专利名称：用于旋转流体机器的转子的锚固系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于旋转流体机器的转子的锚固系统，更具体 地涉及在离心式压缩机的转子和旋转轴之间的锚固系统。
背景技术：
已知压缩机是能够利用机械能提高可压缩的流体(气体)的压力的 机器。在工业处理设备中使用的各种类型压缩机之中，涉及所谓的离 心式压缩机，其中能量以由通常被称为转子或涡轮叶片的传动器的旋 转引起的离心加速度的方式提供给气体，该旋转通常由驱动器(电动机 或蒸汽轮机)驱动。
离心式压缩机在所谓的单级设置中可设有单个转子，或者设有若 干串联地设置的转子，在这种情况下称为多级压缩机。更具体地，通 常离心式压缩机的每个级都由吸气管、转子和扩压器构成，其中吸气 管用于待压缩的气体，转子能够向气体提供动能，扩压器的功能是将 离开转子的气体的动能转换成压力能。
离心式压缩机的转子通常呈盘的形式，在其中心部分具有能够支
撑不同数量的叶片的毂部。毂部装备有中心通孔，其通常通过楔入的 方式允许转子被约束在离心式压缩机的旋转轴上。
在已知类型的转子中，特别是如果该转子是由轻金属合金(例如铝) 而非钢制成的以便与特定的流体工作，出现的其中一个问题是，在压 缩机的运行期间保持与轴的足够的过盈。事实上，在机器的运行期间， 在一个或多个转子和轴之间保持充足的过盈是保持转子平衡并将转 子自身工作能量所需要的扭矩从轴传递到转子的必要条件。上述第二 个方面对于安装到轴上的转子来说尤其关键。事实上，由于热膨胀和离心力的影响，转子毂部，特别是由铝合金制成的转子毂部，其径向 膨胀与由钢制成的相同的终端产品的径向膨胀相比是非常大的，从而 促使全部或部分地损失过盈，而无论如何也不够用于传递扭矩。
特别地，由轻铝合金制成的转子不可简单地安装到轴上，因为这 些铝合金具有较低的弹性模数，这对应于较低的转子毂部到轴的特定 接触压力和较高的热膨胀系数，而较高的热膨胀系数在转子的运行期 间导致损失大部分过盈。目前，仅仅设想将由铝制成的转子安装到轴 的头部也即压缩机轴的端部上，在端部上尤其促进中心对准系统并促 进扭矩传递。
发明内容
本发明的一个目的是，通过提供用于旋转流体机器的转子的锚固 系统，更具体地通过在离心式压缩机的转子和旋转轴之间提供锚固系 统，其尤其适用于在使用由铝合金制成的转子的情况下通过轴和转子 之间的过盈来保证传递功率，来解决关于已知类型的转子的问题。
本发明的另一目的是，提供用于旋转流体机器的转子的锚固系 统，其还使得由铝合金制成的转子组件沿着多级压缩机的轴而并不仅 仅与其一端符合，保证适当的对中和扭矩传递。
根据本发明，该目的通过提供在权利要求1中所说明的用于旋转 流体机器的转子的锚固系统而实现。
在从属权利要求中说明本发明的具体细节。
通过下面的说明和非限定性描述阐明根据本发明的用于旋转流 体机器的转子的锚固系统的特征和优点。
参考附图，其中
图1是一类多级离心式压缩机的局部截面图，该多级离心式压缩 机装备有安装到两个支撑轴承之间的轴上的多个转子；图2是根据本发明的用于旋转流体机器的转子的锚固系统的截面
示意图；以及
图3是根据本发明的用于旋转流体机器的转子的锚固系统的另一 截面示意图，其中指示了一些基本尺寸。
具体实施例方式
具体参考图i，其显示了作为整体而由标号IO指示的一类多级离 心式压缩机。压缩机10包括在其中旋转地组装了轴14的机壳或定子 12，其中该轴14搁置在多个支撑轴承16上。多个转子18配装到轴 14上，各转子18都依次装备具有多个大致径向扩展的周向叶片20。 通道或者称为隔板22位于机壳12上，其能够将可压缩的流体(气体) 输送向第一级，并且从第一级^T送至后续级，然后在压力下从压缩机 IO排出。
参考图2，其是单个转子18的截面图，转子18优选地由铝合金 装到轴14上。
转子18具有包括基本上凹陷的第 一前表面24和相对于第 一前表 面24的基本上凸起的第二后表面26的轮廓。
通常称为"毂部"的转子18的中心部28，其构造成以过盈的方式 限制在压缩才几10的轴14上，装备有具有合适长度的柄部30,该柄部 30自身与转子18的后表面26连接。
根据本发明，锁环32具有两个直径不相同的内部圓周表面34和 36，其以过盈的方式组装到转子18的柄部30上。具有较大直径的第 一圓周表面34以过盈的方式联接到柄部30的外部直径De(图3)上， 而具有较小直径的第二圓周表面36以过盈的方式直接联接到轴14 上。这样，在压缩机10的运行期间，能够增加在柄部30的外部直径 和锁环3 2之间产生的过盈。
如图2所示，为了增加各部分之间的过盈并提高从轴14到各转
6子18的扭矩可传递性， 一个或多个楔子38优选地插在轴14的外表 面和锁环32的第二内表面36之间。
为了进一步增加能够从轴14传递到转子18的扭矩，锁环32还 可应用在转子18的前侧部上，也即与转子18自身的孔眼40—致。
才艮据对压缩机10的效率的试验测试和控制发现，轴14的直径D 与柄部30的外部直径De、锁环32的外部直径Da和长度L。 U的比 率是基础，其中长度Le和U沿轴14的轴向方向测量并且分别表示柄 部30的有效长度和第二表面36的长度或锁环32的有效长度(见图3)。
参考轴14的直径D，利用下面的比率获得尺寸、张力和效率之 间较好的折衷
De
一1.10+1.25 D
一1.40+1.60 D
一0.25+0.35 D
锁环32的长度在轴14的轴向方向上延伸，除转子18的柄部30 之外(如图2和图3所示)，考虑到轴向阻碍或者说多级压缩机10中转 子18的节距，锁环32本身可装备有适当地成形为与隔板22—致的 锁环32的外表面的部分42，增大级间曲径密封件的直径。
可见，根据本发明用于旋转流体机器的转子的锚固系统，尤其是 在转子和离心式压缩机的旋转轴之间的锚固系统，可达到上述目的。
实际上，该系统允许将必要的扭矩从轴传递到转子，即使这些转子由 轻合金(铝合金)制成，并且还使相同的转子在机器的轴上保持对准中 心，在压缩机运行期间消除转子不平衡危险。
可对根据本发明的用于旋转流体机器的转子的锚固系统作很多修改和变型，只要其落在本发明的范围内；另外，所有的细节都可以 使用技术上等同的元件替代。实际上，使用的材料、形式和尺寸能够 根据技术需要而改变。
因此，本发明的保护范围由所附的权利要求限定。
权利要求
1.一种用于旋转流体机器(10)的转子(18)的锚固系统，所述转子(18)具有包括基本上凹陷的第一前表面(24)和与所述第一前表面(24)相对的基本上凸起的第二后表面(26)的轮廓，并具有转子(18)的中心部(28)，其构造成以过盈的方式限制在所述机器(10)的旋转轴(14)上，并且装备有与所述转子(18)的所述第二后表面(26)连接的柄部(30)，其特征在于，所述锚固系统包括以过盈的方式组装到所述转子(18)的所述柄部(30)上的至少一个锁环(32)，所述锁环(32)具有与所述柄部(30)以过盈的方式联接的第一内部圆周表面(34)和与所述轴(14)以过盈的方式联接的第二内部圆周表面(36)，以增加能够从所述轴(14)传递到所述转子(18)的扭矩。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一内部圆周 表面(34)具有相对于所述第二内部圆周表面(36)更大的直径。
3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述轴(14)的外 表面和所述锁环(32)的所述第二内部圆周表面(36)之间插入一个或多 个楔子(38)，以增加各部分之间的过盈并且提高从所述轴(14)到所述转 子(18)的扭矩可传递性。
4. 根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述柄部(30) 的外部直径(De)和所述轴(14)的直径(D)之间的比率在I.IO至1.25范围 内。
5. 根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述锁环(32) 的外部直径(Da)和所述轴(14)的所述直径(D)之间的比率在1.40至1.60 范围内。
6. 根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，沿所述轴(14) 轴向方向测量的所述柄部(30)的长度(U)和所述轴(14)的所述直径(D) 之间的比率在0.25至0.35范围内。
7. 根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，沿所述轴(14)的轴向方向测量的所述第二内部圆周表面(36)的长度(La)和所述轴(14) 的所述直径(D)之间的比率在0.40至0.70范围内。
8.—种旋转流体机器(IO),其特征在于，所述旋转流体机器(IO) 包括根据上述权利要求中任一项的用于转子(l8)的锚固系统。
全文摘要
本发明涉及一种用于旋转流体机器(10)的转子(18)的锚固系统。转子(18)具有包括基本上凹陷的第一前表面(24)和与第一前表面(24)相对的基本上凸起的第二后表面(26)的轮廓。转子(18)还具有中心部(28)，其构造成以过盈的方式限制在机器(10)的旋转轴(14)上，并且装备有与第二后表面(26)连接的柄部(30)。该系统包括以过盈的方式组装到转子(18)的柄部(30)上的至少一个锁环(32)。锁环(32)具有与柄部(30)以过盈的方式联接的第一内部圆周表面(34)和与轴(14)以过盈的方式联接的第二内部圆周表面(36)，以增加能够从轴(14)传递到转子(18)的扭矩。
文档编号F04D29/00GK101315083SQ20081011005
公开日2008年12月3日 申请日期2008年5月29日 优先权日2007年5月30日
发明者G·贝尔托尼, M·卡马蒂, M·平召蒂 申请人:诺沃皮尼奥内有限公司