專利名稱：流體機械、特別是廢氣渦輪增壓器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及按權利要求1或4前序部分所述的流體機械，特別是廢氣渦輪增壓器。
背景技術：
EP 1 233 190 A1公開了一種依據分類的流體機械。EP 1 233 190 A1公開的是一種徑流式壓縮機方式的流體機械，帶有一個在其中間縱向區(qū)內支承在軸承箱內的軸，在其從支座凸起的末端上攜帶一個渦輪和一個徑向通流的壓縮機轉子。壓縮機轉子具有旋轉合理地套在通過渦輪驅動的軸上的輪轂，該輪轂圓周側配備徑向相距的葉片。輪轂的外部輪廓與壓縮機外殼的內部輪廓限制一個從軸向向徑向導向向外變窄的流體通道，其橫截面相應于葉片的配置。壓縮機外殼借助于剛性固定件固定在軸承箱上。輪轂和葉片的直徑從流體輸入端向流體輸出端增加，從而形成一個與壓縮機轉子的中心橫向平面不對稱的縱向橫截面，并與此相應還形成一個通過壓縮機轉子的長度增加的質量分布。
在不利的運行條件下長時間運行后，這種流體機械的壓縮機轉子會由于腐蝕、侵蝕和老化而強度大大下降，以至于不能排除壓縮機轉子斷裂的可能性。在壓縮機轉子斷裂，轉子破裂成至少兩或三大塊的情況下，這些碎塊由于顯著的離心力向外拋擲。在這種情況下這些碎塊會從壓縮機外殼甩出。小型流體機械可以通過相當大的壁厚和剛性外殼可靠吸收上述負荷或力。而在大型流體機械情況下，大多出于鑄造技術方面的原因降低了外殼壁厚，由此在出現這種應力時迅速達到材質或材料的斷裂極限并導致外殼斷裂。與此同時壓縮機轉子的碎塊或部件從流體機械甩出，從而造成嚴重的損壞。壓縮機轉子碎塊或部件的甩出對整個流體機械的所謂防泄漏性的可靠性產生不利影響。這一點必須要避免。
為在取消螺旋形外殼外部的附加防斷裂措施情況下保證流體機械的防泄漏系統(tǒng)的可靠性，EP 1 233 1 90 A1提出，壓縮機轉子由一個外部的螺旋形外殼和一個內部外殼插入件兩部分構成。螺旋形外殼包括一個流體通道徑向向外導向的通道段。內部外殼插入件徑向上在外部螺旋形外殼和壓縮機轉子之間定位。外殼插入件的內部輪廓與壓縮機轉子輪轂的外部輪廓共同構成一個流體通道基本上分布在軸向上的通道段。螺旋形外殼帶有至少部分包圍內部外殼插入件的內部圓柱體構成，外殼插入件為構成空腔借助于柔性固定件安裝在該內部圓柱體上。軸承箱上壓縮機外殼或螺旋形外殼的剛性固定件借助于軸承箱1上的螺旋形外殼的固定凸緣連接構成。內部外殼插入件在外部螺旋形外殼上固定的柔性固定件，借助于軸向上穿過螺旋形外殼內部圓柱體的膨脹螺栓固定件構成。
用于將外殼插入件固定在螺旋形外殼上的柔性固定件比流體機械軸承箱上外部螺旋形外殼的剛性固定件更不易于斷裂地構成。由此通過依據EP 1 233 190A1的現有技術提出一種帶有“變皺區(qū)”的螺旋形外殼，利用該變皺區(qū)可以可靠避免斷裂轉子的碎塊或部件甩出。在依據EP 1 233 190 A1的流體機械中，可以可靠吸收或接受軸向上和徑向上作用的力和力矩。然而在EP 1 233 190 A1公開的流體機械中存在著這種危險，即外部螺旋形外殼上內部外殼插入件的柔性固定件在吸收能量期間由于切向上作用的力而失靈。然后壓縮機轉子的碎塊或部件會甩出并不再能夠保證流體機械的防泄漏系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內容
本發(fā)明由此出發(fā)的目的在于，提供一種具有提高防泄漏系統(tǒng)可靠性的新型流體機械。
該目的通過依據權利要求1的流體機械得以實現。依據本發(fā)明，用于將外殼插入件固定在螺旋形外殼上的柔性固定件包括至少一個膨脹配合螺栓，其中，這個或者每個膨脹配合螺栓包括至少一個膨脹螺桿和一個配合螺栓，其中，這個或者每個膨脹配合螺栓的配合螺栓至少在外殼插入件和螺旋形外殼的凸緣區(qū)或孔內進行配合，以吸收切向上作用的力。
流體機械依據本發(fā)明的可選擇構成在獨立權利要求4中予以闡述。


本發(fā)明優(yōu)選的進一步構成來自下面的權利要求和下面的說明。現借助附圖對本發(fā)明不局限于此的實施例進行詳細說明。其中圖1示出按本發(fā)明第一實施例依據本發(fā)明流體機械壓縮機外殼外部螺旋形外殼和內部外殼插入件連接區(qū)的斷面前視圖；圖2示出沿圖1剖面方向II-II圖1斷面的橫截面；
圖3以類似于圖2的視圖示出按本發(fā)明第二實施例依據本發(fā)明流體機械壓縮機外殼外部螺旋形外殼和內部外殼插入件連接區(qū)的可選擇構成；圖4示出按本發(fā)明第三實施例依據本發(fā)明流體機械壓縮機外殼外部螺旋形外殼和內部外殼插入件連接區(qū)的斷面前視圖；圖5示出沿圖4剖面方向V-V圖4斷面的橫截面；圖6示出沿圖4剖面方向VI-VI圖4斷面的橫截面；圖7示出沿圖5剖面方向VII-VII的橫截面；圖8以類似于圖2、3或5的視圖示出依據本發(fā)明流體機械壓縮機外殼外部螺旋形外殼和內部外殼插入件連接區(qū)的另一可選擇構成。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及流體機械，特別是廢氣渦輪增壓器的細節(jié)，帶有由一個外部螺旋形外殼和一個內部外殼插入件構成的壓縮機外殼，其中，內部外殼插入件通過柔性和可松開的固定件，也就是通過螺栓連接固定在外部螺旋形外殼上。采用柔性以及可松開的固定件將內部外殼插入件固定在外部螺旋形外殼上的流體機械由EP 1 233 190 A1公開，這里通過參考明確涉及其公開的內容。下面參考圖1-8基本上僅介紹依據本發(fā)明的流體機械與EP 1 233 190 A1所公開的流體機械有所區(qū)別的細節(jié)。
圖1和2示出廢氣渦輪增壓器徑流式壓縮機方式的依據本發(fā)明流體機械的第一實施例，帶有軸1，在其凸出支座的末端上攜帶一未示出的渦輪以及一個徑向通流的壓縮機轉子2。壓縮機轉子2具有旋轉合理地套在通過渦輪驅動的軸1上的輪轂3，該輪轂圓周側配備徑向相距的葉片4。壓縮機外殼由一個外部螺旋形外殼5和一個內部外殼插入件6構成，其中，螺旋形外殼5帶有至少部分包圍外殼插入件6的內部圓柱體7構成，內部的外殼插入件6借助于一個柔性以及可松開的固定件8固定該內部圓柱體上。圖1示出內部外殼插入件6的端面9。
根據圖1和2的實施例，用于將內部外殼插入件6固定在外部螺旋形外殼5上的柔性以及可松開的固定件8包括多個膨脹配合螺栓10，其中，每個膨脹配合螺栓10除了膨脹螺桿11外還包括配合螺栓12。
依據圖2，每個膨脹配合螺栓10的配合螺栓12一側作用于內部外殼插入件6的凸緣區(qū)上，另一側分段作用于內部圓柱體7上。每個膨脹配合螺栓10的配合螺栓12為此具有一種直徑，從而它在外殼插入件6和內部圓柱體7的孔內進行配合。通過每個膨脹配合螺栓10的配合螺栓12可以可靠吸收切向上作用的力，從而即使在切向上作用力很高的情況下也能可靠排除固定件8的失靈。防止膨脹配合螺栓10的配合螺栓12切斷。每個膨脹配合螺栓10的膨脹螺桿11可靠吸收軸向力。通過為固定件8使用這種膨脹配合螺栓10可以明顯改善流體機械防泄漏系統(tǒng)的可靠性。在圖1的視圖中僅能看到膨脹配合螺栓10的螺栓帽13。
圖3示出構成用于將內部外殼插入件6固定在外部螺旋形外殼5上的柔性以及可松開固定件8的第二實施例。在圖3的實施例中，固定件8包括多個常規(guī)的膨脹螺栓15，其中，為每個膨脹螺栓15分配一個力吸收部件14。該力吸收部件14用于吸收切向上作用的力，并與圖1和2實施例的膨脹配合螺栓10一樣起到更可靠吸收切向力和因此提高防泄漏系統(tǒng)可靠性的作用。軸向力由膨脹螺栓15吸收。
在圖3的實施例中，固定件8具有多個周向上彼此相距的膨脹螺栓15，其中，分配給每個膨脹螺栓15的力吸收部件14設置在與膨脹螺栓15相同的圓周位置上。特別是如從圖3可看到的那樣，力吸收部件14設置在外部螺旋形外殼5的內部圓柱體7和內部外殼插入件6之間。圖3實施例的力吸收部件14最好作為彈性部件，也就是作為棱鍵構成。
圖4-7示出依據本發(fā)明流體機械的另一實施例。在圖4-7的實施例中，用于將內部外殼插入件6固定在外部螺旋形外殼5上的柔性和可松開的固定件8也包括多個周向上彼此相距的常規(guī)膨脹螺栓15以及附加的多個力吸收部件16。力吸收部件16在圖4-7的實施例中也用于吸收切向上作用的力和由此提高防泄漏系統(tǒng)的可靠性。軸向力在這里也是由膨脹螺栓15吸收。
在圖4-7的實施例中，各自在周向上彼此相距的兩個膨脹螺栓15之間定位一個力吸收部件16，它造型合理地裝入內部外殼插入件6以及外部螺旋形外殼5的內部圓柱體7的相應空隙內。圖4-7實施例的力吸收部件16最好作為螺栓或銷釘構成。
正如從圖7可看到的那樣，為內部外殼插入件6分配多個周向上彼此相距和在徑向上延伸起到其它力吸收部件作用的凸起部17，它們造型合理地嵌入內部圓柱體7或螺旋形外殼5內部的相應空隙內，并起到將外殼插入件6進一步或附加固定在螺旋形外殼5上的作用。凸起部17也起到接受或吸收切向作用力的作用并由此提高流體機械防泄漏系統(tǒng)的可靠性。
需要指出的是，圖4-7實施例在圖7中所示的凸起部17不言而喻也可以在圖1、2或圖3的實施例中使用。
圖8示出依據本發(fā)明流體機械的一種實施方式，其中圖4-7實施例的膨脹螺栓15由常規(guī)的帶帽螺栓18取代，其中，在帶帽螺栓18的螺栓帽13和內部外殼插入件6的端側或端面9之間設置用于吸收軸向作用力的力吸收部件19。利用圖8的這種構成，因此可以用常規(guī)的帶帽螺栓取代膨脹螺栓。力吸收部件19最好作為彈性部件或者膨脹套筒構成。彈性部件可以作為盤形彈簧構成。正如已經提到的那樣，圖8的力吸收部件19用于吸收軸向力。依據本發(fā)明吸收切向力在這里最好如結合圖4-7所述實施例的方式進行。
依據本發(fā)明流體機械的特征在于用于將外殼插入件固定在螺旋形外殼上的柔性以及可松開固定件的特殊結構。軸向上和切向上作用的力和力矩可以被該固定件可靠地吸收。切向上作用的力也是第一次被可靠吸收并由此可靠避免了構成柔性固定件的螺栓切斷。徑向力主要由外殼插入件吸收。流體機械防泄漏系統(tǒng)的可靠性得到提高。因為外殼插入件和螺旋形外殼之間的連接可松開地構成，所以提供了一種便于維護的方案，因為在松開柔性以及可松開的固定件后外殼插入件可從螺旋形外殼上取下，而無需拆卸螺旋形外殼本身。這一點減輕了壓縮機轉子上的操作。
附圖符號1 軸2 壓縮機轉子3 輪轂4 葉片5 螺旋形外殼6 外殼插入件7 內部圓柱體8 固定件9 端面10膨脹配合螺栓11膨脹螺桿12配合螺栓13螺栓帽14力吸收部件15膨脹螺栓16力吸收部件17凸起部18帶帽螺栓19力吸收部件
權利要求
1.流體機械，特別是廢氣渦輪增壓器，帶有徑向通流的壓縮機轉子(2)，該轉子套在一個支承在軸承箱內的軸(1)上并設置在一個帶有蝸桿狀流體通道的壓縮機外殼內，其中，壓縮機轉子(2)輪轂的外部輪廓和壓縮機外殼的內部輪廓構成從軸向向徑向導向的流體通道，其中，壓縮機外殼由一個外部螺旋形外殼(5)和一個內部外殼插入件(6)構成，其中，外部螺旋形外殼(5)借助于一個剛性固定件固定在軸承箱上，其中，內部外殼插入件(6)設置在螺旋形外殼(5)和壓縮機轉子(2)之間，并借助于一個柔性固定件(8)固定在螺旋形外殼(5)上，其特征在于，用于將外殼插入件(6)固定在螺旋形外殼(5)上的柔性固定件(8)包括至少一個膨脹配合螺栓(10)，其中，這個或者每個膨脹配合螺栓(10)包括至少一個膨脹螺桿(11)和一個配合螺栓(12)，其中，這個或者每個膨脹配合螺栓(10)的配合螺栓(12)至少在外殼插入件(6)和螺旋形外殼(5)的一個凸緣區(qū)或孔內進行配合，以吸收在切向上作用的力。
2.按權利要求1所述的流體機械，其特征在于，螺旋形外殼(5)帶有至少部分包圍外殼插入件(6)的內部圓柱體(7)構成，外殼插入件(6)借助于這個或者每個膨脹配合螺栓(10)這樣安裝在該內部圓柱體上，使這個或者每個膨脹配合螺栓(10)的配合螺栓(12)在內部圓柱體(7)和外殼插入件(6)的一個凸緣區(qū)或孔內進行配合。
3.按權利要求1或2所述的流體機械，其特征在于，為外殼插入件分配多個在周向上彼此相距的凸起部，它們嵌入螺旋形外殼內部的相應空隙內，用于將外殼插入件造型合理地固定在螺旋形外殼上。
4.流體機械，特別是廢氣渦輪增壓器，帶有徑向通流的壓縮機轉子(2)，該轉子套在一個支承在軸承箱內的軸(1)上并設置在一個帶有蝸桿狀流體通道的壓縮機外殼內，其中，壓縮機轉子(2)輪轂的外部輪廓和壓縮機外殼的內部輪廓構成從軸向向徑向導向的流體通道，其中，壓縮機外殼由一個外部螺旋形外殼(5)和一個內部外殼插入件(6)構成，其中，外部螺旋形外殼(5)借助于一個剛性固定件固定在軸承箱上，其中，內部外殼插入件(6)設置在螺旋形外殼(5)和壓縮機轉子(2)之間，并借助于一個柔性固定件(8)固定在螺旋形外殼(5)上，其中，用于將外殼插入件(6)固定在螺旋形外殼(5)上的柔性固定件(8)包括至少一個螺栓，其特征在于，除了這個或者每個螺栓，柔性固定件(8)還包括至少一個吸收切向上作用力的力吸收部件(14；16)。
5.按權利要求4所述的流體機械，其特征在于，柔性固定件(8)包括切向上分布的多個螺栓和多個力吸收部件(16)，其中，在各自兩個周向上相鄰的螺栓之間分別設置一個力吸收部件(16)。
6.按權利要求5所述的流體機械，其特征在于，力吸收部件(16)作為螺栓或者銷釘構成。
7.按權利要求4所述的流體機械，其特征在于，柔性固定件(8)包括切向上分布的多個螺栓和多個力吸收部件(14)，其中，最好為每個螺栓分配一個力吸收部件(14)，該部件在螺旋形外殼(5)的內部圓柱體(7)和外殼插入件(6)之間各自螺栓的圓周位置上定位。
8.按權利要求7所述的流體機械，其特征在于，力吸收部件(14)作為彈性部件構成。
9.按權利要求4-8之一或多項所述的流體機械，其特征在于，為外殼插入件(6)分配多個在切向上彼此相距起到力吸收部件作用的凸起部(17)，它們嵌入螺旋形外殼(5)內部的相應空隙內，用于將外殼插入件(6)造型合理地固定在螺旋形外殼(5)上。
10.按權利要求4-9之一或多項所述的流體機械，其特征在于，這個或者每個螺栓作為膨脹螺栓(15)構成。
11.按權利要求4-9之一或多項所述的流體機械，其特征在于，這個或者每個螺栓作為帶帽螺栓(18)構成，其中，為這個或者每個帶帽螺栓(18)分配至少一個力吸收部件(19)，用于吸收軸向上作用的力。
12.按權利要求11所述的流體機械，其特征在于，為每個帶帽螺栓(18)這樣分配一個吸收軸向上作用力的力吸收部件(19)，使力吸收部件(19)在安裝狀態(tài)下在各自帶帽螺栓(18)的螺栓帽(13)和外殼插入件(6)的端面(9)之間定位，最好夾緊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流體機械，特別是廢氣渦輪增壓器，帶有徑向通流的壓縮機轉子(2)，該轉子套在一個支承在軸承箱內的軸(1)上并設置在一個帶有蝸桿狀流體通道的壓縮機外殼內，其中，壓縮機轉子(2)輪轂的外部輪廓和壓縮機外殼的內部輪廓構成從軸向向徑向導向的流體通道，壓縮機外殼由一個外部螺旋形外殼(5)和一個內部外殼插入件(6)構成，外部螺旋形外殼(5)借助于一個剛性固定件固定在軸承箱上，內部外殼插入件(6)設置在螺旋形外殼(5)和壓縮機轉子(2)之間，并固定在螺旋形外殼(5)上。用于將外殼插入件(6)固定在螺旋形外殼(5)上的第二固定件(8)包括至少一個膨脹配合螺栓(10)，該膨脹配合螺栓(10)的配合螺栓(12)至少在外殼插入件(6)和螺旋形外殼(5)的一個凸緣區(qū)或孔內進行配合，以吸收在切向上作用的力。
文檔編號F04D29/60GK1721706SQ20051008375
公開日2006年1月18日 申請日期2005年6月9日 優(yōu)先權日2004年6月9日
發(fā)明者S·克內普, P·肖勒 申請人:曼·B及W柴油機公開股份有限公司