专利名称：带有盖的压力容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有盖的压力容器，尤其是透平机械的压力容器，尤其是带有设 计为螺旋进气道的盖的透平压缩机壳体，该盖固定在相应的盖支座上，其中，该盖具有沿周 向延伸的第一支承面，该第一支承面与压力容器上的第二支承面相互作用，并且，其中设有 用于将盖固定在压力容器上的若干固定元件。
背景技术：
压力容器借助封闭元件、例如盖的封闭是经常要面临的技术问题，该盖使得压力 容器的内部能够在不损坏该盖的情况下得以接近，这一技术问题随着压力容器尺寸的增加 在升高的压力下不断地存在。另外，当压力容器不仅用于纯粹存储处于压力下的介质，而且 也必须满足其它要求时，这一技术问题就激化了。在透平机械、例如透平压缩机中，有一个 另外的任务，要使用于封闭压力容器的固定元件不与其他构件相碰撞。如果盖本身此外不 仅封闭压力容器而且必要时也用作功能构件的支架，例如用作透平机械的穿过该盖的转子 的轴承的支架，其中借助于轴密封装置对盖和转子之间的间隙进行密封，那么对盖本身的 强度及其固定提出了特别的要求，使得不会发生功能构件不希望的位移。在特别大的、上述 类型的压力容器中，进一步要求在于，必须实现针对压力容器的盖的高重量在安放位置存 在的边缘条件下的安装。如果该盖在此同时是附加功能模块的支架，该功能模块本身也可 能具有高重量，那么必须在安装过程的范围内将盖的位移要求限制到最小的程度，以便可 以在实际条件下进行无损的安装。
发明内容
从上述技术问题出发，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种本文开头所述 类型的压力容器，其中，尽管尺寸较大且内部压力较高，也能够保证可靠的密封性，并且尽 管盖的自重可能较高，该盖也能以较高精度节省空间地固定在压力容器上。为解决本发明的技术问题，建议将所述类型的压力容器上的固定元件构造为楔 形，并且这样地在一侧靠在所述压力容器的支撑面上，而另一侧则抵靠在所述盖的接触面 上，即，固定元件的沿着使楔形的较宽区段处于所述支撑面和接触面之间的方向的移动将 所述支承面相互接近或者相对压紧。传统的压力容器通常为盖的法兰状螺栓连接设有用于盖的盖支座，其中，随着内 部压力和盖尺寸的增加而采用数量更多、在周向上间距更小并且直径更大的法兰螺栓。此 夕卜，由法兰孔削弱的盖支座或盖的法兰必须另外具有大的壁厚，以便承受载荷。而且，这种 结构的安装也是耗费的，因为法兰螺栓通常必须借助于特别的设备杆引入到所希望的预紧 状态。相反，根据本发明的楔形固定元件使得盖能够以较小的成本节约空间地固定在压力 容器上。在此尤其合适的是，如果盖相对地布置在压力容器的内部，那么该盖的第一支承 面就与压力容器的第二支承面位置相对地向外指向，并由该盖上的面载荷对两个支承面在内部过压的情况下相对地预张紧。在这种方式下，楔形固定元件的尺寸仅针对此技术问题 设计，将该盖保持在相对于压力容器的正确位置，并尤其是承受横向于所述支承面产生的 载荷，或者是即使在没有施加内部压力的情况也这样地相对压紧所述支承面，使得由此产 生的附着摩擦力足以防止这两个支承面之间的相对运动。本发明的一种有利扩展规定，所述支承面的面法线平行于由该盖的周长撑开的平 面的面法线。在这种方式下，可以使用一种法向面密封，以保证可靠的密封性。在组装状态下，该盖的至少部分沿周向延伸的、径向向外开口的U形轮廓中有压 力容器的至少部分地径向向内延伸的成型肋，其中，在U形轮廓的侧面的内侧构造有第一 支承面，并且与该第一支承面相对地在成型肋上布置有第二支承面，这带来了若干主要优 点。该盖的这种结构的一个主要优点在于，该盖由容器内部的过压这样地向外挤压，使得支 承面相互压紧为一种密封的抵靠。另一优点在于，U形轮廓使得除了压力容器的成型肋之 外还得以应用固定元件，并可以以此方式(假定所述支承面处于压力容器的内部)使固定 元件可以利用其楔形形状可从外部良好地接近地安装在成型肋旁的U形内。这两个优点 (所述支承面由于内部压力而相对地压紧以及由于外侧布置而造成的固定元件的良好的可 接进性)的组合无法以盖或压力容器的其它设计实现。外形轮廓以及成型肋可以在整个周长上这样地分段设计，使得可以实现盖在盖支 座内的刺刀式插装，也即，首先平移然后旋转该盖。这种构造是优选的，如果在该盖上没有 使这一点变得困难的附加的特别功能模块。不过，一种特别有利的扩展是使带有第一支承面的外形轮廓和带有第二支承面的 成型肋都在盖的整个周长上延伸。在这种方式下，盖在压力容器上的连接是尤其结实的。如果该盖具有U形的外形轮廓，那么一种特别有利的扩展在于，即，固定元件布置 在外形轮廓的U形部内，并且盖的支撑面处在U形部与第二支承面相对的侧面上，并且压 力容器的接触面处在成型肋第二支承面对侧的上，使得固定元件布置在接触面和支承面之 间。在接触面和支撑面相互构成一个带有与固定元件的楔角相应的角度的楔形间隙 的情况下，盖在压力容器上的固定的质量额外地得到提高。固定元件有利地可以具有螺栓，借助螺栓可以将固定元件挤入或压入楔形间隙内 并固定在该处。必要时一个固定元件具有多个螺栓，所述螺栓优选地延伸通过固定元件的 通孔，并例如在外形轮廓的U形部的基部拧入到一螺纹孔内。合适的是，优选在周向上延伸的固定元件具有横截面外形为楔形的扇环形状，其 中所述楔形部沿径向向内收缩。对于通过固定元件实现对称的摩擦配合(Kraftschluss) 有意义的是，在整个圆周上沿着盖支座设有多个固定元件。合适的是，压力容器具有接合部，以该接合部划分容器设备。容器设备或压力容器 的划分优选这样地实现，即，使容器设备被分成至少两个近似相同的部分，优选被分成两个 半环。这样做的优点在于，盖可以在安装第二个容器半部之前以向外指向的第一支承面插 装到第一个容器半部内，并且在这种方式下盖至少形状配合地借助第二支承面锚固在压力 容器上。为了盖相对于压力容器最高程度精确的的定位，可以使盖相对压力容器借助定心 元件定心。在盖是延伸穿过盖的转子的轴承的支架时，这是尤其合适的。尤其合适的是，在盖必要时是用于压力容器内的压缩机的螺旋进气道的附加支架时可以应用本发明。螺旋进 气道的高重量可以借助根据本发明的固定在没有特别大的安装开销的情况下固定在压力 容器上。
下面结合一个具体实施例参考附图解释本发明，在附图中图1示出了压缩机的一部分以及压力容器的容器设备的剖面图，其中安装在容器 设备上的盖是用于压缩机转子和螺旋进气道的轴承的支架，图2是沿图1所示转子的轴的轴向示出了盖在压力容器上的固定的细节的视图，图3以剖视图示出了固定元件与盖和压力容器的容器设备的相互作用的细节，图4示出了固定元件的楔形扇环。
具体实施例方式图1示出了压力容器1，该压力容器除了用于承接容器的盖3的盖支座2的区域之 外仅仅概略示出。图1所示的压力容器1是透平压缩机4的壳体，该压缩机的转子5延伸 穿过盖3。此外，这种透平机械6具有与盖3构造为一体的螺旋进气道7。此外，盖3是支 撑着转子5或者密封着转子5的径向轴承8以及轴密封装置9的支架。如图3所具体示出 的那样，盖3具有第一支承面10，该第一支承面与压力容器1的、位置对置的第二支承面11 借助固定元件12压紧。第一支承面10和第二支承面11沿周向13不间断地延伸。盖3在 盖支座2的区域内具有U形外形轮廓14，其U形部沿径向向外开口并被压力容器1的成型 肋15突伸入其中。外形轮廓14以及成型肋15同样无间断地沿周向延伸。盖3在外形轮 廓14的U形部向外指向的内侧面上具有第一支承面10，而成型肋15则在位置相对的、指向 压力容器1的内部的侧面设有第二支承面11。在另一侧、即与第二支承面11相对侧，成型 肋15构造为接触面18，该接触面与外形轮廓14的U形朝内的侧面的位置相对的两侧上的 支撑面19相互作用。该支撑面19与接触面18 —起构成具有角度β的楔形间隙20。固定元件12被构造成楔形的，具有与楔形间隙20的角度β相应的楔角α。此 外，固体元件12具有扇环22的形状，其中楔形横截面沿径向向内收缩。固定元件12在安 装时插入楔形间隙20内，并借助穿过通孔径向向内延伸穿过固定元件12并接合在外形轮 廓14的基座上的螺纹孔内的各两个螺栓23固定并保持在盖3上。在盖支座2的整个周长 上布置有多个固定元件12，因此获得了均勻的力传递。压力容器1具有水平的接合部25， 因此在安装盖3时可以这样地插装到压力容器1的下部内，使得成型肋15接合在外形轮廓 14内并随之可以安放压力容器1的上部，首先使得盖3在压力容器1内形成形状配合的锚 固。定心元件26用于将盖3相对于压力容器1正确地沿径向取向，使尤其径向轴承8到达 预定位置。
权利要求
一种带有盖(3)的压力容器(1)，尤其是透平机械(透平压缩机4)的压力容器(1)，尤其带有构造为螺旋进气道(7)的盖(3)，该盖(3)固定在相应的盖支座(2)上，其中，所述盖(3)具有一沿周向延伸的第一支承面(10)，该第一支承面与所述压力容器(1)上的一第二支承面(11)密封地相互作用，其中，设有用于将所述盖(3)固定在所述压力容器(1)上的若干固定元件(12)，其特征在于，所述固定元件(12)被构造为楔形的，该固定元件这样地在一侧抵靠在所述压力容器(1)的一支撑面(19)上而在另一侧抵靠在所述盖(3)的一接触面(18)上，即，所述固定元件(12)沿使所述楔形的较宽区段处于所述支撑面(19)和接触面(18)之间的方向的移动使得所述支承面(10，11)相互接近或相对压紧。
2.根据权利要求1所述的压力容器，其特征在于，所述第一支承面(10)的面法线平行 于通过所述盖(3)的圆周张成的平面的平面法线。
3.根据权利要求1或2所述的压力容器，其特征在于，所述盖具有一至少部分沿周向 延伸的、沿径向向外开口的U形外形轮廓(14)，在组装状态下所述压力容器(1)的至少部 分沿径向向内延伸的成型肋(15)设置在所述外形轮廓中，其中，在U形的外形轮廓(14)的 侧向的内侧上构造有所述第一支承面(10)，并且与该第一支承面位置相对地在所述成型肋 (15)上布置有所述第二支承面(11)。
4.根据权利要求3所述的压力容器(1)，其特征在于，带有所述第一支承面(10)的所 述外形轮廓(14)以及带有所述第二支承面(11)的所述成型肋(15)都在所述盖(3)的整 个圆周上延伸。
5 根据权利要求3或4所述的压力容器(1)，其特征在于，所述固定元件(12)布置在 所述外形轮廓(14)的U形部内，并且所述盖(3)的接触面(18)在所述第二支承面(11)的 对侧处于所述成型肋(15)上，并且，所述压力容器(1)的支撑面(19)处于所述U形部与所 述第二支承面(11)位置相对的侧面上，使得所述固定元件(12)布置在所述接触面(18)和 所述支撑面(19)之间。
6.根据权利要求1至5中至少一项所述的压力容器(1)，其特征在于，所述接触面(18) 和所述支撑面(19)相互形成带有一与所述固定元件(12)的楔角(α)相应的角度(β)的 楔形间隙(20)。
7.根据权利要求6所述的压力容器(1)，其特征在于，所述固定元件(12)具有至少一 个螺栓(23)，借助所述螺栓可以将所述固定元件压入所述楔形间隙(20)和/或固定在所述 楔形间隙(20)内。
8.根据权利要求1至7中至少一项所述的压力容器(1)，其特征在于，所述固定元件 (12)具有扇环(22)的形状并带有楔形的横截面外形，其中，所述楔形沿径向向内收缩。
9.根据权利要求1至8中至少一项所述的压力容器(1)，其特征在于，沿所述盖支座(2)在圆周上布置多个固定元件。
10.根据权利要求1至9中至少一项所述的压力容器(1)，其特征在于，所述压力容器 (1)具有接合部(25)，该接合部将所述盖支座分成两半。
11.根据权利要求1至10中至少一项所述的压力容器(1)，其特征在于，所述固定元件 (12)布置在所述压力容器(1)的外部。
12.根据权利要求1至11中至少一项所述的压力容器(1)，其特征在于，所述盖(3)借 助定心元件(26)相对于所述压力容器(1)定心。
13.根据权利要求1至12中至少一项所述的压力容器(1)，其特征在于，所述盖(3)是 延伸穿过所述盖⑶的转子(5)的轴承(径向轴承8)的支架。
14.根据权利要求1至13中至少一项所述的压力容器(1)，其特征在于，所述盖(3)是 用于处在所述压力容器(1)内的压缩机(透平机械6)的螺旋进气道(7)的支架。
全文摘要
本发明涉及一种带有盖(3)的压力容器(1)，尤其是透平机械(透平压缩机4)的压力容器(1)，尤其是带有设计为螺旋进气道(7)的盖(3)，该盖(3)固定在相应的盖支座(2)上，其中，该盖(3)具有沿周向延伸的第一支承面(10)，该第一支承面与压力容器(1)上的第二支承面(11)密封地相互作用，其中，在该压力容器(1)上设有用于将该盖(3)固定在压力容器(1)上的若干固定元件(12)。传统的带有盖的压力容器提供了一种非常昂贵且占用空间的盖固定。本发明通过将固定元件(12)设计为楔形，该楔形固定元件这样地一侧抵靠在压力容器(1)的支撑面(19)上而另一侧抵靠在盖(3)的一个接触面(18)上，使所述固定元件(12)的沿着使楔形的较宽区段处于支撑面(19)和接触面(18)之间的方向的移动将所述支承面(10，11)相互接近或相对压紧。
文档编号F04D29/42GK101828039SQ200880112308
公开日2010年9月8日 申请日期2008年9月11日 优先权日2007年10月19日
发明者于尔根·盖斯纳, 迪特尔·纳斯 申请人:西门子公司