專利名稱：壓縮機(jī)單元和裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尤其用于水下操作的壓縮機(jī)單元，該壓縮機(jī)單元 包括壓縮機(jī)和電動(dòng)機(jī)，該壓縮機(jī)單元包括具有用于輸送介質(zhì)的流入口 和流出口的殼體，并且具有旋轉(zhuǎn)軸線，壓縮機(jī)單元的轉(zhuǎn)子可圍繞所述 旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，此外，本發(fā)明的主題是用于按本發(fā)明的壓縮機(jī)單元的 裝配方法。
背景技術(shù)：
在壓縮機(jī)制造領(lǐng)域的最新發(fā)展也聚焦在要用來(lái)輸送天然氣的大型 壓縮機(jī)的海下布置上。由于特殊的操作條件，尤其由于在維修方面和 供給管路方面受到強(qiáng)烈限制的可接近性，專業(yè)界人士面臨巨大的挑戰(zhàn)。 相關(guān)的環(huán)境規(guī)定禁止有待安裝的設(shè)備和周圍海水之間的任何物質(zhì)交 換。附加地，海水是有侵蝕性的介質(zhì)并且在不同的海洋深度中碰到極 端的壓力條件和溫度條件，另外的要求在于，該設(shè)備一方面應(yīng)該具有 特別高的使用壽命，并且另一方面必須構(gòu)造成幾乎不用維修的，另外， 有待輸送的部分地有化學(xué)侵蝕性的介質(zhì)的不可忽視的污染也是令人憂 慮的，
有待壓縮的輸送介質(zhì)、尤其是有待輸送的天然氣不只具有經(jīng)常變 化的有侵蝕性的化學(xué)成分，而且還是不同的冷凝物的栽體，該冷凝物 使得壓縮困難，尤其導(dǎo)致壓縮機(jī)的磨損增加.由于這個(gè)原因，在壓縮 前要進(jìn)行冷凝物分離。甚至用最貴的分離技術(shù)也不能阻止冷凝物隨后 在壓縮機(jī)單元中的分離，這至少會(huì)損害壓縮機(jī)單元的使用壽命。此外， 在水下操作的壓縮機(jī)單元還附加了這樣一個(gè)問(wèn)題，即導(dǎo)入和導(dǎo)出輸送
介質(zhì)的管道通常在操作位置上才進(jìn)行連接并且在運(yùn)輸線路上，周圍介損壞。

發(fā)明內(nèi)容
從現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)是排除冷凝物和其它液 體在尤其為了水下操作而設(shè)置的壓縮機(jī)單元中的損壞可能性。
為了解決按本發(fā)明的任務(wù)，提出按權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)單元和按權(quán)利要求7所述的用于裝配該壓縮機(jī)單元的方法.分別對(duì)其引用 的從屬權(quán)利要求包括按本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案，
垂直的放置與在殼體的下面的軸向端部上的排水口相結(jié)合的決定 性的優(yōu)點(diǎn)在于， 一方面由于沿著旋轉(zhuǎn)軸線的長(zhǎng)形的延伸獲得排水的特 別有利的條件，因?yàn)橛捎诖嬖诟叩乃陀懈叩牧黧w靜力學(xué)的壓 力，該壓力用于冷凝物更好地從殼體中流出，因此，通過(guò)位于殼體的 下面的軸向端部上的排水口 ，冷凝物在由于垂直的定向而更高的流體 靜力學(xué)的壓力的驅(qū)動(dòng)下更好地流出。
為了確保液體徹底流出，有利的是如此構(gòu)造在壓縮機(jī)單元內(nèi)部的 表面，使得在用于操作的垂直定向中位于殼體內(nèi)部的液體僅僅由于重 力作用流動(dòng)來(lái)到達(dá)排水口。為此，背對(duì)排水口的表面應(yīng)該具有導(dǎo)致流 向排水口的傾角。關(guān)于排水口的適合于積聚液體的側(cè)凹
(Hinterschneidung )按本發(fā)明沒(méi)有設(shè)置在殼體內(nèi)部.
為了徹底排出冷凝物并且克服可能的壓力差，有利的是將排出冷 凝物的泵連接到構(gòu)造成開(kāi)口的排水口上。
此外，對(duì)于裝配過(guò)程來(lái)說(shuō)有利的是，壓縮機(jī)單元的殼體借助于設(shè)
置在殼體上的支撐元件支承在框架中，其中如此構(gòu)造該支承結(jié)構(gòu)，使
得該殼體可以圍繞在轉(zhuǎn)子重心的區(qū)域內(nèi)的水平的軸線旋轉(zhuǎn)，并且如此 將排水口從底點(diǎn)圍繞框架旋轉(zhuǎn)變換到最高點(diǎn)。
本發(fā)明的該改進(jìn)方案尤其有利，如果為有待水下操作的壓縮機(jī)單 元設(shè)置了裝配方法，使得該壓縮機(jī)單元在下沉到水下的搮作位置之前 用不可壓縮的流體進(jìn)行填充，然后將其輸送到位于水下的操作位置上 并且將接口連接到流入口和流出口上，并且最后通過(guò)排水口將壓縮機(jī) 單元中的流體排空。為了阻止在水下與周圍介質(zhì)的交換，有意義的是， 在填入不可壓縮的流體之前在水上封閉流入口和流出口 ，并且在將接 口連接到流入口和流出口之前再次去除該封閉。為了填充壓縮機(jī)單元 的殼體，有意義的是該殼體圍繞水平的軸線如先前所述地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)， 使得排水口位于上面的軸向端部上。通過(guò)排水口可以用不可壓縮的流 體完全填充殼體，尤其如此設(shè)計(jì)該殼體的內(nèi)部，使得在操作中流體可 以完全由于重力作用的流動(dòng)到達(dá)排水口并且壓縮機(jī)單元在填充時(shí)以下 面的軸向端部位于上面。表面的相應(yīng)的傾角用于在以不可壓縮的流體 填充時(shí)不會(huì)在殼體中保留可壓縮的氣泡。蒸餾的水或去除礦物質(zhì)的水例如可以用作不可壓縮的流體，從而壓縮機(jī)單元的內(nèi)部不會(huì)遭受周圍 介質(zhì)例如海水的損壞性的影響，并且同時(shí)流入口和流出口的封閉在將 壓縮機(jī)單元輸送到水下的操作位置的范圍內(nèi)不必保持在特別的壓力栽 荷狀態(tài)中。
封閉被填充的殼體的流入口和流出口也是有利的，由此不會(huì)有魚(yú) 游到壓縮機(jī)單元內(nèi)并且不會(huì)有螃蟹爬進(jìn)去，


下面參考附圖根據(jù)專門(mén)的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。所示出
的實(shí)施方式只是為了說(shuō)明而理解為本發(fā)明的實(shí)施例.其中 圖1是壓縮機(jī)單元的縱剖面的示意圖； 圖2， 3分別是按本發(fā)明的裝配方法的方法步驟的示意圖，
具體實(shí)施例方式
圖1示出了按本發(fā)明的壓縮機(jī)單元1的縱向剖面圖，該壓縮機(jī)單 元作為重要的構(gòu)件具有在氣密構(gòu)造的殼體4中的電動(dòng)機(jī)2和壓縮機(jī)3。 該殼體4容納著電動(dòng)機(jī)2和壓縮機(jī)3。在從電動(dòng)機(jī)2到壓縮機(jī)3的過(guò)渡 區(qū)域中，為殼體4設(shè)置了流入口 6和流出口 7，其中通過(guò)流入口 6借助 于進(jìn)氣短管8吸入有待壓縮的流體，并且通過(guò)流出口 7排出壓縮好的
流體o
在操作中垂直地布置所述壓縮機(jī)單元1，其中電動(dòng)機(jī)2的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 子15通過(guò)壓縮機(jī)3的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子9統(tǒng)一形成共同的軸19，該軸圍繞共 同的垂直的旋轉(zhuǎn)軸線60進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子15在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子15的上面的端部上支承在第一徑向 軸承21中。
壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子9在下面位置中支承在第二徑向軸承22中 在共同的軸19的上面的端部上，也就是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子15的上面 的端部上設(shè)置了軸向軸承25。徑向軸承21， 22和軸向軸承25用電磁 進(jìn)行工作并且分別封裝地構(gòu)成。在此，徑向軸承21， 22在圓周方向上 圍繞軸19的相應(yīng)的軸頸延伸，并且在此構(gòu)造成360°環(huán)繞的且不分開(kāi) 的。
構(gòu)造成離心式壓縮機(jī)的壓縮機(jī)3具有三個(gè)壓縮機(jī)級(jí)11，這些壓縮 機(jī)級(jí)分別借助于溢流部分33連接。在壓縮機(jī)級(jí)11上產(chǎn)生的壓力差用 作在壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子9上產(chǎn)生推力，該推力通過(guò)連接器18傳遞到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子15上并且其方向反向于由壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子9和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子15形成的整 個(gè)轉(zhuǎn)子的重力的方向指向，從而實(shí)現(xiàn)在額定工作狀態(tài)中最大程度的推 力平衡。以這種方式可以將軸向軸承25的尺寸設(shè)計(jì)得比在水平布置時(shí) 更小.
電磁的軸承21， 22， 25借助于冷卻系統(tǒng)31冷卻到操作溫度，其中 該冷卻系統(tǒng)31在壓縮機(jī)3的溢流部分中設(shè)有分接頭32。將優(yōu)選為天然 氣的輸送介質(zhì)的一部分借助于管道從分接頭32引導(dǎo)通過(guò)過(guò)濾器35,并 且隨后通過(guò)兩個(gè)單獨(dú)的管道輸向各個(gè)外部的軸頸(第一徑向軸承21和 第二徑向軸承22以及軸向軸承25).借助于冷的輸送介質(zhì)進(jìn)行冷卻節(jié) 省了額外的供應(yīng)管道。
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子15由定子16包圍，該定子具有封裝結(jié)構(gòu)39，使得有 侵蝕性的輸送介質(zhì)不會(huì)損壞該定子16的繞組。在此，優(yōu)選如此設(shè)計(jì)該 封裝結(jié)構(gòu)39，使得其能夠承受整個(gè)操作壓力。這也是因?yàn)樵O(shè)置了單獨(dú) 的定子冷卻系統(tǒng)40,該定子冷卻系統(tǒng)將自己的冷卻介質(zhì)41借助于泵 42輸送通過(guò)熱交換器43。至少如此構(gòu)造該封裝結(jié)構(gòu)39，使得在定子 16和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子15之間延伸的區(qū)段雖然具有薄的壁厚，但是在借助于 冷卻介質(zhì)41完全填充定子冷卻系統(tǒng)40時(shí)能夠保持設(shè)計(jì)壓力水平。以 這種方式避免在該區(qū)域中較大的渦流損失并且改善了整個(gè)裝置的效 率。
壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子9適宜地具有壓縮機(jī)軸10，在該壓縮機(jī)軸上安裝了各 個(gè)壓縮機(jī)級(jí)11,這可以優(yōu)選借助于熱壓配合實(shí)現(xiàn)。同樣形狀配合連接 也是可行的，例如借助于多邊形。按照另一種實(shí)施方式，將不同的壓 縮機(jī)級(jí)11彼此焊接在一起，由此形成了一體的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子9。
在垂直的操作位置中在殼體4的下面的軸向端部63上有排水點(diǎn) SDP，排水口 64以殼體4的開(kāi)口的形式位于該排水點(diǎn)上。在該排水點(diǎn) SDP上積聚了所有的液體，液體在殼體4內(nèi)部?jī)H僅由于重力作用流出。 為此，如此設(shè)計(jì)在壓縮機(jī)單元內(nèi)部的所有表面，使得在垂直的操作定 向中表面的傾角65可靠地阻止流體在外面在排水點(diǎn)上的積聚，冷凝物 泵67連接到排水口 64上，該冷凝物泵排出積累的液體。在轉(zhuǎn)子重心 68的軸向區(qū)域內(nèi)，將支撐元件69設(shè)置在殼體上，這些支撐元件提供了 將止擋件安置在止擋點(diǎn)上的可能性，
借助于支撐元件69可以將壓縮機(jī)單元裝到框架70中，如圖2和3所示.如此設(shè)計(jì)將壓縮機(jī)單元裝到框架70中，使得該壓縮機(jī)單元1可 以圍繞水平的軸線旋轉(zhuǎn)。以這種方式可以將排水口 64從在垂直的操作 定向時(shí)最下面的點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到最上面的點(diǎn)。
按本發(fā)明的裝配方法提出，在第一步驟中，壓縮機(jī)單元1在框架 70中與操作位置對(duì)稱地以排水口 64沿旋轉(zhuǎn)軸線60的垂直方向向上進(jìn) 行定向，在該位置中，在封閉流入口 6和流出口 7的情況下用不可壓 縮的流體82填充該壓縮機(jī)單元1，也就是用蒸餾的或去除礦物質(zhì)的水 來(lái)填充，然后，該壓縮機(jī)單元1轉(zhuǎn)回操作位置中，并且在水下輸送到 操作位置上。最后，在去除對(duì)流入口 6和流出口 7的封閉的情況下分 別接上用于輸送介質(zhì)的管道80， 81，并且實(shí)現(xiàn)了具有連接的冷凝物收 集器80的冷凝物泵67與排水口 64的連接。在開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)壓縮機(jī)單元1 之前，將冷凝物泵67的來(lái)自該壓縮機(jī)單元1的內(nèi)部的流體填充物泵出。
權(quán)利要求
1.尤其用于水下操作的壓縮機(jī)單元(1)，該壓縮機(jī)單元包括壓縮機(jī)(3)和電動(dòng)機(jī)(2)，該壓縮機(jī)單元(1)包括具有用于輸送介質(zhì)的流入口(6)和流出口(7)的殼體(4)，并且具有旋轉(zhuǎn)軸線(60)，該壓縮機(jī)單元(1)的轉(zhuǎn)子可圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸線(60)在操作期間垂直地進(jìn)行定向，并且所述殼體(4)在位于下面的軸向端部(63)上具有排水口(64)。
2. 按權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)單元(1)，其特征在于，設(shè)計(jì)所 述壓縮機(jī)單元(l)內(nèi)部的表面，使得在用于操作的垂直定向時(shí)在殼體(4)內(nèi)部的液體由于重力作用流出并且到達(dá)排水口 (64),
3. 按權(quán)利要求2所述的壓縮機(jī)單元(1)，其特征在于，位于壓 縮機(jī)單元(1 )內(nèi)部的離開(kāi)排水口 (64)指向的表面具有一種傾角，使 得濕潤(rùn)性的液體在用于搮作的垂直定向時(shí)從該表面朝排水口 (64)的 方向;危出。
4. 按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)單元(1)，其特征在 于，在所述排水口 (64)上連接將液體排出的冷凝物泵(67)。
5. 按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)單元(1),其特征在 于，所述殼體(4 )借助于設(shè)置在該殼體上的支撐元件支承在框架(70 ) 中，其中構(gòu)造該支承結(jié)構(gòu)，使得該殼體(4)可以圍繞水平的軸線旋轉(zhuǎn)， 從而將排水口 (64)從底點(diǎn)變換到最高點(diǎn)上。
6. 按上述權(quán)利要求4所述的壓縮機(jī)單元(1)，其特征在于，所 述殼體可圍繞旋轉(zhuǎn)的水平軸線在轉(zhuǎn)子重心(68)的區(qū)域內(nèi)延伸。
7. 用于按權(quán)利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的為水下操作設(shè)置的 壓縮機(jī)單元(1 )的裝配方法，其特征在于，所述壓縮機(jī)單元(l)在 水上用不可壓縮的流體(82)進(jìn)行填充，將壓縮機(jī)單元輸送到位于水 下的操作位置上，將接口連接到流入口 (6)和流出口 (7)上并且將 流體(82)通過(guò)排水口 (64)從壓縮機(jī)單元(1)中排出。
8. 按權(quán)利要求6所述的裝配方法，其特征在于，所述流體(82) 是蒸餾的水或去除礦物質(zhì)的水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尤其用于水下操作的具有電動(dòng)機(jī)(2)的壓縮機(jī)單元(1)。有待壓縮的輸送介質(zhì)、尤其是有待輸送的天然氣不只具有經(jīng)常變化的有侵蝕性的化學(xué)成分，而且還是不同的冷凝物的載體，該冷凝物使得壓縮困難，尤其導(dǎo)致壓縮機(jī)的磨損增加。在裝配時(shí)有侵蝕性的海水也會(huì)進(jìn)入壓縮機(jī)單元。這里提出補(bǔ)救辦法，即旋轉(zhuǎn)軸線(60)在操作期間垂直定向，并且所述殼體(4)在位于下面的軸向端部(63)上具有排水口(64)。此外，提出了用于壓縮機(jī)單元(1)的裝配方法，在該方法中，所述壓縮機(jī)單元(1)在水上用不可壓縮的流體(82)進(jìn)行填充，將壓縮機(jī)單元輸送到位于水下的操作位置上，將接口連接到流入口(6)和流出口(7)上并且將流體(82)通過(guò)排水口(64)從壓縮機(jī)單元(1)中排出。
文檔編號(hào)F04D29/70GK101410628SQ200780010582
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者G·倫德林克, T·尼休斯 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司