專利名稱：壓縮機單元和裝配方法
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單元，該壓縮機單元 包括壓縮機和電動機，該壓縮機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)明的壓縮機單元的 裝配方法。
背景技術(shù)：
在壓縮機制造領(lǐng)域的最新發(fā)展也聚焦在要用來輸送天然氣的大型 壓縮機的海下布置上。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)致壓縮機的磨損增加.由于這個原因，在壓縮 前要進行冷凝物分離。甚至用最貴的分離技術(shù)也不能阻止冷凝物隨后 在壓縮機單元中的分離，這至少會損害壓縮機單元的使用壽命。此外， 在水下操作的壓縮機單元還附加了這樣一個問題，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行連接并且在運輸線路上，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所述的壓縮機單元和按權(quán)利要求7所述的用于裝配該壓縮機單元的方法.分別對其引用 的從屬權(quán)利要求包括按本發(fā)明的有利的改進方案，
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)點在于， 一方面由于沿著旋轉(zhuǎn)軸線的長形的延伸獲得排水的特 別有利的條件，因為由于存在更高的水柱就有更高的流體靜力學(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 力作用流動來到達排水口。為此，背對排水口的表面應(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)造成開口的排水口上。
此外，對于裝配過程來說有利的是，壓縮機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 將排水口從底點圍繞框架旋轉(zhuǎn)變換到最高點。
本發(fā)明的該改進方案尤其有利，如果為有待水下操作的壓縮機單 元設(shè)置了裝配方法，使得該壓縮機單元在下沉到水下的搮作位置之前 用不可壓縮的流體進行填充，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，并且最后通過排水口將壓縮機 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行旋轉(zhuǎn)， 使得排水口位于上面的軸向端部上。通過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到達排水口并且壓縮機單元在填充時以下 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 填充時不會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，從而壓縮機單元的內(nèi)部不會遭受周圍 介質(zhì)例如海水的損壞性的影響，并且同時流入口和流出口的封閉在將 壓縮機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，由此不會有魚 游到壓縮機單元內(nèi)并且不會有螃蟹爬進去，


下面參考附圖根據(jù)專門的實施例對本發(fā)明進行詳細描述。所示出
的實施方式只是為了說明而理解為本發(fā)明的實施例.其中 圖1是壓縮機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，
具體實施例方式
圖1示出了按本發(fā)明的壓縮機單元1的縱向剖面圖，該壓縮機單 元作為重要的構(gòu)件具有在氣密構(gòu)造的殼體4中的電動機2和壓縮機3。 該殼體4容納著電動機2和壓縮機3。在從電動機2到壓縮機3的過渡 區(qū)域中，為殼體4設(shè)置了流入口 6和流出口 7，其中通過流入口 6借助 于進氣短管8吸入有待壓縮的流體，并且通過流出口 7排出壓縮好的
流體o
在操作中垂直地布置所述壓縮機單元1，其中電動機2的電動機轉(zhuǎn) 子15通過壓縮機3的壓縮機轉(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進行旋轉(zhuǎn)。
電動機轉(zhuǎn)子15在電動機轉(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，也就是在電動機轉(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 的。
構(gòu)造成離心式壓縮機的壓縮機3具有三個壓縮機級11，這些壓縮 機級分別借助于溢流部分33連接。在壓縮機級11上產(chǎn)生的壓力差用 作在壓縮機轉(zhuǎn)子9上產(chǎn)生推力，該推力通過連接器18傳遞到電動機轉(zhuǎn)子15上并且其方向反向于由壓縮機轉(zhuǎn)子9和電動機轉(zhuǎn)子15形成的整 個轉(zhuǎn)子的重力的方向指向，從而實現(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)計得比在水平布置時 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)通過過濾器35,并 且隨后通過兩個單獨的管道輸向各個外部的軸頸(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)進行冷卻節(jié) 省了額外的供應(yīng)管道。
電動機轉(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)不會損壞該定子16的繞組。在此，優(yōu)選如此設(shè)計該 封裝結(jié)構(gòu)39，使得其能夠承受整個操作壓力。這也是因為設(shè)置了單獨 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和電動機轉(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時能夠保持設(shè)計壓力水平。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裝置的效 率。
壓縮機轉(zhuǎn)子9適宜地具有壓縮機軸10，在該壓縮機軸上安裝了各 個壓縮機級11,這可以優(yōu)選借助于熱壓配合實現(xiàn)。同樣形狀配合連接 也是可行的，例如借助于多邊形。按照另一種實施方式，將不同的壓 縮機級11彼此焊接在一起，由此形成了一體的壓縮機轉(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 SDP，排水口 64以殼體4的開口的形式位于該排水點上。在該排水點 SDP上積聚了所有的液體，液體在殼體4內(nèi)部僅僅由于重力作用流出。 為此，如此設(shè)計在壓縮機單元內(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上的可能性，
借助于支撐元件69可以將壓縮機單元裝到框架70中，如圖2和3所示.如此設(shè)計將壓縮機單元裝到框架70中，使得該壓縮機單元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 定向時最下面的點旋轉(zhuǎn)到最上面的點。
按本發(fā)明的裝配方法提出，在第一步驟中，壓縮機單元1在框架 70中與操作位置對稱地以排水口 64沿旋轉(zhuǎn)軸線60的垂直方向向上進 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填充該壓縮機單元1，也就是用蒸餾的或去除礦物質(zhì)的水 來填充，然后，該壓縮機單元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。在開始運轉(zhuǎn)壓縮機單元1 之前，將冷凝物泵67的來自該壓縮機單元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單元(1)，該壓縮機單元包括壓縮機(3)和電動機(2)，該壓縮機單元(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所述的壓縮機單元(1)，其特征在于，設(shè)計所 述壓縮機單元(l)內(nèi)部的表面，使得在用于操作的垂直定向時在殼體(4)內(nèi)部的液體由于重力作用流出并且到達排水口 (64),
3. 按權(quán)利要求2所述的壓縮機單元(1)，其特征在于，位于壓 縮機單元(1 )內(nèi)部的離開排水口 (64)指向的表面具有一種傾角，使 得濕潤性的液體在用于搮作的垂直定向時從該表面朝排水口 (64)的 方向;危出。
4. 按上述權(quán)利要求中任一項所述的壓縮機單元(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)利要求中任一項所述的壓縮機單元(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)從底點變換到最高點上。
6. 按上述權(quán)利要求4所述的壓縮機單元(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 壓縮機單元(1 )的裝配方法，其特征在于，所述壓縮機單元(l)在 水上用不可壓縮的流體(82)進行填充，將壓縮機單元輸送到位于水 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)通過排水口 (64)從壓縮機單元(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機(2)的壓縮機單元(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)致壓縮機的磨損增加。在裝配時有侵蝕性的海水也會進入壓縮機單元。這里提出補救辦法，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，提出了用于壓縮機單元(1)的裝配方法，在該方法中，所述壓縮機單元(1)在水上用不可壓縮的流體(82)進行填充，將壓縮機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)通過排水口(64)從壓縮機單元(1)中排出。
文檔編號F04D29/70GK101410628SQ200780010582
公開日2009年4月15日 申請日期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 申請人:西門子公司