[發明專利]可變速度傳動機構及使用其的系統

有效

• 申請號: 201780042534.2
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN109416109B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: G.博卡達莫;G.米拉尼
• 申請（專利權）人: 諾沃皮尼奧內技術股份有限公司
• 主分類號: F16H3/72
• 分類號: F16H3/72;H02K49/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張珺;金飛

系統（1）包括：驅動器（3）；構造成由驅動器（3）驅動旋轉的旋轉負載（5）；用于可控地改變負載（5）的旋轉速度的控制器（12）；以及布置在驅動器（3）與負載（5）之間的可變速度傳動機構（11）。可變速度傳動機構（11）包括具有第一輸入軸（23）、第二輸入軸（25）和輸出軸（27）的速度求和齒輪布置（21）。輸出軸（27）傳動地聯接至旋轉負載（5）。第一輸入軸（23）傳動地聯接至驅動器（3）。連續可變傳動裝置（43；143；243；343）機械地聯接至驅動器（3）且至速度求和齒輪布置（21）的第二輸入軸（25）。連續可變傳動裝置（43；143；243；343）功能地聯接至控制器（12）。

技術領域

本公開內容的主題涉及包括從動機器和驅動器的系統。更特別地，本文公開的實施例涉及其中恒定速度驅動器驅動可變速度旋轉機器（例如，如，壓縮機或壓縮機系）旋轉的系統。

背景技術

在若干工業應用中，存在對于使用驅動器驅動旋轉負載的需要，驅動器在恒定旋轉速度下旋轉，如，電馬達。在一些情形中，旋轉負載是渦輪機，如，壓縮機。大型軸向或離心壓縮機通常用于管線中加壓氣體來沿管線輸送。大型離心或軸向壓縮機也用于所謂的LNG應用中，以用于天然氣的液化。壓縮機用于此設備中，以處理制冷劑流體，制冷劑流體用于閉合循環中來冷卻天然氣。

在一些應用中，旋轉負載的旋轉速度需要改變，且可能在額定旋轉速度的例如大約70%到大約105%之間調制。電馬達可通過使可變頻率驅動器介入電分配網與電馬達之間來在可變速度下旋轉。可變頻率驅動器是復雜、昂貴且麻煩的構件，因為它們必須轉換電馬達所需的很高的功率比。用于驅動大型壓縮機的電馬達的典型應用可能需要1到幾十MW的功率。

因此，存在對允許調制由驅動器驅動的可變速度負載的旋轉速度的更方便方式的系統的需要。

發明內容

根據第一方面，為了解決現有技術的上述缺陷，公開了一種系統，包括：優選構造成在大致恒定旋轉速度下旋轉的恒定速度驅動器；構造成由驅動器驅動在可能變化的速度下旋轉的旋轉負載；用于可控地改變負載的旋轉速度的控制器；布置在恒定速度驅動器與負載之間的可變速度傳動機構。根據本文公開的實施例，可變速度傳動機構可包括具有第一輸入軸、第二輸入軸和輸出軸的速度求和齒輪布置。在一些實施例中，輸出軸傳動地聯接至旋轉負載。第一輸入軸可傳動地聯接至恒定速度驅動器。輸出軸的速度是第一輸入軸的速度和第二輸入軸的速度的函數。連續可變傳動裝置可機械地聯接至恒定速度驅動器，且因此至速度求和齒輪布置的第一輸入軸，且至速度求和齒輪布置的第二輸入軸。連續可變傳動裝置構造成改變第二輸入軸的速度。來自恒定速度驅動器的功率的大部分經由速度求和齒輪布置從第一輸入軸傳輸至其輸出軸，而不會經過連續可變傳動裝置。來自恒定速度驅動器的功率的僅一部分、通常小于50%、優選小于30%、更優選小于20%經過連續可變傳動裝置，且因此經由速度求和齒輪布置的第二輸入軸來調制以加或減速度。連續可變傳動裝置功能地聯接至控制器，使得速度求和齒輪布置的輸出軸的旋轉速度且因此傳動地聯接至所述輸出軸的負載的速度可調制，同時恒定速度驅動器且因此速度求和齒輪布置的第一輸入軸的旋轉速度可保持恒定。

速度求和齒輪布置的第一輸入軸可直接地或間接地聯接至恒定速度驅動器，即，沒有或具有齒輪箱，或布置在其間的任何其它機械裝置。因此，速度求和齒輪布置的第一輸入軸可在與恒定速度驅動器相同的旋轉速度下或在不同的速度下旋轉。類似地，速度求和齒輪布置的輸出軸可直接地聯接至負載，或齒輪箱可設在輸出軸與負載之間。

在一些實施例中，負載可包括一個旋轉機器，例如，離心、軸向或混合壓縮機，或任何其它從動渦輪機，或往復壓縮機，或其它旋轉負載。在其它實施例中，負載可包括兩個或更多個旋轉機器。這些后者可能需要在相同或不同的旋轉速度下旋轉。齒輪箱可布置在按順序布置的旋轉從動機器之間，以提供不同的旋轉速度（如果需要）。

在示例性實施例中，連續可變傳動裝置包括原動部件和從動部件。原動部件可聯接至恒定速度驅動器。從動部件可大致布置成與原動部件同軸。從動部件可聯接至速度求和齒輪布置的第二輸入軸。