[发明专利]具有通过密封气体密封的接合部（或法兰连接部）的涡轮机壳体

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于流体机械的、尤其用于涡轮压缩机、例如单轴涡轮压缩机的能分开的壳体。

背景技术

压缩机或流体压缩的设备在不同的工业领域中用于不同的应用，所述应用是流体的凝聚或压缩，特别是（工艺）气体例如氯气、裂化气、湿气或焦炉气、氮气、空气、氧气或二氧化碳的凝聚或压缩。

对此已知的实例是在用于空气分解的化学或石油化学设备、工业设备中、例如在输气管道压缩机站中或在流体催化裂解（FCC）设备中的涡轮压缩机、例如单轴涡轮压缩机。

西门子公司的名称为STC-SH的这种涡轮压缩机、单轴涡轮压缩机（下文中也仅缩写为单轴压缩机）从http://www.energy.siemens.com/hq/de/verdichtung-expansion-ventilation/turboverdichter/einwellenverdichter/stc-sh.htm（于2011年2月15日可得）中已知。

在这种——在其工作方式方面连续工作的——涡轮压缩机中，通过由涡轮压缩机的具有至少一个旋转的、径向延伸的叶片的叶轮通过旋转叶片来提高从入口到出口的流体的角动量的方式引起流体的压强增高（压缩）。在此，流体的压强和温度升高，而在至少一个叶轮或涡轮叶轮中的流体的相对（流动）速度下降。

在单轴涡轮压缩机中，多个安装叶片的叶轮通常安置在由（压缩机）壳体围绕的转子轴上。将转子轴——相对于壳体——能转动地支承在壳体中或在壳体上。

壳体通常是焊接的。但是，为了特殊的目的，例如在最低温下（至-190℃）的应用，也能够出于采购和制造方面的原因而浇铸所述壳体。

将壳体划分为壳体上半部和经由接合部与壳体上半部连接的壳体下半部的水平的壳体划分通过取下壳体上半部实现简单地接近于压缩机的内部件、例如至少一个叶轮。

通常，转子轴在其轴向的纵向端部区域上分别借助于轴承来支撑，所述轴承——在接合部中或在接合部的区域中——支撑在壳体上或支撑在单独的轴承支架上并且安置在大气环境中。

轴承设立为用于接收作用到转子轴上的径向力和/或轴向力。轴承能够是已知的滑动轴承、尤其是可倾瓦块滑动轴承，或也能够是磁轴承。

在这种涡轮压缩机的壳体内部中典型地存在不同于大气环境的热力学状态（具有例如状态参数工艺气体、温度、压强），由此壳体内部相对于大气环境的有效密封是特别重要的。

在轴承的将转子轴相对于壳体密封的区域中进行密封，使得在此，壳体的内部相对于大气环境几乎气密地隔绝并且能够几乎不发生壳体的内部和大气环境之间的气体交换。

转子轴相对于壳体的这种密封通常借助于轴密封件实现，所述轴密封件例如是碳环密封件、刷式密封件或迷宫式密封件。为了实现或改进密封功能已知的是，运行具有密封气体系统的轴密封件。通常使用惰性气体、例如氮气用于密封气体系统或用于在所述系统中的气体屏障。

具有密封气体系统的这种轴密封件，迷宫式轴密封件、例如抽吸压力迷宫式轴密封件或三腔迷宫式轴密封件例如使用在西门子公司的单轴涡轮压缩机STC-SH中。在单轴压缩机中用密封气体系统运行的另外的轴密封件从EP 2 006 584和DE 10 2009 012 038 A1中已知。在转子轴中，在此在泵中的具有密封气体系统的另外的轴密封件从DE 10 2005 015 212 A1中已知。

涡轮压缩机壳体的进一步密封在水平的接合部中，即在壳体上半部和壳体下半部的接触面上进行。

在此，尤其在涡轮压缩机的壳体被水平地划分的情况下，接合部必须在涡轮压缩机的所有工作条件下具有足够高的表面压力，因而保证密封功能。

由于在加工壳体部件时的公差和例如由表面粗糙度或几何不规则性所引起的不规则的接合部轮廓，以及热效应、例如翘曲或材料变形，常常不能遵守足够高的表面压力的要求。

在公差范围中的表面粗糙度和轻微的偏差能够通过液体密封剂或密封膏补偿。几何的不规则性，例如特别是在围绕涡轮压缩机的螺旋形横截面和进入区域的轮廓中的几何不规则性在一些情况下通过接合部中的边缘线（Rundschnur）补偿。

在选择所述密封剂、即液体密封剂、密封膏和边缘线时，必须注意参数，例如工艺气体兼容性、压强或温度。

如果在涡轮压缩机中用不同的压强和温度来压缩不同的工艺气体、例如氯气、氧气、氮气或空气，那么这能够在密封剂分别针对特别的要求（工艺气体、温度、压强）来设计时或在所述密封剂的材料选择时导致冲突。