一体化涡轮机械与轴向锁定装置制造方法及图纸

本申请描述了一种一体化涡轮机械(1)，其包括：壳体(3)；容纳在壳体(3)中的电动马达(5)和从动涡轮机械部件(7)；旋转轴(15)，其驱动地连接电动马达(5)和从动涡轮机械部件(7)；推力轴承(27)和径向轴承(21，23，25)，其旋转地支撑轴(15)；轴向锁定装置(51)，其容纳在壳体(3)内部，用于向轴(15)施加平行于轴的旋转轴线(Λ‑Λ)的推力，并且由致动器构件(57)构成，致动器构件(57)被构造成选择性地启动和/或停用轴向锁定装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一体化涡轮机械与轴向锁定装置
本公开涉及马达-压缩机单元，其包括容纳在壳体中的电动马达和由电动马达驱动的压缩机。本说明书公开的实施例具体涉及用于海底应用的马达-压缩机单元。更具体地，本说明书公开的实施例涉及包括一个或多个磁性轴承的马达-压缩机单元，磁性轴承支撑驱动轴，驱动轴连接电动马达和压缩机。
技术介绍
一体化涡轮机械是通常包括容纳在外部壳体或多个壳体中的旋转设备的旋转机械。旋转设备包括旋转地容纳在(多个)壳体中并且通常不突出到(多个)壳体外部的轴。一旦一体化涡轮机械连接到外部管道，内部旋转轴就不能从(多个)壳体的外部进入。典型的一体化涡轮机械由诸如电动马达的马达和诸如离心泵或离心式压缩机的从动涡轮机械构成，两者都容纳在一个或多个相互连接的外部壳体中。马达-压缩机单元是一体化涡轮机械的典型例子。这些单元通常包括外部壳体，其容纳通过驱动轴彼此连接的电动马达和压缩机。轴通过多个轴承旋转地支撑在壳体中。在一些应用中，具体地在海底应用中，壳体包括容纳电动马达的马达隔室和容纳压缩机的压缩机隔室。两个隔室都密封封闭，以防止海水渗透。一些海底马达-压缩机单元通常采用油润滑轴承来支撑驱动轴。最近，在这种机械中已经引入了磁性轴承或主动磁轴承，以避免由于壳体中润滑油的存在而产生的某些缺点。其它一体化涡轮机械包括水动力、水静力或混合(水静力/水动力)轴承，其使用液体或气体的流体来生成径向地或轴向地支撑旋转驱动轴的力。主动磁轴承在无机械摩擦的情况下操作，但需要连续供电。在没有电力供应或主动磁轴承的任何其它有缺陷的操作的情况下，轴需要由所谓的着陆轴承支撑，该轴承有时也称为辅助轴承、应急轴承或备用轴承。当主动磁轴承例如由于缺乏电力供应而不可操作时，着陆轴承支撑轴。着陆轴承提供机械冗余，并且需要正确地设计和加工尺寸，以防止在主动磁轴承失效的情况下损坏机器。着陆轴承还应确保在排除决定主动磁轴承暂时失效的原因后立即恢复机器运行。着陆轴承由高精度机械轴承组成，其可在轴向和径向方向上稍微预加载。滚动轴承通常用作带有主动磁轴承的旋转机械中的着陆或辅助轴承。通常，使用成对安装并且可以轴向地预加载的角接触球轴承或深沟球轴承。这些着陆轴承具有轴向和径向承载能力。海底马达-压缩机单元设计用于在海水下较大深度处操作。它们通常安装在放置在海面下几百米处的海底的模块上。即使马达-压缩机模块被小心操纵并以低速潜水，也不能避免对海底的冲击。这可能损坏着陆轴承。在其它情况下，每当涡轮机械器潜在地受到冲击时，都可能会出现类似的问题。轴向锁定装置是已知的，其适于轴向地锁定涡轮机械的转子，从而防止损坏轴承，轴承是磁轴承、水动力轴承、水静力轴承、混合轴承或滚动轴承或其组合。这些已知的轴向锁定装置需要接近涡轮机械的内部旋转轴，并且通常放置在轴端和闭合构件之间，闭合构件临时封闭壳体的小孔。一旦涡轮机械被安装例如在海底模块上，盖就被移除，并且管道通过小孔流体地连接到壳体的内部。在涡轮机械连接到管道之前，必须移除轴向锁定装置。一旦轴向锁定装置被移除，就不再有对机械轴承的防止意外冲击的保护。因此，所述布置是期望的，目的在于防止或减少由于碰撞等引起的冲击而对涡轮机械(例如，一体化涡轮机械)的轴承的损坏，所述轴承例如但不排它地为着陆轴承。
技术实现思路
根据本说明书公开的实施例，一体化涡轮机械包括容纳电动马达和从动涡轮机械部件的壳体。在本公开和所附权利要求的上下文中，壳体可由一个或多个壳体部件形成。轴通过至少一个径向轴承和一个轴向或止推轴承旋转地支撑在壳体中，其驱动地连接电动马达和从动涡轮机械部件。如通常在一体化涡轮机械中所提供的那样，轴的端部布置在壳体内，并且不能从壳体的外部进入。轴向锁定装置还被容纳在壳体的内部，并且被布置和构造成用于在平行于轴的旋转轴线的方向上向轴施加推力。轴向锁定装置由致动器构件构成，该构件被构造成选择性地启动和/或停用轴向锁定装置。因此，即使轴从壳体的外部不可接近，轴向锁定装置也可以轴向地锁定和解锁轴。因此，一体化涡轮机械可例如组装在诸如海底模块的模块上，并且连接到相应的管道。一旦一体化涡轮机械连接到管道，则无法进入内部轴。轴向锁定装置可由致动器操作，以选择性地锁定和解锁轴，例如，以防止或减少由于例如在运输或安装涡轮机械期间造成的冲击而导致的轴承损坏。在海底一体化涡轮机械，例如典型地海底马达-压缩机单元中，涡轮机械模块可被放置在海底上，且轴由轴向锁定装置轴向地锁定。从而防止了由于模块对海底的冲击而导致的轴承损坏。一旦涡轮机械模块被正确放置在海底上，致动器就可停用轴向锁定装置，以允许涡轮机械开始操作。特征及实施例在下文公开且进一步在所附权利要求书中阐述，所附权利要求书形成本说明书的组成部分。上文的简要说明阐述了本专利技术的各种实施例的特征，以便可以更好地理解以下详细描述，且便于更好地了解本专利技术对所属领域的贡献。当然，存在本专利技术的其它特征，这将在下文描述且在所附权利要求书中阐述。就此而言，在详细解释本专利技术的若干个实施例之前，应理解，本专利技术的各种实施例在其应用上不限于构造的细节，也不限于以下描述中阐述或图式中示出的组件的布置。本专利技术能够具有其它实施例且能够以各种方式实践或执行。此外，应理解，本文中所采用的措词及术语是用于描述的目的，且不应被视为是限制性的。由此，所属领域的技术人员应了解，本专利技术所基于的概念可易于用作设计用于实现本专利技术的若干个目的的其它结构、方法及/或系统的基础。因此，重要的是，在等效构造并不脱离本专利技术的精神及范围的情况下，权利要求书应被视为包括此类等效构造。附图说明通过在结合附图考虑时参考以下详细描述，将易于获得且更好理解对本专利技术的公开实施例及本专利技术的附带多个优点的更完整了解，在附图中：图1示出了根据本公开的马达-压缩机单元的示意性截面图；图2和图3分别示出了布置在马达-压缩机轴的底端处的处于非活动状态和活动状态的轴向锁定装置的放大图。具体实施方式示范性实施例的以下详细描述参考附图。不同图式中的相同参考标号标识相同或类似的元件。另外，所述图式未必按比例绘制。另外，以下详细描述并不限制本专利技术。实际上，本专利技术的范围由所附权利要求书界定。贯穿本说明书对“一个实施例”、“实施例”或“一些实施例”的提及意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在所公开主题的至少一个实施例中。因此，在贯穿本说明书的不同位置中出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”或“在一些实施例中”未必指代相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定特征、结构或特性可按任何合适方式组合。在本说明书中使用的术语“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”、“竖直”、“水平”等是指当放置在操作的最终位置时的马达-压缩机单元的取向。在下面的描述中，将具体参考涉及具有主动磁轴承和着陆轴承的海底马达-压缩机单元的实施例来描述本说明书公开的主题。然而，应当理解，本说明书公开的新颖特征也可有利地应用于其它种类的涡轮机械，具体地，在涡轮机械的旋转轴线不能从壳体的外部接近的情况下，例如就一体化涡轮机械而言，只要对轴承的防冲击保护是可取的。参看图1，马达-压缩机单元1包括容纳电动马达5和从动涡轮机械的壳体3。在一些示例性实施例中，从动涡轮机械包括气体压缩机7。电动马达5可容纳在形成于壳体3内的马达隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一体化涡轮机械(1)，包括：壳体(3)；电动马达(5)，其容纳在所述壳体(3)中；从动涡轮机械部件(7)，其容纳在所述壳体(3)中；旋转轴(15)，其驱动地连接所述电动马达(5)和所述从动涡轮机械部件(7)，所述轴(15)容纳在所述壳体(3)中并具有纵向旋转轴线(A‑A)；至少一个推力轴承(27)和至少一个径向轴承(21，23，25)，其旋转地支撑所述轴(15)；轴向锁定装置(51)，其容纳在所述壳体(3)内部，被布置和构造成用于向所述轴(15)施加平行于所述轴的旋转轴线(A‑A)的推力，并且由致动器构件(57)构成，所述致动器构件(57)被构造成选择性地启动和/或停用所述轴向锁定装置；其中所述致动器构件包括由加压流体操作的气缸‑活塞致动器(57)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.21 IT FI2015A0001151.一种一体化涡轮机械(1)，包括：壳体(3)；电动马达(5)，其容纳在所述壳体(3)中；从动涡轮机械部件(7)，其容纳在所述壳体(3)中；旋转轴(15)，其驱动地连接所述电动马达(5)和所述从动涡轮机械部件(7)，所述轴(15)容纳在所述壳体(3)中并具有纵向旋转轴线(A-A)；至少一个推力轴承(27)和至少一个径向轴承(21，23，25)，其旋转地支撑所述轴(15)；轴向锁定装置(51)，其容纳在所述壳体(3)内部，被布置和构造成用于向所述轴(15)施加平行于所述轴的旋转轴线(A-A)的推力，并且由致动器构件(57)构成，所述致动器构件(57)被构造成选择性地启动和/或停用所述轴向锁定装置；其中所述致动器构件包括由加压流体操作的气缸-活塞致动器(57)。2.根据权利要求1所述的一体化涡轮机械(1)，其中所述轴向锁定装置(51)包括由所述致动器构件(57)控制的推杆(53)，所述推杆与所述轴(15)基本上同轴。3.根据权利要求1或2所述的一体化涡轮机械(1)，其中所述致动器构件(57)布置在所述壳体(3)内部并且从所述壳体的外部被控制。4.根据权利要求1、2或3所述的一体化涡轮机械(1)，其中所述至少一个径向轴承布置在所述轴(15)的端部(15A)处或附近。5.根据前述权利要求中任一项所述的一体化涡轮机械(1)，其中所述至少一个推力轴承布置在所述轴(15)的端部(15B)处或附近。6.根据前述权利要求中任一项所述的一体化涡轮机械(1)，其中所述至少一个推力轴承包括主动磁轴承(27)。7.根据前述权利要求中任一项所述的一体化涡轮机械(1)，其中所述至少一个径向轴承包括主动磁轴承(21，23，25)。8.根据权利要求6或7所述的一体化涡轮机械(1)，还包括至少一个着陆轴承布置(31，33，35)。9.根据前述权利要求中任一项所述的一体化涡轮机械(1)，还包括至少第二径向轴承和优选地第三径向轴承。10.根据权利要求9所述的一体化涡轮机械(1)，其中所述第二径向轴承和优选地所述第三径向轴承是主动磁轴承。11.根据权利要求1所述的一体化涡轮机械(1)，其中所述气缸-活塞致动器(57)是单作用气缸-活塞致动器。12.根据权利要求1所述的一体化涡轮机械(1)，其中所述气缸-活塞...

【专利技术属性】
技术研发人员：L梅，M卡马蒂，M比吉，
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