РЕДУКТОР, РЕДУКТОРНАЯ ТУРБОМАШИНА И СПОСОБ МОНТАЖА РЕДУКТОРНОЙ ТУРБОМАШИНЫ Российский патент 2018 года по МПК F04D25/16 F01D15/12 

Изобретение относится к редуктору (передача), в частности встроенному редуктору для редукторной турбомашины (турбомашина с передачей), конкретно с признаками ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Кроме того, изобретение относится к редукторной турбомашине и к способу монтажа подобной редукторной турбомашины.

Редукторная турбомашина объединяет при помощи встроенного редуктора (интегрального редуктора) входные и/или выходные агрегаты в машинную линию. В качестве входных агрегатов возможны по отдельности или в комбинации паровые турбины, газовые турбины, расширители, а также двигатели, а в качестве выходных агрегатов возможны по отдельности или в комбинации компрессоры, а также генераторы. Таким образом, редукторные турбомашины выполнены в виде редукторного компрессора или расширительной установки или комбинации из них. Как правило, окончательная редукторная турбомашина выполнена в виде линии, причем при помощи редуктора в зависимости от исполнения редукторной турбомашины входные и выходные агрегаты, в частности паровые турбины, газовые турбины, расширители, а также двигатели и компрессоры, взаимодействуют друг с другом через технологический процесс. Подобные редукторные турбомашины и встроенные в них редукторы известны из уровня техники во множестве исполнений. В качестве примера делается ссылка на указанные ниже публикации:

EP 2 128 448 A2,

EP 1 691 081 B1,

DE 10 2012 022 131 A1,

DE 10 2011 003 525 A1,

DE 10 2013 208 564 A1.

Встроенные редукторы характеризуются, как правило, приводным валом, соединенным с входным агрегатом, например в виде электродвигателя или турбины, в частности паровой или газовой турбины. Приводной вал несет косозубое ведущее колесо, которое находится, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении, по меньшей мере, с одним, предпочтительно несколькими ведомыми зубчатыми колесами. Ведомые зубчатые колеса в каждом случае без возможности поворота (вращения) соединены или выполнены за одно целое с выходными валами.

Например, из публикаций EP 1 691 081 B1 и EP 2 128 448 A2 в каждом случае известно исполнение, в котором ведущее зубчатое колесо расположено в виде промежуточного колеса между ведомым зубчатым колесом и зубчатым колесом, обозначенным как большое колесо. При этом оси поворота или вращения большого колеса, ведущего и ведомого зубчатого колеса расположены в одной плоскости, вследствие чего может реализовываться простое исполнение корпуса редуктора, так как корпус может разделяться на два частичных блока корпуса по основному стыку, который проходит через опорные области вышеуказанных зубчатых колес. При монтаже оба частичных блока корпуса состыковываются по основному стыку, причем при рассмотрении в монтажном положении первый нижний частичный блок корпуса расположен, например на фундаменте. Нижний частичный блок корпуса соединен со вторым, расположенным над ним частичным блоком корпуса. При необходимости при наличии, по меньшей мере, одного дальнейшего, расположенного за пределами основного стыка ведомого зубчатого колеса дальнейший третий частичный блок корпуса отдельно после монтажа дальнейших выходных валов соединен со вторым частичным блоком корпуса, расположенным над нижним частичным блоком корпуса. Следовательно, второй частичный блок корпуса может также обозначаться как средний блок корпуса. Соединенные с ведомыми зубчатыми колесами валы соединены с выходными агрегатами, например, компрессорами отдельных компрессорных ступеней. Монтаж редуктора ввиду необходимой ориентации соединенных с выходными агрегатами валов может происходить не в виде полностью предварительно смонтированного редуктора. Поэтому при исполнении турбомашины в виде редукторного компрессора на первом этапе способа осуществляется предоставление корпуса, разделенного на два или три частичных блока корпуса, причем нижний частичный блок корпуса позиционируется в монтажном положении, и большое колесо и при необходимости промежуточное колесо устанавливаются в основном стыке. В зависимости от размеров турбомашин, по меньшей мере, часть или вся задняя стенка компрессора, при необходимости с уже встроенным уплотнением, монтируется на нижнем частичном блоке корпуса. Вслед за этим осуществляется монтаж отдельных, расположенных на основном стыке ведомых зубчатых колес и несущих их валов. При этом рабочие колеса компрессоров монтируются на несущих ведомые зубчатые колеса валах, то есть соединяются с ними без возможности поворота. После закрепления корпуса компрессора на задних стенках отдельных компрессоров второй верхний частичный блок корпуса целиком надевается и соединяется с нижним частичным блоком корпуса. Вслед за этим при наличии дальнейших, находящихся в зацеплении с большим колесом и расположенных со смещением в вертикальном направлении к его оси вращения ведомых зубчатых колес те же этапы монтажа осуществляются снова на смещенном в вертикальном направлении к основному стыку дальнейшем верхнем стыке. Демонтаж осуществляется в обратном порядке. Отдельные постели подшипников защищены съемными крышками подшипников. Для того чтобы на отдельных выходных валах при монтаже или демонтаже можно было осуществлять работу, в частности с целями наладки и технического обслуживания, необходимым является то, что верхний частичный блок корпуса полностью снят. При уже смонтированной редукторной турбомашине это вызывает трудоемкий демонтаж всех расположенных осями вращения в вертикальном направлении выше большого колеса ведомых зубчатых колес, выходных агрегатов и соединенного со вторым частичным блоком корпуса третьего частичного блока корпуса. Кроме того, при монтаже и демонтаже в состоянии удаленного, соединенного с нижним частичным блоком корпуса среднего частичного блока корпуса нижний частичный блок корпуса поддерживает установленные на основном стыке ведущие, а также ведомые зубчатые колеса, а также большое колесо, что может привести к деформациям нижнего частичного блока корпуса, в частности к выгибанию и раскрытию нижнего частичного блока корпуса. Эти деформации приводят при последующем повторном соединении с верхними частичными блоками корпуса к неточностям подгонки, проблемам герметичности, смещению в ориентации отдельных, несущих зубчатые колеса валов, в частности выходных валов, изменениям зазоров, а также к ухудшению пятен контакта зубчатых зацеплений.

Аналогичная проблема возникает также при исполнении корпуса из двух частичных блоков корпуса для системы согласно DE 10 2013 208 564 A1 со смещенным в вертикальном направлении большим колесом или ступенчатым основным стыком.

DE 10 2011 003 525 A1 раскрывает исполнение корпуса с несколькими расположенными друг над другом частичными блоками корпуса, причем два зубчатых колеса, смещенных своими осями вращения в вертикальном направлении к оси вращения большого колеса и находящихся в зацеплении с большим колесом, установлены в двух частичных блоках корпуса, которые соединены по стыку со ступенчатым переходом. Говоря об этих частичных блоках корпуса, речь идет о верхнем и среднем частичном блоке корпуса. При этом само большое колесо и два дальнейших находящихся с ним в зацеплении зубчатых колеса или их валы установлены в среднем в монтажном положении частичном блоке корпуса и нижнем частичном блоке корпуса. Также в этом исполнении вмещающие большое колесо частичные блоки корпуса выполнены в каждом случае за одно целое, вследствие чего при необходимом демонтаже существуют те же проблемы, как было описано для вышеупомянутого исполнения.

Поэтому в основе изобретения лежит задача усовершенствовать редуктор, в частности встроенный редуктор для редукторной турбомашины указанного вначале типа таким образом, что предотвращаются недостатки уровня техники. Редуктор должен иметь возможность простого монтажа и демонтажа и обеспечивать хорошую доступность отдельных, установленных в основном стыке валам и расположенных там подшипников. Неточности подгонки и проблемы герметичности на основном стыке и кроме того обусловленные деформацией изменения в зазорах (осевом зазоре и радиальном зазоре) между отдельными компонентами, а также в ориентации отдельных конструктивных элементов и валов друг относительно друга и в пятнах контакта зубчатых зацеплений должны надежно предотвращаться.

Соответствующее изобретению решение характеризуется признаками пунктов 1, 17 и 20 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Редуктор, в частности встроенный редуктор, для редукторной турбомашины, включающий в себя

- по меньшей мере, два находящихся, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом зубчатых колеса, которые в каждом случае соединены или выполнены за одно целое с соединяемым с входным и/или выходным агрегатом валом, и

- корпус, в котором установлены зубчатые колеса, соответственно, соединенные с ними валы, и который включает в себя, по меньшей мере, две части корпуса (именуемые далее как частичные блоки корпуса), а именно первый частичный блок корпуса и второй частичный блок корпуса, которые могут соединяться по основному стыку, который проходит через опорную область, по меньшей мере, одного находящегося, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом зубчатого колеса, соответственно, соединенного с ним вала,

отличающийся согласно изобретению тем, что один из обоих соединяемых друг с другом частичных блоков корпуса образуется, по меньшей мере, из трех корпусных элементов, а именно одного среднего корпусного элемента, который согласован, в частности, с большим колесом, и двух боковых корпусных элементов, причем средний корпусной элемент может соединяться с каждым отдельным боковым корпусным элементом в каждом случае по стыку, который ориентирован под углом к основному стыку.

При этом средний корпусной элемент принимает, в частности, по меньшей мере, часть большого колеса, то есть часть большого колеса расположена в ограниченном средним корпусным элементом пространстве. В этом случае, по меньшей мере, одно или несколько установленных в основном стыке и находящихся, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом зубчатых колес, по меньшей мере, частично приняты одним из боковых корпусных элементов, то есть часть соответствующего, принятого боковым корпусным элементом зубчатого колеса расположена в ограниченном ими пространстве.

Понятие встроенный редуктор относится к редуктору (передача), который имеет место в редукторной турбомашине, которая может иметься в виде машины расширения или машины сжатия, соответственно, редукторного компрессора или комбинации из обоих. Кроме того, встроенный редуктор означает, в частности, то, что корпуса расширителя или корпуса компрессора прифланцовываются непосредственно к корпусу редуктора или объединяются с ним.

Понятия "основной стык" и "стык" корпуса описывают, в частности, граничную линию/граничные поверхности между двумя соединенными друг с другом конструктивными элементами корпуса. Основной стык проходит, по меньшей мере, через одну опорную область (подшипниковую область) зубчатого колеса, находящегося с большим колесом, по меньшей мере, в опосредованном – то есть в непосредственном или через промежуточно расположенные зубчатые колеса – зацеплении, предпочтительно, по меньшей мере, через опорную область, по меньшей мере, одного ведомого зубчатого колеса.

Разделение второго частичного блока корпуса, по меньшей мере, на три корпусных элемента происходит при рассмотрении почти вдоль принимающей опорные области отдельных, несущих зубчатые колеса валов стороны основного стыка, то есть при рассмотрении не вдоль осей вращения установленных в нем валов, а поперек к ним.

В частности, ориентация отдельного стыка на втором частичном блоке корпуса, если смотреть на виде редуктора в смонтированном состоянии на сторону редуктора, на которой основной стык проходит через опорные области, по меньшей мере, одного находящегося, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом зубчатого колеса, предпочтительно находящегося с ним в непосредственном зацеплении зубчатого колеса, происходит под углом к основному стыку, предпочтительно перпендикулярно к основному стыку. Таким образом, стыки второго частичного блока корпуса расположены таким образом, что при разъединении соединений боковых корпусных элементов с первым частичным блоком корпуса по основному стыку и соединений со средним корпусным элементом возможно перемещение этих боковых корпусных элементов от среднего корпусного элемента, и возможен доступ к установленным в основном стыке валам находящихся в зацеплении с большим колесом зубчатых колес.

В частности, отдельный стык предпочтительно расположен таким образом, что он в смонтированном состоянии обоих частичных блоков корпуса расположен, проходя между валом большого колеса и валом находящегося, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом зубчатого колеса, в частности находящегося в непосредственном зацеплении с большим колесом и установленного на основном стыке зубчатого колеса. Если смотреть на вид редуктора на торцевые стороны большого колеса и находящихся с ним в зацеплении зубчатых колес, то отдельный стык второго частичного блока корпуса проходит, исходя из основного стыка, при этом в частности с составляющей в вертикальном направлении. Другими словами при проецировании отдельного стыка вместе с осями вращения установленных в основном стыке валов в смонтированном состоянии редуктора на общую плоскость стык проходит между ними.

При этом редуктор в зависимости от выбранной конфигурации и исполнения редукторной турбомашины включает в себя наряду с большим колесом предпочтительно, по меньшей мере, одно соединяемое с выходным агрегатом через выходной вал ведомое зубчатое колесо и, по меньшей мере, еще одно или несколько дальнейших (или дополнительных) зубчатых колес, выбранных из следующей группы зубчатых колес, которые в каждом случае находятся, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом:

- дальнейшее второе ведомое зубчатое колесо,

- расположенное между ведомым зубчатым колесом и большим колесом промежуточное колесо с валом промежуточного колеса,

- ведущее зубчатое колесо с входным валом,

причем основной стык проходит через опорные области, по меньшей мере, двух из зубчатых колес, предпочтительно, через опорные области, по меньшей мере, ведомых зубчатых колес, наиболее предпочтительно через опорные области отдельного ведомого зубчатого колеса, ведущего зубчатого колеса и при необходимости промежуточного колеса, предпочтительно в высшей степени через опорные области отдельного ведомого зубчатого колеса, ведущего зубчатого колеса, большого колеса и промежуточного колеса.

Соответствующее изобретению решение позволяет благодаря разделению второго частичного блока корпуса быстрый и простой доступ к отдельным валам и опорам установленных в корпусе в области основного стыка зубчатых колес при монтаже и демонтаже. В частности, соответствующее изобретению решение при расположении среднего корпусного элемента в области распространения большого колеса делает возможным простой и быстрый доступ к отдельным входным и/или выходным валам находящихся, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом зубчатых колес посредством демонтажа лишь боковых корпусных элементов. Средний корпусной элемент остается соединенным с первым частичным блоком корпуса по основному стыку. При наличии дальнейших ведомых зубчатых колес, которые находятся в зацеплении с большим колесом, и несущих их валов, оси вращения которых установлены со смещением к основному стыку в дальнейшем стыке на среднем корпусном элементе, соединенный с ними выходной агрегат не должен трудоемко демонтироваться и далее поддерживается средним корпусным элементом на первом частичном блоке корпуса.

Кроме того, благодаря наличию соединения между средним корпусным элементом и первым частичным блоком корпуса при монтаже и сохранению этого соединения при демонтаже посредством демонтажа боковых корпусных элементов средний корпусной элемент действует в качестве элемента жесткости для корпусов компрессора и/или расширителя на основном стыке. Наблюдаемое из уровня техники выгибание первого частичного блока корпуса и вызванные вследствие этого недостатки в отношении неточностей подгонки, проблем герметичности, изменений в ориентации отдельных валов друг относительно друга, изменений зазора между отдельными компонентами, а также изменений пятна контакта зубчатого зацепления могут без дополнительно предусматриваемых мер повышения жесткости на первом частичном блоке корпуса надежно предотвращаться.

В отношении опирания большого колеса в самом корпусе существует несколько возможностей. Согласно первой возможности установки большое колесо, соответственно, соединенный или выполненный с ним за одно целое вал большого колеса установлен в основном стыке между первым частичным блоком корпуса и средним корпусным элементом второго частичного блока корпуса. Согласно второй возможности установки в первом и тем самым нижнем частичном блоке корпуса. При обеих возможностях вал большого колеса опирается напрямую на нижний в смонтированном положении частичный блок корпуса, так что основная функция среднего элемента состоит в качестве элемента жестокости. Согласно третьей возможности установки опора может также осуществляться непосредственно в среднем корпусном элементе, который в свою очередь опирается на нижний частичный блок корпуса.

С точки зрения исполнения редуктора в отношении возможных устанавливаемых в основном стыке зубчатых колес, в частности, существует множество возможностей.

Согласно первой основной конфигурации большое колесо выполнено в виде ведущего зубчатого колеса с соединяемым с входным агрегатом валом большого колеса. Находящиеся в зацеплении с большим колесом зубчатые колеса являются в первом варианте соединенными без возможности поворота в каждом случае с выходным валом ведомыми зубчатыми колесами или согласно второму варианту находящимися в зацеплении с ведомым зубчатым колесом зубчатыми колесами в виде промежуточных колес, причем, по меньшей мере, два частичных блока корпуса могут соединяться по основному стыку, который проходит через опорные области, по меньшей мере, одного из ведомых зубчатых колес и/или промежуточного колеса, соответственно, в каждом случае соединенных с ними валов. При этом также возможны исполнения, в которых большое колесо находится в непосредственном зацеплении с ведомым зубчатым колесом и промежуточным колесом.

Во второй основной конфигурации одно из находящихся в зацеплении с большим колесом зубчатых колес является соединяемым без возможности поворота с входным валом ведущим зубчатым колесом. Кроме того, согласно первому варианту оно является находящимся в зацеплении с большим колесом первым ведомым зубчатым колесом с выходным валом или согласно второму варианту промежуточным колесом, причем, по меньшей мере, два частичных блока корпуса могут соединяться по основному стыку, который проходит через опорные области, по меньшей мере, одного из ведомых зубчатых колес, ведущего зубчатого колеса и/или промежуточного колеса, соответственно, соединенных с ними валов. В этой второй основной конфигурации большое колесо может опционально дополнительно соединяться с входным (приводным) агрегатом.

В усовершенствовании второй основной конфигурации предусмотрено, по меньшей мере, одно второе, находящееся в зацеплении с ведущим зубчатым колесом ведомое зубчатое колесо, которое соединено со вторым выходным валом, причем опорная область второго ведущего зубчатого колеса расположена в основном стыке, и второе ведомое зубчатое колесо предпочтительно расположено в принимающем, по меньшей мере, частично ведущее зубчатое колесо боковом корпусном элементе. Это позволяет простую интеграцию выходного агрегата, который приводится в движение с более высокой частотой вращения.

Дополнительно или альтернативно к вышеуказанным вариантам возможных конфигураций редуктора первое ведомое зубчатое колесо может быть расположено или выполнено, находясь в кинематической связи с большим колесом через промежуточное колесо, причем также опорная область промежуточного колеса расположена в основном стыке, и промежуточное колесо, по меньшей мере, частично принято соединяемым со средним корпусным элементом боковым корпусным элементом. При этом боковой корпусной элемент в первом варианте выполнен и расположен таким образом, чтобы также одновременно принимать находящееся в зацеплении с этим промежуточным колесом ведомое зубчатое колесо. Во втором варианте принимающий промежуточное колесо боковой корпусной элемент соединен с дальнейшим корпусным элементом, который, по меньшей мере, частично принимает находящееся в зацеплении с промежуточным колесом ведомое зубчатое колесо. В этом случае второй частичный блок корпуса состоит, по меньшей мере, из четырех корпусных элементов. Дополнительная интеграция промежуточного колеса в редуктор предоставляет, несмотря на увеличенное количество конструктивных элементов, преимущество значительного повышения реализуемой эффективной мощности. Кроме того, учитывая заданное размерами присоединяемых входных и выходных агрегатов минимальное расстояние между отдельными выходными и входными валами, делительный диаметр большого колеса и ведущих шестерен может гибко выбираться благодаря дополнительному промежуточному колесу. В частности, при большом колесе с неизменяемым делительным диаметром имеющееся в распоряжении монтажное пространство для присоединения входных, соответственно, выходных агрегатов к корпусу, соответственно, ведущей шестерни редуктора может увеличиваться по сравнению с системой без промежуточного колеса.

В предпочтительном исполнении ведущее зубчатое колесо и/или отдельные ведомые зубчатые колеса выполнены в виде ведущих шестерен, которые соединены без возможности поворота с валами шестерен или образуют с ними единый конструктивный узел. Вследствие этого расходы на конструктивные элементы и монтаж значительно минимизируются. Зубчатые зацепления предпочтительно выполнены в виде косозубых зацеплений. Отдельные входные, соответственно, выходные валы расположены параллельно друг к другу.

В предпочтительном исполнении соответствующего изобретению редуктора отдельный, предусмотренный между средним корпусным элементом и боковым корпусным элементом частичного блока корпуса стык выполнен, проходящим под углом в диапазоне от 39° до 150°, предпочтительно от 45° до 135°, наиболее предпочтительно в 90° к основному стыку. Перпендикулярное исполнение предоставляет преимущество короткого стыка и тем самым предусматриваемых меньшими уплотнительных поверхностей, в то время как выполненные в указанных угловых диапазонах стыки берут на себя направляющую функцию при монтаже и демонтаже боковых корпусных элементов и таким образом облегчают выравнивание составных элементов корпуса.

В дальнейшем предпочтительном исполнении отдельный, предусмотренный между средним корпусным элементом и боковым корпусным элементом второго частичного блока корпуса стык расположен за пределами опорной области отдельного зубчатого колеса, наиболее предпочтительно за пределами опорной области большого колеса, предпочтительно в пределах диаметра вершин зубьев большого колеса, соответственно, в пределах области распространения, которая соответствует области распространения диаметра вершин зубьев при проецировании ее на плоскость, перпендикулярную к основному стыку. Таким образом, область соединения между первым частичным блоком корпуса и средним корпусным элементом смещается в область, которая посредством элемента жесткости противодействует силам тяжести и деформации, которые обусловлены плавающей установкой отдельных выходных агрегатов на соответствующих, установленных в основном стыке выходных валах.

Исполнение основного стыка зависит от расположения осей вращения, соответственно, опорных областей несущих зубчатые колеса валов.

Понятие "ось вращения" соответствует геометрической оси, вокруг которой осуществляется вращение/кручение отдельных зубчатых колес. Как правило, она совпадает со средней линией соответствующего зубчатого колеса, соответственно, соединенного с ним вала или другого соединенного с ним вращательно-симметричного конструктивного элемента.

Согласно особенно предпочтительному исполнению оси вращения, по меньшей мере, расположенных в основном стыке зубчатых колес, соответственно, соединенных с ними валов расположены в одной плоскости расположения, и основной стык выполнен плоским. Это позволяет простые геометрии корпусных элементов и предотвращает поднутрения, как при ступенчатых стыках.

В альтернативном исполнении оси вращения, по меньшей мере, двух расположенных нвосновном стыке зубчатых колес, соответственно, соединенных с ними валов расположены в различных плоскостях расположения, и основной стык выполнен ступенчатым. Геометрия и размеры, в частности высоты ступеней, могут свободно выбираться с учетом размеров зубчатых колес, в частности большого колеса, ведущего и ведомых зубчатых колес, соответственно, соединенных с ними валов и/или размеров разъемного корпуса.

Если ось вращения большого колеса расположена со смещением в вертикальном направлении относительно плоскости расположения ведущего зубчатого колеса и первого ведомого зубчатого колеса, то смещенное расположение позволяет благодаря смещению большого колеса в вертикальном направлении зацепление ведущего зубчатого колеса и ведомого зубчатого колеса в области наружного периметра, которая при рассмотрении в направлении протяженности редуктора, перпендикулярном к осям вращения отдельных зубчатых колес, характеризуется меньшей шириной, чем диаметр большого колеса. Вследствие этой протяженность редуктора в этом направлении существенно уменьшается. Кроме того, смещенное расположение большого колеса предоставляет преимущество лучшего компенсирования поперечных усилий и тем самым оптимизацию распределения нагрузок внутри редуктора, что сказывается на повышении срока службы компонентов редуктора, в частности подшипников.

Для обеспечения применения в редукторной турбомашине со множеством выходных агрегатов, например, по меньшей мере, с двумя или тремя компрессорами, предусмотрено, по меньшей мере, одно дальнейшее ведомое зубчатое колесо, которое находится в зацеплении с большим колесом, и ось вращения которого расположена со смещением относительно основного стыка, в частности со смещением в вертикальном направлении. Согласно первому исполнению дальнейшее ведомое зубчатое колесо установлено в виде вставной шестерни в одном из частичных блоков корпуса. Согласно второму исполнению оно расположено в дальнейшем стыке корпуса, расположенном со смещением относительно основного стыка.

Корпус может быть выполнен в виде литого или сварного конструктивного элемента.

В редукторных турбомашинах первый частичный блок корпуса предпочтительно является нижней частью корпуса редуктора, а второй частичный блок корпуса является расположенной над ней, то есть над нижней частью в вертикальном направлении, верхней частью корпуса редуктора, которая в зависимости от конфигурации корпуса может обозначаться собственно как верхняя часть корпуса редуктора или при наличии дальнейшей, расположенной над ней части корпуса редуктора как средняя часть корпуса редуктора. Основной стык между нижней частью корпуса редуктора и расположенной над нижней частью корпуса редуктора верхней частью корпуса редуктора - верхней частью корпуса редуктора или средней частью корпуса редуктора - проходит в одной горизонтальной плоскости или при наличии ступенчатых переходов в нескольких горизонтальных плоскостях. Эта верхняя часть корпуса редуктора разделена, по меньшей мере, на три или же большее количество корпусных элементов, причем средний корпусной элемент расположен в области большого колеса. Средний корпусной элемент при необходимом доступе к установленным в основном стыке входным и выходным валам остается соединенным с нижней частью корпуса редуктора и таким образом повышает по существу жесткость редуктора, в частности корпуса в частично демонтированном состоянии.

Отдельные стыки и/или основной стык могут быть выполнены разнообразно с точки зрения своих параметров, конструктивного исполнения, а также обработки поверхности. Соединения между отдельными составными элементами корпуса, которые реализуются по стыкам и/или основному стыку, могут также свободно выбираться с учетом необходимой доступности при требуемом монтаже/демонтаже. При этом используются соединения, выбранные из следующей группы соединений, или комбинация из этих соединений:

- соединение с силовым замыканием, в частности крепежные элементы,

- соединение с геометрическим замыканием.

Как уже было изложено, выполненный согласно изобретению редуктор интегрирован в редукторную турбомашину для реализации кинематической связи между входными и/или выходными агрегатами посредством соединения с отдельными, соединенными с ведущими и/или ведомыми зубчатыми колесами валами до образования машинной линии. При этом соединенный, по меньшей мере, с одним из входных и/или выходных валов входной и/или выходной агрегат может быть образован рабочим колесом компрессорной ступени и/или рабочим колесом расширительной ступени.

Соединяемый с ведущим зубчатым колесом входной агрегат может быть выполнен в виде машины, выбранной из группы указанных далее машин:

- турбодвигатель,

- электрическая приводная машина,

- двигатель внутреннего сгорания.

Выполненный согласно изобретению редуктор может просто монтироваться и демонтироваться и делает возможным простой доступ к установленным в основном стыке зубчатым колесам при сохранении высокой жесткости корпуса редуктора и при установленных возможно дополнительно за переделами основного стыка выходных агрегатах без необходимого демонтажа этих выходных агрегатов. Способ монтажа отличается признаками пункта 20 формулы изобретения, в частности следующими шагами способа:

- предоставление корпуса, который имеет, по меньшей мере, два частичных блока корпуса, а именно первый частичный блок корпуса и второй частичный блок корпуса, которые могут соединяться по основному стыку, который проходит через опорные области устанавливаемых в нем зубчатых колес, соответственно, соединенных с ними валов, причем один из соединяемых частичных блоков корпуса образуется, по меньшей мере, из трех корпусных элементов - одного среднего корпусного элемента и двух боковых корпусных элементов -, причем средний корпусной элемент может соединяться с отдельным боковым корпусным элементом в каждом случае по стыку, который ориентирован под углом к основному стыку;

- монтаж нижнего в монтажном положении, выполненного предпочтительно за одно целое, первого частичного блока корпуса;

- монтаж большого колеса и при необходимости находящегося с ним в зацеплении зубчатого колеса в/на первом частичном блоке корпуса, предпочтительно в основном стыке первого частичного блока корпуса;

- монтаж среднего корпусного элемента, по меньшей мере, с частичным окружением большого колеса и соединением с первым частичным блоком корпуса по основному стыку;

- монтаж находящихся в зацеплении с большим колесом и установленных в основном стыке зубчатых колес с валом зубчатого колеса и смонтированной на вале вращающейся составной частью выходного агрегата;

- монтаж боковых корпусных элементов с образованием второго частичного блока корпуса посредством соединения со средним корпусным элементом и первым частичным блоком корпуса.

Если редукторная турбомашина выполнена в виде редукторного компрессора, а отдельные выходные агрегаты в виде компрессоров, то рабочие колеса компрессоров могут монтироваться с отдельными выходными валами, и после монтажа задней стенки на корпусе корпуса компрессоров могут монтироваться на задней стенке. Задняя стенка может монтироваться в виде конструктивного узла или в виде отдельных деталей, кроме того монтаж рабочих колес с газовыми уплотнениями и задней стенкой может осуществляться на одном или разных этапах способа.

Если при помощи большого колеса приводится в действие дальнейшая компрессорная ступень, которая установлена за пределами основного стыка в среднем корпусном элементе и в дальнейшем третьем блоке корпуса, то монтаж дальнейшей компрессорной ступени осуществляется после монтажа второго частичного блока корпуса, в частности среднего корпусного элемента.

Далее соответствующее изобретению решение разъясняется при помощи чертежей. На них в частности показаны:

фиг.1a - на схематичном упрощенном изображении основная конструкция выполненного в качестве примера встроенного редуктора на виде спереди в монтажном положении и в смонтированном состоянии;

фиг.1b - на схематичном упрощенном изображении редуктор согласно фиг.1a при демонтированных боковых корпусных элементах;

фиг.2 - в качестве примера исполнение редуктора согласно фиг.1a со смещенным большим колесом;

фиг.3 - интеграция выполненного согласно изобретению редуктора согласно фиг.1a в редукторную турбомашину;

фиг.4a-4e - на схематичных упрощенных изображениях возможные исполнения редукторов;

фиг.5a-5c - в качестве примера возможное применение в качестве встроенного редуктора в редукторных турбомашинах для редукторных компрессорных установок; и

фиг.6 - на блок-схеме в качестве примера прохождение отдельных этапов способа при монтаже редукторной турбомашины в виде редукторного компрессора.

Для одинаковых элементов на фигурах в каждом случае используются одинаковые ссылочные позиции.

Фиг.1a и 1b показывают на сильно схематизированном, упрощенном изображении возможное исполнение редуктора 1, в частности встроенного редуктора для редукторной турбомашины 2 машинной линии, с выполненным согласно изобретению корпусом 10. Исполнение редукторной турбомашины 2 изображено в качестве примера на фиг.3. Она объединяет при помощи редуктора 1 входные и/или выходные агрегаты в силовую линию. В качестве входных агрегатов могут использоваться паровые турбины, газовые турбины, расширители (детандеры), а также двигатели, а в качестве выходных агрегатов компрессоры, а также генераторы. Отдельные агрегаты соединены друг с другом и смонтированы на одной или нескольких несущих рамах, например, машинных фундаментах. При этом фиг.3 показывает в качестве примера редукторную турбомашину 2 в виде редукторного компрессора 20 с редуктором 1 согласно фиг.1a и 1b на виде в перспективе.

Редуктор 1 для редукторной турбомашины 2 включает в себя выполненное за одно целое или соединенное с входным валом 13 ведущее зубчатое колесо 3. Кроме того, редуктор 1 включает в себя находящееся в зацеплении с ведущим зубчатым колесом 3 большое колесо 4 и, по меньшей мере, одно, предпочтительно несколько дальнейших зубчатых колес, которые обозначаются далее как ведомые зубчатые колеса 5, 6 и 7. Ввиду их исполнения/размеров относительно большого колеса 4 они обозначаются также как шестерни, а соединенные с ними валы 15, 16, 17 как валы шестерен. При этом, по меньшей мере, одно ведомое зубчатое колесо, в данном случае первое ведомое зубчатое колесо 5 находится в зацеплении с большим колесом 4, по меньшей мере, опосредовано, то есть напрямую или не напрямую, как в усовершенствовании исполнения с фиг.1a согласно фиг.4c или 4d с промежуточным расположением промежуточного колеса 8. Изображенное на фиг.4c или 4d промежуточное колесо 8 соединено с валом 18 промежуточного колеса, и его опорная область обозначена ссылочной позицией L8.

Далее исполнение согласно фиг.1a и 1b включает в себя второе ведомое зубчатое колесо 6, которое находится в зацеплении с ведущим зубчатым колесом 3. Дополнительно предусмотрено третье ведомое зубчатое колесо 7 с несущим его валом 17. Большое колесо 4, ведущее зубчатое колесо 3, а также ведомые зубчатые колеса 5, 6, 7 или соединенные в каждом случае с ними валы 14, 13, 15, 16, 17 установлены в корпусе 10.

Теоретические оси R3 вращения ведущего зубчатого колеса 3, R5 находящегося в зацеплении с большим колесом 4 первого ведомого зубчатого колеса 5, R4 большого колеса 4, а также R6 второго ведомого зубчатого колеса 6 в каждом случае расположены в областях AE3, AE4, AE5, AE6 расположения. Они могут быть расположены со смещением друг относительно друга, например, со смещением друг относительно друга в вертикальном направлении - как изображено, например, для смещенного большого колеса 4 на фиг.2 -, или же, по меньшей мере, отдельные области расположения могут находиться в общей плоскости E расположения, как изображено на фиг.1a. При этом теоретические оси вращения соответствуют геометрическим осям вращения соответствующих зубчатых колес, соответственно, соединенных с ними валов.

Ось R7 вращения дальнейшего третьего ведомого зубчатого колеса 7 расположена со смещением в вертикальном направлении относительно плоскости E расположения. Отдельные зубчатые колеса - ведущее зубчатое колесо 3, большое колесо 4, а также дальнейшие зубчатые колеса 5, 6 и 7 - расположены в корпусе 10 и установлены в нем в так называемых опорных областях L3, L4, L5, L6 и L7. Для этого корпус 10 разделен, по меньшей мере, на две части 10.1 и 10.2 корпуса (далее – частичные блоки корпуса), в данном случае на три частичных блока 10.1, 10.2 и 10.3 корпуса, причем основной стык TH между частичными блоками 10.1 и 10.2 корпуса проходит через опорные области L3, L4, L5 и L6. Стык TH2, который проходит между частичными блоками 10.2 и 10.3 корпуса, проходит через опорную область L7 ведомого зубчатого колеса 7. Следует понимать, что при двухстороннем опирании (установке) зубчатых колес, соответственно, соединенных с ними валов в корпусе 10 должны предусматриваться в каждом случае две подобные опорные области L3, L4, L5, L6 и L7 в корпусе 10, которые расположены с обеих сторон от соответствующего зубчатого колеса.

Основной стык TH является в изображенном на фиг.1a исполнении предпочтительно прямым, то есть расположен в горизонтальной плоскости E. Аналогично это также справедливо для дальнейшего основного стыка TH2 между вторым и третьим частичным блоком корпуса.

Редуктор 1 изображен в монтажном положении. Редуктор 1 может быть расположен в этом виде на фундаменте 12. Следует понимать, что основной стык TH, ход которого характеризуется расположением опорных областей L3, L4, L5, L6 отдельных зубчатых колес - в данном случае большого колеса 4, ведущего зубчатого колеса 3 и ведомых зубчатых колес 5, 6 -, не должен проходить в одной единственной плоскости E, даже если оси R3, R4, R5, R6 вращения отдельных зубчатых колес 3, 4, 5, 6 расположены в ней. Отклонения, в частности ступени в виде выступов или углублений, обусловленные дальнейшими дополнительными конструктивными элементами, равным образом возможны. Решающим является то, что контур и ход основного стыка TH выполнен, проходящим, по меньшей мере, через опорные области установленных в основном стыке TH зубчатых колес, в частности через опорные области L3, L4, L5 и L6 зубчатых колес, соответственно, соединенных с ними валов 13, 14, 15 и 16.

Первый частичный блок 10.1 корпуса является здесь нижним в монтажном положении частичным блоком 10.1 корпуса, а второй частичный блок 10.2 корпуса расположенным над ним в вертикальном направлении частичным блоком 10.2 корпуса. При исполнении корпуса с третьим частичным блоком 10.3 корпуса второй частичный блок 10.2 корпуса обозначается также как средний частичный блок корпуса.

Согласно изобретению второй частичный блок 10.2 корпуса состоит из нескольких частей, то есть разделен, по меньшей мере, на три корпусных элемента, причем стыки T1 и T2 выполнены, проходящими под углом в диапазоне от 30° до 150°, предпочтительно от 45° до 135°, наиболее предпочтительно под углом в 90° к основному стыку TH. По меньшей мере, тремя корпусными элементами являются один средний корпусной элемент 10.21 и в каждом случае соединенные с ним по стыкам T1, T2 боковые корпусные элементы 10.22 и 10.23. Соединение среднего корпусного элемента 10.21 с боковыми корпусными элементами 10.22 и 10.23, которые расположены с двух сторон, то есть на направленных друг от друга сторонах среднего корпусного элемента 10.21, осуществляется в области соответствующих стыков T1 и T2. Соединение корпусных элементов - среднего корпусного элемента 10.21 и боковых корпусных элементов 10.22 и 10.23 - в качестве составных элементов второго частичного блока 10.2 корпуса с частичным блоком 10.1 корпуса осуществляется в области основного стыка TH. Для этого отдельные, обращенные друг к другу составные элементы корпуса выполнены с соответствующими стыковыми областями 21 в основном стыке TH и 22.1, 22.2 и 22.3 на обращенных к основному стыку TH в монтажном положении сторонах среднего корпусного элемента 10.21 и боковых корпусных элементов 10.22 и 10.23 частичного блока 10.2 корпуса. Стыковые области на боковых корпусных элементах 10.22 и 10.23 для соединения со средним корпусным элементом 10.21 обозначены ссылочными позициями 23.2 и 23.3. Стыковые области на среднем корпусном элементе 10.21 обозначены ссылочными позициями 23.11 и 23.12. Конструктивное исполнение стыковых областей зависит от выбранных соединительных устройств при сборке отдельных составных элементов корпуса в общий корпус 10. Для этих соединительных устройств существует множество возможностей, причем предпочтительно выбираются разъемные соединительные устройства с силовым замыканием. В данном случае составные элементы корпуса выполнены в области своего основного стыка TH и стыков T1, T2, TH2 предпочтительно с фланцевыми поверхностями, которые создают условия для приема и/или проведения соединительных устройств с силовым замыканием, в частности, крепежных элементов, как например, винты и винтовые резьбы.

Частичный блок 10.3 корпуса соединен со средним корпусным элементом 10.21 по стыку TH2. Вышеуказанное относительно конструктивного исполнения и параметров стыков может также переносится на этот стык TH2. Частичный блок 10.3 корпуса предпочтительно выполнен таким образом и имеет такие размеры, что он распространяется по существу по протяженности среднего корпусного элемента 10.21 в направлении, поперечном к установленным на нем валам, вследствие чего демонтаж боковых корпусных элементов 10.22, 10.23 может осуществляться вне зависимости от частичного блока 10.3 корпуса и установленных на нем валов и соединенных с ними выходных агрегатов.

Стыки T1 и T2 расположены за пределами опорных областей L3, L4, L5 и L6. Предпочтительно их размещение осуществляется в пределах распространения спроецированного на основной стык диаметра вершин зубьев большого колеса 4. Вследствие этого область соединения между средним корпусным элементом 10.21 и частичным блоком 10.1 корпуса может выбираться максимально большой, так что блок 10.1 корпуса усиливается (повышается его жесткость) по большей области распространения посредством соединения противоположных друг другу стенок корпуса средним корпусным элементом.

Фиг.1a показывает смонтированное состояние, в то время как на фиг.1b изображен демонтаж боковых корпусных элементов 10.22 и 10.23. Можно увидеть, что выходные агрегаты, присоединяемые при помощи установленного в блоке 10.3 корпуса вала, не должны демонтироваться, для того чтобы получать доступ к установленным в основном стыке за пределами среднего корпусного элемента 10.21 валам, так как частичный блок 10.3 корпуса может оставаться соединенным со средним корпусным элементом 10.21. Таким образом, монтаж и демонтаж существенно упрощается.

Фиг.2 показывает в качестве примера на сильно схематизированном, упрощенном изображении модифицированное исполнение редуктора 1 согласно фиг.1a с основным стыком TH со смещенной относительно осей R5, R6 вращения ведомых зубчатых колес 5, 6 осью R4 вращения большого колеса 4. Оси вращения R3 ведущего зубчатого колеса 3, R5 находящегося в зацеплении с большим колесом 4 первого ведомого зубчатого колеса 5 и R6 находящегося в зацеплении с ведущим зубчатым колесом 3 дальнейшего второго ведомого зубчатого колеса 6 расположены в общей плоскости E расположения. Валы 13, 15, 16 установлены в общем основном стыке TH; причем плоскости AE3, AE5 и AE6 расположения находятся здесь в качестве примера в монтажном положении в одной горизонтальной плоскости E. Для лучшего распределения нагрузок и реализации более компактной конструкции в осевом направлении ось R4 вращения большого колеса 4 расположена со смещением относительно плоскости E расположения ведущего зубчатого колеса 3 и первого ведомого зубчатого колеса 5 в вертикальном направлении. При этом несущий большое колесо 4 вал 14 расположен выше плоскости E в плоскости AE4 расположения. Смещение обуславливает такие ступенчатые области расположения, что угол между теоретической воображаемой соединительной линией между осью R3 вращения входного вала A и осью R4 вращения большого колеса 4 и соединительной линией между осью R4 вращения большого колеса и осью R5 вращения первого ведомого зубчатого колеса 5 выполнен в диапазоне от 130° до 175°. Большое колесо 4, а также зубчатые колеса 3, 5, 6 являются косозубыми. Благодаря смещенному в вертикальном направлении расположению большого колеса 4 возникает оптимальное распределение нагрузок.

Опорная область L4 большого колеса 4 расположена на первом частичном блоке 10.1 корпуса, однако за пределами герметизирующего относительно окружающей среды, в частности маслонепроницаемого основного стыка корпуса 10.

Фиг.3 наглядно показывает на виде в перспективе интеграцию соответствующего изобретению редуктора 1 в редукторную турбомашину 2. Она включает в себя несколько компрессорных ступеней V11, V12, V21, V31, V32, которые приводятся в действие находящимися, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с ведущим зубчатым колесом 3 или большим колесом 4 ведомыми зубчатыми колесами 5, 6 и 7. Для этого на соединенных с ведомыми зубчатыми колесами 5, 6, 7 валах 15, 16, 17 смонтированы рабочие колеса компрессорных ступеней V11, V12, V21, V31, V32, которые окружаются смонтированными на стенке компрессора корпусами 9.1, 9.2, а также 19.1 и 26.1, 26.2 компрессора. Редуктор 1 выполнен как на фиг.1a. Можно увидеть отдельные частичные блоки 10.1, 10.2 корпуса, составные элементы - средний корпусной элемент 10.21, а также боковые корпусные элементы 10.22, 10.23 второго блока 10.2 корпуса - и соединенный со средним корпусным элементом 10.21 блок 10.3 корпуса.

Здесь также стыки T1 и T2 между средним корпусным элементом 10.21 и боковыми корпусными элементами 10.22 и 10.23 проходят при рассмотрении вида редуктора 1 на торцевые стороны находящихся друг с другом в зацеплении зубчатых колес между валами большого колеса и находящихся с ним в зацеплении и установленных на основном стыке зубчатых колес.

Фиг.4a-4e показывают в качестве примера дальнейшие конфигурации редуктора, в которых может использоваться соответствующее изобретению разделение частичного блока корпуса на несколько корпусных элементов с целью частичного демонтажа. Фиг.4a показывает первую конфигурацию редуктора 1 с большим колесом 4 и тремя находящимися с ним в зацеплении зубчатыми колесами, в качестве примера ведущим зубчатым колесом 3 и первым ведомым зубчатым колесом 5, а также ведомым зубчатым колесом 7. Было бы также возможно использовать большое колесо 4 в качестве ведущего зубчатого колеса и образовывать ведущее зубчатое колесо 3 в виде соединенного с выходным валом ведомого зубчатого колеса.

Оси R3 R4 и R5 вращения и тем самым опорные области L3, L4, L5 зубчатых колес 3, 4 и 5 расположены в общей плоскости в основном стыке TH. Ось R7 вращения расположена со смещением к нему в стыке TH2. Частичный блок 10.2 корпуса образует верхнюю часть корпуса и разделен на корпусные элементы - средний корпусной элемент 10.21, а также боковые корпусные элементы 10.22 и 10.23. Стыки T1 и T2 проходят в области диаметра вершин зубьев большого колеса 4. Верхняя часть корпуса закрывается частичным блоком 10.3 корпуса. Исполнение соответствует по существу конфигурации согласно фиг.1a, однако в нем отсутствует второе ведомое зубчатое колесо 6.

Фиг.4b показывает конфигурацию согласно фиг.4a со смещенным большим колесом 4. Таким образом, конфигурация соответствует в основном описанной на фиг.2 конфигурации, однако в ней отсутствует второе ведомое зубчатое колесо 6.

Фиг.4c показывает усовершенствование исполнения согласно фиг.1a с дополнительным промежуточным колесом 8 между ведомым зубчатым колесом 5 и большим колесом 4 и с плоским основным стыком TH, в то время как фиг.4d показывает конфигурацию согласно фиг.4c со смещенным большим колесом 4.

Фиг.4e показывает в качестве примера исполнение согласно фиг.4a, по меньшей мере, с одним дальнейшим, установленным за пределами основного стыка TH ведомым зубчатым колесом 28, которое выполнено в виде вставной шестерни.

Фиг.5a-5c показывают в качестве примера возможные применения редуктора 1 в редукторных турбомашинах 2 и исполнения этих редукторных турбомашин 2. Фиг.5a показывает предпочтительное применение в машинной линии редукторной турбомашины 2 в виде редукторной компрессорной установки с приводной машиной и редуктором 1 для приведения в движение, по меньшей мере, одного или нескольких компрессоров с V1 по Vn, в данном случае V1, V2, V3 и V4. При этом редуктор 1 выполнен, как описано на фиг.1 и 2. Входной вал 13 соединен с входным (приводным) агрегатом AM. Отдельные, соединенные с ведомыми зубчатыми колесами 5 и 6 выходные валы 15 и 16 в каждом случае соединены с одним из компрессоров, в частности несут рабочее колесо подобного компрессора с V1 по V4.

Приводная машина согласно фиг.5a выполнена в виде турбины 11, в частности паровой турбины. В противоположность этому фиг.5b показывает исполнение с приводной машиной в виде электрической машины 25.

Фиг.5c показывает исполнение согласно фиг.5a с дополнительной электрической машиной 27 на большом колесе 4. Электрическая машина 27 соединена с валом 14 большого колеса 4.

Фиг.6 схематично показывает в качестве примера на блок-схеме этапы способа возможного монтажа редукторной турбомашины 2 в виде редукторного компрессора 20. На этапе A способа происходит предоставление корпуса 10, который имеет, по меньшей мере, два частичных блока корпуса - первый частичный блок 10.1 корпуса и второй частичный блок 10.2 корпуса -, которые могут соединяться по основному стыку TH, который проходит через опорные области устанавливаемых в корпусе зубчатых колес или соединенных с ними валов, причем один из соединяемых частичных блоков корпуса, в частности образующий в монтажном положении верхнюю часть корпуса редуктора частичный блок 10.2 корпуса, состоит, по меньшей мере, из трех корпусных элементов - одного среднего корпусного элемента 10.21 и двух боковых корпусных элементов 10.22, 10.23. На этапе B осуществляется монтаж или позиционирование нижнего в монтажном положении, выполненного предпочтительно за одно целое, первого частичного блока 10.1 корпуса, причем на этапе C большое колесо 4 и при необходимости также уже находящееся с ним в зацеплении зубчатое колесо, например, ведущее зубчатое колесо 3, располагаются в основном стыке TH первого частичного блока 10.1 корпуса. Вслед за этим на этапе D средний корпусной элемент 10.21 монтируется, по меньшей мере, с частичным окружением большого колеса 4 и соединяется по основному стыку с нижним частичным блоком 10.1 корпуса. На этапе E осуществляется присоединение нижней части задней стенки выходного агрегата к частичному блоку 10.1 корпуса, в частности нижней части задней стенки компрессора. Этап F характеризуется монтажом, по меньшей мере, одного, предпочтительно нескольких дальнейших, установленных на основном стыке ведомых зубчатых колес 5 и 6 со своими валами и смонтированными на соответствующих валах вращающимися составными элементами выходных агрегатов, в частности рабочими колесами компрессоров V11, V12 и V21. После этого на этапе G осуществляется присоединение верхней части задней стенки отдельных компрессоров к частичному блоку 10.1 корпуса. На задней стенке на этапе H монтируются соответствующие корпуса компрессоров, и на этапе I боковые корпусные элементы 10.22, 10.23 монтируются с соединением со средним корпусным элементом 10.21 и с первым частичным блоком 10.1 корпуса и с окружением зубчатых колес 3, 5 и 6. Если с большим колесом 4 соединена, по меньшей мере, одна дальнейшая компрессорная ступень, как например на фиг.2 компрессорной ступени V31 и V32, то эта компрессорная ступень приводится в движение ведомым зубчатым колесом 7, которое находится в зацеплении с большим колесом 4, и которое соединено с выходным валом 17, который расположен в предусмотренном на среднем корпусном элементе 10.21 стыке TH2. Монтаж осуществляется согласно этапу I способа.

Если ведомые зубчатые колеса, в частности валы шестерен, устанавливаются, будучи смонтированы с рабочими колесами, то установка газового уплотнения осуществляется при составной задней стенке перед монтажом верхней части задней стенки. В противном случае задняя стенка и газовое уплотнение монтируются на одном этапе.

Соответствующее изобретению разделение корпуса редуктора не ограничено для использования в редукторных турбомашинах изображенными на фигурах исполнениями и показанными конфигурациями редуктора. Решающим при исполнении находящихся в зацеплении с большим колесом зубчатых колес является то, что частичные блоки корпуса выполняются таким образом, что только вмещающие большое колесо корпусные элементы не должны полностью сниматься при техническом обслуживании и монтаже, а могут оставаться соединенными с другими частичными блоками корпуса.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 редуктор, в частности встроенный редуктор

2 редукторная турбомашина, в частности редукторный компрессор или расширительная машина

3 ведущее зубчатое колесо

4 большое колесо

5 ведомое зубчатое колесо

6 ведомое зубчатое колесо

7 ведомое зубчатое колесо

8 промежуточное колесо

9.1 корпус компрессора

10 корпус

10.1, 10.2, 10.3 блок корпуса

10.21 средний корпусной элемент

10.22, 10.23 боковой корпусной элемент

11 турбина

12 фундамент

13 входной вал

14 вал большого колеса

15 выходной вал

16 выходной вал

17 выходной вал

18 вал промежуточного колеса

19.1, 19.2 корпус компрессора

20 редукторный компрессор

21 стыковая область

22.1, 22.2, 22.3 стыковая область

23.11, 23.12, 23.2, 23.3 стыковая область

24 приводная машина

25 электрическая машина

26.1, 26.2 корпус компрессора

27 электрическая машина

28 ведомое зубчатое колесо, в частности вставная шестерня

V1, V2, V3, V4 компрессор

V11, V12, V21, V31, V32 компрессор

R3, R4, R5, R6, R7, R8 ось вращения

TH основной стык

T1, T2, TH2 стык

AE3, AE4, AE5, AE6, AE7 плоскость расположения

E плоскость

A-I этапы способа

Редуктор для редукторной турбомашины включает корпус, большое колесо и два находящихся в зацеплении с большим колесом зубчатых колеса, которые в каждом случае соединены или выполнены за одно целое с соединяемым с входным и/или выходным агрегатом валом. Зубчатые колеса, соответственно, соединенные с ними валы установлены в корпусе. Корпус имеет две части, а именно первую, нижнюю в монтажном положении, часть корпуса и вторую, расположенную со смещением относительно нее в вертикальном направлении в монтажном положении, верхнюю часть корпуса. Части корпуса выполнены с возможностью соединения по основному стыку, который проходит через опорную область по меньшей мере одного находящегося, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом зубчатого колеса, соответственно, соединенного с ним вала. Вторая часть корпуса образована из трех корпусных элементов, а именно одного среднего корпусного элемента, который вмещает, по меньшей мере, одну часть большого колеса, и двух соединенных со средним корпусным элементом боковых корпусных элементов. Средний корпусной элемент соединен с боковым корпусным элементом в каждом случае по стыку, который ориентирован под углом к основному стыку. Другое изобретение группы относится к редукторной турбомашине, которая при помощи указанного выше редуктора объединяет входные и/или выходные агрегаты в машинную линию посредством соединения с соединенными с ведущими и ведомыми зубчатыми колесами валами. При монтаже редукторной турбомашины монтируют и/или позиционируют нижнюю в монтажном положении, выполненную за одно целое, первую часть корпуса. Монтируют большое колесо и находящееся с ним в зацеплении зубчатое колесо в/на первой части корпуса, предпочтительно в ее основном стыке. Затем монтируют средний корпусной элемент с частичным окружением большого колеса и соединением с первой частью корпуса по основному стыку. Монтируют находящиеся в зацеплении с большим колесом и установленные в основном стыке зубчатые колеса. После чего монтируют боковые корпусные элементы с соединением со средним корпусным элементом и с первой частью корпуса, образуя соединенную с первой частью корпуса вторую часть корпуса. Группа изобретений позволяет упростить доступ к зубчатым колесам редуктора и предотвратить выгибание и раскрытие нижней части корпуса под весом большого колеса и других установленных в стыке колес за счет возможности демонтажа только боковых компонентов верхней части корпуса. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Редуктор (1) для редукторной турбомашины, включающий в себя:

большое колесо (4) и по меньшей мере два находящихся, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом (4) зубчатых колеса (3, 5, 6, 8), которые в каждом случае соединены или выполнены за одно целое с соединяемым с входным и/или выходным агрегатом валом;

корпус (10), в котором установлены зубчатые колеса, соответственно, соединенные с ними валы (13, 15, 16, 18);

причем корпус (10) имеет, по меньшей мере, две части (10.1, 10.2) корпуса, а именно первую, нижнюю в монтажном положении, часть (10.1) корпуса и вторую, расположенную со смещением относительно нее в вертикальном направлении в монтажном положении, верхнюю часть (10.2) корпуса, которые выполнены с возможностью соединения по основному стыку (TH), который проходит через опорную область (L3, L5, L6, L8) по меньшей мере одного находящегося по меньшей мере в опосредованном зацеплении с большим колесом (4) зубчатого колеса (3, 5, 6, 8), соответственно, соединенного с ним вала;

отличающийся тем, что

вторая часть (10.2) корпуса образована по меньшей мере из трех корпусных элементов, а именно одного среднего корпусного элемента (10.21), который вмещает по меньшей мере одну часть большого колеса (4), и двух соединенных со средним корпусным элементом (10.21) боковых корпусных элементов (10.22, 10.23), причем средний корпусной элемент соединен с боковым корпусным элементом (10.23) в каждом случае по стыку (T1, T2), который ориентирован под углом к основному стыку (TH).

2. Редуктор (1) по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одно или несколько установленных в основном стыке (TH) и находящихся, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом (4) зубчатых колес (3, 5, 6, 8), по меньшей мере, частично приняты одним из боковых корпусных элементов (10.22, 10.23).

3. Редуктор (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что большое колесо (4), соответственно, соединенный с ним или выполненный с ним за одно целое вал (14) большого колеса установлен согласно одной возможности установки из следующей группы возможностей установки:

- в основном стыке между первой частью корпуса и средним корпусным элементом второй части корпуса,

- в первой части корпуса,

- в среднем корпусном элементе.

4. Редуктор (1) по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере одно находящееся, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом (4) зубчатое колесо является соединяемым или выполненным за одно целое с выходным валом (15, 16) первым ведомым зубчатым колесом (5), и редуктор (1) включает в себя по меньшей мере еще одно или несколько дополнительных зубчатых колес, выбранных из следующей группы зубчатых колес, которые в каждом случае находятся, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом (4):

- дополнительное второе ведомое зубчатое колесо (6),

- расположенное между ведомым зубчатым колесом (5, 6) и большим колесом (4) промежуточное колесо (8) с валом (18) промежуточного колеса,

- ведущее зубчатое колесо (3) с входным валом (13),

причем основной стык (TH) проходит через опорные области (L3, 4, 5, 6, 8) по меньшей мере двух из зубчатых колес (3, 4, 5, 6, 8), предпочтительно, по меньшей мере, через опорные области (L5, L6) в каждом случае одного ведомого зубчатого колеса (5, 6), наиболее предпочтительно через опорные области ведомого зубчатого колеса (5, 6) и ведущего зубчатого колеса (3), в высшей степени предпочтительно через опорные области ведомого зубчатого колеса (5, 6), ведущего зубчатого колеса (3) и промежуточного колеса (8).

5. Редуктор (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что большое колесо (4) выполнено в виде ведущего зубчатого колеса с соединяемым с входным агрегатом валом (14) большого колеса, и находящиеся в зацеплении с большим колесом (4) зубчатые колеса (5, 6, 8) являются соединенными без возможности поворота в каждом случае с выходным валом (15, 16) ведомыми зубчатыми колесами (5, 6) или находящимися в зацеплении с ведомым зубчатым колесом (6) зубчатыми колесами в виде промежуточных колес (8), причем по меньшей мере две части (10.1, 10.2) корпуса могут соединяться по основному стыку (TH), который проходит через опорные области (L3, L5, L6, L8) по меньшей мере одного из ведомых зубчатых колес (5, 6) и/или промежуточного колеса (8), соответственно, в каждом случае соединенных с ними валов.

6. Редуктор (1) по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что находящиеся в зацеплении с большим колесом (4) зубчатые колеса являются соединяемым без возможности поворота с входным валом (A) ведущим зубчатым колесом (3) и находящимся в зацеплении с большим колесом (4) первым ведомым зубчатым колесом (5) с выходным валом или промежуточным колесом (8), причем по меньшей мере две части (10.1, 10.2) корпуса могут соединяться по основному стыку (TH), который проходит через опорные области (L3, L5, L6) по меньшей мере одного из ведомых зубчатых колес (5, 6), ведущего зубчатого колеса (3) и/или промежуточного колеса (8), соответственно, соединенных с ними валов.

7. Редуктор (1) по любому из п.п.1-6, отличающийся тем, что основной стык (TH) выполнен, проходящим через опорную область (L4) большого колеса (4), соответственно, соединенного с ним вала (14) большого колеса.

8. Редуктор (1) по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что предусмотренный между средним корпусным элементом (10.21) и боковым корпусным элементом (10.22, 10.23) второй части (10.2) корпуса стык (T1, T2) выполнен проходящим под углом в диапазоне от 39 до 150°, предпочтительно от 45 до 135°, наиболее предпочтительно в 90° к основному стыку.

9. Редуктор (1) по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что предусмотренный между средним корпусным элементом (10.21) и боковым корпусным элементом (10.22, 10.23) второй части (10.2) корпуса стык (T1, T2) расположен за пределами опорной области (L3, L4, L5, L6, L8) установленного в основном стыке (TH) зубчатого колеса (3, 4, 5, 6, 8).

10. Редуктор (1) по п.9, отличающийся тем, что предусмотренный между средним корпусным элементом (10.21) и боковым корпусным элементом (10.22, 10.23) второй части (10.2) корпуса стык (T1, T2) расположен за пределами опорной области (L4) большого колеса (4), соответственно, соединенного с ним вала (14) большого колеса и внутри области протяженности, рассматриваемой от оси вращения большого колеса (4) вдоль основного стыка, которая соответствует области протяженности диаметра вершин зубьев большого колеса (4).

11. Редуктор (1) по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что основной стык (TH) выполнен проходящим в плоскости или ступенчатым.

12. Редуктор (1) по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что оси (R3, R4, R5, R6, R8) вращения по меньшей мере двух из установленных в основном стыке (TH) зубчатых колес (3, 4, 5, 6, 8), соответственно, соединенных с ними валов расположены в одной общей или различных плоскостях (AE3, AE4, AE5, AE6, AE8) расположения.

13. Редуктор (1) по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что предусмотрено по меньшей мере одно зубчатое колесо (28), которое соединено или выполнено за одно целое с соединяемым с входным и/или выходным агрегатом валом и находится, по меньшей мере, в опосредованном зацеплении с большим колесом (4), а также установлено за переделами основного стыка (TH) в части (10.1) корпуса, причем зубчатое колесо с валом выполнено в виде вставной шестерни.

14. Редуктор (1) по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что предусмотрено по меньшей мере одно зубчатое колесо (7), соединенное или выполненное за одно целое с соединяемым с входным и/или выходным агрегатом валом, которое находится в зацеплении с большим колесом (4) и которое расположено в третьей, соединенной со средним корпусным элементом (10.21) по дополнительному стыку (TH2), части (10.3) корпуса.

15. Редуктор (1) по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что первая часть (10.1) корпуса является нижней частью корпуса редуктора, а вторая часть (10.2) корпуса является верхней частью корпуса редуктора, и что предусмотренная третья часть (10.3) корпуса является закрывающей верхнюю часть корпуса редуктора крышкой корпуса редуктора или вмещающей по меньшей мере частично по меньшей мере одно зубчатое колесо частью корпуса.

16. Редуктор (1) по любому из п.п.1-15, отличающийся тем, что

- боковые корпусные элементы (10.22, 10.23) соединены со средним корпусным элементом (10.21), и/или

- боковые корпусные элементы (10.22, 10.23) и средний корпусной элемент (10.21) соединены с первой частью (10.1) корпуса, и/или

- отдельные части (10.1, 10.2, 10.3) корпуса соединены друг с другом при помощи по меньшей мере одного соединения, выбранного из следующей группы соединений, или при помощи комбинации из этих соединений:

- соединение с силовым замыканием, в частности крепежные элементы,

- соединение с геометрическим замыканием.

17. Редукторная турбомашина (2), которая при помощи редуктора по любому из пп.1-16 объединяет входные и/или выходные агрегаты (V11, V12, V21, V31, V32) в машинную линию посредством соединения с соединенными с ведущими и ведомыми зубчатыми колесами (3, 5, 6, 7) валами (13, 15, 16, 17).

18. Редукторная турбомашина (2) по п.17, отличающаяся тем, что соединенный по меньшей мере с одним из входных и/или выходных валов входной и/или выходной агрегат (V11, V12, V21, V31, V32; V1, V2, V3, V4) является элементом из группы указанных далее элементов:

- рабочее колесо компрессорной ступени,

- рабочее колесо расширительной ступени.

19. Редукторная турбомашина (2) по п.17 или 18, отличающаяся тем, что соединяемый с ведущим зубчатым колесом (3) входной агрегат является машиной, выбранной из группы указанных далее машин:

- турбодвигатель,

- турбина (11),

- электрическая приводная машина (25),

- двигатель внутреннего сгорания.

20. Способ монтажа редукторной турбомашины (2) по любому из пп.17-19, включающий в себя следующие этапы способа:

a) предоставление корпуса, который имеет по меньшей мере две части корпуса, а именно первую часть корпуса и вторую часть корпуса, которые могут соединяться по основному стыку (TH), который проходит через опорные области устанавливаемых в нем зубчатых колес, соответственно, соединенных с ними валов, причем одна из соединяемых частей (10.1, 10.2) корпуса образуется по меньшей мере из трех корпусных элементов, а именно одного среднего корпусного элемента (10.21) и двух боковых корпусных элементов (10.22, 10.23), причем средний корпусной элемент (10.21) выполнен с возможностью соединения с боковым корпусным элементом (10.23) в каждом случае по стыку (T1, T2), который ориентирован под углом к основному стыку (TH);

b) монтаж и/или позиционирование нижней в монтажном положении, выполненной предпочтительно за одно целое, первой части (10.1) корпуса;

c) монтаж большого колеса (4) и находящегося с ним в зацеплении зубчатого колеса в/на первой части (10.1) корпуса, предпочтительно в основном стыке первой части (10.1) корпуса;

d) монтаж среднего корпусного элемента (10.21), по меньшей мере, с частичным окружением большого колеса (4) и соединением с первой частью (10.1) корпуса по основному стыку (TH);

e) монтаж определенных или дополнительных, находящихся в зацеплении с большим колесом (4) и установленных в основном стыке (TH), зубчатых колес (3, 5, 6, 8);

f) монтаж боковых корпусных элементов (10.22, 10.23) с соединением со средним корпусным элементом (10.21) и с первой частью (10.1) корпуса, образуя соединенную с первой частью (10.1) корпуса вторую часть (10.2) корпуса.

21. Способ монтажа редукторной турбомашины (2) по п.20, отличающийся тем, что редукторная турбомашина (2) выполнена в виде редукторного компрессора и отдельные выходные агрегаты выполнены в виде компрессоров, причем рабочие колеса компрессоров монтируются с отдельными выходными валами и после монтажа задней стенки на первой части (10.1) корпуса компрессоров монтируются на задней стенке.

22. Способ монтажа редукторной турбомашины (2) по п.21, отличающийся тем, что при помощи большого колеса (4) приводится в действие другая компрессорная ступень, которая установлена в среднем корпусном элементе (10.21) и в третьей части (10.3) корпуса, причем монтаж упомянутой другой компрессорной ступени осуществляется после монтажа второй части (10.2) корпуса.