BRPI0916595B1

BRPI0916595B1 - compressor de parafuso livre de óleo

Info

Publication number: BRPI0916595B1
Application number: BRPI0916595A
Authority: BR
Inventors: Amano Yasushi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2020-02-04
Also published as: US20110135528A1; US8435020B2; JP2010031747A; RU2470187C2; WO2010013561A1; RU2011107284A; BRPI0916595A2; EP2314874A4; CN102112748A; EP2314874B1; EP2314874A1; CN102112748B; JP4365443B1

Abstract

compressor de parafuso livre de óleo um compressor de parafuso (10) provido com um corpo de compressor (11), um tanque de suprimento de óleo (13), uma linha de suprimento de óleo (60), e uma linha de recuperação de óleo (59), onde o compressor de parafuso também é provido 5 com seções de selo de eixo (28, 41) localizadas sobre lados opostos, na direção de eixos (26, 38), de uma câmara de compressão (24) de um rotor de parafuso (25) e prevenindo ambos, mistura de óleo em mancais (27, 39, 40) em uma câmara de compressão (24) e vazamento de gás de processo a partir de câmara de compressão (24), uma linha de retorno de abertura – sucção (52) para interligar a seção de selo de eixo (41) sobre o lado de descarga da câmara de compressão (24) e uma abertura de sucção (17) do corpo de compressor (11), uma linha comunicante de suprimento de gás de processo (61) para interligar a abertura de sucção (17) do corpo de compressor (11) e a parte superior do tanque de suprimento de óleo (13), e uma seção de selo de eixo (53) para divisão entre o interior do corpo de compressor (11) e um ambiente atmosférico. o compressor de parafuso não-lubrificado (10, 70, 80) tem as seções de selo de eixo (28, 41) que é barata e altamente confiável, que pode prevenir dano para os mancais (27, 39, 40) devido a uma redução na viscosidade de óleo lubrificante, e que pode prevenir liquefação de hidrocarboneto pesado em um sistema de descarga.

Description

“COMPRESSOR DE PARAFUSO LIVRE DE ÓLEO”

A presente invenção refere-se a um compressor de parafuso livre de óleo. Antecedentes da Técnica

O sistema de um compressor de parafuso é grosseiramente classificado em dois tipos diferentes, ou seja, um compressor de parafuso inundado com óleo onde um óleo lubrificante é suprido para uma câmara de compressão de roto e um compressor de parafuso livre de óleo onde nenhum óleo é suprido para a câmara de compressão de rotor.

A Fig. 4 mostra um compressor de parafuso inundado com óleo 100. Neste compressor de parafuso inundado com óleo 100, um par de rotores de parafuso macho e fêmea (não mostrado) dentro de uma unidade principal de compressor 102 são acionados por um motor 101 de modo que um gás de processo de uma fonte de suprimento de gás de processo 103 é comprimido e suprido para uma extremidade suprimento 105 através de um dispositivo de recuperação de óleo 104. O óleo, separado no dispositivo de recuperação de óleo 104, é suprido para mancais (não mostrados) e uma câmara de compressão (não mostrada) da unidade principal compressora 102 através de um resfriador de óleo 106, uma bomba 107, e um filtro 108. No compressor de parafuso inundado com óleo 100, o óleo lubrificante é suprido para a câmara de compressão (não mostrada) de um rotor (não mostrado) de modo que o gás de processo é resfriado, derivando um mérito de que uma alta razão de compressão pode ser obtida através de compressão no primeiro estágio.

No caso quando um gás contendo muito gás hidrocarboneto pesado, como propano, butano e hexano, ser usado como o gás de processo, o gás hidrocarboneto pesado é dissolvido no óleo lubrificante, causando uma redução na viscosidade do óleo lubrificante e danos para os mancais. Além disso, no caso quando o gás hidrocarboneto pesado é comprimido para causar um aumento de pressão, embora o gás seja liquefeito em um estado de baixa temperatura, ele não é liquefeito em um estado de alta temperatura. De modo a aumentar a temperatura de descarga de modo não liquefazer o gás hidrocarboneto pesado, é necessário aumentar a temperatura do óleo lubrificante suprido para a câmara compressora ((não mostrada). Entretanto, o aumento na temperatura causa uma redução em viscosidade do óleo lubrificante e os subseqüentes danos para o mancal. Em contraste, no caso quando a temperatura do óleo lubrificante é diminuída e a temperatura de descarga é também diminuída de modo a assegurar a viscosidade do óleo lubrificante, o gás hidrocarboneto pesado é condensado dentro de dispositivo de recuperação de óleo 104 para causar uma elevação do nível líquido, resultando em um problema de dispersão do óleo lubrificante na direção de fluxo sucessivo.

A Fig. 5 mostra um compressor de parafuso livre de óleo 120. Neste compressor de parafuso livre de óleo 120, rotores de parafuso 123 e 124 dentro de uma unidade principal de compressor 122 são dirigidos por um motor 121 de modo que um gás de processo de

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 12/27 uma fonte de suprimento de gás de processo 125 é comprimido e fornecido para uma extremidade de suprimento 126. Por outro lado, um óleo lubrificante dentro de um tanque de óleo 127 é suprido para mancais 130 através de uma bomba de óleo 128 e um filtro 129, e é então retornado para o tanque através de gravidade. No compressor de parafuso livre de óleo 120, uma vez que nenhum óleo é usado para lubrificação de rotores de parafuso 123 e 124 e manutenção de câmaras de compressão hermética a ar (não mostrado), selo de selagem de eixo 133 em quatro posições são requeridos para separação de câmara de compressão (não mostrada) de porções de injeção de óleo 132 dos mancais 130 e engrenagem de distribuição 131. Como selos, aqueles que usam carbono, ou selos de gás podem ser usados. Uma vez que as porções de selagem de eixo 133 em quatro posições são requeridas, confiabilidade contra vazamento de selo é baixa, e o compressor se torna caro.

O documento US 4,394,113 A descreve um compressor de parafusos que compreende uma passagem de drenagem de óleo em um eixo adjacente a um mancal, uma passagem para drenar óleo; um espaço de coleta de óleo; uma passagem adicional; um tanque de óleo; uma linha de equalização; e um tubo de sucção. A partir da passagem de drenagem de óleo, óleo pode escoar através do espaço de coleta de óleo e pela passagem adicional para o tanque de óleo.

Exposição da Invenção

Problemas a Serem Resolvidos pela Invenção

A presente invenção refere-se a um compressor de parafuso para um gás de processo onde um gás de processo contendo muito hidrocarboneto pesado é comprimido, e seu objetivo é prover um compressor de parafuso livre de óleo que é provido com um dispositivo de selagem de eixo que é barato e tem alta confiabilidade, e é capaz de prevenir danos de mancal devido a uma redução de viscosidade em óleo lubrificante causada por dissolução de um gás hidrocarboneto pesado no óleo lubrificante a ser usado nos mancais do compressor de parafuso e também prevenindo que o hidrocarboneto pesado seja liquefeito em um sistema de descarga.

Meios Para Resolver o Problema

De modo a resolver os problemas mencionados acima, um compressor de parafuso livre de óleo da presente invenção, que é um compressor de parafuso provido com: uma unidade principal de parafuso tendo um par de rotores de parafuso macho e fêmea que estão dispostos horizontalmente, com eixos dos rotores de parafuso que são suportados por mancais; um tanque de suprimento de óleo que estoca óleo; uma linha de suprimento de óleo que fornece o óleo no tanque de suprimento de óleo para porções de injeção de óleo, tais como os mancais e semelhantes da unidade principal de compressor; e uma linha de recuperação de óleo que coleta o óleo suprido para as porções de injeção de óleo tais como os mancais e semelhantes a partir da unidade principal de compressor, é projetado de modo

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 13/27 que o compressor de parafuso ainda inclui: porções de selagem de eixo que são colocadas sobre os dois lados de uma câmara de compressor do rotor de parafuso em uma sua direção axial, e previne que o óleo suprido para as porções de injeção de óleo, tais como os mancais e semelhantes, de ser misturado na câmara de compressor do rotor de parafuso, assim como prevenindo que um gás de processo vaze da câmara de compressor; uma linha de retorno de orifício de sucção que permite que a porção de selagem de eixo sobre o lado de descarga da câmara de compressor e um orifício de sucção da unidade principal de compressor comuniquem-se um com outro; uma linha de comunicação de gás de processo de suprimento que permite que o orifício de sucção da unidade principal de compressor e uma porção superior do tanque de suprimento de óleo comuniquem-se um com outro; e uma porção de selagem de eixo interior / exterior que separa o interior da unidade principal de compressor do ar atmosférico.

De acordo com esta estrutura, as porções de selagem de eixo, que evitam que o óleo suprido para as porções de injeção de óleo, tais como os mancais e semelhantes, seja misturado na câmara de compressor do rotor de parafuso, assim como evitando que um gás de processo vaze da câmara de compressor, são colocadas sobre os dois lados da câmara de compressor do rotor de parafuso em uma sua direção axial, e a linha de retorno de orifício de sucção que permite que a porção de selagem de eixo sobre o lado de descarga da câmara de compressor e o orifício de sucção da unidade principal de compressor comuniquem-se um com o outro é instalada. Assim, o gás de processo sobre o lado de descarga da câmara de compressão flui para fora da linha de retorno de orifício de sucção a partir de porção de selagem de eixo, sem passar através de porção de selagem de eixo, pelo que tornando possível prevenir vazamento. Além disso, é possível separar o interior da unidade principal de compressor do ar atmosférico, através de uso de uma única porção de selagem de eixo interior / exterior colocada em somente uma posição.

O compressor de parafuso livre de óleo é preferivelmente ainda provido com uma linha de transferência de gás que transfere um fluxo de gás para as porções de selagem de eixo sobre os dois lados, e o gás é preferivelmente um gás tendo uma pressão de descarga que é comprimida pela unidade principal de compressor. De acordo com esta estrutura, através de transferência de gás comprimido pela unidade principal de compressor de modo a se ter a pressão de descarga para a porção de selagem de eixo entre a câmara de compressão e o mancal do rotor de parafuso através de linha de transferência de gás, a câmara de compressão e o mancal do rotor de parafuso podem ser separados um do outro.

O compressor de parafuso livre de óleo é preferivelmente ainda provido com uma linha de transferência de gás que transfere um fluxo de gás para as porções de selagem de eixo sobre os dois lados, e o gás é preferivelmente um gás, tal como gás nitrogênio, um gás combustível ou semelhante, que não rende influências para o gás de processo. Com esta

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 14/27 estrutura, através de transferência de um gás, tal como um gás nitrogênio, um gás combustível ou semelhantes, que não rende influências para o gás de processo, para a porção de selagem de eixo entre a câmara de compressão e o mancal do rotor de parafuso através de uso de linha de transferência de gás, a câmara de compressão e o mancal do rotor de parafuso podem ser separados um do outro.

Efeitos da Invenção

De acordo com a presente invenção, através de uso de porções de selagem de eixo instaladas sobre os dois lados da câmara de compressão de rotor, é possível evitar que óleo lubrificante seja misturado em um gás comprimido. Com este arranjo, o compressor da presente invenção pode ser utilizado como um compressor de parafuso livre de óleo no qual nenhum óleo é misturado no gás comprimido. Além disso, também é possível evitar um vazamento de um gás a partir da câmara de compressão de rotor através de uso de porção de selagem de eixo. Através de preparação de porção de selagem de eixo como uma estrutura simples tal como um selo de anel de carbono ou semelhante, torna-se possível reduzir os custos de selagem de eixo.

Através de redução de posições de selagem de eixo para separação de interior da unidade principal de compressor do ar atmosférico a partir de quatro posições para uma posição, torna-se possível reduzir os custos de selagem de eixo, e através de redução de número das posições de selagem de eixo, é possível aperfeiçoar confiabilidade contra vazamento.

Além disso, através de média pressão do tanque de óleo através de introdução de uma pressão menor que a pressão de descarga da unidade principal de compressor, a quantidade de dissolução de um gás hidrocarboneto pesado para o óleo lubrificante é suprimida de modo que é possível prevenir degradação da viscosidade. Como um resultado, o mancal da unidade principal de compressor pode ser prevenido de ser danificado.

Através de utilização de um compressor parafuso como o compressor de parafuso livre de óleo, uma vez que a temperatura dentro de câmara de compressão não precisa ser reduzida para um baixo nível, é possível evitar que o gás comprimido no sistema de descarga seja liquefeito.

Através de utilização de um gás que é comprimido pela unidade principal de compressor para ter uma pressão elevada para a pressão de descarga como um gás selante usado para selagem de interior da unidade principal de compressor, torna-se possível prevenir positivamente que o óleo lubrificante seja misturado na câmara de compressão, assim como evitando que o gás de processo vaze na direção de lado de mancal.

Através de utilização de um gás, tal como um gás nitrogênio, um gás combustível ou semelhantes, que não proporciona influências para o gás de processo, como um gás de selagem usado para selar o interior da unidade principal de compressor, mesmo no caso de

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 15/27 uso de um gás de processo contendo um componente corrosivo, o gás de processo é evitado de ser posto em contato com os mancais, engrenagens de distribuição, e semelhantes de modo que é possível prevenir os mesmos de corrosão.

Breve Descrição dos Desenhos

A Fig. 1 é um diagrama mostrando um compressor de parafuso livre de óleo de acordo com uma primeira realização da presente invenção.

A Fig. 2 é um diagrama mostrando um compressor de parafuso livre de óleo de acordo com uma segunda realização da presente invenção.

A Fig. 3 é um diagrama mostrando um compressor de parafuso livre de óleo de acordo com uma terceira realização da presente invenção.

A Fig. 4 é um diagrama mostrando um compressor de parafuso inundado com óleo convencional.

A Fig. 5 é um diagrama mostrando um compressor de parafuso livre de óleo convencional.

[Explicação de Numerais de Referência]

10, 70, 80compressor de parafuso livre de óleo

11unidade principal de compressor

13tanque de suprimento de óleo

17orifício de sucção

18orifício de descarga

24câmara de rotor (câmara de compressão)

25rotor de parafuso acionamento-lateral

26, 38eixo

27, 39mancal (mancal de rolo cilíndrico)

28, 41porção de selagem de eixo

29, 30, 31, 32selo de anel de carbono

33, 46selo labirinto

34, 47câmara de transferência de gás

35porção de espaço

36, 49dreno

40mancal (mancal de bola de contato angular)

42, 43, 44, 45selo de anel de carbono

48porção de espaço

50, 51linha de transferência de gás

52linha de retorno de orifício de sucção

53selo mecânico (porção de selagem de eixo interior / exterior)

58linha de lubrificante

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 16/27

59linha de recuperação de óleo

60linha de suprimento de óleo

61linha de comunicação de gás de processo de suprimento

62, 63câmara de estocagem de óleo

71linha de retorno de gás de processo de compressão

81fonte de suprimento de gás inerte

82linha de suprimento de gás inerte

Melhor Modo Para Realização da Invenção

Referindo às Figuras, realizações da presente invenção serão explicadas.

A Fig. 1 mostra um compressor de parafuso livre de óleo 10 de acordo com primeira realização da presente invenção. Este compressor de parafuso livre de óleo 10 é constituído por uma unidade principal de compressor 11, um motor 12 provido como uma unidade de acionamento separada conectada à unidade principal de compressor 11, um tanque de suprimento de óleo 13, um condensador de óleo 14, uma bomba 15 e um filtro 16. A unidade principal de compressor 11 é provida com um orifício de sucção 17 que suga um gás de processo e um orifício de descarga 18 que descarrega o gás de processo. Uma fonte de suprimento de gás de processo 19 é comunicada com o orifício de sucção 17 da unidade principal de compressor 11 através de uma linha de suprimento de gás de processo 20. O orifício de descarga 18 da unidade principal de compressor 11 é direcionado para uma extremidade de suprimento de gás de processo 22 através de uma linha de suprimento de gás de processo de compressão 21.

A unidade principal de compressor 11 é provida com um par de rotores de parafuso macho e fêmea engajados um com outro que estão alojados em uma câmara de rotor 24 dentro de uma armação de compressor 23 de modo a ali girar, e na Fig. 1, somente o rotor de parafuso de acionamento - lateral 25 é ilustrado. Os rotores de parafuso macho e fêmea emparelhados são dispostos horizontalmente. Na Fig. 1, o lado esquerdo é referido como o lado de sucção e o lado direito é referido como um lado de descarga.

Um eixo 26 estendendo-se na direção de lado de orifício de sucção 17 do rotor de parafuso 25 é suportado sobre a armação de compressor 23 por um mancal (por exemplo, mancal de rolo cilíndrico) 27. Entre o rotor de parafuso 25 e o mancal 27, está instalada uma porção de selagem de eixo 28. A porção de selagem de eixo 28 é provida com selos de anel de carbono 29, 30, 31 e 32 que reduzem tanto quanto possível o vazamento de um gás de processo a partir da câmara de compressão formada pela porção de ranhura de dente (não mostrada) do rotor macho 25 e o rotor fêmea (não mostrado) e a armação de compressor 23, um selo labirinto 33 que reduz tanto quanto possível que óleo lubrificante suprido para o mancal 27 invada a câmara de compressão 24 e uma câmara de transferência de gás 34 na qual um gás flui de modo a selar - eixo de porção de selagem de eixo 28. Ou seja, a porção

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 17/27 de selagem de eixo 28 é projetada para evitar que óleo suprido para porções de lubrificação, tal como o mancal 27, seja misturado na câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25, e também evitar que o gás de processo da câmara de compressão 24 vaze na direção de lado de mancal 27. Na porção de selagem de eixo 28, dois dos selos de anel de carbono 29 e 30 estão dispostos em sucessão a partir de rotor de parafuso 25 na direção de lado de sucção. Uma porção de espaço 35 é provida adjacente ao selo de anel de carbono 30. O selo de anel de carbono 31 é colocado adjacente à porção de espaço 35. Seguindo o selo de anel de carbono 31, está disposta uma câmara de transferência de gás 34. Seguindo a câmara de transferência de gás 34, é colocado o selo de anel de carbono 32, e depois de selo de anel de carbono 32, o selo labirinto 33 é ainda colocado. Um dreno 36 para descarga de óleo é formado abaixo de porção de espaço 35. Além disso, uma engrenagem de distribuição 37 é ligada à porção de extremidade do eixo 26.

Um eixo 38 estendendo-se sobre o lado de orifício de descarga 18 do rotor de parafuso 25 é suportado sobre a armação de compressor 23 com um mancal (por exemplo, um mancal de rolo cilíndrico) 39 e um mancal (mancal de empuxo, por exemplo, mancal de bola de contato angular) 40. Entre o rotor de parafuso 25 e o mancal 39, uma porção de selagem de eixo 41 é instalada. Ou seja, as porções de selagem de eixo 28 e 41 estão posicionadas sobre ambos os lados na direção axial da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25. A porção de selagem de eixo 41 é provida com selos de anel de carbono 42, 43, 44, e 45, um selo labirinto 46 que reduz tanto quanto possível óleo lubrificante suprido para os mancais 39 e 40 de invadirem a câmara de compressão 24, e uma câmara de transferência de gás 47 na qual um gás flui de modo a selar-eixo de porção de selagem de eixo 41. Em outras palavras, a porção de selagem de eixo 41 é projetada para evitar que óleo suprido para as porções de suprimento de óleo, tais como os mancais 39, 40, 53 e semelhantes, seja misturado na câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25, e para evitar que o gás de processo suprido a partir de câmara de compressão 24 vaze na direção de lados de mancais 39 e 40. Na porção de selagem de eixo 41, dois dos selos de anel de carbono 42 e 43 estão dispostos sucessivamente a partir do lado de rotor de parafuso 25. Uma porção de espaço 48 é provida adjacente ao selo de anel de carbono 43. Uma linha de retorno de orifício de sucção 52 está conectada à porção de espaço 48, A linha de retorno de orifício de sucção 52 é projetada para permitir a porção de selagem de eixo 41 sobre o lado de descarga da câmara de compressão 24 e o orifício de sucção 17 da unidade principal de compressor 11 se comuniquem um com outro. Depois da porção de espaço 48, está disposto o selo de anel de carbono 44. Depois do selo de anel de carbono 44, está disposta a câmara de transferência de gás 47. Depois de câmara de transferência de gás 47, está disposto o selo de anel de carbono 45, e depois do selo de anel de carbono 45, está ainda disposto o selo labirinto 46. Abaixo de porção de espaço 48, é formado um dreno 49 usado para des

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 18/27 carga de óleo. Em uma posição da armação de compressor 23 onde o eixo de rotor 38 penetra, é instalado um selo mecânico 53 (porção de selagem de eixo interior / exterior). O selo mecânico 53 é projetado para separar o interior da unidade principal de compressor 11 e o ar atmosférico exterior um do outro. Uma linha de injeção de óleo 58 é conectada ao selo mecânico 53.

A engrenagem de distribuição 37 do eixo 26 do rotor de parafuso de acionamento lateral 25 é engrenada com uma engrenagem de distribuição (não mostrado) ligada à porção de extremidade de eixo do outro rotor de parafuso (acionado - lateral), não mostrado, para servir como uma função para transmitir sua força rotatória para o outro rotor de parafuso. O rotor de parafuso sobre o lado acionado (não mostrado) é completamente o mesmo como o rotor de parafuso 25 sobre o lado de acionamento em suas estruturas a partir de engrenagem de distribuição 37 para o mancal 40. Um eixo (não mostrado) do rotor de parafuso (não mostrado) sobre o lado acionado, que é estendido na direção de lado de descarga, é cortado em uma posição entre o mancal 40 e o selo mecânico 53.

O motor 12 está disposto sobre o lado de descarga da unidade principal de compressor 11. O centro de um eixo de produção (eixo motor) 54 estendendo-se de modo a penetrar a porção de centro de seu rotor (não mostrado) é colocado coaxialmente sobre o centro do eixo 38 estendendo-se na direção de lado de descarga do rotor de parafuso 25. Um acoplamento 55 do eixo de rotor 38 e um acoplamento 56 do eixo de motor 54 que são membros separados um do outro são acoplados um ao outro através de um eixo de acoplamento 57. Neste caso, o eixo de produção (eixo motor 54) e o eixo 38 podem estar ligados um ao outro com um aumentador de velocidade ou semelhante. Além disso, ao invés do motor 12, um expansor (máquina de expansão) pode ser usado como o dispositivo de acionamento.

O tanque de suprimento de óleo 13 é conectado aos mancais 27, 39, 40 e o selo mecânico 53 da unidade principal de compressor 11 através de uma linha de suprimento de óleo 60 incluindo um resfriador de óleo 14, uma bomba 15 e um filtro 16 ao redor a partir da saída. O tanque de suprimento de óleo 13 estoca óleo. A linha de suprimento de óleo 60 está conectada a uma passagem de fluxo de óleo formada dentro de armação 23 da unidade principal de compressor 11. A passagem de fluxo de óleo formada dentro de armação 23 da unidade principal de compressor 11 é ramificada, e desenhada de modo que uma das passagens de fluxo ramificadas é conectada aos mancais 39 e 40, e a outra passagem de fluxo ramificada sendo conectada ao mancal 27. Ou seja, óleo do tanque de suprimento de óleo 13 é suprido para as porções de injeção de óleo, tais como os mancais 27, 39 e 40, da unidade principal de compressor 11 através de linha de suprimento de óleo 60. O tanque de suprimento de óleo 13 se comunica com câmaras de estocagem de óleo 62 e 63 da unidade principal de compressor 11 através de uma linha de recuperação de óleo 59. O óleo, suprido

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 19/27 para as porções de injeção de óleo, tais como os mancais 27, 39 e 40, é recuperado da unidade principal de compressor 11 no tanque de suprimento de óleo 13. A face de cima do tanque de suprimento de óleo 13 e a linha de suprimento de gás de processo 20 comunicam-se um com outro através de uma linha de comunicação de gás de processo de suprimento 61. Por isso, o orifício de sucção 17 da unidade principal de compressor 11 e a porção superior do tanque de suprimento de óleo 13 comunicam-se um com outro através de linha de suprimento de gás de processo 20 e a linha de comunicação de gás de processo de suprimento 61.

No compressor de parafuso livre de óleo 10 tendo a estrutura mencionada acima, um gás de processo suprido da fonte de suprimento de gás de processo 19 é sugado no orifício de sucção 17 da unidade principal de compressor 11 através de linha de suprimento de gás de processo 20. O gás de processo é comprimido pela unidade principal de compressor 11 e descarregado a partir do orifício de descarga 18. O gás de processo comprimido, assim descarregado, é suprido para a extremidade suprimento 22 do gás de processo, através de linha de suprimento de gás de processo de compressão 21.

O óleo, estocado no tanque de suprimento de óleo 13, é enviado para o resfriado de óleo 14 através de linha de suprimento de óleo 60, e é resfriado. Após isto, o óleo resfriado é liberado pela bomba 15 para o filtro 16 de modo que pós ou semelhantes são removidos, e então suprido para os mancais 27, 39, 40 e o selo mecânico 53. Após ter sido usado como óleo lubrificante nos mancais 27, 39, 40 e selo mecânico 53, o óleo resultante é descarregado das câmaras de estocagem de óleo 62 e 63, e flui no tanque de suprimento de óleo 13 através de linha de recuperação de óleo 59.

A porção superior do interior do tanque de suprimento de óleo 13, que comunica-se com a linha de suprimento de gás de processo 20 através de linha de comunicação de gás de processo de suprimento 61, é uniformemente fixada para a mesma pressão como aquela da linha de suprimento de gás de processo 20, ou seja, a pressão de sucção da unidade principal de compressor 11. Por esta razão, a pressão é também exercida sobre o óleo estocado na porção inferior do interior do tanque de suprimento de óleo 13.

De modo a evitar que o gás de processo vaze a partir do lado de orifício de sucção 17 da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 na direção de eixo 26 e para evitar que óleo seja misturado na câmara de compressão 24 da partir de mancal 27, o lado posto da porção de selagem de eixo 28 para a câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 é feita ter a mesma pressão como a pressão de sucção da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25. Com este arranjo, não ocorre nenhuma diferença de pressão e nenhum movimento no gás de processo e o óleo toma lugar. Para este propósito, a câmara de estocagem de óleo 62 circundando o mancal 27 é preliminarmente enchida com o gás de processo tendo uma pressão de sucção de modo que o óleo a ser suprido para o mancal 27

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 20/27 através de linha de suprimento de óleo 60 é mantido na mesma pressão como a pressão de sucção. Assim, o óleo lubrificante nunca vaza no lado de orifício de sucção 17 da câmara de pressão 24 do rotor de parafuso 25. Consequentemente, a selagem de eixo sobre o lado de orifício de sucção 17 da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 pode ser obtida.

O lado de orifício de descarga 18 da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 é fabricado para ter uma pressão maior que aquela do orifício de sucção 17 porque o gás de processo comprimido é ali descarregado. Na mesma maneira como no lado de eixo 26, o lado oposto da porção de selagem de eixo 41 para a câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 é fabricado para ter a mesma pressão como a pressão de sucção da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25. Com estas estruturas, uma diferença de pressão é gerada sobre os dois lados na direção de eixo 38 da porção de selagem de eixo 41. No lado de eixo 38, embora o vazamento do gás de processo a partir do lado de orifício de descarga 18 da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 na direção de eixo 38 e a mistura do óleo na câmara de compressão 24 a partir de mancais 39 e 40 possa ser em maior parte prevenido pela porção de selagem de eixo 41, esta função não é perfeita devido à geração da diferença de pressão sobre os dois lados da porção de selagem de eixo 41. De modo a obter um melhor efeito de selagem de eixo, um gás de processo tendo uma alta pressão é feito fluir na linha de retorno de orifício de sucção 52 a partir de porção de espaço 48 de modo a reduzir a diferença de pressão entre os dois lados da porção de selagem de eixo 41. Uma vez que a linha de retorno de orifício de sucção 52, conectada à porção de espaço 48, se comunica com o orifício de sucção 17 da unidade principal de compressor 11, ela tem uma pressão entre a pressão de descarga e a pressão de sucção do rotor de parafuso 25. por esta razão, o gás de processo vazado tendo a pressão de descarga flui na direção de lado de linha de retorno de orifício de sucção 52 tendo uma pressão relativamente menor que aquela do interior da porção de selagem de eixo 41, e é retornado para o orifício de sucção 17 da unidade principal de compressor 11. A pressão da unidade de estocagem de óleo 63 é virtualmente a mesma como a pressão de sucção, e é levemente menor que a pressão da porção de espaço 48. Entretanto, uma vez que o selo de anel de carbono 44 dentro de porção de selagem de eixo 41, a câmara de transferência de gás 47, o selo de anel de carbono 45 e o selo labirinto 46 estão localizados entre a unidade de estocagem de óleo 63 e a porção de espaço 48, o fluxo a partir da porção de espaço 48 para a unidade de estocagem de óleo 63 é submetido a uma maior resistência em comparação com fluxo a partir da porção de espaço 48 para a linha de retorno de sucção 52. Por esta razão, maior parte do gás de processo na porção de espaço 48 flui na direção de linha de retorno de sucção 52. Consequentemente, nenhum vazamento do gás de processo na direção de lado de mancal 39 ocorre. Além disso, mesmo no caso quando o óleo, suprido para os mancais 39 e 40, é vazado na direção de lado de câmara de compressão 24 além de selo labirinto 46,

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 21/27 uma vez que o óleo suprido para os mancais 39 e 40 tem a mesma pressão como a pressão de sucção, o óleo vazado não pode atingir as vizinhanças da porção de descarga 18 da câmara de compressão 24 tendo uma pressão relativamente alta. É possível evitar que o óleo suprido nos mancais 39 e 40 seja misturado na câmara de compressão 23. Com estas estruturas, a função de selagem de eixo a partir de gás de processo e óleo sobre o lado de orifício de descarga 18 da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 pode ser obtida.

Como descrito acima, diferentes processos de selagem de eixo são tomados entre a porção de selagem de eixo 28 sobre o lado de orifício de sucção 17 e a porção de selagem de eixo 41 sobre o lado de orifício de descarga 18 da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25, ou seja, os processos de selagem de eixo são diferentes em que a porção de selagem de são diferentes em que a porção de selagem de eixo 28 não tem linhas como a linha de retorno de orifício de sucção 52 e semelhantes, enquanto a porção de selagem de eixo 41 tem a linha de retorno de sucção 52, são adotados. Assim, é possível evitar que o gás de processo na câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 e o óleo suprido para os mancais 27, 39 e 40 passem através de porções de selagem de eixo 28 e 41. Em outras palavras, através de porções de selagem de eixo 28 e 41 instaladas sobre os dois lados da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25, torna-se possível evitar que o óleo lubrificante seja misturado no gás comprimido. Além disso, o vazamento de gás a partir da câmara de compressão 24 também pode ser prevenido. Com estas estruturas, o compressor 10 com relação à presente invenção pode ser utilizado como um compressor de parafuso livre de óleo 10 no qual nenhum óleo é misturado no gás de compressão. Através de utilização de compressor de parafuso 10 como o compressor de parafuso livre de óleo 10, é possível evitar que o gás de compressão no sistema de descarga seja liquefeito porque não ocorre nenhuma queda de temperatura. Através de preparação de porções de selagem de eixo 28 e 41 como estruturas simples, como selos de anel de carbono 29, 30, 31, 32, 42, 43, 44 e 45, é possível reduzir os custos requeridos para a selagem de eixo. Na unidade principal de compressor 11, através de manutenção de óleo lubrificante na pressão de sucção, as porções de selagem de eixo 28 e 41 podem ser simplificadas de modo que os membros de selagem de eixo que separam o interior da unidade principal de compressor 11 do ar atmosférico são reduzidos de quatro para um (selo mecânico 53). Com este arranjo, é possível ainda reduzir os custos requeridos para a selagem de eixo, e também aperfeiçoar a confiabilidade contra vazamento através de redução das posições de selagem de eixo.

A quantidade de dissolução de gás hidrocarboneto pesado no óleo lubrificante é aproximadamente proporcional à pressão. Uma vez que a face superior do tanque de suprimento de óleo 13 e a linha de suprimento de gás de processo 20 são deixadas se comunicar uma com a outra através de linha de comunicação de gás de processo de suprimento 61, o

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 22/27 óleo lubrificante a ser suprido para os mancais 27, 39, 40 e o selo mecânico 53 é mantido através de uma pressão de sucção da unidade principal de compressor 11. Com este arranjo, a quantidade de dissolução do hidrocarboneto pesado no óleo lubrificante pode ser suprimida para um baixo nível em comparação com um estado no qual o gás hidrocarboneto pesado na pressão de descarga e o óleo lubrificante coexistem, pelo que tornando possível prevenir uma redução em viscosidade. Como um resultado, danos para os mancais na unidade principal de compressor podem ser prevenidos. A Fig. 2 mostra um compressor de parafuso livre de óleo 70 de acordo com uma segunda realização da presente invenção. Na presente realização, aqueles compostos que são os mesmos como aqueles de realização 1 são indicados pelos mesmos numerais de referência e a sua descrição será omitida. A presente realização é ainda provida com linhas de transferência de gás 50 e 51 que transferem gases para as porções de selagem de eixo 28 e 41 sobre os dois lados da câmara de compressão 24. À câmara de transferência de gás 34 da porção de selagem de eixo 28, está conectada a linha de transferência de gás 50. Para a câmara de transferência de gás 47 da porção de selagem de eixo 41, está conectada a linha de transferência de gás 51. A linha de transferência de gás 50 e a linha de transferência de gás 51 se comunicam com a linha de suprimento de gás de processo de compressão 21 através de uma linha de retorno de gás de processo de compressão 71.

Na segunda realização, um gás de processo tendo uma pressão elevada para a pressão de descarga na unidade principal de compressor 11 é transferido para a linha de transferência de gás 50 e a linha de transferência de gás 51. Assim, a câmara de transferência de gás 34 e a câmara de transferência de gás 47 são enchidas com o gás de processo na pressão de descarga (pelo menos, maior que a pressão de sucção).

Sobre o lado de eixo 26, uma vez que o lado de mancal 27 da câmara de transferência de gás 34 é da mesma pressão como a pressão de sucção devido ao óleo que foi colocado em uma pressão uniforme pela pressão de sucção ser suprido, e o lado de orifício de sucção 17 da câmara de transferência de gás 24 estar na pressão de sucção, ambos os lados da câmara de transferência de gás 34 enchidos com o gás de processo na pressão de descarga são relativamente fixados em baixas pressões. Por isso, nenhum movimento no gás de processo e óleo a partir do mancal 27 (lado de baixa pressão) e o orifício de sucção 17 (lado de baixa pressão) da câmara de compressão 24 na direção de câmara de transferência de gás 34 (lado de alta pressão) ocorre. Com estes arranjos, funções de selagem de eixo para o gás de processo e óleo sobre o lado de orifício de sucção 17 da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 podem ser obtidas.

Sobre o lado de eixo 38, entre a câmara de transferência de gás 47 enchida com o gás de processo na pressão de descarga e o orifício de descarga 18 da câmara de compressão 24 na pressão de descarga, desde que a pressão na linha de retorno de orifício de

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 23/27 sucção 52 é fixada para uma pressão relativamente baixa em comparação com a pressão de descarga, como descrito anteriormente, o gás de processo flui na direção de linha de retorno de orifício de sucção 52. Em outras palavras, uma vez que o gás de processo, vazado na direção de eixo 38 a partir de lado de porção de descarga 18 da câmara de compressão 24, flui na linha de retorno de orifício de sucção 52, é possível prevenir vazamento na direção de lado de mancal 39. Entre a câmara de transferência de gás 47 na pressão de descarga e o mancal 39 mencionado acima na pressão de sucção, uma vez que a pressão a partir da câmara de transferência de gás 47 na direção de lado de mancal 39 é relativamente fixada para uma baixa pressão, é possível evitar que o óleo suprido para os mancais 39 e 40 seja misturado na câmara de compressão 24. Com estes arranjos, funções de selagem de eixo para o gás de processo e óleo sobre o lado de orifício de descarga 18 da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 podem ser obtidas.

Através de utilização de gás comprimido pela unidade principal de compressor 11para ser de pressão elevada para uma pressão de descarga como um gás selante para selar o interior da unidade principal de compressor 11, é ainda possível assegurar prevenção de que o óleo lubrificante seja misturado na câmara de compressão 24 e também prevenir o vazamento do gás de processo na direção de lado de mancal 39, e consequentemente manter a câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 em um estado livre de óleo.

A Fig. 3 mostra um compressor de parafuso livre de óleo 80 de acordo com uma terceira realização da presente invenção. Na presente realização, aqueles componentes que são os mesmos como aqueles de realização 1 são indicados pelos mesmos numerais de referência e sua descrição será omitida. Na presente realização, a linha de transferência de gás 50 está conectada à câmara de transferência de gás 34 na mesma maneira como na segunda realização. A linha de transferência de gás 51 está conectada à câmara de transferência de gás47. A linha de transferência de gás 50 e a linha de transferência de gás 51 estão conectadas a uma linha de suprimento de gás inerte 82 para a qual gás inerte é suprido a partir de uma fonte de suprimento de gás inerte 81 usada para suprir um gás nitrogênio, um gás combustível, ou semelhante que não rende influências para o gás de processo.

Na terceira realização, ao invés do gás de processo tendo uma pressão de descarga que é enviada para as câmaras de transferência de gás 34 e 47 na segunda realização, o gás inerte é enviado para as mesmas. A mesma função selante de eixo como aquela da segunda realização é obtida de curso, e na presente realização, mesmo quando um gás de processo contendo um componente corrosivo é comprimido, o gás de processo é evitado de ser colocado em contato com os mancais 27, 39 e 40 da câmara de compressão 24 do rotor de parafuso 25 de modo que o óleo lubrificante pode ser feito menos suscetível a degradação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Compressor de parafuso livre de óleo que compreende:

uma unidade principal de compressor (11) tendo um par de rotores de parafuso macho e fêmea (25) que são dispostos horizontalmente, com eixos (26, 38) dos rotores de parafuso (25) sendo suportados por mancais (27, 39, 40);

um tanque de suprimento de óleo (13) que estoca óleo;

uma linha de suprimento de óleo (60) que supre óleo no tanque de suprimento de óleo (13) para porções de injeção de óleo, tais como mancais (27, 39, 40) e semelhantes da unidade principal de compressor (11); e uma linha de recuperação de óleo (59) que coleta o óleo suprido para as porções de injeção de óleo tais como os mancais (27, 39, 40) e semelhantes a partir da unidade principal de compressor (11) para o tanque de suprimento de óleo (13),

CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende:

porções de selagem de eixo (28, 41) que são colocadas sobre dois lados de uma câmara compressora (24) dos rotores de parafuso (25) em uma direção axial do mesmo, e evitam que o óleo suprido para as porções de injeção de óleo, tais como os mancais (27, 39, 40) e semelhantes, seja misturado na câmara compressora (24) dos rotores de parafuso (25), assim como evita que um gás de processo vaze da câmara compressora (24);

uma linha de retorno de orifício de sucção (52) que permite que a porção de selagem de eixo (41) sobre o lado de descarga da câmara compressora (24) e um orifício de sucção (17) da unidade principal de compressor (11) tenham comunicação por pressão um com o outro;

uma linha de comunicação de gás de processo de suprimento (61) que permite que o orifício de sucção (17) da unidade principal de compressor (11) e uma porção superior do tanque de suprimento de óleo (13) se comuniquem um com o outro; e uma porção de selagem de eixo interna / externa (53) que separa o interior da unidade principal de compressor (11) do ar atmosférico.
2. Compressor de parafuso livre de óleo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ainda compreender:

uma linha de transferência de gás (50, 51) que transfere um fluxo de gás para as porções de selagem de eixo (28, 41) sobre os dois lados, em que o gás é um gás que é comprimido pela unidade principal de compressor (11) tendo uma pressão de descarga.
3. Compressor de parafuso livre de óleo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de ainda compreender:

uma linha de transferência de gás (50, 51) que transfere um fluxo de gás para as porções de selagem de eixo (28, 41) sobre os dois lados,

Petição 870190090929, de 12/09/2019, pág. 25/27 em que o gás é um gás, tal como um gás nitrogênio, um gás combustível ou semelhantes, que não rende influências para o gás de processo.