной стержень для прохода через первое рабочее колесо компрессора, имеющий первый конец с резьбовым участком и второй конец с резьбовой частью, причем первый конец обращен ко второму концу первой цельной цапфы;
гайку для навинчивания на резьбовой участок первого конца стяжного стержня и предварительной затяжки стяжного стержня и первого рабочего колеса компрессора и
вторую цельную цапфу, имеющую первый конец для приема резьбовой части второго конца стяжного стержня и второй конец для установки в соответствующем подшипнике,
при этом стяжной стержень не имеет контакта с первой цельной цапфой.
2. Ротор по п.1, в котором фланец первой цельной цапфы и соответствующий фланец первого рабочего колеса имеют зубчатый механизм, соединяющий их друг с другом.
3. Ротор по п.1, в котором первое рабочее колесо имеет полость для размещения первого конца стяжного стержня и гайки таким образом, что первый конец стяжного стержня не касается первого рабочего колеса, фланца первого рабочего колеса или первой цельной цапфы.
4. Компрессор, содержащий:
кожух;
первый и второй подшипники, установленные на противоположных концах кожуха;
первую цельную цапфу, имеющую первый конец для установки в первом подшипнике и второй конец, имеющий фланец;
первое рабочее колесо, имеющее фланец для прикрепления при помощи болтов к фланцу первой цельной цапфы;
второе рабочее колесо для прикрепления к первому рабочему колесу;
стяжной стержень для прохода через первое и второе рабочие колеса, имеющий первый конец с резьбовым участком и второй конец с резьбовой частью, причем первый конец обращен ко второму концу первой цельной цапфы;
гайку для навинчивания на резьбовой участок первого конца стяжного стержня и предварительной затяжки стяжного стержня и первого и второго рабочих колес компрессора и
вторую цельную цапфу, имеющую первый конец для приема резьбовой части второго конца стяжного стержня и второй конец для установки во втором подшипнике и прикрепленную ко второму рабочему колесу,
при этом стяжной стержень не имеет контакта с первой цельной цапфой.
кожух;
первый и второй подшипники, установленные на противоположных концах кожуха;
первую цельную цапфу, имеющую первый конец для установки в первом подшипнике и второй конец, имеющий фланец;
первое рабочее колесо, имеющее фланец для прикрепления при помощи болтов к фланцу первой цельной цапфы;
второе рабочее колесо для прикрепления к первому рабочему колесу;
стяжной стержень для прохода через первое и второе рабочие колеса, имеющий первый конец с резьбовым участком и второй конец с резьбовой частью, причем первый конец обращен ко второму концу первой цельной цапфы;
гайку для навинчивания на резьбовой участок первого конца стяжного стержня и предварительной затяжки стяжного стержня и первого и второго рабочих колес компрессора и
вторую цельную цапфу, имеющую первый конец для приема резьбовой части второго конца стяжного стержня и второй конец для установки во втором подшипнике и прикрепленную ко второму рабочему колесу,
при этом стяжной стержень не имеет контакта с первой цельной цапфой.
5. Компрессор по п.4, дополнительно содержащий:
сухой газовый сальник для предотвращения выхода сжатой среды, вытекшей из первого рабочего колеса, из кожуха наружу, причем указанный сальник расположен между первым концом и фланцем первой цельной цапфы.
сухой газовый сальник для предотвращения выхода сжатой среды, вытекшей из первого рабочего колеса, из кожуха наружу, причем указанный сальник расположен между первым концом и фланцем первой цельной цапфы.
6. Компрессор по п.4, в котором фланец первой цельной цапфы и соответствующий фланец первого рабочего колеса имеют механизм с V-образными зубьями, соединяющий их друг с другом.
7. Компрессор по п.4, в котором первое рабочее колесо имеет полость для размещения первого конца стяжного стержня и гайки таким образом, что первый конец стяжного стержня не касается первого рабочего колеса, фланца первого рабочего колеса или первой цельной цапфы.
8. Компрессор по п.4, в котором стяжной стержень образует зазор с первым и вторым рабочими колесами, но не касается их.
9. Компрессор по п.4, также содержащий:
первый сухой газовый сальник, установленный на первой цельной цапфе между первым подшипником и первым рабочим колесом, и
второй сухой газовый сальник, установленный на второй цельной цапфе между вторым подшипником и вторым рабочим колесом,
причем длина стяжного стержня меньше расстояния между первым и вторым сальниками.
первый сухой газовый сальник, установленный на первой цельной цапфе между первым подшипником и первым рабочим колесом, и
второй сухой газовый сальник, установленный на второй цельной цапфе между вторым подшипником и вторым рабочим колесом,
причем длина стяжного стержня меньше расстояния между первым и вторым сальниками.
10. Способ сборки ротора компрессора, содержащего первую и вторую цельные цапфы и несколько рабочих колес, включающий:
прикрепление стяжного стержня ко второй цельной цапфе;
насадку нескольких рабочих колес на стяжной стержень путем их скольжения так, что последнее рабочее колесо контактирует со второй цельной цапфой, следующее рабочее колесо контактирует с последним рабочим колесом и так далее до тех пор, пока первое рабочее колесо не будет соприкасаться со вторым рабочим колесом, оставаясь открытым с одной стороны;
затягивание гайки на стяжном стержне с одной стороны первого рабочего колеса для удерживания всех рабочих колес в контакте друг с другом и со второй цельной цапфой;
приведение первой цельной цапфы с контакт с первым рабочим колесом так, что стяжной стержень не касается первой цельной цапфы, и
прикрепление первой цельной цапфы к первому рабочему колесу путем вставки болтов во фланцы первой цельной цапфы и первого рабочего колеса.
прикрепление стяжного стержня ко второй цельной цапфе;
насадку нескольких рабочих колес на стяжной стержень путем их скольжения так, что последнее рабочее колесо контактирует со второй цельной цапфой, следующее рабочее колесо контактирует с последним рабочим колесом и так далее до тех пор, пока первое рабочее колесо не будет соприкасаться со вторым рабочим колесом, оставаясь открытым с одной стороны;
затягивание гайки на стяжном стержне с одной стороны первого рабочего колеса для удерживания всех рабочих колес в контакте друг с другом и со второй цельной цапфой;
приведение первой цельной цапфы с контакт с первым рабочим колесом так, что стяжной стержень не касается первой цельной цапфы, и
прикрепление первой цельной цапфы к первому рабочему колесу путем вставки болтов во фланцы первой цельной цапфы и первого рабочего колеса.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI2010A000684 | 2010-04-21 | ||
| ITMI2010A000684A IT1399904B1 (it) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | Rotore impilato con tirante e flangia imbullonata e metodo |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011115405A RU2011115405A (ru) | 2012-10-27 |
| RU2551453C2 true RU2551453C2 (ru) | 2015-05-27 |
Family
ID=43216166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011115405/06A RU2551453C2 (ru) | 2010-04-21 | 2011-04-20 | Многоступенчатый ротор со стяжным стержнем и фланцем, закрепленным при помощи болтов, и способ сборки |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8967960B2 (ru) |
| EP (1) | EP2381109B1 (ru) |
| JP (1) | JP5996845B2 (ru) |
| CN (1) | CN102235373B (ru) |
| IT (1) | IT1399904B1 (ru) |
| RU (1) | RU2551453C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2668297C1 (ru) * | 2013-12-18 | 2018-09-28 | Нуово Пиньоне СРЛ | Способ сборки набора рабочих колес с помощью стяжных стержней, рабочее колесо и турбомашина |
| RU2700846C1 (ru) * | 2015-12-16 | 2019-09-23 | Сименс Акциенгезелльшафт | Ротор для турбомашины |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2818729B1 (en) * | 2012-02-24 | 2019-07-03 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Bundle guiding device of compressor and bundle guiding method of compressor |
| EP2687678A1 (en) * | 2012-07-18 | 2014-01-22 | Siemens Aktiengesellschaft | A rotor for a radial compressor and a method for construction thereof |
| DE102012223830A1 (de) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Abdichtung eines Verdichterrotors |
| ITFI20120290A1 (it) * | 2012-12-21 | 2014-06-22 | Nuovo Pignone Srl | "multi-stage compressor and method for operating a multi-stage compressor" |
| EP2749771B1 (en) * | 2012-12-27 | 2020-04-22 | Thermodyn | Device for generating a dynamic axial thrust to balance the overall axial thrust of a radial rotating machine |
| ITFI20130118A1 (it) | 2013-05-21 | 2014-11-22 | Nuovo Pignone Srl | "compressor with a thermal shield and methods of operation" |
| FR3027070B1 (fr) * | 2014-10-09 | 2019-08-02 | Cryostar Sas | Turbomachine tournant a des vitesses elevees |
| ITUB20152497A1 (it) * | 2015-07-24 | 2017-01-24 | Nuovo Pignone Tecnologie Srl | Treno di compressione di gas di carica di etilene |
| CN111386400A (zh) * | 2017-09-27 | 2020-07-07 | 江森自控科技公司 | 无键叶轮***和方法 |
| KR102440659B1 (ko) * | 2017-11-24 | 2022-09-05 | 한화파워시스템 주식회사 | 로터 조립체 |
| CN109209641B (zh) * | 2018-10-31 | 2019-09-24 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种发动机转子组件的连接结构 |
| EP4093975A1 (en) | 2020-02-26 | 2022-11-30 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Rotor structure for a turbomachine with venting/sealing arrangement in tie bolt |
| CN115667724A (zh) * | 2020-05-14 | 2023-01-31 | 西门子能源全球有限两合公司 | 压缩机转子结构 |
| US11959485B2 (en) | 2020-05-14 | 2024-04-16 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Compressor rotor structure and method for arranging said rotor structure |
| CN115552124A (zh) * | 2020-05-14 | 2022-12-30 | 西门子能源全球有限两合公司 | 涡轮机的具有控制轴向接合处相对增长的特征的转子结构 |
| CN115803507B (zh) * | 2020-07-02 | 2024-07-19 | 西门子能源全球有限两合公司 | 具有通过连接螺栓的流动回路的压缩机转子 |
| JP7371279B2 (ja) * | 2020-07-08 | 2023-10-30 | シーメンス エナジー グローバル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | シール要素を有するコンプレッサロータ |
| US20230332614A1 (en) * | 2020-08-28 | 2023-10-19 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Compressor rotor having seal assembly within hirth coupling |
| JP2022129731A (ja) | 2021-02-25 | 2022-09-06 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 圧縮機 |
| DE102022130285A1 (de) | 2022-11-16 | 2024-05-16 | Atlas Copco Energas Gmbh | Turbomaschine und Verfahren |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3010643A (en) * | 1955-12-23 | 1961-11-28 | Bristol Siddeley Engines Ltd | Axial flow compressors |
| RU2138693C1 (ru) * | 1996-12-23 | 1999-09-27 | Маннесманн Акциенгезелльшафт | Многоступенчатый турбокомпрессор |
| RU69939U1 (ru) * | 2007-06-29 | 2008-01-10 | Открытое акционерное общество "Компрессорный комплекс" | Центробежный компрессор |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2654565A (en) * | 1946-01-15 | 1953-10-06 | Power Jets Res & Dev Ltd | Construction of rotors for compressors and like machines |
| FR937533A (fr) * | 1946-11-26 | 1948-08-19 | Cem Comp Electro Mec | Rotor de compresseur axial |
| US2650017A (en) * | 1948-11-26 | 1953-08-25 | Westinghouse Electric Corp | Gas turbine apparatus |
| US2724546A (en) * | 1951-08-03 | 1955-11-22 | Westinghouse Electric Corp | Gas turbine apparatus |
| BE534314A (ru) * | 1953-12-24 | |||
| US3184153A (en) | 1962-01-18 | 1965-05-18 | Joy Mfg Co | Rotor construction |
| GB1349170A (en) * | 1970-07-09 | 1974-03-27 | Kraftwerk Union Ag | Rotor for a gas turbine engine |
| US3749516A (en) * | 1971-10-06 | 1973-07-31 | Carrier Corp | Rotor structure for turbo machines |
| JPS5924242B2 (ja) * | 1976-03-31 | 1984-06-08 | 株式会社東芝 | タ−ビンロ−タ−構体 |
| NL7809282A (nl) * | 1977-10-17 | 1979-04-19 | Gen Electric | Koppelingsorganen voor de rotorschijven van een gas- turbine-compressor. |
| CA1326476C (en) * | 1988-09-30 | 1994-01-25 | Vaclav Kulle | Gas compressor having dry gas seals for balancing end thrust |
| JPH0330501U (ru) * | 1989-08-02 | 1991-03-26 | ||
| US5537814A (en) * | 1994-09-28 | 1996-07-23 | General Electric Company | High pressure gas generator rotor tie rod system for gas turbine engine |
| JP4007062B2 (ja) * | 2002-05-22 | 2007-11-14 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン及びガスタービン発電装置 |
| EP1577493A1 (de) * | 2004-03-17 | 2005-09-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Strömungsmaschine und Rotor für eine Strömungsmaschine |
| JP4591047B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2010-12-01 | 株式会社日立製作所 | タービンロータ及びガスタービン |
| US7452188B2 (en) * | 2005-09-26 | 2008-11-18 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Pre-stretched tie-bolt for use in a gas turbine engine and method |
-
2010
- 2010-04-21 IT ITMI2010A000684A patent/IT1399904B1/it active
-
2011
- 2011-04-14 US US13/086,730 patent/US8967960B2/en active Active
- 2011-04-15 EP EP11162747.7A patent/EP2381109B1/en active Active
- 2011-04-20 RU RU2011115405/06A patent/RU2551453C2/ru active
- 2011-04-21 JP JP2011094627A patent/JP5996845B2/ja active Active
- 2011-04-21 CN CN201110113658.XA patent/CN102235373B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3010643A (en) * | 1955-12-23 | 1961-11-28 | Bristol Siddeley Engines Ltd | Axial flow compressors |
| RU2138693C1 (ru) * | 1996-12-23 | 1999-09-27 | Маннесманн Акциенгезелльшафт | Многоступенчатый турбокомпрессор |
| RU69939U1 (ru) * | 2007-06-29 | 2008-01-10 | Открытое акционерное общество "Компрессорный комплекс" | Центробежный компрессор |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2668297C1 (ru) * | 2013-12-18 | 2018-09-28 | Нуово Пиньоне СРЛ | Способ сборки набора рабочих колес с помощью стяжных стержней, рабочее колесо и турбомашина |
| US10823179B2 (en) | 2013-12-18 | 2020-11-03 | Nuovo Pignone Srl | Method of assembling a set of impellers through tie rods impeller and turbomachine |
| RU2700846C1 (ru) * | 2015-12-16 | 2019-09-23 | Сименс Акциенгезелльшафт | Ротор для турбомашины |
| US10718212B2 (en) | 2015-12-16 | 2020-07-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor for a turbomachine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8967960B2 (en) | 2015-03-03 |
| CN102235373A (zh) | 2011-11-09 |
| US20110262284A1 (en) | 2011-10-27 |
| EP2381109A3 (en) | 2017-11-22 |
| ITMI20100684A1 (it) | 2011-10-22 |
| EP2381109B1 (en) | 2020-08-26 |
| JP2011256858A (ja) | 2011-12-22 |
| IT1399904B1 (it) | 2013-05-09 |
| EP2381109A2 (en) | 2011-10-26 |
| JP5996845B2 (ja) | 2016-09-21 |
| CN102235373B (zh) | 2015-06-24 |
| RU2011115405A (ru) | 2012-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2551453C2 (ru) | Многоступенчатый ротор со стяжным стержнем и фланцем, закрепленным при помощи болтов, и способ сборки | |
| US8191374B2 (en) | Two-shaft gas turbine | |
| CN104508244B (zh) | 用于径流式压缩机的转子及其构造方法 | |
| RU2565649C2 (ru) | Многоступенчатый компрессор, способ изготовления компрессора и ротационная установка | |
| US20150110600A1 (en) | Exhaust-gas turbocharger | |
| RU2017131761A (ru) | Многоступенчатая турбина, предпочтительно для электростанций, работающих по органическому циклу ренкина | |
| JP4485729B2 (ja) | ターボマシンで軸方向スラストを補償する装置 | |
| US11662027B2 (en) | Double seal lubricated packing gland and rotating sleeve | |
| WO2014171209A1 (ja) | 多段遠心流体機械 | |
| US20170002825A1 (en) | Balance piston with a sealing member | |
| JP6655712B2 (ja) | 回転機械 | |
| US10107289B2 (en) | Bearing insert having flattened portion and fluid machine having the same | |
| KR20230014711A (ko) | 압축기 구동 샤프트 어셈블리 및 이를 포함하는 압축기 | |
| JP6767948B2 (ja) | 油冷式２段型スクリュ圧縮機 | |
| JP6847247B2 (ja) | タービンケーシング、及び当該タービンケーシングを有するタービンを組み立てるための方法 | |
| KR100868267B1 (ko) | 터보 블로어 | |
| WO2024157931A1 (ja) | ターボ機械、多段ロータ及びその製造方法 | |
| JP4887471B2 (ja) | 複合組立式ロ−タ−を有するロ−タリ−ポンプ | |
| US20240110600A1 (en) | Adapter for torque transmission between two rotatable components | |
| KR20180096998A (ko) | 원심 압축기 | |
| JP7358660B2 (ja) | 締め付けボルト内に流動ループを有するコンプレッサ用ロータ | |
| CN212389516U (zh) | 涡旋压缩机 | |
| CA3224839A1 (en) | Compressor assembly | |
| FR3128249A1 (fr) | Assemblage d’une soufflante de turbomachine à aubes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20220426 |