[发明专利]壳体铸模、壳体结构系列、用于制造径流式涡轮流体能量机的铸造壳体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造径流式涡轮流体能量机的铸造壳体的多件式的壳体铸模。本发明涉及一种径流式涡轮流体能量机的结构系列的壳体结构系列。本发明涉及一种用于制造径流式涡轮流体能量机的铸造壳体的方法，所述方法包括下述步骤：

a)组合壳体铸模，

b)对已组合的壳体铸模制模，

c)浇铸壳体。

背景技术

在下文中，尤其在附图描述中，通常涉及径流式涡轮流体能量机的铸造壳体，即使本发明大部分内容替代地研究壳体铸模。这尤其是由于下述原因：由于制模和浇铸(这对应于形状的复制)，壳体铸模除了对于本发明而言不重要的差别外与铸造壳体的形状相同。

在本文中，通常也涉及径流式涡轮流体能量机的特性、优点和特征，其中本发明研究壳体铸模、壳体结构系列和用于产生径流式涡轮流体能量机的铸造壳体的方法。这基于下述原因：径流式涡轮流体能量机的优点是由根据本发明的对象和方法的实现所带来的。这种思想上的拼接在下文中不再重复说明。

径流式涡轮流体能量机通常以用于运送天然气的管道压缩机的形式用作为涡轮压缩机，对于所述径流式涡轮流体能量机而言，借助于开始提出的对象和方法制造的壳体是确定的。

当前，针对径流式涡轮流体能量机作为径流式涡轮压缩机的构成方案，描述用于径流式涡轮流体能量机的壳体的给定条件，所述壳体已借助于开始提出的对象和方法制造。在径流式涡轮流体能量机的作为径流式涡轮膨胀机的同样根据本发明可行的构成方案中，工艺流体的流动方向在想象中反转，使得例如产生“下游”变为“上游”的命名。

根据对径流式涡轮流体能量机的热力学方面的要求，在转子上设有特定数量的转动轮，并且在空气动力学方面调整引导流动的部件，特别地，壳体的螺旋状的收集腔在最后的压缩机级的下游必须被专门地调整，所述螺旋状的收集腔也称为高压螺旋部。

径流式涡轮流体能量机通常可提供为紧凑的单元，其具有位于共同平台上的输入装置或者输出装置。在径流式涡轮流体能量机处进行维修或检查时，通常必须打开壳体，其中优选的是，避免关于其它所连接的机组的耗费。特别地，应当必须使径流式涡轮流体能量机的输入装置或者输出装置不运动。

可借助于开始限定的对象和方法来制造的壳体优选以锅状构型来构造，使得在壳体上不存在沿着中央轴线或旋转轴线延伸的接合部。因为机器通常水平地架设，所以这种类型的接合部也称为水平接合部。接合部伴随着局部的、在接合部的区域中必要的材料集中，所述材料集中一方面需要结构空间，另一方面需要附加的材料，并且此外引起壳体中的刚度跳变(Steifigkeitssprünge)。在锅状构型中，避免所述水平接合部也具有下述优点：在壳体处有机械负荷和热负荷时，不出现沿着环周方向不对称的变形，所述不对称的变形会引起定向问题和接合部中的泄漏。

在本文的术语中，如果未另作说明，对轴线的参考始终表示对壳体的中央延伸轴线的参考。当前，该中央的延伸轴线通常与径流式流体能量机的转子的旋转轴线近似相同或者完全相同，对于所述径流式流体能量机而言，壳体已按照根据本发明的方法并且借助于根据本发明的壳体铸模制造。

特别地，如下术语，如轴向，径向、切向或者环周方向参考所述轴线。

本发明的优选的应用是将径流式涡轮压缩机、尤其构成为管道压缩机的径流式涡轮压缩机的壳体用于压缩天然气。作为替选方案，径流式涡轮流体能量机的根据本发明的壳体也能够用于膨胀机。基本上，这种构成方案在流动方向相反的情况下是相同的。

术语“高压”和“低压”在本文的范畴中应理解为：在根据本发明的机器正常运行时，在低压区域中存在比在高压区域中更低的压力。低压并不一定意味着该处存在的压力水平处于环境压力的数量级中或低于所述数量级。

在图5中作为纵剖图示意性地描述了呈径流式压缩机形式的传统径流式涡轮流体能量机。该视图用于图解说明迄今为止的壳体结构。所示出的径流式涡轮流体能量机RFM包括转子R和叶轮IMP，所述转子沿着轴线X延伸，所述叶轮具体沿着流动方向为：第一叶轮IMP1、第二叶轮IMP2和第三叶轮IMP3。工艺流体PF穿过壳体CAS的入口进入机器的内部中，并且借助于叶轮IMP且借助于静态地设置在叶轮之间的隔板被压缩到最终压力上。在第三叶轮IMP3之后，在工艺流体PF通过出口径向地离开壳体CAS之前，所述工艺流体在高压螺旋部HSP中收集。壳体CAS基本上包括壳体罩CCV、在低压侧上的低压盖LPC和在高压侧上的高压盖HPC。