DD220097A1

DD220097A1 - AIR-COOLED DRY PISTON COMPRESSOR

Info

Publication number: DD220097A1
Application number: DD25441283A
Authority: DD
Inventors: Wilhelm Born; Werner Seidel; Wolfram Schmidt
Original assignee: Maschf & Eisengiesserei Veb
Priority date: 1983-09-01
Filing date: 1983-09-01
Publication date: 1985-03-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen luftgekuehlten Trockenlaufkolbenverdichter in Boxerausfuehrung, fuer hohe Foerdermengen und hohe Druecke und extreme Einsatzbedingungen (hohe oder niedrige Luftansaug- und Umgebungstemperaturen) und fuer lange Laufzeiten der Dichtelemente der Kolben-Zylinderpartie und der Kolbenstangendichtungen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Saug- und Druckventile der ersten doppelt wirkenden Verdichterstufe konzentrisch in beiden Deckeln, die den Verdichtungsraum begrenzen, angeordnet sind, dass die Saug- und Druckventile der zweiten doppelt wirkenden Verdichterstufe, einmal konzentrisch und einmal radial in den, den Verdichtungsraum begrenzenden Deckeln angeordnet sind, dass die Ventilraeume jeder doppelt wirkenden Verdichterstufe untereinander durch Kanaele verbunden sind, und dass die Kolbenstangendichtungen in den, dem Triebwerk zugewandten Deckeln ausserhalb der Zylinderraeume in berippten Kammern angeordnet sind, wobei die Luftkuehlung vom Boden ueber offene Zwischenstuecke, Kammern, Zylinder, Luftkuehler, Gehaeuse und einem Axialluefter fuer jede doppelt wirkende Verdichterstufe erfolgt.The invention relates to a Luftgekuehlten dry-running piston compressor in Boxerausfuehrung, for high Foerdermengen and high pressures and extreme operating conditions (high or low Luftansaug- and ambient temperatures) and for long maturities of the sealing elements of the piston-cylinder section and the piston rod seals. According to the invention, the object is achieved by arranging the suction and pressure valves of the first double-acting compressor stage concentrically in both lids delimiting the compression chamber, that the suction and pressure valves of the second double-acting compressor stage, once concentrically and once radially in the in that the compartments contain space for the compression space, that the valve spaces of each double-action compressor stage are interconnected by channels, and that the piston rod seals in the engine-facing lids are arranged in ribbed chambers outside the cylinder spaces, the air cooling being from the floor via open interfaces, Chambers, cylinders, air coolers, housings and a Axialluefter for each double-acting compressor stage takes place.

Description

Titel de j' 'Erfindung "" ' ^yl Title de j '' invention "" ^y l

Luftgekühltei Trockenlaufkolbenverdichter Anwendungsgebiet der -Erfindung ' Luftgekühltei dry- running piston compressor Field of application of the invention

Die Erfindung betriff t einen- luftgekühlten Tiookenlaüfkolbenverdichter für 'relativ hohe Liefermengen und hohe Drücke in^; Boxer a us führung, welcher unter extremen; Einsatzbedingungen betrieben werden kann. Sein Einsatz, ist in warmen und in extrem kalten Gebieten·in Frei- und· Saumaufsteilung oder speziellen Containern gegeben.The invention relates to an air-cooled Tiookenlaüfkolbenverdichter for 'relatively high delivery quantities and high pressures in ^; Boxer leads us, which under extreme; Operating conditions can be operated. Its use is given in warm and extremely cold areas · free and hem division or special containers.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen' Characteristic of the known technical solutions '

Trockenlaufkolbenverdichter dieser Bauart werden im verstärktem Maße für die Verdichtung von Luft und Gasen, die ' für die Steuer- und Regeltechnik benötigt, werden, eingesetzt und haben damit eine bedeutende Aufgabe für die Punktion der Gesamtanlage.Dry-running piston compressors of this type are used to a greater extent for the compression of air and gases, which 'for the control technology are required, and thus have an important task for the puncture of the entire system.

,Es ist bekannt, den Zylinder und die 'Kolbenstangendichtung; mit Wasser zu kühlen, um die Wärme, die beim--Verdichtungsprozeß entsteht und die Reibungswärme schnell abzuführen^ Eine gute Kühlung, ist für. die Dichtelemente aus selbst-schmierenden Werkstoffen, wie z.B. Polytetrafluorethylen von ausschlaggebender Bedeutung, um eine lange Laufzeit im Dauerbetrieb- zu erreichen. Diese Trockenlaufkolben- verdichter sind durch das gewählte .Kühlsystem für den Einsatz.in Gebieten mit extremen Temperaturen nur bedingt einsetzbar. In'Gebieten mit hohen Temperaturen- ist die erforderliche^ Kühlwassereintrittstemperatur ^: nur mit.. großen zusätzlichen Aufwand einhaltbar und.somit der Verschleiß der ^ichtelemente höher als geplant. In Gebieten mit 'extrem niedrigen Temperaturen ist die Gefahr des Aus-falls .durch Frostschäden in der Zylinderpartie eine hohe Gefahr· enquelle. ., It is known, the cylinder and the 'piston rod seal; to cool with water to quickly dissipate the heat generated during the compression process and dissipate the frictional heat. the sealing elements of self-lubricating materials, such as polytetrafluoroethylene of crucial importance to achieve a long duration in continuous operation-. These dry-running piston compressors can only be used to a limited extent due to the selected cooling system for use in areas with extreme temperatures. In'Gebieten high Temperaturen- the required ^ cooling water inlet ^temperature: only with great additional expense .. maintainable und.somit the wear of the elements ^ maybe higher than planned. In areas with extremely low temperatures, the risk of failure due to frost damage in the cylinder section is a high source of danger. ,

Bekannt ist weiterhin, die Zylinder und die Kolbenstangen-, packung mit Luft zu kühlen, um die beim Verdiohtungsprozeß ..entstehende Wärme und die Reibungswärme schnell abzuführen.It is also known to cool the cylinder and the piston rod pack with air in order to dissipate the heat generated in the thickening process rapidly and the frictional heat.

Bekannt; ist die Kühlung der Zylinder mittels eines Ge-^% biases mit "besonderen Leitflächen bzw. Ummantelungen zu ..'..· versehen, um den berippten Zylinder zu kühlen und-die Zwischenkühlung der einzelnen Stufen des. Verdichters '\ mittels; eines Wärmetauschers durchzuführen, dabei-wird der lüfter mit dem Antriebsmotor des'Verdichters ange-' trieben.'Die Kühlluftgebläse sind'entweder in 'Verlängerung der Kurbelwellenachse oder parallel zu dieser vor· den Zylind-ern angeordnet, damit'. die Luft durch Ummantelung en ' ' ge'fuhrt, nacheinander "die einzelnen Zylinder -umspült und kühlt. Bs ist auch bekannt, Gebläse für die! Kühlung in .. / einer .allseitig den Verdichter umschließende. Haube anzuordnen. '.. ; ' ,' ' . ' '· '· .. . Es ist ferner· bekannt, daß Verdichter für Luft und. andere Gase, sofern, ihr Druckverhältnis ein bestimmtes Maß überschreitet, mehrstufig auszuführen, da dadurch -ein günstiger Wirkungsgrad der Verdichtung erreicht wird,. · . ·.Known; is the cooling of the cylinder by means of an overall ^biases% to .. with "special fins or sheathing '.. · provided to cool the finned cylinder and the intermediate-cooling of the individual stages of the compressor.' \ means; perform a heat exchanger , the fan is driven by the compressor 's drive motor.'The cooling-air blowers are arranged either' in extension of the crankshaft axis or parallel to it in front of the cylinder, so that the air can be circulated through sheathing. ' one after the other, "the individual cylinders circulate and cool. Bs is also known blower for the! Cooling in .. / one .all enclosing the compressor. To arrange hood. '..;',''.'' · '· ... It is also known that compressors for air and. other gases, if their pressure ratio exceeds a certain level, to carry out in several stages, as this - a favorable efficiency of compression is achieved. ·. ·.

Bekannt sind dabei mehrstufige Kolbenverdichter, wobei, 2 Stufen in'einen Zylinder zusammengefaßt /sind und einen · . Multistage reciprocating compressors are known, wherein, 2 stages are combined in one cylinder and one.

Stufenkolben besitzen, obwohl ein höherer Druck erreicht wird, steigt damit der Platzbedarf. ' ; .... Luftgekühlte Trockenlauf kolbenverdichter sind' ein- und mehrstufig und in -ein-/oder mehrkurbeliger Bauart bekannt.' · Hauptproblem bei der Konstruktion von Zylindern für Kolbenverdichter ist die Anordnung der Saug- und Druckventi-le, bei luftgekühlten Verdichtern . ist di'es' mit erheblichen Pro- ,-. blemen verbunden. Die Ventile müssen mit genügend großen Durchgangsquerschnitten so ''untergebracht werden, daß der, Schadraum möglichst klein bleibt, außerdem müssen diese Saug- und Druckventile ständig'gekühlt v/erden. Eine gute - ' Zugänglichkeit für den Sin- und Ausbau und bei der Wartung muß erreicht werden. ,Lösungen für 'einfachwirkende luftge-, _kühlte Zylinder sind bekannt, jedoch ,sind nur Verdichter mit kleinen Förderleistungen zur Ausführung .gekommen. Pur Verdichter mit mittleren und hohen Förderleistungen'wurde bisher ausschließlich Wasserkühlung eingesetzt, da die geforderten Verdichtungs.enddrücke, die Förderleistung und· die Kühlung¹ nicht gewähr leistet werden konnten» ' '/'-''. Have stepped piston, although a higher pressure is reached, thus increasing the space requirement. '; .... Air-cooled dry-running piston compressors are 'one-stage and multi-stage and one-or / mehrkurbeliger design known.' · The main problem in the design of cylinders for reciprocating compressors is the arrangement of the suction and pressure valves, in air-cooled compressors. is di'es' with considerable pro, -. connected. The valves must be accommodated with sufficiently large passage cross-sections so that the "dead space" remains as small as possible, and these suction and pressure valves must be constantly cooled. Good accessibility to installation, removal and maintenance must be achieved. 'Solutions for' single-acting air-cooled, _cooled cylinders are known, however, only small-capacity compressors have come to fruition. Pure compressors with medium and high flow rates 'so far only water cooling was used, since the required compression end pressures, the delivery rate and cooling ¹ could not be guaranteed "''/' - ''.

Ziel"-'der·. Erfindung ' , ' , Objective of the invention.

Ziel der Erfindung ist es, einen mehrstufigen luftge-, kühlten Trockenlaufkolbenverdichter in Boxerform, für ' Lohe..'Förderleistungen und hohen Verdichtungsend druck ^; mit niedrigem Platzbedarf für extreme Einsatagebiete ... (hohe oder niediige,Luftansaugtemperaturen).und lange ·"..; _: Laufzeiten der Dichtelemente im Dauerbetrieb zu .-erreichen. . \ '.,''- , . / ' .. .'. .The aim of the invention is a multi-stage air-cooled, cooled dry-running piston compressor in boxer form, for 'Lohe ..' flow rates and high compression end pressure ^; with low space requirements for extreme sumping areas ... (high or low, air intake temperatures) .and long · "..; _: Runtime of the sealing elements in continuous operation to reach.-reach. '', '' - ,. / '... '.

Darlegung des Wesens der Erfindung ' ·' Explanation of the essence of the invention '''

Auf gäbe, der Erfindung ist es, eine Luftkühlung für; die Kolben-Zylinderpartie, die Stopfbüchspaokungen und eine besondere Gestaltung der Zylinder und dessen Einzelteile zu schaffen und die Führung und Kühlung des Gases vor und _: nach der Verdichtung, und des Kühlmediums besonders, zu gestalten« , ;. ' .' '. . ' " ; ^: On gäbe, the invention is an air cooling for; to create the piston-cylinder part which Stopfbüchspaokungen and a special design of the cylinder and its components and the management and cooling of the gas before _and: especially to make after compression, and the cooling medium, ";. '.''. , ' ";^:;

Features of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Saug- und-Druckventile der ersten doppelt wirkenden Verdichterstufe konzentrisch in beiden Deckeln, die den Verdichtungsraum begrenzen, angeordnet sind, daß die Saug- und Druckventile, der zweiten doppelt wirkenden Verdichterstufe, einmal"konzentrisch und einmal radial im Zylinder angeordnet sind, daß die Ventilräume jedes doppelt wirken- "'.. den Zylinders untereinander durch .Kanäle¹ verbunden sind und daß die Kolbenstangenabdichtungen in den dem Triebwerk ' zugewandten Deckeln außerhalb der Zylind erräume in berippten Kammern angeordnet sind, wobei Luft zur Kühlung vom Boden über offene Kammern, Zylinder, Luftkühler, mittels der über jeder doppelt wirkenden Verdichterstufe angeordneten Axiallüfter gekühlt werden.The object of the invention is achieved in that the suction and pressure valves of the first double-acting compressor stage concentrically in both lids, which limit the compression space, arranged that the suction and pressure valves, the second double-acting compressor stage, once "concentric and are arranged even radially in the cylinder, that the valve spaces each double-acting "'are interconnected .. the cylinder by .Kanäle ¹ and that the piston rod seals in the engine' facing lids outside the Cylind erräume are arranged in ribbed chambers, said air for cooling from the floor via open chambers, cylinders, air coolers, by means of the axial fans arranged above each double-acting compressor stage.

Exemplary embodiments

,Fig. 1 eine schematische Darstellung im axialen Schnitt (Draufsicht). . . · . ^; ' ' '. FIG. 1 is a schematic representation in axial section (top view). , , ·. ^; '''.

Pig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1.Pig. FIG. 2 is a side view of FIG. 1. FIG.

De*, dargestellte':luftgekühlte mehrstufige Trockenlauf-/. kolbenverdichter: ist 2fach doppeltwirkend, mit gegen^ läufiger Kolbenbewegung ausgebildet. Der Verdichter besitzt zwei Zylinder und ist als Boxerverdichter ausgeführt, das Triebwerk wurde nur'angedeutet. . ' Der Zylinder der 1, Stufe besitzt Saug- und'Druckventile¹ 1;2 die konzentrisch in den beiden.Deckeln 3;4 die, die erste 'Verdichtungsstufe (5) begrenzen angeordnet sind. Der Zylinder der 2. Stufe besitzt einen anderen Aufbau. Die Saug- und Druckventile β;8 der Verdichtungsstufe: 10 sind ebenfalls konzentrisch in dem Deckel tides Zylinders 13,'der vom Triebwerk am weitesten entfernt ist, angeordnet. Die Verdichtungsstufe 10 besitzt.dazu noch radial angeordnete Saug- und Druckventile ,7; 9, um eine hohe Materialökonomie zu erreichen und den ..vorhandenen Platz· für die Kühlung effektiv zu nutzen.. Alle Saug-Jund- Druckventile des 1. Zylinders 12 und des 2«-Zylindersi3> sind mittels Kanäle,14;15;16;17, die demontierbar auf die Zylinder 12;13 aufgesetzt und befestigt sind, versehen, um doppelt wirkende Verdichter stuf en_:.5 und Ί0 zu..erreichen. Die Deckel 4 und der Zylinder 13 besitzen spezielle Kammern 20 und 21, in die, die Kolbenstangendichtungen 18 und 19 eingefügt sind, diese sind mit'wirksamen Wärmetauschfiächen versehen. Über die Kämmern 20;2.1, die, -"" Öffnungen in den Deckeln 3;4; 11,., Zylinder 13 und die, um den ,gesamten Zylinderkörper verteilten Wärmeaustauschflächen, wird die Luft zur Kühlung vom Boden durch die genannten Hohlräume und die Luftkühler 23;24_? die über jedem Zylinder angeordnet sind und durch die Gehäuse 26 die darauf aufgesetzten Axiallüfter 25 geführt. Bei Baumaufstellung ergibt sich zusätzlich der ,Vorteil, daß die aufgeheizte warme Kühlluft für die Heizung der Aufstellungsräume direkt genutzt werden kann.De *, shown ': air-cooled multi-stage dry-running /. Piston Compressor: is 2-fold double-acting, with opposite piston movement. The compressor has two cylinders and is designed as a box compressor, the engine was only 'indicated. , The cylinder of Fig. 1, stage has suction and pressure valves ¹ 1, 2 arranged concentrically in the two covers 3, 4 which bound the first compression stage (5). The cylinder of the 2nd stage has a different structure. The suction and pressure valves β; 8 of the compression stage: 10 are also concentrically arranged in the lid tides cylinder 13 ', which is furthest away from the engine. The compression stage 10 has. In addition radially arranged suction and pressure valves, 7; 9 in order to achieve high material economy and to effectively use the space ..vorhandenen · for cooling .. All suction Jund- pressure valves of the first cylinder 12 and the two "-Zylindersi3> are using channels 14, 15, 16 ; 17, which are mounted on the cylinders 12, 13 mounted and fixed demountable, provided to double acting compressors grades _: .5 and Ί0 zu..rereichen. The covers 4 and the cylinder 13 have special chambers 20 and 21, in which, the piston rod seals 18 and 19 are inserted, these are provided with'wirksem Wärmetauschfiächen. On the combers 20; 2.1, which - "" openings in the covers 3, 4; 11,., Cylinder 13 and the, around the entire cylinder body distributed heat exchange surfaces, the air for cooling from the ground through said cavities and the air cooler 23, 24 _? which are arranged above each cylinder and guided by the housing 26 mounted thereon axial fan 25. When installing trees, there is the additional advantage that the heated warm cooling air can be used directly for heating the installation rooms.

Claims

5cfindungsansprüche · '· ' ^ '

Point 1 -'Air-cooled, multi-stage 'rotary compressor in boxer form, - for high conveying equipment and high compression end pressures, especially for applications with extreme temperatures. temperatures and for long durations dei dry \ 'run-sealing elements of the piston and the stuffing., büchspackung, characterized' in that the. Suction and pressure valves (1; 2) concentric in the covers (3; 4) of the first double-acting compressor stage (5) that the suction valves (6; 7) and the pressure valves (8; 9) of the second double-acting Compressor stage (10) concentric once in the lid (11) and once radially in the cylinder (13), and dai3 the valve chambers of the lid (3; 4 ;. 11) and the cylinder (13) through channels (14; '15;; 17) are connected, that the piston rod seals (18; 19) in the, the engine -V. the cover (4) and cylinder (13) are arranged externally in chambers (20; 21), and that the air through open chambers (20; 21), cylinder (12;. '' ..13), cover ( (23; 24) 3;; 4 t1>,; Luftkühlei. of;. _(above each double-acting compressor stage (5; 10) arranged axial fan (25) is guided.

Item 2 - Air-cooled multistage dry-running piston compressor according to item 1, characterized in that the lids (3; 4; 11), the cylinders (12; T3) _% and the chambers (20; 21) have large / heat exchange surfaces. · ·

Item 3 - Air-cooled multistage dry-running piston compressor according to items 1 and 2, characterized in that the channels (14; 15; i6j.17) are arranged demontieibar by the cylinders (12; 13) and the covers (3; 4; 11) » ,

Here is the drawing-n