CZ20031551A3

CZ20031551A3 - Způsob utěsnění hřídele rotoru v součásti kompresoru a příslušný těsnicí prvek

Info

Publication number: CZ20031551A3
Application number: CZ20031551A
Authority: CZ
Inventors: Erik Colette Diminique A. Staljanssens
Original assignee: Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2003-09-17
Also published as: EP1332289B1; DE60104329T2; WO2002038961A1; US20040056423A1; DE60104329D1; EP1332289A1; BE1013829A3; JP2004512469A; AU2002211998A1; CZ293701B6

Description

Vynález se týká způsobu utěsnění hřídele rotoru v kompresorovém prvku mezi rotorovou komorou, vytvořenou ve skříni, ve které je umístěn alespoň jeden rotor pro stlačování plynu, a ložiskovou komorou vytvořenou ve skříni, ve které je umístěno alespoň jedno ložisko pro hřídel, mazané mazací kapalinou. Těsnicí prvek obsahuje plovoucí plynové těsnění a plovoucí kapalinové těsnění.

Dosavadní stav techniky

Objemové kompresory obsahují jeden nebo více rotorů, které jsou uspořádány v rotorové komoře, kde dochází ke stlačování plynu. Tyto rotory jsou upevněny na hřídeli, který je na protilehlých stranách uložen v ložiskách, umístěných v ložiskových komorách vně rotorové komory, přičemž tato ložiska jsou mazána s pomocí mazací kapaliny, kterou bývá většinou olej. Ložiskové komory jsou obvykle propojeny s vnitřním prostorem převodové skříně, která je rovněž mazána olej em.

Je zcela zřejmé, že rotorová komora a každá ložisková komora musejí být vzájemně od sebe odděleny tak, aby žádný stlačený vzduch nemohl proudit do druhé komory, a aby zejména • · »· · · ·

u bezmazných kompresorů nemohl olej pronikat do rotorové komory.

V důsledku toho je průchod hřídele mezi rotorovou komorou a ložiskovou komorou utěsněn dvojím těsněním, sestávajícím z plynového těsnění, kombinovaného s kapalinovým těsněním.

Obvykle jsou využívána plovoucí těsnění, která jsou pohyblivá vzhledem ke skříni v důsledku skutečnosti, že těsnění, uspořádaná napevno ve skříni, neposkytují možnost absorbování výrobních a montážních tolerancí.

Plovoucím kapalinovým těsněním může být závitové těsnění, přičemž plynovým těsněním může být těsnění labyrintového typu.

Montáž plynového těsnění a kapalinového těsnění do skříně je poměrně časově náročná, jakož i velmi nákladná.

Podstata vynálezu

Úkolem předmětu tohoto vynálezu je proto vyvinout způsob utěsnění hřídele rotoru kompresorového prvku, u kterého budou odstraněny shora uvedené nevýhody, a který bude poměrně rychlý a nenákladný.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl shora uvedený úkol· splněn tím, že plynové těsnění a kapalinové těsnění se společně předem namontují do objímky, která se následně uloží do skříně.

Plynové těsnění a/nebo kapalinové těsnění jsou s výhodou zajištěna v objímce prostřednictvím radiálního pružinového působení dělené pružiny v drážce v objímce, přičemž tato dělená pružina rovněž zajišťuje osovou tlakovou sílu, kterou toto plynové a/nebo kapalinové těsnění působí na osazení objímky.

Za účelem zajišťování osové tlakové síly těchto těsnicích prvků je využíváno pružin a kroužků, přičemž zajištění těsnění je dosahováno prostřednictvím upínacích kroužků, takzvaných rozpěrných pojistných kroužků, což je příliš složité.

Vynález se rovněž týká jakéhokoliv těsnění, které je vhodné pro provádění způsobu podle tohoto vynálezu.

Vynález se tedy rovněž týká těsnicího prvku pro utěsnění hřídele rotoru v kompresorovém prvku mezi rotorovou komorou, vytvořenou ve skříni, ve které je umístěn alespoň jeden rotor pro stlačování plynu, a ložiskovou komorou, vytvořenou ve skříni, ve které je umístěno alespoň jedno ložisko pro hřídel, mazané mazací kapalinou, přičemž těsnicí prvek obsahuje plovoucí plynové těsnění a plovoucí kapalinové těsnění, přičemž plynové těsnění a kapalinové těsnění jsou společně namontována v objímce.

U výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu je objímka mezi plynovým těsněním a kapalinovým těsněním opatřena alespoň jedním odplyňovacím kanálkem.

Objímka je s výhodou alespoň kolem kapalinového těsnění a/nebo kolem plynového těsnění opatřena na své vnitřní straně • · · ·

drážkou, ve které je uspořádána dělená pružina, která přitlačuje toto kapalinové těsnění a/nebo plynové těsnění v osovém směru na osazení objímky.

Mezi částí kapalinového těsnění a osazením, na které je toto kapalinové těsnění přitlačováno s pomocí pružiny, může být uspořádán pružný těsnicí kroužek.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl tedy vyvinut způsob utěsnění hřídele rotoru v kompresorovém prvku mezi rotorovou komorou, vytvořenou ve skříni, ve které je umístěn alespoň jeden rotor pro stlačování plynu, a ložiskovou komorou vytvořenou ve skříni, ve které je umístěno alespoň jedno ložisko pro hřídel, mazané mazací kapalinou, přičemž těsnicí prvek obsahuje plovoucí plynové těsnění a plovoucí kapalinové těsnění, přičemž plynové těsnění a kapalinové těsnění jsou společně předem namontována do objímky, která je následně uspořádána do skříně.

Plynové těsnění je s prostřednictvím radiálního pružiny v drážce v objímce, výhodou zajištěno v objímce pružinového působení dělené přičemž tato dělená pružina rovněž vyvozuje osovou tlakovou sílu tohoto plynového těsnění, působící na osazení objímky.

Kapalinové těsnění je s výhodou v objímce zajištěno prostřednictvím radiálního pružinového působení dělené pružiny v drážce v objímce, přičemž tato dělená pružina rovněž vyvozuje osovou tlakovou sílu tohoto kapalinového těsnění působící na osazení objímky.

• 9 9 · · ·· · • · ·· 99 99

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byl dále rovněž vyvinut těsnicí prvek pro utěsnění hřídele rotoru v kompresorovém prvku mezi rotorovou komorou, vytvořenou ve skříni, ve které je umístěn alespoň jeden rotor pro stlačování plynu, a ložiskovou komorou, vytvořenou ve skříni, ve které je umístěno alespoň jedno ložisko pro hřídel, mazané mazací kapalinou, přičemž těsnicí prvek obsahuje plovoucí plynové těsnění a plovoucí kapalinové těsnění, přičemž plynové těsnění a kapalinové těsnění jsou společně namontována v objímce.

Objímka je s kapalinovým těsněním kanálkem.

výhodou mezi plynovým těsněním a opatřena alespoň jedním odplyňovacím

Objímka kolem plynového těsnění je s výhodou opatřena na své vnitřní straně drážkou, ve které je uspořádána dělená pružina pro přitlačování plynového těsnění v osovém směru na osazení objímky.

Plynové těsnění s výhodou obsahuje kroužek, který je na své vnější straně opatřen nákružkem, přičemž dělená pružina působí na tento nákružek.

Objímka kolem plynového těsnění je s výhodou opatřena na své vnitřní straně drážkou, ve které je uspořádána dělená pružina, která přitlačuje kapalinové těsnění v osovém směru na osazení objímky.

_Mezi částí kapalinového těsnění a osazením, o které se opírá dělená pružina, je s výhodou uspořádán pružný těsnicí kroužek.

Kapalinové těsnění s výhodou obsahuje kroužek opatřený na vnější straně nákružkem, přičemž pružný těsnicí kroužek je uspořádán mezi uvedeným nákružkem a osazením.

Plynovým těsněním je s výhodou labyrintové těsnění.

Kapalinovým těsněním je s výhodou závitové těsnění.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje schematicky pohled v řezu na část kompresorového prvku podle tohoto vynálezu; a obr. 2 znázorňuje ve větším detailu pohled v řezu na těsnicí prvek kompresorového prvku podle obr. 1.

Příklady provedení vynálezu ..

Na vyobrazení podle obr. 1 je znázorněna část kompresoru šroubového typu, obsahující dva spolupracující rotory 1, které jsou uspořádány v rotorové komoře 2.

Rotorová komora 2 je omezena skříní 3. Na obou koncích je každý rotor j opatřen hřídelem 4_, který je uložen v ložisku 5, uspořádaném v ložiskové komoře _6 vytvořené uvnitř skříně 3.

• fc fc « fc • ···· fc· • · fc ··· fc fc

Z důvodů zjednodušení je na vyobrazení podle obr. 1 znázorněn pouze jeden konec jednoho rotoru JL a jeho ložisko 5.

Ložiskové komory 6 jsou připojeny k vnitřku skříně ]_ ozubených kol 8, ve které je uspořádán neznázorněný pohon synchronizačních ozubených kol J3, která slouží pro synchronizaci rotorů JL.

Do této skříně 2 ozubených kol 2/ stejně jako k ložiskům 5 je přiváděn olej pro účely mazání.

Za účelem zabránění tomu, aby stlačený plyn proudil z rotorové komory do ložisek _5 a do skříně 1_ ozubených kol, nebo tomu, aby olej z těchto ložisek _5 a ze skříně 1_ ozubených kol 2 proudil do rotorové komory 2/ ^a tím i do stlačeného plynu, je hřídel £ mezi rotorovou komorou 2_ a ložiskovou komorou 6 obklopen těsnicím prvkem 9.

Jak je detailně znázorněno na vyobrazení podle obr. 2, tak tento těsnicí prvek 9 v podstatě sestává z objímky 22/ ve které je na straně rotorové komory 2 uspořádáno plovoucí plynové těsnění 22/ přičemž na straně ložiska 5 je uspořádáno plovoucí olejové těsnění 12.

Plovoucí plynové těsnění 11 je provedeno jako labyrintové těsnění, které tak sestává z kroužku 13, který je na své vnitřní straně opatřen sérií přiléhajících prstencovitých drážek 14.

Svým koncem, umístěným na straně vzdálené od rotorové komory 2, je kroužek 13 prostřednictvím vložené dělené ·Ι· ·

·· » ·'· ·· • · · β · · • · · » 9 ··· • ·»····· · · pružiny 15 přitlačován na osazení 16, které je vytvořeno zúžením objímky 10.

Dělená pružina 15 sestává z válcové pružiny, jejíž jeden závit je přerušen v rozmezí od 5 do 10°, takže dělená pružina 15 je nejenom pružinou v osovém směru, ale rovněž zajišťuje radiální pružinový účinek.

V důsledku pružinového působení v radiálním směru je dělená pružina 15 uložena do drážky 17, která je uspořádána kolem kroužku 13 na vnitřní straně objímky 10. Dělená pružina 15 je uložena mezi boční stěnou této drážky 17 a nákružkem 18 na vnější straně kroužku 13, takže plovoucí plynové těsnění 11 je zajištěno v osovém směru.

Plovoucí olejové těsnění 12 je provedeno jako plovoucí závitové těsnění, přičemž sestává z kroužku 19, na jehož vnitřní straně je uspořádána drážka 20 ve tvaru šroubového závitu.

Plovoucí olejové těsnění 12 je upevněno obdobným způsobem, jako plovoucí plynové těsnění 11, přičemž je přitlačováno prostřednictvím druhé dělené pružiny 21, která je shodná s dělenou pružinou 15, na osazení 22 objímky 10.

V důsledku působení pružinového účinku v radiálním směru je druhá dělená pružina 21 umístěna v drážce 23, která je uspořádána v objímce 10 kolem kroužku 19.

Na své vnější straně je kroužek 19 opatřen nákružkem 24, s jehož pomocí je kroužek 19 v důsledku působení druhé dělené * · · · · · · · · • · · · · · · · · · · · • · ···· · t · · · · · φ · • « · · * · · · · · · · · · · · · · · · ·' pružiny 21 a vložení pružného těsnicího kroužku 25 přitlačován na osazení 22.

Shora uvedená osazení 16 a 22 vytvářejí boční stěny části 10A objímky 10 o menším průměru. V této části 10A je uspořádána drážka 26, ze které vychází množina odplyňovacích kanálků 27.

Těsnicí prvek 9 je předem sestaven z objímky 10, plovoucího plynového těsnění 11 a plovoucího olejového těsnění 12, načež je jako celek nasunut na hřídel 4. Těsnicí prvek _9 je pevně upnut v zahloubení 28 skříně _3.

Skříň 2 i^e opatřena výstupem, který je připojen k odplyňovacím kanálkům 27, takže plyn pod tlakem, který by případně mohl unikat přes plovoucí plynové těsnění 11, může unikat do okolní atmosféry, takže prostor mezi tímto plovoucím těsněním 11 a . plovoucím olejovém těsněním 12 zůstává na atmosférickém tlaku.

Těsnicí prvek 9 může utěsňovat hřídel _4 velice účinným způsobem, přičemž může být uložen do skříně 3> velmi rychlým a jednoduchým způsobem.

Předmět tohoto vynálezu není nikterak omezen pouze na způsobe utěsnění a na použitý těsnicí prvek, které byly shora popsány, a které jsou znázorněny na přiložených obrázcích výkresů. Jak způsob utěsnění, tak i příslušný těsnicí prvek mohou být realizovány v celé řadě různých variant, aniž by došlo k odchýlení se z rozsahu předmětu tohoto vynálezu, který je definován v následujících patentových nárocích.

Claims

1. Způsob utěsnění hřídele (4) rotoru (1) v kompresorovém prvku mezi rotorovou komorou (2), vytvořenou ve skříni (3), ve které je umístěn alespoň jeden rotor (1) pro stlačování plynu, a ložiskovou komorou (6) vytvořenou ve skříni (3), ve které je umístěno alespoň jedno ložisko (5) pro hřídel (4), mazané mazací kapalinou, přičemž těsnicí prvek (9) obsahuje plovoucí plynové těsnění (11) a plovoucí kapalinové těsnění (12), vyznačující se tím, že plynové těsnění (11) a kapalinové těsnění (12) jsou společně předem namontována do objímky (10), která je následně uspořádána do skříně (3) .

2. Způsob podle nároku vyznačující se tím, že těsnění (11) je zajištěno v objímce (10) radiálního pružinového působení dělené v drážce (17) v objímce (10), přičemž pružina (15) rovněž vyvozuje osovou tlakovou sílu tohoto plynového těsnění (11), působící na osazení (16)

1, plynové prostřednictvím pružiny (15) tato dělená

obj ímky... (10)...... ... — . -........ - 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j í c í se tím, že kapalinové těsnění (12) je v obj ímce (10) zajištěno prostřednictvím

radiálního pružinového působení dělené pružiny v drážce (23) v objímce (10), přičemž tato pružina (21) rovněž vyvozuje osovou tlakovou sílu kapalinového těsnění (12) působící na osazení obj ímky (10) .

(21) dělená tohoto (22) • 4' • 4 4 4 4 4

4 4 ·

4 4 4

4. Těsnicí prvek pro utěsnění hřídele rotoru (1) v kompresorovém prvku mezi rotorovou komorou (2), vytvořenou ve skříni (3) , ve které je umístěn alespoň jeden rotor (1) pro stlačování plynu, a ložiskovou komorou (6), vytvořenou ve skříni (3) , ve které je umístěno alespoň jedno ložisko (5) pro hřídel (4), mazané mazací kapalinou, přičemž těsnicí prvek (9) obsahuje plovoucí plynové těsnění (11) a plovoucí kapalinové těsnění (12), vyznačuj ící se tím, že plynové těsnění (11) a kapalinové těsnění (12) jsou společně namontována v objímce (10).

5. Těsnicí prvek podle nároku 4, vyznačující se tím, že objímka (10) je mezi plynovým těsněním (11) a kapalinovým těsněním (12) opatřena alespoň jedním odplyňovacím kanálkem (27).

6. Těsnicí prvek podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že objímka (10) kolem plynového těsnění (11) je opatřena na své vnitřní straně drážkou (17), ve které je uspořádána dělená pružina (15) pro přitlačování plynového těsnění (11) v osovém směru na osazení (16) .obj.ímky (10).-

7. Těsnicí prvek podle nároku 6, vyznačující se tím, že plynové těsnění (11) obsahuje kroužek (13), který je na své vnější straně opatřen nákružkem (18), přičemž dělená pružina (15) působí na tento nákružek (18) .

8. Těsnicí prvek podle kteréhokoliv z nároků 4 až 7, vyznačující se tím, že objímka (10) kolem plynového těsnění (12) je opatřena na své vnitřní straně •» φ · φ φ φ»· φ φφφ φ φ φ • ·. ··:· · · ·

φ) Φ · · · ·; · · · • ·.' φ ·. · · * ·' • Φ ·· φφ φφ) drážkou (23), ve které je uspořádána dělená pružina (21) , která přitlačuje kapalinové těsnění (12) v osovém směru na

osazení (22) objímky (10). 9. Těsnicí prvek podle nároku 8, vyznačuj ící s e tím, že mezi částí kapalinového těsnění (12) a osazením (22), o které se opírá dělená pružina (21), je kroužek (25) . uspořádán pružný těsnicí 10. Těsnicí prvek podle nároku 9, vyznačuj ící s e tím, že kapalinové těsnění (12) obsahuje kroužek (19) opatřený na vnější straně

nákružkem (24), přičemž pružný těsnicí kroužek (25) je uspořádán mezi uvedeným nákružkem (24) a osazením (22).

11. Těsnicí prvek podle kteréhokoliv z nároků 4 až 10, vyznačující se tím, že plynovým těsněním (11) je labyrintové těsnění.

12. Těsnicí prvek podle kteréhokoliv z nároků 4 až 11, vyznačuj í c. í s e . t í m , těsněním (12) je závitové těsnění.