DD154840A1

DD154840A1 - Oelfuerhrung an oelueberflueteten schraubverdichtern

Info

Publication number: DD154840A1
Application number: DD22555980A
Authority: DD
Inventors: Dieter Mosemann; Peter Kolberg; Ottomar Neuwirth; Horst Maier
Original assignee: Dieter Mosemann; Peter Kolberg; Ottomar Neuwirth; Horst Maier
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1980-11-28
Publication date: 1982-04-21
Also published as: DD154840B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an oelueberfluteten Schraubenverdichtern. Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Oelfuehrung zur Oelversorgung der Waelzlagerung zu entwickeln, die in der Herstellung billig ist, eine hohe Energieoekonomie aufweist u. niedrige Betriebskosten gewaehrleistet. D. technische Aufgabe d. Erfindung besteht darin, durch eine neuartige Oelfuehrung fuer oelueberflutete Schraubenverdichter mit waelzgelagerten Rotoren den Liefergrad und Wirkungsgrad zu verbessern und die Lebensdauer der Lager zu erhoehen. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass mindestens ein Lagerraum der Hochdruckendwand stroemungsmaessig ueber einen ersten Verbindungskanal verbunden ist mit d. Arbeitsraum an einer ersten Anschlussstelle hoeheren Druckes und der Lagerraum stroemungsmaessig ueber einen zweiten Verbindungskanal verbunden ist mit dem Arbeitsraum an einer zweiten Anschlussstelle niedrigeren Druckes, die ueber eine Zahnluecke des Rotors keine Verbindung zum Einlass hat und vorteilhaft ein Verbindungskanal eine Drosselstelle aufweist, die eine Begrenzung des zirkulierenden Gemisches aus Arbeitsmedium und Oel vom Arbeitsraum ueber den ersten Verbindungskanal, den Lagerraum und den zweiten Verbindungskanal zum Arbeitsraum festlegt.

Description

Erfinders Dieter Mosemann_f Berlin Berlin, den 2o.11.1980 Peter Kolberg, Berlin

Ottomar Neuwirth, Berlin

Horst Maler, Berlin Z»—Bevollmächtigterι Patent-Ing. Ullrich.Scheffler, VBB Kühlautomat

Titel der Erfindung

ölführune an ölüberfluteten Schraubenverdichtern

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an ölüberfluteten Schraubenverdichtern mit innerer Verdichtung mit mindestens zwei paarweise ineinandergreifenden Schraubenrotoren mit einem einen Arbeitsraum umschließenden Gehäuse, das aus einer Mantelwand und aus Endwänden mit von den Zahnflanken der Rotoren steuerbaren Ein- und Auslassen für das Arbeitsmedium, denen sich Saug- und Druckräume anschließen, besteht.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die Rotoren bekannter Verdichter sind mit wellenförmigen axialen Ansätzen_s die sich in Lagerräume erstrecken, innerhalb der Endwände zur Aufnahme der in radialer und axialer Richtung auftretenden Belastungen gelagert.

Dem Arbeitsraum des Schraubenverdichters wird zum Zwecke der Schmierung der im Eingriff stehenden Rotoren, zur Abdichtung des Eingriffsspaltes zwischen den Rotoren, des Umfangsspaltes und der Stirnspalte, zwischen Rotoren und Gehäuse, sowie zur Kühlung des Verdichtungsvorganges ein Kühl- und Schmiermittel zugeführt,, das gemeinsam mit dem Arbeitsmedium, in den Zahnlücken der Rotoren verdichtet und in den Druckraum gefördert wird.

Die Lagerräume müssen zur Schmierung der Wälzlager mit Öl versorgt werden«. Bei derartigen Ausführungen wird über das im

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ölsammler anstehende Gegendruckniveau der Schraubenverdich- teranlage den Lagerräumen Öl zugeführt, das danach in den Saugraum oder in den Arbeitsraum des Verdichters geführt wird.

Nachteilig haftet dieser Konstruktion an, daß die Lagerräume mit öl ausgefüllt sind und damit unerwünschte Pansch- und Reibverluste auftreten, die die Reibleistung des Verdichters erhöhen und damit den Gesamtwirkungsgrad der Verdichteranlage verschlechtern. Außerdem führt diese Betriebsweise zum vorzeitigen Verschleiß der Wälzlager.

Eine andere bekannte Ausführung ist so gestaltet, daß Druckraum und Lagerräume strömungsmäßig verbunden sind, so daß ein Gemisch aus Arbeitsmedium und öl vom Druckraum zu den Lagerräumen geführt wird. Von den Lagerinnenräumen strömt dieses Gas-Ölgemisch durch den Spalt zwischen den wellenförmigen Ansätzen der Rotoren und der Endwand in die Zahnlücken der Rotoren.

Nachteilig ist dabei, daß der Spalt so groß bemessen sein muß, daß technologische Unzulänglichkeiten der Herstellung und Montage - elastische Verformungen und Wärmedehnungen - ausgeglichen werden müssen, ohne daß es zu einer Berührung zwischen wellenförmigen Ansätzen und Endwand kommt und demzufolge ein beträchtlicher Teil bereits verdichteten Arbeitsmediums in die Zahnlücken niederen Druckes, insbesondere jedoch in Zahnlücken, die den Ansaugvorgang ausführen und den niedrigsten Druck aufweisen, abströmt. Die Folge sind Liefergradverluste und Wirkungsgradverluste.

Ziel d er Erfindung .

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Ölführung zur Ölversorgung der Wälzlagerung au entwickeln, die in der Herstellung billig ist, eine hohe EnergieÖkonomie aufweist und niedrige Betriebskosten gewährleistet.

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V/es en der Erfindung

Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch eine neuartige öiführung für ölüberflutete Schraubenverdichter mit wälzgelagerten'Rotoren den Liefergrad und Wirkungsgrad zu verbessern und die Lebensdauer der Lager zu erhöhen.,

Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß mindestens ein Lagerraum der Hochdruckendwand strömungsgemäßig über einen ersten Verbindungskanal verbunden ist mit dem Arbeitsraum an einer ersten Anschlußstelle höheren Druckes und der Lagerraum strömungsmäßig über einen zweiten Verbindungskanal verbunden ist mit dem Arbeitsraum an einer zweiten Anschlußstelle niedrigeren Druckes, die über eine Zahnlücke des Rotors keine Verbindung zum Einlaß hat und vorteilhaft ein Verbindungskanal eine Drosselstelle aufweist, die eine Begrenzung des .zirkulierenden Gemisches aus Arbeitsmedium und Öl vom Arbeitsraum über den ersten Verbindungskanal, den Lagerraum, und den zweiten Verbindungskanal zum Arbeitsraum festlegt.

Vorteilhaft werden die erste und zweite Anschlußstelle dicht beieinander angeordnet j um das Druckgefälle zwischen beiden Anschlußsteilen klein zu halten und damit unnötige Verlust-Ströme mit größerem Entropiezuwachs durch die Verbindungskanäle und den' Lagerraum zu vermeiden* Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die erste und zweite Anschlußstelle so angeordnet ist, daß der Druck im Lagerraum etwa gleich ist dem Druck am arbeitsraumseitigen Austritt des Spaltes zwischen den wellenförmigen Ansätzen der Rotoren und der diese eng umfassenden Hochdruckendwand.

Eine erfindimgsgemäße Ausführung besteht darin, daß der erste Verbindungskanal durch den. Spalt zwischen wellenförmigem Ansatz des Rotors und. URischließender Hochdruckendwand gebildet wird. .Der Spalt ist gleichzeitig Drosselstelle, da die Gasmenge in Anbetracht der'kleinen wählbaren Druckdifferenzen

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hinreichend verkleinert werden kann.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführung ist darin zu sehen, .daß nur ein Lagerraum mit dem Arbeitsraum über den ersten Verbindungskanal, beispielsweise den Spalt, verbunden ist und der zweite Verbindungskanal über den Lagerraum des anderen Rotors zum Arbeitsraum führt, so daß der andere Lagerraum keine weiteren Verbindungskanäle zur Ölführung aufweist.

Durch die Anordnungen gemäß der Erfindung wird erreicht, daß nur die zur Schmierung und/oder Kühlung erforderliche Menge an mit Tröpfchen -beladenem Arbeitsmedium durch die Lagerräume geführt wird. '

Die Panschverluste zwischen den Wälzkörpern, den Lagerkäfigen und dem öl werden daher weitestgehend vermieden. Infolge der kleineren, umlauf enden Öl-Gasgeraisch-Masse wird der Liefergrad des Verdichters wesentlich verbessert. Da das zirkulierende Öl-Gas-Gemisch bei kleinstem Druckunterschied vom Arbeitsraum über den Lagerraum zum Arbeitsraum in Zahnlücken, die keine Verbindung zur Saugseite mehr haben, werden die Verdichtungsverluste niedrig gehalten. Im Ergebnis der Erfindung ergibt sich ein verbessertes Verhältnis zwischen Fördervolumenstrom und Antriebsenergiebedarf des Verdichters.

Die Lebensdauer der Lager wird erhöht, da die Lager nur noch von feinen Öltröpfchen geschmiert v/erden und deshalb zwischen Lagerkäfig und Wälzkörper kleinere Reibkräfte auftreten.

Ausführungsbeispiel

£>ie Figur 1 zeigt den Längsschnitt eines Ausführungsbeispieles eines ölüberfluteten Schraubenverdichters gemäß der Erfindung mit zwei schraubenförmigen Rotoren und innerer Verdichtung. Zu.sehen ist ein Schraubenrotor 1_s die den Schraubenrotor umschließende Mantelwand 2 des Gehäuses 4, die gemeinsam mit · den Zahnlücken des S.öhraubenrotors 1 und Bndwänden, Ho.chdruckendwand 5 und'Itfiederdruckendwand 21, den Arbeitsraum 3 bilden.

Die Niederdruckendwand 21 besitzt einen Einlaß 7 und die Hochdruckendwand 5 den Auslaß S₉ denen sich ein Saugraum 9 bzw. ein Druckraum 10 anschließen.

Der ,,Schraubenrotor 1 besitzt einen wellenförmigen axialen Ansatz 11, der sich durch die Hochdruckendwand 5 in den Lagerraum 17 erstreckt und einen wellenförmigen axialen Ansatz 22j der sich durch die Niederdruckendwand 21 in den Lagerraum 23 erstreckt»

Im Lagerraum 17 sind ein als Rollenlager" ausgeführtes Stützlager 12 und ein als Axialkugellager ausgeführtes Spurlager 13 zur Lagerung des Ansatzes 11 angeordnet«. Der Ansatz 22 ist in dem Stützlager 24 gelagerte Dem Arbeitsraum 3 wird Öl zur Kühlung des Verdichtungsvorganges j zur. Verbesserung der Abdichtung der Spalte und zur Schmierung über den Injektionskanal 14 zugeführt, daS gemeinsam mit dem Arbeitsmedium auf den Druck im Druckraum 10 verdichtet wird₀

Der Lagerraum 17 ist über den Spalt 25 zwischen Ansatz 11 und Hochdruckendwand 5? der einen ersten Verbindungskanal 15 darstellt, mit dem Arbeitsraum 3 verbunden. Der Druck im. Spalt ist dabei höher als im Lagerraum 17« Der zweite Verbindungskanal 16 führt zu einer Stelle niedrigeren Druckes 19 am Arbeitsraum 3? so daß das Gemisch aus Arbeitsmedium und Öl, das dem Arbeitsraum 3 an einer Stelle höheren Druckes 18 entnommen wird, über den Lagerraum 17 und den zweiten. Verbindungskanal 16 zur Stelle niedrigeren Druckes 19 strömt und eine hinreichende Ölversorgung der Lager 12 und 13 sichert.

Der Spalt 25 ist dabei gleichzeitig eine Drasselstelle in diesem Kreislauf.

Die Stelle niedrigeren Druckes 19 hat über die Zahnlücken des Schraubenrotors 1 keine Verbindung zum Einlaß 7? so daß der Liefergrad des Verdichters durch zurückströmendes Arbeitsmedium und öl verbessert wird. Da der Spalt 25 als Drosselstelle fungiert und der'Druckunterschied durch die Lage der Stelle 18 des höheren Druckes am Arbeitsraum 3 und der Stelle 19 des niedrigeren Druckes am Arbeitsraum 3 klein gehalten wird, ist die zirkulierende Gemischmenge aus Arbeitsmedium und Öltropfchen

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nur so groß, daß die Lager ausreichend mit Öl versorgt werden. Verdichtungsverluste v/erden durch diese Ölführung weitestgehend vermieden, und ein guter Verdichtungswirkungsgrad wird gewährleistet.

Infolge der öltröpfchenschmierung werden Pansch- und Reibverluste in den Lagern 12 und 13 stark herabgesetzt, so daß der mechanische Wirkungsgrad des Verdichters verbessert wird.

In Eigur 2 ist eine andere ölführung dargestellt. Das öl gelangt gemeinsam mit Arbeitsmedium über den Spalt 25, der erstθκ Verbindungskanal 15 ist, in den Lagerraum 17, über den Verbindungskajial 27 in den Lagerraum 23 und von dort über Verbindungskanal 26 in den Arbeitsraum 3, wobei die Zahnlücke des Schraubenrotors 1 an dieser Stelle keine Verbindung zum Einlaß 7 mehr hat. Die Verbindungskanäle 27, 26 und der Lagerraum 23 sind Bestandteil des zweiten Verbindungskanals 28 des Lagerraumes 17·

Bei dieser Ausführung werden sowohl der Lagerraum 17, der Hochdruckendwand 5 als auch der Lagerraum 23 der Niederdruckendwand 21 mit dem gleichen öl-Q-as-Gemisch durchströmt. Auch diese Variante gewährleistet bei aller Einfachheit einen guten Lieferund Wirkungsgrad des Verdichters.

Claims

i. Vorrichtung zur Ölführung an ölüberfluteten Schraubenvex·- dichtern mit; innerer Verdichtung mit mindestens zwei paarweise ineinandergreifenden Schraubenrotoren mit einem einen Arbeitsraum umschließenden Gehäuse, das aus einer Mantelwand und aus 'Südwänden mit von den Zahjaflanken der Schraubenrotoren steuerbaren Ein» und Auslässen für das Arbeitsmedium, denen sich-Saug- und Druckräunie anschließeiij besteht j wobei sich die .Schraubenrotoren mit axialen wellenförmigen Ansätzen innerhalb der Endwände in Lagerräume erstrecken und zur Aufnahme der auftretenden radialen und axialen Kräfte in Wälzlagern gelagert sind und dem Arbeitsraum Kühl- und/oder Schmiermittel zugeführt wird, das gemeinsam mit dem Arbeitsmedium verdichtet wird, gekennzeichnet dadurch, daß mindert stens ein Lagerraum' der Eochdruckendwand. strömungsmäßig über einen ersten Verbindungskanal mit dem Arbeitsraum, an einer Stelle höheren Druckes als im. Lagerraum verbunden ist und der Lagerraum strömungsgemäßig über einen zweiten Verbindungskanal 'verbunden ist mit dem Arbeitsraum an einer Stelle niedrigeren Druckes als im Lagerraum und die Stelle niedrigeren Druckes am Arbeitsraum über keine Zahnlücke des Rotors Verbindung zum Einlaß hat«,
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2« Ölführung an ölüberfluteten Schraubenverdichtern nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Verbindungskanal eine Drosselstelle aufweist.
3* Ölführung an ölüberfluteten Schraubenverdichtern nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Drücke des Arbeitsraumes an der ersten und zweiten Anschlußstelle sich nur geringfügig unterscheiden.
4. "Ölführung an ölüberfluteten Schraubenverdichtern nach Punkt 1 und 3 ₅ gekennzeichnet dadurch , daß die Anschlußstelle eines Verbindungskanäls am Arbeitsraum angenähert den Mitteldruck aufweist, der am arbeitsraumseitigen Spalt zwischen dem wellenförmi--. gen Ansatz eines Schraubenrotors und der Hochäruckendwand vorliegt.,

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5. Ölführung an ölüberfluteten Schraubenverdichtern nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der erste Yerbindungskanal zum Lagerraum durch den Spalt zwischen einem wellenförmigen Ansatz eines ßchraubenrotors und umschließender Hochdruckendwand gebildet wird.
6. ölführung an ölüberfluteten Schraubenverdichtern nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Verbindungskanal eines Lagerraumes den anderen Lagerraum mit einschließt.

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