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EP1933038A1 - Turbomaschinengehäuse - Google Patents

Turbomaschinengehäuse Download PDF

Info

Publication number
EP1933038A1
EP1933038A1 EP06025625A EP06025625A EP1933038A1 EP 1933038 A1 EP1933038 A1 EP 1933038A1 EP 06025625 A EP06025625 A EP 06025625A EP 06025625 A EP06025625 A EP 06025625A EP 1933038 A1 EP1933038 A1 EP 1933038A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
projection
shaft
lid
cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP06025625A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1933038B1 (de
Inventor
Peter Duenck-Kerst
Erich Muranyi
Dieter Nass
Wolfgang Zacharias
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP06025625.2A priority Critical patent/EP1933038B1/de
Publication of EP1933038A1 publication Critical patent/EP1933038A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1933038B1 publication Critical patent/EP1933038B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02—Surge control
    • F04D27/0246—Surge control by varying geometry within the pumps, e.g. by adjusting vanes
    • 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
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/083—Sealings especially adapted for elastic fluid pumps
    • 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
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • 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
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
    • 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
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/462—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/51—Inlet

Definitions

  • the invention relates to a housing with a longitudinal axis, in particular a housing of a turbomachine, in particular a turbocompressor, comprising at least two at least partially semi-cylindrical housing parts with parallel to the longitudinal axis extending cylinder axis and at least one end-side cover which extends transversely to the longitudinal axis and surface which has an opening through which a shaft extends out of the housing.
  • the invention relates to a method for mounting an aforementioned housing.
  • the pressure-tight housings are frequently under such a high load that, as a consequence of the stresses, undesired deformations can even restrict the operating ranges.
  • a housing can not be perfectly rotationally symmetrical, so that the temperature profiles in the material and the high pressures lead to asymmetrical deformations.
  • Instationary but also stationary temperature influences can in this case lead to originally round cross-sectional contours having an oval or eirige shape.
  • condensate sometimes collects in the lower half of the housing as a result of gravity, so that high thermal stresses result as a result of the cooling.
  • sealing elements of the lid can be damaged when lowering the upper housing part.
  • the problems described are of increasing difficulty with increasing size.
  • the invention has set itself the task of creating a housing which has a high degree of symmetry even at high thermal and mechanical loads or deformations.
  • the cover has at least one first projection extending radially outward from the longitudinal axis, which in the mounted state is supported by the housing interior on at least one second projection extending radially inwards to the longitudinal axis.
  • the solution according to the invention of the cover which is supported on the inside of the housing by means of a larger outside diameter has the decisive advantage that overly large fastening elements of the cover, in particular in the region of the parting line of the housing, can be dispensed with.
  • the lid only has to be fixed in its operating position and, depending on the internal pressure of the housing, lies in a sealing manner against the axial surface of the smaller diameter of the opening of the housing.
  • An additional sealing function is particularly ensured when the first projection extends in the circumferential direction over the entire circumference of the lid and the additional second projection extends in the circumferential direction along the entire circumference of the opening formed by the two housing halves.
  • the housing is a component of a turbo set, in particular turbocompressor, it makes sense to lead out the shaft if the cover has a preferably centric arrangement Has opening from which protrudes a shaft of the turbo set.
  • This shaft may be associated with driving or powered other equipment modules.
  • the cover is a carrier of a shaft seal and / or a shaft bearing.
  • the lid may also be a carrier of aTECHsleitapparates for a compressor.
  • Both shaft seal, concernssleitapparat and the shaft bearing can be formed here undivided in the circumferential direction, which in particular in terms of further saved fasteners, especially in the joint area, brings benefits and always favors a high degree of symmetry even with deformation.
  • an undivided bearing for example, an extension of the selection usable magnetic bearing, for example, encapsulated magnetic bearings can be used.
  • the lid is fixed to the housing or the two housing halves, so that it is held in its end position.
  • no screwing in the usual sense exists.
  • both the first projection and the second projection may each be formed as a sealing surface or as a seal carrier.
  • first projection on the in the direction of the second Projecting side facing has a shoulder which separates a first sealing surface of a radially outer third sealing surface and the second projection to each corresponding to the first sealing surface and the third sealing surface has a second and fourth sealing surfaces.
  • This paragraph can be advantageously designed as a gradation, wherein the larger outer diameter is disposed further inside the housing than the smaller outer diameter. This gradation is correspondingly reversed at the opening of the housing, which closes the lid to provide.
  • the two housing parts are first fastened to each other before the fixation of the lid, preferably by means of partial joint screws.
  • the lid is simultaneously formed as a carrier element for a shaft seal and / or a shaft bearing and / or a constraintsleitapparat.
  • FIG. 1 shows in a plan view a part of a first housing part 1 or lower housing part of a housing 2 on which a second, not shown, housing part or housing upper part can be placed and fastened to this.
  • the housing 2 has a total of a cylindrical shape, wherein the first housing part 1 and the second housing part are each formed semi-cylindrical.
  • the housing 2 is accordingly cylindrical in shape with a longitudinal axis 70 which extends parallel to a machine axis 71.
  • the housing 2 is separable in a part-joint plane by means of a parting line 3, so that the first housing part 1 and the second housing part can be removed from each other.
  • the housing 2 has a continuous recess 8, which can be closed by means of a cover 6, which cover has an opening 5, through which a shaft 7 is led out of the housing 2 for the transmission of forces or torques.
  • the opening 5 of the cover 6 for taking out the shaft 7 has a seal between the standing cover 6 and the rotating shaft 7 by means of a shaft seal 9 (oil separation 9a, gas seal 9b, clean gas maze 9c), which is fixed to the lid.
  • a bearing 10 for supporting the shaft 7 and an inlet guide 11 of the compressor for flow guidance are also supported on the lid 6 and fixed.
  • the cover 6 is provided on the radially outer periphery with a circumferential first projection 12 which is supported on an opposite second projection 13 of the recess 8 of the housing 2 against the internal overpressure in the housing 2.
  • the first projection 12 has a circumferentially extending first sealing surface 31 which cooperates with a circumferentially extending second sealing surface 32 on the second projection 13 on the housing 2.
  • Radially offset inwardly and axially outwardly from the first sealing surface 31 is a third sealing surface 33 on the first projection 12 of the lid 6, which is separated from the first sealing surface 31 by means of a shoulder 16 in the manner of a step 17 and with a opposite fourth sealing surface 34 on the second projection 13 of the housing 2 cooperates.
  • the first sealing surface 31 acts together with the second sealing surface 32 together as a metallic seal, while the radially slightly inwardly and axially slightly offset to the outside of the housing 2 third sealing surface 33 is provided with a groove 20 which carries an O-ring seal 21 which seals against the fourth sealing surface 34 of the housing 2.
  • the cover carries during operation the bearing 10, the shaft seal 9 and theTECHsleitapparat 11, during assembly of the cover 6 to the shaft 7 but the shaft seal and the bearing are replaced by mounting inserts that center with little play, the shaft to the lid.
  • the inlet guide is attached to the cover prior to shaft mounting. At this also a mounting insert is attached. Only by the method according to the invention, a one-piece compactsleitapparat can be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (2) mit einer Längsachse (70), insbesondere eines Turbokompressors, mit zwei halbzylindrischen Gehäuseteilen und mindestens einem stirnseitigen Deckel (6), der von einer nach außen geführten welle (7) durchdrungen ist und welcher sich quer zur Längsachse (70) flächig erstreckt. Ein Problem bei derartigen Gehäusen (2), welches insbesondere bei zunehmender Größe und hohem Innendruck auftritt, liegt in der Verformung welche durch die obligatorischen Befestigungselemente des Deckels (6) begünstig wird, da durch diese die Befestigungselemente zwischen dem ersten Gehäuseteil (1) und zweiten Gehäuseteil im Bereich der Anbindung des Deckels (6) nur unzureichend Platz finden. Die Erfindung schafft hier Abhilfe, indem der Deckel mittels eines ersten Vorsprungs (12) an einem zweiten Vorsprung (13) des Gehäuses (2) von Innen zur Anlage an dem Gehäuse (2) kommt und dementsprechend die Befestigungselemente des Deckels (6) nicht der Beanspruchung des Innendrucks ausgesetzt sind.

Description

    Gehäuse
  • Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Gehäuse mit einer Längsachse, insbesondere einem Gehäuse einer Turbomaschine, insbesondere eines Turbokompressors, umfassend mindestens zwei zumindest zum Teil halbzylindrische Gehäuseteile mit sich parallel zur Längsachse erstreckender Zylinderachse und mindestens einem stirnseitigen Deckel, welcher sich quer zur Längsachse flächig erstreckt und der eine Öffnung aufweist, durch welche sich eine Welle hindurch aus dem Gehäuse heraus erstreckt. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines vorgenannten Gehäuses.
  • Insbesondere im Bereich von Turbomaschinen, beispielsweise Turbokompressoren stehen die druckdichten Gehäuse häufig unter einer derart hohen Belastung, dass in Folge der Spannungen unerwünschte Verformungen sogar die Betriebsbereiche einschränken können. In Folge der konstruktiven Zwänge kann ein derartiges Gehäuse nicht vollkommen rotationssymmetrisch ausgebildet werden, so dass die Temperaturprofile in dem Material und die hohen Drücke zu unsymmetrischen Verformungen führen. Instationäre aber auch stationäre Temperatureinflüsse können hierbei dazu führen, dass ursprünglich runde Querschnittskonturen eine ovale oder eirige Form aufweisen. Bei Dampfturbinen beispielsweise sammelt sich in Folge der Gravitation in der unteren Gehäusehälfte bisweilen Kondensat, so dass in Folge der Abkühlung hohe Thermospannungen resultieren. Große oder kompliziert aufgebaute Maschinen besitzen außerdem häufig insbesondere aufgrund von Montageerfordernissen eine horizontale Teilfuge, die hinsichtlich der vorbeschriebenen Problematik einen Schwachpunkt darstellt. Einerseits bildet die Teilfuge in Folge der zwingend notwendigen Verbindungstechnik, die regelmäßig als Teilfugenverschraubung ausgebildet ist, eine für den insbesondere thermisch verursachten Spannungsverlauf ungünstige Materialanhäufung und andererseits besitzt die Teilfuge regelmäßig an den Stirnseiten des Gehäuses eine Unterbrechung, damit aus einer Öffnung des Gehäuses eine Welle des Turbosatzes herausgeführt werden kann. Diese Herausführungen weisen in der Regel einen Deckel auf, der an dem Gehäuse angebracht ist und mit einer entsprechenden Öffnung für die Welle versehen ist. Die Materialanhäufung verschlimmert die Inhomogenität der Temperaturverläufe und insbesondere der Spannungsverläufe, was im Bereich der Gehäuseöffnung zum Herausführen der Welle bzw. im Dichtbereich des Deckels kritische Ausmaße annimmt, da hier zusätzlich noch Dichtungen und Lager angeordnet sind. Dieses zusätzliche Bauelement muss ebenfalls hinreichend dimensioniert mit dem Gehäuse verbunden werden, so dass die Verbindungstechnik der Teilfuge und diejenige des zusätzlichen Bauelements sich gegenseitig beeinflussen.
  • In diesem Zusammenhang ist es bereits bekannt, die Wellendichtung und das Lager ungeteilt - also ohne beispielsweise horizontale Teilfuge - auszubilden, so dass für diese Bauelemente im Bereich der Teilfuge keine zusätzlichen Verbindungselemente raumgreifend erforderlich sind.
  • Die Konstruktion erfordert eine sorgfältige Montage, wobei die Welle gemeinsam mit dem in Umfangsrichtung einstückig ausgebildeten zusätzlichen Deckel (welcher im Wesentlichen ringförmig ist) in die untere Gehäusehälfte abgesenkt wird und anschließend die obere Gehäusehälfte des Gehäuses verschließend auf die untere Gehäusehälfte aufgesetzt wird. Diese zusätzlichen Bauelemente werden in der Art eines Deckels von außen mittels einer Verschraubung an dem Gehäuse druckdicht befestigt. Ein verbleibender Nachteil dieser Bauweise liegt in der Kollision der Deckelverschraubung mit der Teilfugenverschraubung für die beiden Gehäusehälften.
  • Daneben kann es von Nachteil sein, dass Dichtungselemente des Deckels beim Absenken des Gehäuseoberteils beschädigt werden können.
  • Die beschriebenen Probleme sind mit zunehmender Baugröße von steigender Schwierigkeit.
  • Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Gehäuse zu schaffen, welches auch bei hohen thermischen sowie mechanischen Belastungen bzw. Verformungen ein großes Maß der Symmetrie aufweist.
  • Hierbei soll die gegenseitige Beeinflussung der Befestigungselemente im Bereich der Teilfuge für das Gehäuse und derjenigen für den Deckel vermieden werden. Daneben soll ein Montageverfahren geschaffen werden, welches eine Beschädigung von Dichtungselementen verhindert.
  • Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der Deckel mindestens ein sich radial zur Längsachse nach außen erstreckenden ersten Vorsprung aufweist, welcher sich im montierten Zustand vom Gehäuseinneren her an mindestens einem sich radial zur Längsachse nach innen erstreckenden zweiten Vorsprung abstützt.
  • Die erfindungsgemäße Lösung des sich mittels eines größeren Außendurchmessers am Gehäuseinneren abstützenden Deckels hat den entscheidenden Vorteil, dass übermäßig groß dimensionierte Befestigungselemente des Deckels insbesondere im Bereich der Teilfuge des Gehäuses entfallen können. Der Deckel muss lediglich in seiner Betriebsposition fixiert sein und legt sich abhängig von dem Innendruck des Gehäuses insbesondere dichtend an der axialen Fläche des kleineren Durchmessers der Öffnung des Gehäuses an. Eine zusätzliche Dichtfunktion ist vor allem dann gewährleistet, wenn sich der erste Vorsprung in Umfangsrichtung über den gesamten Umfang des Deckels erstreckt und der zusätzliche zweite Vorsprung sich in Umfangsrichtung entlang des gesamten Umfangs der von den beiden Gehäusehälften gebildeten Öffnung erstreckt.
  • Ist das Gehäuse Bauteil eines Turbosatzes, insbesondere Turbokompressors ist es zur Herausführung der Welle sinnvoll, wenn der Deckel eine vorzugsweise zentrisch angeordnete Öffnung aufweist, aus welcher eine Welle des Turbosatzes herausragt. Diese Welle kann mit antreibenden oder angetriebenen anderen Anlagenmodulen in Verbindung stehen. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn der Deckel Träger einer Wellendichtung und/oder auch eines Wellenlagers ist. Daneben kann der Deckel auch Träger eines Eintrittsleitapparates für einen Kompressor sein. Sowohl Wellendichtung, Eintrittsleitapparat als auch das Wellenlager können hierbei in Umfangsrichtung ungeteilt ausgebildet sein, was insbesondere hinsichtlich weiterer eingesparter Befestigungselemente, insbesondere im Teilfugenbereich, Vorteile bringt und stets ein hohes Maß an Symmetrie auch bei Verformung begünstigt. Daneben schafft die Möglichkeit der Verwendung eines ungeteilten Lagers beispielsweise eine Erweiterung der Auswahl einsetzbarer Magnetlager, beispielsweise können gekapselte Magnetlager Verwendung finden.
  • Vorteilhaft ist der Deckel an dem Gehäuse bzw. den beiden Gehäusehälften fixiert, so dass er in seiner Endposition gehalten ist. Bevorzugt ist keine Verschraubung im üblichen Sinne vorhande.
  • Zur Abdichtung des Gehäuses gegenüber dem Deckel ist es zweckmäßig, wenn der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung gemeinsam eine Dichtung bilden. Hierbei kann sowohl der erste Vorsprung als auch der zweite Vorsprung jeweils als Dichtfläche oder als Dichtungsträger ausgebildet sein.
  • Für hohe Drücke ist es besonders zweckmäßig, wenn eine Reihenanordnung zweier Dichtungen im Dichtungsbereich zwischen Deckel und Gehäuse Anwendung finden. Hierbei können sowohl rein metallische Dichtungen als auch gesonderte Dichtelemente eingesetzt werden oder auch eine Kombination aus diesen. Besonders zweckmäßig ist vom Gehäuseinneren ausgehend zunächst eine metallische Dichtung und nachfolgend ein zusätzliches Dichtelement. Im einzelnen sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass der erste Vorsprung auf der in Richtung des zweiten Vorsprungs weisenden Seite einen Absatz aufweist, welcher eine erste Dichtfläche von einer radial weiter außen liegenden dritten Dichtfläche trennt und der zweite Vorsprung dazu jeweils korrespondierend zu der ersten Dichtfläche und der dritten Dichtfläche eine zweite und vierte Dichtflächen aufweist. Dieser Absatz kann vorteilhaft als Abstufung ausgebildet sein, wobei der größere Außendurchmesser weiter im Gehäuseinneren angeordnet ist als der kleinere Außendurchmesser. Diese Abstufung ist entsprechend umgekehrt an der Öffnung des Gehäuses, welche der Deckel verschließt, vorzusehen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage eines Gehäuses bzw. Gehäuses einer Turbomaschine sieht vor, dass
    • in einem ersten Schritt eine zumindest teilweise halbzylindrische erste Gehäusehälfte als Unterteil an dem Montageort angeordnet wird,
    • in einem zweiten Schritt eine Welle der Turbomaschine gemeinsam mit mindestens einem Deckel für eine Stirnseite des Gehäuses in das erste Gehäuseteil abgesenkt wird, wobei die Welle den Deckel in einer Öffnung des Deckels durchdringt und wobei der Deckel sich gegenüber seiner axialen Endposition bezüglich der Welle und des Gehäuses ins Gehäuseinnere versetzt befindet,
    • in einem dritten Schritt ein halbzylindrisches zweites Gehäuseteil auf das erste Gehäuseteil abgesenkt wird und
    • in einem vierten Schritt der Deckel in seine Endlage gebracht und dort an den beiden Gehäuseteilen fixiert wird.
  • Vorzugsweise werden die beiden Gehäuseteile vor der Fixierung des Deckels an diesen zunächst vorzugsweise mittels Teilfugenschrauben aneinander befestigt. Zweckmäßig ist der Deckel gleichzeitig als Trägerelement für eine Wellendichtung und/oder ein Wellenlager und/oder einen Eintrittsleitapparat ausgebildet.
  • Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Neben diesem speziellen Ausführungsbeispiel ergeben sich dem Fachmann aus der vorliegenden Erfindung zahlreiche weitere Ausführungsmöglichkeiten.
  • Es zeigt:
    • Figur 1
    eine Draufsicht auf einen Teil eines Kompressors geöffnet in der Teilfugenebene mit geschnittenem erfindungsgemäßen Deckel und Eintrittsleitapparat sowie Wellendichtung und Lager jeweils zu einer Hälfte dargestellt.
  • Figur 1 zeigt in einer Draufsicht einen Teil eines ersten Gehäuseteiles 1 bzw. Gehäuseunterteiles eines Gehäuses 2 auf welches ein zweites, nicht dargestelltes Gehäuseteil bzw. Gehäuseoberteil aufsetzbar und an diesem befestigbar ist. Das Gehäuse 2 weist insgesamt eine zylindrische Form auf, wobei das erste Gehäuseteil 1 und das zweite Gehäuseteil jeweils halbzylindrisch ausgebildet sind. Das Gehäuse 2 ist dementsprechend zylindrisch ausgebildet mit einer Längsachse 70, welche sich parallel zu einer Maschinenachse 71 erstreckt.
  • Das Gehäuse 2 ist in einer Teilfugenebene mittels einer Teilfuge 3 trennbar, so dass das erste Gehäuseteil 1 und das zweite Gehäuseteil voneinander entfernt werden können. An einer ersten Stirnseite 4 weist das Gehäuse 2 eine durchgehende Ausnehmung 8 auf, welche mittels eines Deckels 6 verschließbar ist, welcher Deckel eine Öffnung 5 aufweist, durch die eine Welle 7 aus dem Gehäuse 2 zur Übertragung von Kräften bzw. Drehmomenten herausgeführt ist. Die Öffnung 5 des Deckels 6 zur Herausführung der Welle 7 weist eine Abdichtung zwischen dem stehenden Deckel 6 und der rotierenden Welle 7 mittels einer Wellendichtung 9 (Öltrennung 9a, Gasdichtung 9b, Reingaslabyrinth 9c) auf, die an dem Deckel befestigt ist. Ein Lager 10 zur Lagerung der Welle 7 und ein Eintrittsleitapparat 11 des Kompressors zu Strömungsführung sind ebenfalls an dem Deckel 6 abgestützt und befestigt.
  • Der Deckel 6 ist am radial äußeren Umfang mit einem umlaufenden ersten Vorsprung 12 versehen, der sich an einem gegenüberliegenden zweiten Vorsprung 13 der Ausnehmung 8 des Gehäuses 2 gegen den inneren Überdruck in dem Gehäuse 2 abstützt. Der erste Vorsprung 12 weist eine sich in Umfangsrichtung erstreckende erste Dichtfläche 31 auf, die mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden zweiten Dichtfläche 32 an dem zweiten Vorsprung 13 an dem Gehäuse 2 zusammenwirkt. Radial nach innen und axial nach außen gegenüber der ersten Dichtfläche 31 versetzt befindet sich eine dritte Dichtfläche 33 an dem ersten Vorsprung 12 des Deckels 6, der von der ersten Dichtfläche 31 mittels eines Absatzes 16 in der Art einer Abstufung 17 getrennt ist und die mit einer gegenüberliegenden vierten Dichtfläche 34 an dem zweiten Vorsprung 13 des Gehäuses 2 zusammenwirkt. Die erste Dichtfläche 31 wirkt hierbei mit der zweiten Dichtfläche 32 gemeinsam als metallische Dichtung, während die radial etwas nach innen und axial etwas zum Äußeren des Gehäuses 2 versetzte dritte Dichtfläche 33 mit einer Nut 20 versehen ist, welche eine O-Ringdichtung 21 trägt, die gegen die vierte Dichtfläche 34 des Gehäuses 2 dichtet.
  • Die Montage eines erfindungsgemäßen Gehäuses 2 mit stirnseitigem Deckel 6, der im beschriebenen Ausführungsbeispiel gleichzeitig Träger eines Lagers, einer Wellendichtung und eines Eintrittleitapparates ist, erfolgt in den folgenden Schritten:
    • 1. Anordnung des ersten Gehäuseteiles 1 bzw. Gehäuseunterteiles,
    • 2. Vormontage der Welle 7, mit dem Deckel 6,
    • 2a. Absenken der vormontierten Welle mit den angebrachten Modulen.
    • 3. Aufsetzen des zweiten Gehäuseteiles des Gehäuses 2 auf das erste Gehäuseteil 1 und Fertigmontage der Verbindung der beiden Gehäuseteile,
    • 4. Axiales Verschieben des Deckels 6 gemeinsam mit den angebrachten Baugruppen in axialer Richtung der Welle 7 von dem Gehäuseinneren in Richtung des Gehäuseäußeren, bis der erste Vorsprung 12 an dem zweiten Vorsprung 13 zur dichtenden Anlage kommt und Fixierung des Deckels 6 in der Endposition.
  • Der Deckel trägt zwar während des Betriebes das Lager 10, die Wellendichtung 9 und den Eintrittsleitapparat 11, bei der Montage des Deckels 6 zur Welle 7 werden aber die Wellendichtung und die Lagerung durch Montageeinsätze ersetzt, die mit kleinem Spiel, die Welle zum Deckel zentrieren. Der Eintrittsleitapparat wird vor der Wellenmontage am Deckel befestigt. An diesem ist auch ein Montageeinsatz befestigt. Nur durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein einteiliger Eintrittsleitapparat verwendet werden.

Claims (13)

  1. Gehäuse mit einer Längsachse (70), insbesondere Gehäuse (2) einer Turbomaschine, insbesondere eines Turbokompressors, umfassend mindestens zwei zumindest zum Teil halbzylindrische Gehäuseteile (erstes Gehäuseteil (1), zweites Gehäuseteil) mit einer sich parallel zur Längsachse (70) erstreckender Zylinderachse und mindestens einem stirnseitigen Deckel (6), welcher sich quer zur Längsachse (70) flächig erstreckt, und eine von den beiden Gehäuseteilen (erstes Gehäuseteil (1), zweites Gehäuseteil) eingefasste durchgehende Ausnehmung (8) verschließt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Deckel (6), mindestens einen sich radial zur Längsachse (70) nach außen erstreckenden ersten Vorsprung (12), welcher im montierten Zustand vom Gehäuseinneren her an mindestens einem sich radial zur Längsachse (70) nach innen ersteckenden zweiten Vorsprung (13) des Gehäuses (2) abgestützt ist.
  2. Gehäuse (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel eine Öffnung (5) aufweist, durch welche eine Welle (7) aus dem Gehäuse (2) herausgeführt ist.
  3. Gehäuse (2) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich der erste Vorsprung (12) über den gesamten Umfang des Deckels (6) in Umfangsrichtung erstreckt und der zweite Vorsprung (13) sich in Umfangsrichtung entlang des gesamten Umfangs der von den beiden Gehäusehälften gebildeten durchgehenden Ausnehmung (8) erstreckt.
  4. Gehäuse (2) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Vorsprung (12) und der zweite Vorsprung (13) gemeinsam eine Dichtung bilden.
  5. Gehäuse (2) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Vorsprung (12) und der zweite Vorsprung (13) jeweils als Dichtfläche (31, 32, 33, 34) oder Dichtungsträger ausgebildet sind.
  6. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4, 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Vorsprung (12) auf der in Richtung des zweiten Vorsprungs (13) weisenden Seite einen Absatz aufweist, welcher eine sich in Umfangsrichtung erstreckende erste Dichtfläche (31) von einer radial weiter außen liegenden sich in Umfangsrichtung erstreckenden dritten Dichtfläche (33) trennt und der zweite Vorsprung (13) dazu jeweils korrespondierend eine zweite und eine vierte Dichtfläche (32, 34) aufweist.
  7. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine der Dichtflächen (31, 32, 33, 34) als Dichtungsträger ausgebildet ist.
  8. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Deckel (6) Träger einer Wellendichtung (9) ist, welche die durchgeführte Welle (7) zu der Öffnung (5) des Deckels (6) abdichtet.
  9. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Deckel (6) Träger eines Lagers (10) zur Lagerung der Welle (7) ist.
  10. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Deckel (6) an dem Gehäuse (2) fixiert ist.
  11. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Gehäuse (2) mittels einer Teilfuge (3) in einer Teilfugenebene in das erste Gehäuseteil (1) und das zweite Gehäuseteil voneinander trennbar ausgebildet sind teilbar ausgebildet ist und mittels Teilfugenschrauben die beiden Gehäuseteile miteinander verschraubbar sind.
  12. Verfahren zur Montage eines Gehäuse (2), insbesondere eines Gehäuses (2) nach mindestens einem der vorhergehende Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - in einem ersten Schritt ein erstes halbzylinderförmiges Gehäuseteil (1) angeordnet wird,
    - in einem zweiten Schritt eine Welle (7) mit einem Deckel (6), welcher von der Welle durchdrungen wird, vormontiert wird, wobei der Deckel (6) sich gegenüber seiner axialen Endposition bezogen auf die Welle (7) ins Gehäuseinnere versetzt befindet,
    - in einem dritten Schritt ein halbzylinderförmiges zweites Gehäuseteil auf das halbzylinderförmige erste Gehäuseteile (1) abgesenkt wird,
    - in einem vierten Schritt der Deckel (6) in seine axiale Endlage gebracht wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an dem Deckel (6) ein Lager (10) zur Lagerung der Welle (7) und/oder ein Eintrittleitapparat (11) vormontiert vorgesehen sind.
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