增压装置 |
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| 申请号 | CN201710290855.6 | 申请日 | 2017-04-28 | 公开(公告)号 | CN107420202A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 博世马勒涡轮系统有限两合公司; | 发明人 | 马哈尔·克卢萨切克; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种具有安装在 外壳 (3)中的 转子 (4)的 增压 装置(1)。对于本发明必要的是：转子(4)经由端侧的轴向 轴承 (6)安装在外壳(3)中，轴向轴承(6)包括以下部件：具有第一轴承表面(8)的轴向轴承盘(7)，具有中央第一开口(10)的隔膜(9)， 螺纹 连接件(11)，经由 螺纹连接 件(11)轴向轴承盘(7)通过第一中央开口(10)螺接至隔膜(9)，具有中央第二开口(13)的衬套(12)，其中衬套(12)连接，特别是螺接至外壳(3)，并且隔膜(9)直接或间接地夹在衬套(12)与外壳(3)之间，调节螺钉(21)，其被拧入到衬套(12)的中央第二开口(13)中并且限定螺纹连接件(11)以及因此的轴向轴承盘(7)的轴向移动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具有安装在外壳(3)中的转子(4)的增压装置(1)，其特征在于 |
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| 说明书全文 | 增压装置技术领域背景技术[0002] 从US4,256,353A已知一种具有安装在外壳中的转子的普遍的增压装置。 [0003] 在固定燃气轮机的情况下，已知动态吸气、燃气静态安装的转子。然而这种安装的基础是定子部件以固定的方式连接至轴承外壳。在此重要的是，两个部件，即之前提到的定子部件和转子相对于彼此尽可能地平行，由于甚至两个轴的较细微的倾斜或偏离能够导致恶化，或者甚至是轴承的负荷承载能力的完全丢失。在固定燃气轮机的情况下，这例如防止了定子设计非常结实但因此也昂贵地形成。同样地，或者轴向轴承不能够沿轴向方向移动，并且因此抵消任何温度应变。 发明内容[0005] 本发明因此解决如下问题：为普遍类型的增压装置规定一种改进的或者至少是替代的实施例，其特别实现了增压装置中的转子或其他快速旋转转子的改进的安装。 [0007] 本发明基于如下的主要构思：第一次经由沿轴向方向固定、但相对于转子的倾斜比较不敏感的轴向轴承安装增压装置的安装在端侧的转子，以及快速旋转转子的其他单元。在此，转子经由在端侧的轴向轴承安装在增压装置的外壳中，其中根据本发明的轴向轴承包括现存的部件：具有第一轴承表面的轴向轴承盘(具有或不具有沟槽)，具有中央第一开口的隔膜，螺纹连接件，经由所述螺纹连接件轴向轴承盘穿过第二开口螺接至隔膜，具有中央第二开口(具有螺纹)的衬套，其中所述衬套连接，特别是螺接至外壳，并且隔膜夹在衬套和外壳之间，以及调节螺钉，其被拧入到衬套的中央第二开口中并限定螺纹连接件的轴向移动以及因此轴向轴承盘的轴向移动并同时进行可能的调节。通过根据本发明设置的隔膜，因此对于轴向轴承盘能够抵消期望的转子的旋转轴线与现存的旋转轴线之间的任何角度偏离或者转子的“歪斜度误差”，因为轴向轴承盘能够经由较软的隔膜倾斜。相反地防止了轴向轴承盘的轴向移动或者通过调节螺钉根据位置使轴向轴承盘的轴向移动成为可能。通过以这样的方式设置的根据本发明的轴向轴承，在增压装置的运转期间发生的并且例如能够构成外壳的变形的原因的不正常的加热由于轴向轴承盘而能够被相对简单地补偿，即，在当前的情况下，轴向轴承的定子不再以固定的方式连接至外壳，而仅仅是经由根据本发明的隔膜灵活地连接至外壳。另外，该隔膜也能够在增压装置的组装和制造期间抵消误差。通过调节螺钉能够额外地沿轴向调节轴向轴承盘的位置。因此，能够至少略微地沿轴向转移转子，并且由此调节压缩机叶片与压缩机外壳之间的最佳距离和/或例如以及使隔膜绷紧。通过根据本发明的轴向轴承，因此能够非常精确地对安装在端侧的转子进行安装，并且免于在外壳中保持，因为经由隔膜灵活地连接至外壳的轴向轴承盘本身能够调节转子或外壳中的与温度有关的变形。 [0008] 在根据本发明的技术方案的有益的进一步的发展中，轴向轴承盘具有去顶的圆锥形，并且通过其第一轴承表面经由间隙与位于对面的转子的第二轴承表面隔开布置。在此，沟槽或者能够布置在轴向轴承盘的第一轴承表面上和/或布置在转子的第二轴承表面上。去顶的圆锥形在该情况下使用于转子的面端轴向安装的大的第一轴承表面以及在隔膜上的仅仅小的接触表面成为可能，这使轴向轴承盘通过对应的隔膜的变形的倾斜成为可能。 螺纹连接件居中地穿过去顶的圆锥形轴向轴承盘，并且因此相对容易地组装。 [0009] 在根据本发明的技术方案的进一步有益的实施例中，螺纹连接件包括垫片。通过这样的垫片，能够可靠地避免螺纹连接件的不期望的松弛。 [0010] 实际上，隔膜包括至少一个贯通开口。通过至少一个这样的贯通开口，因此能够较简单地相对于刚度感应调节隔膜，通过设置例如多个贯通开口隔膜的刚度减小。显然，隔膜的刚度能够经由其厚度替代地或额外地调节。 [0011] 在根据本发明的技术方案的进一步有益的实施例中，隔膜在其整个圆周或至少只在三个位置夹在衬套与外壳之间。通过此也能够容易地调节隔膜的各个性能，例如也能够调节隔膜的刚度。 [0013] 能够理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下，上述特征以及那些留待在下文中说明的特征不仅能够用在分别叙述的结合中使用，而且还能够用在其他结合中或者单独使用。 附图说明[0014] 本发明的优选示例性的实施例示出在附图中并且在下面的描述中详细地说明，其中相同的附图标记涉及相同或相似或功能上相同的部件。 [0015] 在每种情况下示意性地示出有， [0016] 图1a为穿过轴向轴承的区域中的根据本发明的增压装置的截面描绘，[0017] 图1b为图1a的分解描绘， [0018] 图2a为如图1的描绘，然而具有轴向轴承的替代实施例， [0019] 图2b为根据图2a的截面描绘的倾斜视图， [0020] 图3a为如图2a的描绘，然而具有螺纹连接的替代实施例， [0021] 图3b为根据图3a的截面描绘的倾斜视图， [0022] 图4为具有相关的细节描绘A的如图3a的描绘， [0025] 图6为图5b的分解描绘， [0026] 图7为穿过只在一侧具有根据本发明的轴向轴承的增压装置的截面描绘，[0027] 图8为穿过具有在两侧布置的根据本发明的轴向轴承的增压装置的截面描绘，[0028] 图9为穿过在压缩机侧具有根据本发明的轴向轴承的增压装置的截面描绘。 具体实施方式[0029] 根据图1至图9，根据本发明的增压装置1，例如排气涡轮增压器2，包括安装在外壳3中的转子4。在此，转子4经由合适的轴承部分5安装在外壳3的端侧的轴向轴承6中的纵向端侧。根据本发明的轴向轴承6包括以下部件：具有第一轴承表面8的轴向轴承盘7，具有中央第一开口10的隔膜9，螺纹连接件11，经由所述螺纹连接件11轴向轴承盘7通过中央第一开口10螺接至隔膜9，具有中央第二开口13的衬套12，其中所述衬套12连接，特别是螺接至外壳3，并且隔膜9或者直接或者经由布置在衬套12与隔膜9之间的盖盘14(参见图2和图3)间接夹在衬套12与外壳3之间(参见图1)。在此，衬套12能够被设计为具有外螺纹的螺纹衬套同时外壳3具有相关的内螺纹(参见图2至图8)，或者经由螺钉25螺接至外壳3，或者以其他方式连接至外壳3(参见图1和图9)。另外，根据本发明的轴向轴承6包括调节螺钉21，其螺接到衬套12的中央第二开口13中，并且根据位置限定或者使螺纹连接件11沿轴向方向(即，沿旋转轴17)的轴向移动成为可能。通过调节螺钉21能够使隔膜9绷紧，和/或调节转子位置以及压缩机轮31与压缩机外壳32之间的轴向间隙和/或涡轮机轮33与涡轮机外壳34之间的轴向间隙。轴向轴承盘7能够例如包括石墨或由石墨形成。石墨转而具有各种填充物或芯，例如锑、铜或银。轴向轴承盘7还能够由铜或铜合金制造并且具有石墨涂层。 [0030] 进一步观看图1至图9，显而易见的是轴向轴承盘7具有去顶的圆锥形并且通过其第一轴承表面8经由间隙15与位于对面的转子的第二轴承表面16(特别参见图3)隔开布置。通过根据本发明的可移动安装的轴向轴承盘7，即，在轴向轴承6的定子中，能够容易地抵消转子4与轴向轴承盘7之间的相对于旋转轴17的偏离，并且由此特别是较容易地补偿制造误差。通过至少略微地可倾斜的轴向轴承盘7，外壳3的不均匀的温度应变能够被额外地抵消，因为轴向轴承盘7不再牢固地连接至外壳。为了能够进一步增加轴向轴承盘7的调节可能性的灵活性，隔膜9能够包括至少一个贯通开口18，其随着截面弱化而减小隔膜9的刚度。 [0031] 进一步观看根据图1至图9的增压装置1，显而易见的是外壳3布置有径向轴承元件19，其引起了轴承部分5以及额外地转子4的径向安装，并且其经由从外部可进入的径向螺钉(参见图1)而固定在外壳上。 [0032] 在此，隔膜9能够或者在其整个圆周中夹在外壳3与衬套12之间(参见图1)，或者在盖盘14中(参见图2和图3)或只在合适的部分中。由此，隔膜9的刚度也能够以较简单的方式被影响。可想到，例如隔膜9夹在衬套与外壳3之间，或者只在至少三个部位夹在盖盘14与外壳3之间。 [0033] 在转子4的气垫式安装(air mounting)的情况下，通常重要的是轴承装置(在此为轴向轴承6)的两个部件，即，转子4以及同样固定的轴向轴承盘7彼此最大可能地平行对齐。甚至这两个平面的相对小的倾斜在该情况下导致轴承或者轴向轴承6的负荷承载能力的恶化甚至完全丢失。通过根据本发明的轴向轴承6(其包括因此未固定布置在外壳3上的可倾斜的轴向轴承7)，能够实现弹性设计，通过所述弹性设计特别能够补偿形成不稳定性，例如因为不同的热应变。为了沿轴向方向(即，沿旋转轴17的方向)固定转子4，设置有调节螺钉。 [0034] 针对转子4的沿轴向方向的气垫式安装所需的两个轴承表面8,16之间的气垫在该情况下经由合适的沟槽22(参见图3)或者其他流体引导元件能够是有利的。在此，沟槽22能够或者布置在轴向轴承盘7的第一轴承表面8上和/或转子4的第二轴承表面16上。 [0035] 为了沿轴向方向锁紧调节螺钉21，显然能够额外地设置锁紧螺母23。另外，螺纹连接件11能够包括垫片24，所述垫片24一方面能够弹性地通过螺纹连接件11向隔膜9对轴向轴承7预加负荷。在此，垫片24布置在隔膜9的背向转子4的一侧。 [0036] 优选地，额外地设置用于使调节螺钉21转动并因此用于调节轴向轴承6的调节装置28。调节装置28能够例如为电动机或者开发在运转期间改变或调整压缩机轮与压缩机外壳之间的轴向间隙的可能性的电控制器。这将会具有非常好的热力学影响。这样的调节装置28只在图1中高度示意性地示出，其中在该情况下显然未出现锁紧螺母23。 [0037] 比较地观看图2和图3，显而易见的是，根据图2球形瓣状延伸部26设置在调节螺钉21上，而根据图3的实施例该球形瓣状延伸部26布置在螺纹连接件11的螺纹上。最后提到的版本可能是优选的，经由球形瓣状延伸部26创建两个替代实施例，其具有的共同之处仅是至螺纹连接件11的螺纹(参见图2)或者至调节螺钉21的非常小且低摩擦的接触表面。 [0038] 在图4中，示出了隔膜9的外侧边缘上的细节A，其中显而易见的是，在此外壳3具有环形凹槽27，其结果是能够使隔膜9更好地接触。 [0039] 在图5和图6中示出了实施例，其中设置有用于轴向轴承6的在空气动力学上有利的覆盖的杯状件29。该杯状件29被简单地压配合到外壳3的相关的开口30中。杯状件29能够例如形成为花费有效的塑料的注塑模制件，假设其布置在压缩机侧。 [0040] 图7示出了穿过具有布置在涡轮机侧的根据本发明的轴向轴承6的增压装置1的截面描绘。相反地在压缩机侧(左)设置有沿轴向方向固定的轴向轴承。相比于此，图9示出了穿过具有布置在压缩机侧的根据本发明的轴向轴承6的增压装置1的截面描绘。相反地在涡轮机侧(左)设置有沿轴向方向固定的轴向轴承。可替代地，显然也可想到根据本发明的轴向轴承6布置在压缩机侧和涡轮机侧两侧，如图8所示。 [0041] 通常经由分别的紧固螺钉25(参见图1)能够将衬套12连接在外壳3上，其中在该情况下紧固螺钉25穿过衬套12。可替代地，也可想到衬套12具有外部螺纹，经由所述外部螺纹衬套12能够被拧入到外壳3上的对应的内螺纹中，如根据图2至图8所示。 [0042] 通过根据本发明的轴向轴承6，第一次能够简单地抵消转子4与轴向轴承盘7之间的温度或制造相关的轴向偏差，因为后者不以固定的方式像过去那样布置在外壳3上，而是至少稍微可动地布置在隔膜9上。 |
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