【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于工业动力设备的具有悬臂式转子轮的涡轮机。本专利技术适用于离心式(流出式)和向心式(流入式)径向涡轮机。本专利技术适用于驱动涡轮机(涡轮机)和作业涡轮机/操作涡轮机/受驱动涡轮机(operating turbomachine)(压缩机)。具体地，本专利技术涉及具有悬臂式转子轮的涡轮机，该涡轮机具有用于联接到作业机器/操作机器/受驱动机器(operating machine)(例如发电机)或驱动机器(例如发动机)的减速器或增速器。优选地但不排他地，本专利技术的悬臂式转子轮涡轮机是在用于例如但不排他地通过水蒸气朗肯循环或有机朗肯循环(orc)产生能量、特别是电力的设备中使用的膨胀涡轮机。
技术介绍
1、例如，在公开文献wo2010106569a1、wo2010106570a1和wo2012093299中记载了具有悬臂式转子轮的涡轮机。
2、wo2010106569a1公开了一种气体和蒸气膨胀涡轮机，其包括：具有蜗壳的壳体，该蜗壳用于将流体从入口通路穿过至少一个定子组件和转子组件传送至出口通路；前护罩，其从所述蜗壳朝向涡轮轴的轴线径向延伸；固定在所述护罩或所述蜗壳前面的外管，其设计成通过插入支承组件来支承涡轮轴，其中涡轮轴具有支承转子组件的头部。
3、wo2010106570a1公开了一种气体和蒸气膨胀涡轮机的结构，其包括：具有用于将工作流体从入口通路传输到出口通路的外围蜗壳的壳体、至少一个第一定子和可能的后续定子、绕一轴线旋转并承载在第一定子和后续转子下游一起工作的至少一个第一转子和可能的
4、wo2012093299公开了一种膨胀涡轮机，其包括：具有工作流体入口和出口的壳体、安装在壳体内的定子、安装在壳体内并绕相应的回转轴线旋转的转子、固定到壳体的套筒、安装在套筒内的机械单元。机械单元包括衬套和可旋转地安装在衬套内的轴。轴可移除地连接至转子，并且包括轴在内的整个机械单元可从与转子相对的一侧从轴管(quill)移除。
5、为了将诸如涡轮的涡轮机正确地联接到诸如发电机的驱动或作业机器，众所周知的是使用增速器或减速器。事实上，例如，对于流体流量相对较小的涡轮机，可以方便地设计机器并使机器高速运转，以便最大限度地提高效率并减小与生产成本密切相关的尺寸。与涡轮不同，与其联接的发电机的最佳转速取决于电网频率和定子极数，并且与在涡轮中运行的流体的条件无关。对于处理高焓气体或蒸气的小型涡轮的联接来说，发电机的最大转速通常太慢，为此需要插入减速器。
6、例如，涡轮交流发电机的常见构型涉及介设在涡轮与发电机之间并借助于连接接头——即在机器的旋转轴线之间存在适度错开的情况下传递扭矩而不施加明显横向作用的元件——连接的减速器。在该构型中，减速器包括至少两个轴，其借助于齿轮连接并且分别由一对轴承支承。减速器的通过带有相应齿部的接头连接到涡轮的快速轴称为小齿轮，而较慢的从动轴则连接到交流发电机。减速器是相对于涡轮和交流发电机而言的独立机器，并且包括壳体，该壳体完全支承由齿部产生的应力并将应力直接释放到涡轮交流发电机的基础上。
7、又一种构型设想将涡轮叶片安装在减速器的轴上以形成一体式机器，然而，该一体式机器在轴的布置、支撑以及它们的拆卸和维护方面保留了减速器的架构。
8、文献wo2016148329a1、wo2015176852a1、fr1129545a、de1086127b、us3597105a中记载了与涡轮机相关的减速器。
9、wo2016148329a1公开了一种涡轮膨胀机，其包括具有旋转轴的涡轮、具有连接到涡轮的旋转轴的齿轮和连接到该齿轮的输出轴的减速器、连接到减速器的输出轴以发电的发电机。
10、wo2015176852a1公开了一种“涡轮机-电动机”组件，其包括涡轮机、电动机和以固定减速比将涡轮机连接到电动机的减速器。减速器是摩擦式固定行星机构。
11、fr1129545a公开了一种泵，其包括安装在承载小齿轮的轴上的带叶片的转子轮。齿轮箱连接到容纳转子轮的壳体。齿轮箱承载有连接到小齿轮的轴和齿轮。带有转子轮的壳体通过螺栓连接到齿轮箱。
12、de1086127b公开了一种具有带行星齿轮的齿轮箱的离心泵。该泵的转子轮由轴承载，该轴具有与连接到齿轮箱的轴的行星齿轮啮合的小齿轮。
13、us3597105a公开了一种联接到齿轮箱的离心泵。承载转子轮的轴借助于轴承联接到容纳该转子轮的壳体，并且还承载与轮毂的环形齿轮部啮合的小齿轮。齿轮箱通过螺钉附接到转子轮壳体上，该螺钉接合在承载轴承的轴中，轮毂在所述轴承上旋转。
技术实现思路
1、在工业动力设备中使用的配备有减速器/增速器、具有悬臂式转子轮的涡轮机领域中，申请人发现，如上所述采用借助于联接接头连接到涡轮机(例如涡轮)和驱动或作业机器(例如交流发电机)的减速器使得组件非常庞大。
2、申请人还发现，对于配备有一体式减速器/增速器、具有悬臂式转子轮的涡轮机，必须在例如现场进行以进行检查、维护和/或修理操作的涡轮机的组装和拆卸复杂且缓慢。
3、因此，申请人意识到需要提出一种用于工业动力设备的悬臂式转子轮涡轮机的新构型，其在多个方面改进了上述公知的涡轮机。
4、申请人特别是但不排他地为自己设定了以下目标：
5、■简化和加速这些涡轮机的组装和拆卸操作，同时确保转子轮与减速器/增速器之间的联接精度，特别是围绕旋转轴线的相互对中；
6、■最大限度地减小这些涡轮机的占地面积，例如方便运输和安装；
7、■最大限度地减少减速器/增速器组件的机械损失。
8、申请人已经发现，通过将减速器/增速器刚性且可移除地联接到涡轮机，可以实现上述目标和其他目标。具体地，将减速器/增速器安装在齿轮箱中，该齿轮箱可拆卸地固定到固定壳体，该固定壳体承载涡轮机的带叶片的转子轮，并且所述转子轮的主轴用于将减速器/增速器的小齿轮键接到其上。
9、本专利技术涉及根据所附权利要求的涡轮机、设备和方法。
10、更具体地，根据一个独立方面，本专利技术涉及一种用于工业动力设备的具有悬臂式转子轮的涡轮机，其包括：
11、-固定壳体；
12、-安装在固定壳体中的主轴；
13、-支承元件，其可操作地介设在主轴与固定壳体之间，并被配置为允许主轴在所述固定壳体中旋转；
14、-至少一个带叶片的转子轮，其安装在主轴的第一端处，以便相对于支承元件被悬臂支承；其中，主轴的与第一端相对的第二端从固定壳体突出；
15、-主轴的第二端上的主小齿轮；
16、-刚性地连接到固定壳体的齿轮箱；
17、-可旋转地安装在齿轮箱中的传动轴；
18、-安装在齿轮箱中的齿轮组件，其联接到传动轴并联本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于工业动力设备的具有悬臂式转子轮的涡轮机，包括：
2.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，所述主轴(10)和所述传动轴(27)相对于彼此对准并且彼此同轴。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮机，其中，所述带叶片的转子轮(2)能够在前进工作位置与退回锁定位置之间轴向移动，在所述前进工作位置，所述带叶片的转子轮在所述固定壳体(3)中自由旋转，在所述退回锁定位置，所述带叶片的转子轮紧密地抵靠在所述固定壳体(3)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮机，其中，所述齿轮箱(21)包括借助于可移除的连接构件彼此连接的第一轴向部分(22)和第二轴向部分(23)；其中所述第二轴向部分(23)刚性地连接到所述支承组件(7)。
5.根据权利要求4所述的涡轮机，其中，所述支承组件(7)包括套筒(8)，并且所述支承元件(9)是安装在所述套筒(8)中的轴承，其中所述主轴(10)由所述轴承支承并且其中所述第二轴向部分(23)刚性地连接到所述套筒(8)。
6.根据权利要求4或5所述的涡轮机，其中，所述第一轴向部分(22)或所述第二轴向部
7.根据权利要求5或当从属于权利要求5时的权利要求6所述的涡轮机，其中，所述套筒(8)的后端从所述固定壳体(3)突出，并且所述第二轴向部分(23)刚性地连接到所述后端。
8.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中，所述涡轮机是膨胀涡轮。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的涡轮机，其中，所述齿轮组件包括：
10.根据权利要求9所述的涡轮机，其中，所述至少两个从动轴(28)围绕所述主轴(10)和所述传动轴(27)等角度间隔地布置。
11.根据权利要求9或10所述的涡轮机，其中，所述从动轴(28)是至少三个。
12.根据权利要求9、10或11所述的涡轮机，包括可操作地介设在所述从动轴(28)与所述齿轮箱(21)之间的轴向屈服支承件(35)。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的涡轮机，其中，所述主小齿轮(20)和所述第一从动轮(36)是螺旋类型的，和/或其中，所述驱动小齿轮(33)和所述第二从动轮(37)是螺旋类型的。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的涡轮机，包括拉杆(17)，所述拉杆(17)被可移除地收纳在所述主轴(10)的轴向通孔(18)中、连接到所述带叶片的转子轮(2)、并且被配置为将所述主轴(10)和所述带叶片的转子轮(2)结合。
15.根据权利要求14所述的涡轮机，其中，所述拉杆(17)的与所述带叶片的转子轮(2)相对的一端位于形成在所述传动轴(27)的近端中的座中。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的涡轮机，其中，所述传动轴(27)的远端从所述齿轮箱(21)突出并且被配置为连接到作业机器或驱动机器。
17.一种工业动力设备，包括至少一个根据权利要求1至16中至少一项所述的具有悬臂式转子轮的涡轮机，其中，所述工业设备的具有悬臂式转子轮的涡轮机是联接到发电机的膨胀涡轮。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述工业设备是有机朗肯循环(ORC)类型的。
19.根据权利要求17或18所述的设备，其中，所述膨胀涡轮机具有大于3000RPM的最佳速度，并且所述发电机的速度在1500RPM与1800RPM之间。
20.一种用于拆卸根据当从属于权利要求4时的权利要求9和权利要求14所述的涡轮机的方法，其中，所述方法包括：
21.根据权利要求20所述的方法，包括：在将所述支承组件(7)与所述主轴(10)一起从所述固定壳体(3)抽出之前，使所述带叶片的转子轮(2)紧密地抵靠在所述固定壳体(3)的内表面上，以防止过程液体泄漏。
22.一种用于组装根据当从属于权利要求4时的权利要求9和权利要求14所述的涡轮机的方法，其中，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于工业动力设备的具有悬臂式转子轮的涡轮机，包括：
2.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，所述主轴(10)和所述传动轴(27)相对于彼此对准并且彼此同轴。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮机，其中，所述带叶片的转子轮(2)能够在前进工作位置与退回锁定位置之间轴向移动，在所述前进工作位置，所述带叶片的转子轮在所述固定壳体(3)中自由旋转，在所述退回锁定位置，所述带叶片的转子轮紧密地抵靠在所述固定壳体(3)上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮机，其中，所述齿轮箱(21)包括借助于可移除的连接构件彼此连接的第一轴向部分(22)和第二轴向部分(23)；其中所述第二轴向部分(23)刚性地连接到所述支承组件(7)。
5.根据权利要求4所述的涡轮机，其中，所述支承组件(7)包括套筒(8)，并且所述支承元件(9)是安装在所述套筒(8)中的轴承，其中所述主轴(10)由所述轴承支承并且其中所述第二轴向部分(23)刚性地连接到所述套筒(8)。
6.根据权利要求4或5所述的涡轮机，其中，所述第一轴向部分(22)或所述第二轴向部分(23)支承所述齿轮组件和所述传动轴(27)。
7.根据权利要求5或当从属于权利要求5时的权利要求6所述的涡轮机，其中，所述套筒(8)的后端从所述固定壳体(3)突出，并且所述第二轴向部分(23)刚性地连接到所述后端。
8.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中，所述涡轮机是膨胀涡轮。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的涡轮机，其中，所述齿轮组件包括：
10.根据权利要求9所述的涡轮机，其中，所述至少两个从动轴(28)围绕所述主轴(10)和所述传动轴(27)等角度间隔地布置。
11.根据权利要求9或10所述的涡轮机，其中，所述从动轴(28)是至少三个。
12.根据权利要求9、10或11所述的涡轮机，包括可操作地介设在所述从动轴(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·马里奥蒂，
申请(专利权)人：埃克塞基国际有限公司，
类型：发明
国别省市：
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