具有辅助驱动器的变速传动装置和使用其的系统制造方法及图纸

技术编号:20885437 阅读:21 留言:0更新日期:2019-04-17 13:35
系统(1)包括:主驱动器(3),其配置成用于按基本上恒定的转速旋转;旋转负载(5),其配置成由主驱动器(3)驱动而旋转;控制器(12),其用于可控制地调整负载转速;变速传动装置(11),其布置于主驱动器(3)与负载(5)之间,且包括速度叠加齿轮装置(21),速度叠加齿轮装置(21)具有第一输入轴(23)、第二输入轴(25)以及输出轴(27);辅助驱动器(43;143),其机械地联接到速度叠加齿轮装置(21)的第二输入轴(25)。速度叠加齿轮装置(21)的第一输入轴(23)驱动地联接到主驱动器(3)。速度叠加齿轮装置(21)的输出轴(27)驱动地联接到旋转负载(5)。输出轴(27)的速度是主驱动器(3)的速度和辅助驱动器(43;143)的速度的组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有辅助驱动器的变速传动装置和使用其的系统
本公开的主题涉及包括从动机和驱动器的系统。更具体地,本文中公开的实施例涉及在其中恒速驱动器驱动变速旋转机(例如,诸如压缩机或压缩机组)而使其旋转的系统。
技术介绍
在若干工业应用中,存在对使用按恒定转速旋转的驱动器(诸如,电动马达)来驱动旋转负载的需要。在一些情形下,旋转负载为涡轮机(诸如,压缩机)。大型轴流式或离心式压缩机典型地在管道中用于对将沿着管道运输的气体进行加压。大型离心式或轴流式压缩机还在所谓的LNG应用中用于天然气的液化。压缩机在这样的设施中用于处理制冷剂流体,制冷剂流体在闭合循环中用于使天然气冷凝。在一些应用中,需要改变旋转负载的转速,且可在例如额定转速的大约70%与大约105%之间调节旋转负载的转速。通过将变频驱动器置于电功率分配网与电动马达之间,电动马达可按变速旋转。变频驱动器为复杂、昂贵且繁杂的构件,因为它们必须转换电动马达所需要的非常高的额定功率(powerrates)。用于驱动大型压缩机的电动马达的典型的应用可需要1兆瓦至几十兆瓦的功率。因此,存在对以下系统的需要:允许有调节由主驱动器驱动的变速负载的转速的更便利的方式。
技术实现思路
根据第一方面,为了解决现有技术的上文提到的缺陷,公开了一种系统,该系统包括:主驱动器,其配置成用于按基本上恒定的转速旋转;和旋转负载,其配置成由主驱动器驱动而旋转。该系统还包括:控制器,其用于可控制地调整负载转速;和变速传动装置,其布置于主驱动器与负载之间,且包括速度叠加(summing)齿轮装置,该速度叠加齿轮装置具有第一输入轴、第二输入轴以及输出轴。进一步提供辅助驱动器,该辅助驱动器机械地联接到速度叠加齿轮装置的第二输入轴,且配置成驱动第二输入轴而使其旋转。叠加齿轮装置的第一输入轴驱动地联接到主驱动器;并且,速度叠加齿轮装置的输出轴驱动地联接到旋转负载。输出轴的速度是主驱动器和辅助驱动器的速度的组合。在辅助驱动器上进行动作,可改变主驱动器与负载之间的传动比。以此方式,主驱动器可按恒定(即,固定)转速旋转,而负载的转速可通过控制辅助驱动器的运行而进行调节。如果主驱动器为电动马达,则可无需用于主驱动器的变频驱动器。辅助驱动器可为涡轮机(例如,涡轮膨胀机或蒸汽涡轮或蒸汽式涡轮)。在一些实施例中,旋转负载可为气体压缩机,并且,涡轮膨胀机可通过由气体压缩机处理的气体而提供功率。在又一些实施例中,辅助驱动器可为形成闭合热力学循环(例如,ORC(有机朗肯循环))的部分的涡轮机。在这样的实施例中,例如来自燃气涡轮发动机或其它低温热源的废热可有用地被用于驱动辅助驱动器。辅助驱动器可直接或间接(即,在放置形成例如定轴齿轮系的一个或多个齿轮的情况下)机械地联接到速度叠加齿轮装置的第二输入轴。第一输入轴可直接或间接(例如,经由齿轮箱)驱动地联接到主驱动器。类似地,速度叠加齿轮装置的输出轴可直接或间接(即,例如,在放置齿轮箱或其它另外的速度调整设备的情况下)机械地联接到负载。在一些实施例中,负载可为涡轮机,例如,压缩机,诸如离心式压缩机、轴流式压缩机或混合型轴流-径流式压缩机等。其它可能的旋转负载可包括往复式压缩机,其中,主驱动器使往复式压缩机的曲轴旋转。即使本文中公开的装置在系统(其中,主驱动器为电动马达)中特别有用且有利,但可改为使用其它主驱动器(诸如,燃气涡轮或蒸汽涡轮)。如本文中描述的系统适合于主驱动器是定速或恒速主机的所有情形。系统在以下情况下为有用的:只要主驱动器配置成用于按基本上恒定的转速旋转,主驱动器不仅包括约束成按恒速旋转的那些驱动器(诸如,不存在变频驱动器或其它频率转换设备的电动马达),而且还包括优选按恒速运行(例如,以便使其效率最大化)的那些驱动器。在特别地有利的实施例中,速度叠加齿轮装置包括周转齿轮系。如在本文中在其最广义的意义上理解到的,周转齿轮系为至少两个互相啮合的齿轮的装置,其中所述齿轮中的至少一个空转地(idly)支撑于旋转部件上,该旋转部件围绕所述至少两个互相啮合的齿轮中的另一个的旋转轴线旋转。在本文中公开的配置中,周转齿轮系具有至少两个自由度和至少三个啮合的齿轮,在这些齿轮中,至少一个(行星齿轮)空转地支撑于一部件(行星架)上,该部件(行星架)围绕形成齿轮系的啮合的齿轮中的另一个的固定旋转轴线旋转。根据另外的方面,在本文中公开了一种用于运行变速旋转负载的方法,该方法包括以下步骤:通过包括第一输入轴、第二输入轴以及输出轴的速度叠加齿轮装置而用恒速主驱动器驱动旋转负载,第一输入轴驱动地联接到主驱动器;通过经由辅助驱动器将辅助功率供应到第二输入轴改变旋转负载的速度,并且通过调整辅助驱动器的速度控制负载的转速。特征和实施例在下文被公开,且在所附权利要求中进一步被阐述,所附权利要求形成本描述的组成部分。上文的简要描述阐述了本专利技术的各种实施例的特征,以便可更好地理解接下来的详细描述,且以便可更好地认识到对本领域的本贡献。当然,存在本专利技术的其它特征,这些特征将在下文中被描述,且将在所附权利要求中被阐述。在这方面,在详细解释本专利技术的若干实施例之前,要理解的是,本专利技术的各种实施例在其应用上不限于构造的细节且不限于在下面的描述中阐述或在附图中图示的构件的布置。本专利技术能够有其它实施例,且能够按各种方式被实践和执行。同样地,将理解的是,本文中采用的用语和术语是出于描述的目的,且不应当被认为是限制性的。照此,本领域技术人员将认识到,本公开所基于的概念可容易地作为用于设计用于执行本专利技术的若干目的的其它结构、方法和/或系统的基础而被使用。因此,重要的是,权利要求被视为包括这样的等同结构,只要所述等同结构不背离本专利技术的实质和范围。附图说明由于当结合附图考虑时,通过参照下面的详细描述而更清楚地理解本专利技术的所公开的实施例及其许多附带优点的更全面的认识,因而将容易地获得该更全面的认识,其中:图1示意性地图示根据本公开的系统的第一实施例;图2示意性地图示根据本公开的系统的第二实施例;图3和图4图示图1和图2的系统的变速传动装置的截面图;图5示意性地图示根据本公开的系统的另外的实施例;图6和图7图示图5的系统的变速传动装置的截面图;图8图示根据图7的线VIII-VIII的截面图;图9图示组合的燃气涡轮/ORC循环的示意图,其包括联接到根据本公开的变速传动装置单元的膨胀机。具体实施方式示范性实施例的下面的详细描述参照附图。在不同附图中的相同参考标号标识相同或类似的元件。另外,附图不一定按比例绘制。而且,下面的详细描述不限制本专利技术。相反,本专利技术的范围由所附权利要求限定。整个说明书中对“一个实施例”或“实施例”或“一些实施例”的引用意味着,结合实施例而描述的具体特征、结构或特性被包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因而,在整个说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”或“在一些实施例中”不一定指相同的(一个或多个)实施例。此外,具体特征、结构或特性可以任何适合的方式组合在一个或多个实施例中。现在参照图1,在实施例中,系统1包括主驱动器3和旋转负载5。在图1的示范性实施例中,旋转负载5包括两个旋转机5A和5B。旋转机5A、5B之一或两者可包括压缩机,例如离心式压缩机或轴流式压缩机、或往复式压缩机、或它们的组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统(1),包括:主驱动器(3),其配置成用于按基本上恒定的转速旋转;旋转负载(5),其配置成由所述主驱动器(3)驱动成旋转;控制器(12),其用于可控制地调整负载转速;变速传动装置(11),其布置于所述主驱动器(3)与所述负载(5)之间,且包括速度叠加齿轮装置(21),所述速度叠加齿轮装置(21)具有第一输入轴(23)、第二输入轴(25)以及输出轴(27);辅助驱动器(243;143),其机械地联接到所述速度叠加齿轮装置(21)的所述第二输入轴(25),且配置成使所述第二输入轴(25)旋转;其中,所述辅助驱动器包括发电涡轮机(143;243);其中,所述速度叠加齿轮装置(21)的所述第一输入轴(23)驱动地联接到所述主驱动器(3);并且其中,所述速度叠加齿轮装置(21)的所述输出轴(27)驱动地联接到所述旋转负载(5);所述输出轴(27)的速度是所述主驱动器(3)的速度和所述辅助驱动器(243;143)的速度的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.08 IT 1020160000716441.一种系统(1),包括:主驱动器(3),其配置成用于按基本上恒定的转速旋转;旋转负载(5),其配置成由所述主驱动器(3)驱动成旋转;控制器(12),其用于可控制地调整负载转速;变速传动装置(11),其布置于所述主驱动器(3)与所述负载(5)之间,且包括速度叠加齿轮装置(21),所述速度叠加齿轮装置(21)具有第一输入轴(23)、第二输入轴(25)以及输出轴(27);辅助驱动器(243;143),其机械地联接到所述速度叠加齿轮装置(21)的所述第二输入轴(25),且配置成使所述第二输入轴(25)旋转;其中,所述辅助驱动器包括发电涡轮机(143;243);其中,所述速度叠加齿轮装置(21)的所述第一输入轴(23)驱动地联接到所述主驱动器(3);并且其中,所述速度叠加齿轮装置(21)的所述输出轴(27)驱动地联接到所述旋转负载(5);所述输出轴(27)的速度是所述主驱动器(3)的速度和所述辅助驱动器(243;143)的速度的组合。2.根据权利要求1所述的系统(1),其中,所述速度叠加齿轮装置(21)包括周转齿轮系。3.根据权利要求2所述的系统(1),其中,所述周转齿轮系包括中心齿轮(39)、环形齿轮(31)、支撑于行星架(33)上的至少一个行星齿轮(35)。4.根据权利要求3所述的系统(1),其中,所述辅助驱动器(43;143)驱动地联接到所述环形齿轮(31)和所述行星架(33)中的一个。5.根据权利要求3或4所述的系统(1),其中,所述主驱动器(3)驱动地联接到所述环形齿轮(31)至所述行星架(33)中的一个。6.根据权利要求3、4或5所述的系统(1),其中,所述输出轴(27...

【专利技术属性】
技术研发人员:PJ布拉德利G博卡达莫G米拉尼
申请(专利权)人:诺沃皮尼奥内技术股份有限公司
类型:发明
国别省市:意大利,IT

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