[发明专利]具有加强密封的涡轮发动机壳体

说明书

技术领域

本发明涉及一种其中包含有高压流体的涡轮机壳体，例如离心泵或者涡轮机的壳体。本发明旨在同时减少壳体的机械应力和变形，以便有助于壳体的制造和安装，并且提高其在使用中的密封性。

背景技术

公知的是，本发明致力改进的这种类型的壳体包括基本上通过模制获得的本体，在该本体中限定了空腔，该空腔容置转子的离心机的机台并且被成形为用以限定出口蜗壳(outlet volute)，尤其是倾斜的蜗壳。壳体本体具有两个不同直径的环形部分。较小直径部分被设计为用于容置转子的一部分。较大直径部分容置离心式叶轮，并且设有用于栓接到另一个壳体并与之互补的环形紧固法兰。为了使壳体加强，通过模制而在壳体的外侧上设置轴向肋(即设置与其轴线平行地延伸的加强部)，这些肋有规则地沿圆周分布并且在法兰和上述较小直径部分之间延伸。那些一体模制的轴向肋可在径向上具有一定的高度，从而使壳体本体具有所需的刚度。

法兰用于使两个壳体居中，并且插入到这两个壳体之间的衬垫提供了相对于外部的密封。轴向肋用于在不增加壳体的壁厚的情况下限制壳体的变形。轴向肋还用于限制内部腹板的变形，该内部腹板即为蜗壳的较小直径部分和较大直径部分之间的内部材料的连接部。这种腹板区域由于吸收出口蜗壳的所有变形而要承受高的应力，该变形是由于压力的作用所致。

由于轴向肋的作用，相对地限制了壳体的变形，并且相对地抑制了在蜗壳的扩散器出口之间的腹板中的应力。相反地，由于这些肋开始于法兰，它们限制了可以使用的螺栓的数量并且使法兰的制造更为复杂。这样一来，由于螺栓的数量太少，可能导致泵外壳的密封的问题。壳体在压力的作用下趋于膨胀并对法兰施压，促使法兰在其支承表面上枢转，这样可能导致向外渗漏、导致偏离中心、甚至导致螺栓断裂。

发明内容

本发明使保留轴向肋相对高的优点成为可能，这些轴向肋可以使外壳具有良好的总体刚性，然而同时还使法兰能够被拆离。

更具体地，本发明提供一种涡轮机壳体，该壳体包括本体，该本体借助多个轴向肋从外部加强，这些轴向肋按圆形有规则地间隔分布并且作为支撑部(buttress)延伸在不同直径的两个环形部分之间，较大直径的(环形)部分设有环形的紧固法兰，该壳体的特征在于，在上述较大直径的环形部分的旁边，轴向肋的端部连接到环形肋，并且该环形肋通过环形壁部连接到上述紧固法兰，该环形壁部比上述环形肋和上述法兰要薄。

轴向肋的构造及连接是模制壳体而形成的。

根据本发明，在法兰附近形成相对较薄的环形区域。该区域因此具有更大的柔性(其它的方面相同)，由此在压力的作用下该区域变形以吸收发生在壳体的法兰和剩余部分之间的运动，该壳体由于这些轴向肋的存在而变得更具刚性。

根据另一个有益的特征，上述环形肋被限定为内部蜗壳腹板的外部径向延伸部。

此外，可选地，上述较薄的环形壁部被沿径向限定于扩散器出口的外侧。

在一个实施例中，上述轴向肋在倾斜的蜗壳的外壁上面延伸。这些轴向肋连续地附连到包括蜗壳的壳体的外壁。

如上文所提到的，本发明可等同地应用于离心泵的壳体和涡轮机的壳体。

附图说明

根据以下单纯作为示例而给出的描述、并且参照附图，可以更好地理解本发明并且可更清晰地反映出本发明其它的优点，在附图中：

图1是本发明的壳体的外侧立体图；以及

图2是同一壳体在包含旋转轴线X的平面上的半剖视图。

具体实施方式

在附图中可以看到，离心泵壳体包括模制的金属本体12，该本体具有在该本体的外侧随该本体一体地模制的轴向肋14，这些轴向肋14沿圆周有规则地间隔开并且作为支撑部在不同直径的两个环形部分16和20之间延伸。较大直径的部分16包括倾斜的蜗壳17以及环形紧固法兰19，倾斜的蜗壳17终止于切向出口18，受压流体通过该出口18排出。

在图2中，壳体以阴影示出，并且通过螺栓23装配到法兰19上的互补的壳体22的一部分由细线绘出。

根据本发明的重要特征，在较大直径的环形部分16旁边，轴向肋的端部通过模制与向外伸出的环形肋25联合，而该(环形)肋通过模制而经由基本为筒形的环形壁部27与所述紧固法兰19连接。如在图2中可看到的，该环形壁部比肋25更薄，并且也比法兰19更薄。此外，法兰19设有特定数量的孔29，这些孔按圆形有规则地间隔分布。壳体被设计成通过法兰栓接到互补的壳体22上，并且每个孔接纳一个螺栓23。衬垫插入到该法兰和互补的壳体的法兰之间。