[发明专利]包括内部液压张紧装置的转子结构

说明书

技术领域

本发明涉及诸如离心压缩机的旋转机器中的转子的领域。

更具体地，本发明涉及堆叠转子结构，该堆叠转子结构用于包括被中心拉杆横穿的多个轮的轴向压缩机、泵、轴向或径向涡轮和电动马达。

背景技术

转子可以以不同方式制成，特别地，转子可包括单个实心轴，诸如叶轮的元件利用传递轴向力和转矩的不同机构沿径向装配和锁定在该单个实心轴上。

转子还可包括诸如叶轮的沿轴向堆叠的元件，它们利用诸如中心拉杆的轴向预加载系统装配在一起。轴向锁定由预加载系统提供，并且接着，转矩通过接触表面之间的干摩擦或利用诸如Hirth或Curvic联接件中的前接头传输。

本发明特别地应用于轴向堆叠转子，其包括绕着转子的轴线布置的中心拉杆。

存在沿轴向堆叠的转子，其包括压缩机轮安装在其上的中心拉杆，该中心拉杆在第一末端处旋拧到第一轴端部中。拉杆的第二末端插入到第二轴端部中，并且第二轴端部栓接到轮中的一个上。还存在包括拉杆的沿轴向堆叠的转子，该拉杆穿过第二轴端部并且利用螺母附连。接着，液压工具安装到拉杆的第二末端上，并且它压靠第二轴端部，以对拉杆进行预加载。

然而，这种构造是复杂的，并且将偏置重量添加于转子的末端上。此外，中心拉杆的直径取决于轴端部的直径。因此，负载能力不可增加。呈这种构造的中心拉杆的长度不可减小。

为了使较短中心拉杆具有较大直径，第二轴端部可利用栓接法兰装配。然而，这种装配是更复杂的，并且阻碍对螺纹紧固的栓接法兰的预加载的精确控制。

还可参考文献US 3749516，其描述了包括中心拉杆的堆叠转子，该中心拉杆在其两个末端处旋拧到两个轴端部中。拉杆通过中心机械系统，通过螺纹紧固和/或通过对拉杆进行预加热而预加载和居中。这种解决方案也阻碍拉杆的预加载被精确地控制。

发明内容

考虑到上述内容，本发明的目的是克服与具有中心拉杆的转子相关的缺点。

本发明的目的是提供容易装配的沿轴向堆叠的转子结构，其不会由于偏置重量或长的中心间距离而不利地影响轴的机械性能，并且对于该转子结构，拉杆被尽可能精确地预加载。

本发明的另一个目的是使具有基本上等于或大于轴端部的直径的直径的拉杆的使用成为可能。

本发明涉及转子结构，其包括多个轮、穿过多个轮的主轴向拉杆和各自附连到主拉杆的一个末端上的两个轴。

主拉杆直接在主拉杆或附连到主拉杆上的中间环形元件上具有两个凸肩，凸肩与和轴中的一个接触的端部轮的膛孔一起限定设计成接收液压流体的腔，主拉杆、液压腔和所述端部轮形成设计成对主拉杆进行预加载的内部液压张紧装置。

因为液压张紧装置在转子的结构内，所以没有偏置质量添加于轴的末端，这防止转子的动态特性被不利地影响，并且使转子的结构的轴向尺寸能够减小。此外，可以使用具有不关于第二轴的直径而受限制的较大直径的拉杆和具有较短轴向尺寸的拉杆，从而使拉杆中的振动的风险能够被限制。

有利地，主拉杆的各个凸肩或环形元件的各个凸肩包括与端部轮的膛孔接触的密封机构，所述膛孔的形状与主拉杆和环形元件二者的圆柱表面互补。

端部轮可包括通向转子的外部并且通到液压腔中的第一接近机构，接近机构优选为关于转子的轴向轴线对称，以便不在转子中产生平衡问题。

优选地，第二轴包括用于使端部轮居中的机构，其包括例如与端部轮沿轴向接触的环形裙部。

有利地，第一轴具有与主拉杆的第一螺纹端协作的螺纹孔，并且第二轴具有与主拉杆的第二螺纹端协作的螺纹孔。

例如，第一轴和第二轴的相应螺纹孔可以是或可以不是通孔，取决于结构的约束。

在一个实施例中，转子结构包括辅助拉杆，其具有与第二轴的螺纹孔协作的带螺纹外凸部分以及与主拉杆的第二螺纹端协作的带螺纹内凹部分。

在该情况下，居中机构可包括形成在第二轴和端部轮中的前接头。

辅助拉杆可以是中空的。

主拉杆可具有沿着其整个轴向长度的孔。

根据第二方面，本发明涉及用于装配转子结构的方法，该转子结构具有多个轮、穿过多个轮的主轴向拉杆和两个轴，其中：

将多个轮与第一轴装配在一起；

使主拉杆的第一端在第一轴上居中并且附连到第一轴上；

对由主拉杆的两个凸肩和轮中的一个的膛孔限定的液压腔加压；

将第二轴定位在主拉杆的与第一端相对的第二端上并且附连到该第二端，以使第二轴靠近端部轮；并且

释放压力，并且排空所述液压腔。