涡轮压缩的制造方法
【专利摘要】一种涡轮压缩机，具有：箱体装置；旋转支撑在所述箱体装置中的传动轮装置；多个相互轴向平行的小齿轮轴，这些小齿轮轴分别具有与所述传动轮装置旋转传动连接的小齿轮区段，其中每个小齿轮轴的两端中的至少一端都具有压缩机工作轮，所述压缩机工作轮与所述小齿轮轴旋转传动连接，且与所述箱体装置配合作用，形成所述涡轮压缩机的相应的压缩机级，且每个小齿轮轴都通过旋转轴承旋转支撑在所述箱体装置中，其中每个压缩机级都通过密封装置被密封，以防止流体流至所述小齿轮轴的小齿轮区段，所述小齿轮轴支撑着相应的压缩机工作轮。
【专利说明】涡轮压缩机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种涡轮压缩机，特别是涉及一种具有多个压缩机工作轮的多级的涡轮压缩机，这些压缩机工作轮支撑在不同的轴向平行的轴上。
【背景技术】
[0002]多级的涡轮压缩机具有多个压缩机工作轮，这些压缩机工作轮支撑在不同的轴向平行的轴上，这种多级的涡轮压缩机在现有技术中已知为齿轮式压缩机(Getriebekompressor)。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于，提出一种涡轮压缩机，尽管它有分布在多个轴向平行的轴上的多个压缩机级，但仍然结构紧凑，因而节省空间。
[0004]该目的通过根据权利要求1的涡轮压缩机来实现。从属权利要求中给出了本实用新型的改进。
[0005]根据本实用新型，多级的涡轮压缩机或齿轮式涡轮压缩机具有箱体装置、旋转支撑在该箱体装置中的传动轮装置、多个相互轴向平行的小齿轮轴，这些小齿轮轴分别具有与传动轮装置处于旋转传动连接的小齿轮区段，其中每个小齿轮轴的两端中的至少一端都具有压缩机工作轮，所述压缩机工作轮与小齿轮轴旋转传动连接，且与箱体装置配合作用，形成涡轮压缩机的相应的独立的(separat)压缩机级，且每个小齿轮轴都通过两个旋转轴承旋转支撑在箱体装置中，其中每个压缩机级都通过密封装置被密封，以防止流体流至小齿轮轴的小齿轮区段，所述小齿轮轴支撑着相应的压缩机工作轮。
[0006]根据本实用新型构造的涡轮压缩机具有多个轴向平行的小齿轮轴，这些小齿轮轴的压缩机工作轮形成多个压缩机级。所有小齿轮轴都通过传动轮装置相互旋转传动连接，由此可以使得所有小齿轮轴或压缩机级都通过唯一的旋转传动机构(Drehantrieb)被同步地旋转驱动。压缩机工作轮以悬臂安装方式仅仅设置在小齿轮轴的端部上，由此可以采用简单的方式实现使得流体轴向流至相应的压缩机级。
[0007]根据本实用新型的一个实施方式，所有压缩机级都相互连接，必要时使用中间冷却器或其它设备组件。
[0008]根据本实用新型的一个实施方式，多个小齿轮轴中的至少一个小齿轮轴在其两端分别具有压缩机工作轮，其中该小齿轮轴的两个旋转轴承设置在两个压缩机工作轮之间。
[0009]根据本实用新型的该设计，可以采用有利的方式通过一个小齿轮轴来实现两个同步地被驱动的压缩机级。
[0010]根据本实用新型的另一实施方式，在两端设有压缩机工作轮的每个小齿轮轴的小齿轮区段都设置在相应的小齿轮轴的旋转轴承之间。
[0011]采用该方式可以针对相应的小齿轮轴特别节省空间地使得旋转传动被引导到小齿轮轴上。[0012]根据本实用新型的另一实施方式，每个密封装置都设置在属于相应的压缩机级的压缩机工作轮和小齿轮轴的两个旋转轴承中的沿着轴向跟随小齿轮轴的旋转轴承之间，所述小齿轮轴支撑着相应的压缩机工作轮。
[0013]采用该方式，可以实现利用一个唯一的密封装置使得每个压缩机级的与流体压缩(Fluidkompression)非直接相关的所有组件都受到保护，以防流体进入或被施加流体。
[0014]根据本实用新型的另一实施方式，传动轮装置具有至少一个中央轴，所述中央轴可旋转地支撑在箱体装置中，且带有与中央轴旋转传动连接的中央齿轮，其中该中央齿轮与多个小齿轮轴中的至少一个小齿轮轴的小齿轮区段啮合。
[0015]因此根据本实用新型的该设计，可以使得涡轮压缩机的一个、多个或者所有小齿轮轴与中央齿轮旋转传动连接，从而能够以非常紧凑且节省空间的方式使得旋转传动引导到相应的小齿轮轴上。
[0016]根据本实用新型的一个实施方式，传动轮装置具有两个分别可旋转地支撑在箱体装置中的中央轴，其中每个中央轴都具有与其旋转传动连接的中央齿轮，其中每个中央齿轮都与多个小齿轮轴中的至少一个小齿轮轴的小齿轮区段啮合，从而每个小齿轮轴的小齿轮区段都与两个中央齿轮中的一个中央齿轮或另一个中央齿轮啮合。
[0017]根据本实用新型的该设计，可以通过两个中央轴例如实现用于涡轮压缩机的两组小齿轮轴或压缩机级的两个不同的传动级(Ubersetzungsstufe)，于是一组的小齿轮轴按照传动关系分别对应于两个中央轴中的一个中央轴。
[0018]根据本实用新型的另一实施方式，两个中央轴相互旋转传动连接。此点可以通过两个中央齿轮的直接啮合来实现，或者例如也可以通过附加的齿轮来实现。
[0019]采用本实用新型的这种设计可以确保，尽管旋转传动分配到两个中央轴上，但对于涡轮压缩机来说只需要唯一的旋转传动机构。
[0020]根据本实用新型的另一实施方式，涡轮压缩机的压缩机级为径向结构类型或半轴向结构类型，其中箱体装置针对每个压缩机工作轮都具有螺旋状壳体，所述螺旋状壳体包围压缩机工作轮，且与相应的滚动部件一起形成相应的压缩机级。换句话说，涡轮压缩机由径向结构类型的齿轮式压缩机构成。
[0021]根据本实用新型的另一实施方式，每个密封装置都可以具有迷宫式密封机构、碳环密封机构或干式气体密封机构或者这些密封类型中的两种的组合或者所有这些密封类型的组合。
[0022]由此可以可靠地避免任何过程气体从相应的压缩机级进入到齿轮区域(Getriebebereich)(小齿轮区段和传动轮装置)中，反之亦然。
[0023]根据本实用新型的另一实施方式，涡轮压缩机具有8个、9个或10个压缩机级。
[0024]根据本实用新型的该实施方式的设计方案，由此例如可以设置4个分别具有两个压缩机工作轮的小齿轮轴，可以设置5个小齿轮轴，其中的4个小齿轮轴分别具有两个压缩机工作轮，另一个具有一个压缩机工作轮，或者可以设置5个分别具有两个压缩机工作轮的小齿轮轴。当然也可以采用其它设计方案。
[0025]根据本实用新型的实施方式，多级的、优选8-10级的径向结构类型的涡轮压缩机或齿轮式压缩机具有多个小齿轮轴，这些小齿轮轴通过一个中央齿轮或两个相互啮合的中央齿轮被驱动，且分别在至少一端，但也可以在两端，具有压缩机工作轮，这些压缩机工作轮通过合适的连接机构、优选啮合机构和轴向的膨胀螺钉或热压接合机构或防护销(Scherstifte)而与小齿轮轴连接。
[0026]根据本实用新型的实施方式，这些压缩机工作轮与包围它们的部件一起形成各个压缩机级，属于所述部件的特别是有相应的螺旋状壳体和相应的滚动部件。这些压缩机级可以通过中间冷却剂或其它部件相互连接，由此实现高的最终压力和允许的最终温度，同时实现高的整体效率。
[0027]根据本实用新型的实施方式，各个压缩机级通过合适的密封机构相对于齿轮机构(Getriebe)密封。在此，优选可以使用迷宫式密封机构、碳环密封机构或干式气体密封机构或者它们的组合。一个或多个压缩机级可以设有可调节的进口导向叶栅叶片。
[0028]根据本实用新型的实施方式，小齿轮轴和中央轴支撑在形成齿轮箱体的箱体装置结构中，其中优选使用滑动轴承。
[0029]根据本实用新型的实施方式，例如对于电动机驱动来说，直接通过中央轴实现旋转传动，或者对于涡轮驱动来说，通过一个小齿轮轴的一端实现旋转传动。在后者情况下，该小齿轮轴在所述端部带有用于传递驱动涡轮的功率的联轴器。
[0030]根据本实用新型的实施方式，压缩机工作轮通过啮合机构利用膨胀螺钉或热压配合机构或形状配合的销连接机构而与小齿轮轴连接。
[0031]根据本实用新型的实施方式,压缩机工作轮的轴向推力(Axialschub)通过推力环(Druckkamm)从小齿轮轴传递到一个或多个中央齿轮,其中除了径向轴承外,轮轴还设有轴向轴承，或者设有组合的轴向/径向轴承。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]下面借助优选的实施方式并对照附图详细说明本实用新型。
[0033]图1是根据本实用新型的实施方式的涡轮压缩机的示意性的立体图；
[0034]图2是图1的涡轮压缩机的示意性的剖视图；
[0035]图3含有图3A和3B，它们是根据本实用新型的实施方式的涡轮压缩机的示意性的剖视图或示意性的正视图；
[0036]图4含有图4A和4B，它们是根据本实用新型的实施方式的涡轮压缩机的示意性的剖视图或示意性的正视图。
[0037]附图标记列表
[0038]I涡轮压缩机
[0039]I'涡轮压缩机
[0040]I "涡轮压缩机
[0041]2压缩机级
[0042]10箱体装置
[0043]11旋转轴承
[0044]12旋转轴承
[0045]13螺旋状壳体
[0046]14箱体装置
[0047]20传动轮装置[0048]30小齿轮轴
[0049]30;小齿轮轴
[0050]30"小齿轮轴
[0051]31小齿轮区段
[0052]31'小齿轮区段
[0053]31"小齿轮区段
[0054]40压缩机工作轮
[0055]41滚动部件
[0056]50密封装置
[0057]60中央轴
[0058]60'中央轴
[0059]60"中央轴
[0060]61中央齿轮
[0061]61"中央齿轮
[0062]61a'中央齿轮
[0063]61b'中央齿轮
[0064]70中央轴
[0065]71中央齿轮
[0066]80推力环
[0067]AR 轴向
【具体实施方式】
[0068]图1和图2为根据本实用新型的实施方式的涡轮压缩机I的示意性的立体图或示意性的剖视图。
[0069]如由图1和图2可见，涡轮压缩机I是径向结构类型的齿轮式压缩机。
[0070]涡轮压缩机I具有箱体装置10、旋转支撑在箱体装置10中的传动轮装置20和五个相互轴向平行的小齿轮轴30。
[0071]每个小齿轮轴30都具有与传动轮装置20处于旋转传动连接的小齿轮区段31。
[0072]每个小齿轮轴30都具有两个端部，在这些端部上固定有压缩机工作轮40，所述压缩机工作轮40与小齿轮轴30旋转传动连接，并与箱体装置10配合作用，形成涡轮压缩机I的相应的径向结构类型的压缩机级2。
[0073]结果，图1中所示的涡轮压缩机I具有10个独立的径向结构类型的压缩机级2。这些压缩机级2能够通过中间冷却器(未示出)相互连接，由此实现高的最终压力和允许的最终温度，同时实现高的整体效率。
[0074]如图2所示，每个小齿轮轴30都通过两个旋转轴承11旋转支撑在箱体装置10的齿轮箱体(GetriebegehSuse) 14中，其中相应的小齿轮轴30的两个旋转轴承11、Il设置在其两个压缩机工作轮40、40之间，相应的小齿轮轴30的小齿轮区段31设置在两个旋转轴承11、11之间。
[0075]另外如由图2可见，每个压缩机级2都通过密封装置50被密封，以防止流体流至小齿轮轴30的小齿轮区段31，所述小齿轮轴30支撑着相应的压缩机工作轮40。密封装置 50在此设置在属于相应的压缩机级2的压缩机工作轮40和小齿轮轴30的两个旋转轴承 11、11中的沿着轴向AR跟随小齿轮轴30的旋转轴承11之间，所述小齿轮轴30支撑着相应 的压缩机工作轮40。
[0076]根据本实用新型的未详细示出的实施方式，每个密封装置50都可以具有迷宫式 密封机构、碳环密封机构或干式气体密封机构或者这些密封类型中的两种的组合或者所有 这些密封类型的组合。
[0077]传动轮装置20具有两个中央轴60和70，这些中央轴分别通过旋转轴承12可旋转 地支撑在箱体装置10的齿轮箱体14中，其中每个中央轴60、70都具有与其旋转传动连接 的中央齿轮61或71。
[0078]图1中上方的中央轴70的中央齿轮71与图1中上方的三个小齿轮轴30的相应 的小齿轮区段31啮合，图1中下方的中央轴60的中央齿轮61与图1中下方的两个小齿 轮轴30的相应的小齿轮区段31啮合，从而每个小齿轮轴30的小齿轮区段31都与两个中 央齿轮61、71中的一个中央齿轮61或另一个中央齿轮71啮合。
[0079]同样如由图1可见，图1中上方的中央齿轮71是双齿轮，其中直径较小的齿轮区 段与图1中下方的中央齿轮61啮合，从而两个中央轴60、70相互旋转传动连接，而直径较 大的齿轮区段则与图1中上方的小齿轮轴30的小齿轮区段31啮合。
[0080]如由图1和图1可见，箱体装置10针对每个压缩机工作轮40都具有 螺旋状壳体13，所述螺旋状壳体13包围压缩机工作轮40，且与相应的滚动部件 (Einlaufeinsatz)41 (见图2) —起形成相应的压缩机级2。如图2示例性地示出，设置在图 2中右下方的压缩机级2还设有可调节的进口导向叶栅叶片（Vorleitgitterschaufel)42。 其它的压缩机级2也可以设有可调节的进口导向叶栅，或者这些压缩机级2都未设有可调 节的进口导向叶栅。
[0081]根据图1中所示的实用新型实施方式，旋转传动通过未示出的电动机直接引导 (einleiten)到图1中下方的中央轴60的一端上，其中在该端部上设有用于电动机的功率 传递的联轴器（Kupplung)(未示出)。
[0082]图3A和3B为根据本实用新型的另一实施方式的涡轮压缩机1'的示意性的剖视 图（从图3B中的箭头A的视角观察）或示意性的正视图。
[0083]根据图3A和3B的涡轮压缩机1，的结构基本与根据图1和2的涡轮压缩机的结 构相同，从而类似的部件标有相同的附图标记，但这些附图标记带有“'”，下面只说明主要 区别。
[0084]与图1和2的实施方式不同，对于根 据图3A和3B的涡轮压缩机1'而言，两个中 央齿轮61a'和61b'设置在中央轴60'上，其中图3B中左方中间的小齿轮轴30'的小齿 轮区段31'与一个中央齿轮61b'和两个其它的小齿轮轴30'、30'的小齿轮区段31'啮 合，余下的三个小齿轮轴30'的小齿轮区段31'与另一个中央齿轮61a'啮合。
[0085]图4A4和4B为根据本实用新型的另一实施方式的涡轮压缩机1"的示意性的剖视 图（从图4B中的箭头A的视角观察）或示意性的正视图。
[0086]根据图4A和4B的涡轮压缩机1"的结构基本与根据图1和2的涡轮压缩机的结 构相同，从而类似的部件标有相同的附图标记，但这些附图标记带有“"”，下面只说明主要区别。
[0087]与图1和2的实施方式不同，对于根据图4A和4B的涡轮压缩机I"而言，一个唯一的中央齿轮61"设置在一个唯一的中央轴60"上，其中所有小齿轮轴30"的小齿轮区段31"都与中央齿轮61"啮合。
【权利要求】
1.一种涡轮压缩机，具有: 箱体装置(10)； 旋转支撑在所述箱体装置(10)中的传动轮装置(20)； 多个相互轴向平行的小齿轮轴，这些小齿轮轴分别具有与所述传动轮装置(20)旋转传动连接的小齿轮区段， 其特征是， 每个小齿轮轴的两端中的至少一端都具有压缩机工作轮(40)，所述压缩机工作轮与所述小齿轮轴旋转传动连接，且与所述箱体装置(10)配合作用，形成所述涡轮压缩机的相应的压缩机级(2)，且每个小齿轮轴都通过两个旋转轴承(11)旋转支撑在所述箱体装置(10)中， 每个压缩机级(2)都通过密封装置(50)被密封，以防止流体流至所述小齿轮轴的小齿轮区段，所述小齿轮轴支撑着相应的压缩机工作轮(40)。
2.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征是，所有压缩机级(2)都相互连接。
3.如权利要求1或2所述的涡轮压缩机，其特征是，所述多个小齿轮轴中的至少一个小齿轮轴的两端分别具有压缩机工作轮(40)，该小齿轮轴的两个旋转轴承(11)设置在两个压缩机工作轮(40)之间。
4.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征是，在两端设有压缩机工作轮(40)的每个小齿轮轴的小齿轮区段都设置在相应的小 齿轮轴的旋转轴承(11)之间。
5.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征是，每个密封装置(50)都设置在属于相应的压缩机级(2)的压缩机工作轮(40)和所述小齿轮轴的两个旋转轴承(11)中的沿着轴向跟随小齿轮轴的旋转轴承(11)之间，所述小齿轮轴支撑着相应的压缩机工作轮(40)。
6.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征是，所述传动轮装置(20)具有至少一个可旋转地支撑在所述箱体装置(10)中的中央轴，所述中央轴带有与其旋转传动连接的中央齿轮，所述中央齿轮与所述多个小齿轮轴中的至少一个小齿轮轴的小齿轮区段啮合。
7.如权利要求6所述的涡轮压缩机，其特征是，所述传动轮装置(20)具有两个分别可旋转地支撑在所述箱体装置(10)中的中央轴，每个中央轴都具有与其旋转传动连接的中央齿轮，每个中央齿轮都与所述多个小齿轮轴中的至少一个小齿轮轴的小齿轮区段啮合，从而每个小齿轮轴的小齿轮区段都与两个中央齿轮中的一个中央齿轮(；61)或另一个中央齿轮(71)啮合。
8.如权利要求7所述的涡轮压缩机，其特征是，两个中央轴相互旋转传动连接。
9.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征是，所述涡轮压缩机的压缩机级(2)为径向结构类型，所述箱体装置(10)针对每个压缩机工作轮(40)都具有螺旋状壳体(13)，所述螺旋状壳体包围所述压缩机工作轮(40),且与相应的滚动部件(41) 一起形成相应的压缩机级⑵。
10.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征是，每个密封装置(50)都具有迷宫式密封机构、碳环密封机构或干式气体密封机构或者这些密封类型中的两种的组合或者所有这些密封类型的组合。
11.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征是，所述涡轮压缩机具有8个、9个或10个压缩机级(2)。
12.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征是，所述压缩机工作轮(40)通过啮合机构利用膨胀螺钉或热压配合机构或形状配合的销连接机构而与所述小齿轮轴连接。
13.如权利要求6所述的涡轮压缩机，其特征是，所述压缩机工作轮(40)的轴向推力通过推力环(80)从所述小齿轮轴传递到一个或多个中央齿轮，除了径向轴承外，轮轴还设有轴向轴承。
14.如权利要求2所述的 涡轮压缩机，其特征是，所有压缩机级(2)都使用中间冷却器相互连接。
【文档编号】F04D29/28GK203404104SQ200920291304
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2009年9月30日 优先权日:2009年9月24日
【发明者】T·米克利格克 申请人:曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司