DE10033154C2 - Schraubenverdichteranlage - Google Patents

Abstract

Es wird angestrebt, eine Schaubenverdichteranlage zu schaffen, die kompakt gebaut, wartungsarm, betriebssicher und flexibel einsetzbar ist. DOLLAR A Dies wird nach der Erfindung erreicht durch eine Schraubenverdichteranlage mit einem Verbindungsflansch zwischen dem Druckbehälter und dem Verdichtergehäuse, über welche die Druckluft dem Druckbehälter zuströmt und vorabgeschiedenes Öl dem Verdichtergehäuse wieder zugeführt wird, bei der die weitgehend im Druckbehälter von Öl befreite Druckluft über den Verbindungsflansch zum Verdichtergehäuse zurückgeführt wird, ein Rohluftkanal zur Zuführung der von Öl vorgereinigten Druckluft zum Feinabscheider im Verdichtergehäuse angeordnet ist, wobei der Feinabscheider direkt am Verdichtergehäuse befestigt ist, und ein Reinluftkanal im Verdichtergehäuse vom Feinabscheider zum Reinluftaustritt führt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenverdichteranlage mit einem Verbin­ dungsflansch zwischen dem Druckbehälter und dem Verdichtergehäuse, über welchen die Druckluft dem Druckbehälter zuströmt und vorabgeschie­ denes Öl dem Verdichtergehäuse wieder zugeführt wird.

Es sind für Verdichteranlagen zwei grundsätzliche Bauformen bekannt.

In einer Bauform sind der Schraubenverdichter und der Druckbehälter der Schraubenverdichteranlage in einem Gehäuse angeordnet und bilden somit eine untrennbare Einheit. In diesen Bauformen können verschiede­ ne Volumenströme über Bohrungen im Gehäuse geführt werden unter Vermeidung außenliegender Führungskanäle, weshalb es sich um eine besonders kompakte und wartungsarme Bauform handelt.

Nachteilig bei dieser Bauform ist allerdings, dass eine Anpassung dieser Verdichteranlagen, beispielsweise durch einen Austausch des Druckbe­ hälters, an die jeweiligen Anforderungen im Einsatz und an die unter­ schiedlichen nationalen behördliche Vorgaben aufgrund der Untrennbar­ keit der Komponenten nicht möglich ist. Es ergeben sich somit Verdich­ teranlagen, die in ihrer Anwendung unflexibel sind, so dass für jeden An­ wendungsbereich eine eigene Verdichteranlage konstruiert werden muß.

In einer anderen bekannten Bauform ist die Verdichteranlage aus einem Schraubenverdichter und einem Druckbehälter in separaten Gehäusen zusammengesetzt, wobei die verschiedenen Komponenten der Verdich­ teranlage durch außenliegende Führungskanäle, wie beispielsweise Schläuche, zur Führung der Volumenströme verbunden sind. Hierdurch sind in dieser Bauform einzelne Komponenten der Verdichteranlage aus­ tauschbar, wodurch eine Anpassung an die jeweiligen Anforderungen im Einsatz bzw. nationale behördliche Vorgaben möglich ist.

Nachteilig hierbei ist die Vielzahl an außenliegenden verschleißanfälligen Führungskanälen. Durch diese bedingt erfordern diese Verdichteranlagen einen höheren Wartungsaufwand und sind dementsprechend auch störanfälliger.

Aus der Veröffentlichung EP 206153 A1 ist eine kompakte Luftverdich­ teranlage bekannt, bei der ein Verdichtergehäuse an einen Ölabscheide­ behälter angeflanscht ist, wobei über diese Flanschverbindung eine Öl­ versorgung des Verdichters und eine Abfuhr der verdichteten Luft in den Ölabscheidebehälter geführt wird. Es ist bei dieser Anlage nachteilig, dass ein komplex aufgebauter Ölabscheidebehälter mit integriertem Öl­ feinabscheider verwendet wird, wodurch es sich um eine wartungsauf­ wendige Anlage handelt.

Aus der Veröffentlichung DE 42 34 391 A1 ist die Anordnung eines Ölfil­ ters an dem Gehäuse eines Schraubenverdichters bekannt, wobei der Öl­ filter in einem Hohlraum im Verdichtergehäuse angeordnet ist. Es ist in dieser Veröffentlichung allerdings nicht die Aufgabe der Abscheidung des Öls aus der Druckluft gelöst.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schraubenverdichteranlage zu schaf­ fen, die obige Nachteile nicht aufweist, kompakt gebaut, wartungsarm, betriebssicher und flexibel einsetzbar ist.

Dies wird nach der Erfindung erreicht durch eine Schraubenverdich­ teranlage mit einem Verbindungsflansch zwischen dem Druckbehälter und dem Verdichtergehäuse, über welchen die Druckluft dem Druckbehälter zuströmt und vorabgeschiedenes Öl dem Verdichtergehäuse wieder zu­ geführt wird, bei der die weitgehend im Druckbehälter von Öl befreite Druckluft über den Verbindungsflansch zum Verdichtergehäuse zurück­ geführt wird, ein Rohluftkanal zur Zuführung der von Öl vorgereinigten Druckluft zum Feinabscheider im Verdichtergehäuse angeordnet ist, wo­ bei der Feinabscheider direkt am Verdichtergehäuse befestigt ist, und ein Reinluftkanal im Verdichtergehäuse vom Feinabscheider zum Reinluf­ taustritt führt.

Diese Schraubenverdichteranlage ist zum einen kompakt gebaut und wartungsarm, da die Volumenströme über die Verbindungsstelle zwi­ schen Druckbehälter und Verdichtergehäuse hin und zurück geführt wer­ den, wodurch außenliegende Führungskanäle, beispielsweise Schläuche, entfallen. Hierdurch entfallen auch die Wartung dieser Führungskanäle und Schäden an der Verdichteranlage, die durch Mängel an den Füh­ rungskanälen entstehen können.

Es ist leicht möglich den Druckbehälter vom Verdichtergehäuse zu lösen und einen anderen, an die Anforderungen im Einsatz angepaßten Druck­ behälter anzubringen. Es ist dadurch ein flexibler Einsatz der Schrauben­ verdichteranlage möglich.

Insbesondere entfällt ein außenliegender Führungskanal vom Druckluft­ behälter zu einem die vorgereinigte Rohluft von Öl befreienden Feinab­ scheider durch den im Verdichtergehäuse angeordneten Rohluftkanal. Die den Feinabscheider verlassende Druckluft ist hierbei im wesentlichen ölfrei.

Ein Reinluftkanal im Verdichtergehäuse führt vom Feinabscheider zum Reinluftaustritt, so dass der Reinluftaustritt vorteilhafterweise im Ver­ dichtergehäuse integriert ist. Es sind somit keinerlei außenliegende Füh­ rungskanäle erforderlich.

In einer vorteilhaften Bauform ist ein Steigrohr zur Einleitung der Druckluft im Druckbehälter so angeordnet, dass das Druckluft-Öl-Gemisch durch die Austrittsöffnung des Steigrohrs auf die Druckbehälterwandung ge­ lenkt wird und ein Fallrohr zur Entnahme der Druckluft mit einer Ein­ trittsöffnung oberhalb der Austrittsöffnung des Steigrohrs im Druckbehäl­ ter angeordnet ist.

Diese Anordnung ermöglicht es, daß der stehende Druckluftbehälter an seinem unteren Abschnitt am Verdichtergehäuse befestigt wird, wodurch die Unterseiten des Verdichtergehäuses und des Druckluftbehälters in einer Ebene liegen. Der Antriebsmotor der Schraubenverdichteranlage sowie Lüfter und Kühler können so unter dem Verdichtergehäuse und dem Druckluftbehälter angeordnet werden, wodurch eine kompakte Bauform erreicht, wird. Desweiteren ist die Wartung von Verdichter und Druckluftbehälter durch ihre Anordnung im oberen Bereich der Verdich­ teranlage erleichtert.

Durch den Aufprall des verdichteten Druckluft-Öl-Gemischs auf die Druckluftbehälterwandung wird eine Vorabscheidung des Öls aus der Druckluft erreicht. Hierfür ist es für die Vorabscheidung ideal, wenn das Druckluft-Öl-Gemisch unter einem Winkel zwischen 55° und 65° tangenti­ al auf die Druckluftbehälterwandung auftrifft. Das abgeschiedene Öl sammelt sich am Boden des Druckluftbehälters.

Vorteilhafterweise wird dem Steigrohr über eine Druckluft-Eintrittsbohrung im Verbindungsflansch das Druckluft-Öl-Gemisch zugeführt und die ent­ nommene, von Öl vorgereinigte Druckluft über das Fallrohr und eine Druckluft-Austrittsbohrung in das Verdichtergehäuse zurückgeführt.

Ein weiterer außenliegender Führungskanal wird vorteilhafterweise da­ durch ersetzt, daß ein Ölrückflußkanal zur Rückführung des vorabge­ schiedenen Öls im Druckluftbehälter über eine Ölrückflußbohrung im Ver­ bindungsflansch in das Verdichtergehäuse führt.

Hierdurch wird sowohl das Druckluft-Öl-Gemisch, die Rohluft sowie das vorabgeschiedene Öl über den Verbindungsflansch zwischen dem Ver­ dichtergehäuse und dem Druckluftbehälter geführt.

Es ist weiterhin zweckmäßig, daß in einer Ausführungsform ein zweiter Ölrückflußkanal zur Rückführung des im Feinabscheider abgeschiedenen Öls in den Verdichtungskreislauf im Verdichtergehäuse angeordnet ist. Die geringe im Feinabscheider abgeschiedene Ölmenge wird so an eine Stelle niederen Druckes im Verdichtungskreislauf zurückgeführt.

Es entfällt hierdurch die bekannte Ölabsaugleitung vom Feinabscheider, wodurch die Betriebssicherheit der Verdichteranlage verbessert wird.

Vorteilhafterweise ist am Reinluftaustritt ein Druckhalteventil direkt am oder im Verdichtergehäuse angeordnet.

Bei weiteren Ausführungsformen der Verdichteranlage verbindet ein Druckluftzufuhrkanal im Verdichtergehäuse den Reinluftkanal mit einem Saugregelventil, und die Kolbenstange des Saugregelventils weist einen Absatz auf, so dass bei geschlossenem Saugregelventil die Öffnung einer Entlastungsbohrung zum Reinluftkanal freigegeben wird.

Zum einen ist hierdurch erreicht, dass das Saugregelventil durch die Reinluft betätigt werden kann, die im Verdichtergehäuse geführt wird. Auch dies erhöht die Betriebssicherheit und ist wartungsfrei, da die übli­ che außenliegende Steuerluftleitung entfällt.

Zum anderen dient das auf dem Verdichtergehäuse montierte Saug­ regelventil auch der Entlastung der Verdichteranlage. Ist die Öffnung der Entlastungsbohrung im Saugregelventil durch den Absatz in der Kolben­ stange bei geschlossenem Saugregelventil freigegeben, so kann die Druckluft in den Ansaugbereich des Saugregelventil strömen und über den Luftfilter entweichen. Ist das Saugregelventil geöffnet, schließt sich durch die Kolbenstange die Öffnung der Entlastungsbohrung, wodurch ein Entweichen der Druckluft vermieden wird.

Ein Abblaseventil wird durch diese Ausführungsform ersetzt, und somit entfällt ein weiteres störanfälliges Bauteil der Verdichteranlage.

Ein Öltemperaturregler ist in einer zweckmäßigen Bauform direkt am Ver­ dichtergehäuse angebaut bzw. in dieses eingebaut.

Das über den Verbindungsflansch in das Verdichtergehäuse zurückströ­ mende vorabgeschiedene Öl kann so über den an- bzw. eingebauten Öl­ temperaturregler strömen, welcher den Ölvolumenstrom abhängig von der Öltemperatur regelt.

Es ist für die Wartung der Verdichteranlage förderlich, dass in einer Bauform der Reinluftaustritt aus dem Verdichtergehäuse, eine Ölein­ trittsöffnung und eine Ölaustrittsöffnung zum Anschluß an einen Ölkühler an der gleichen Seite des Verdichtergehäuses angeordnet sind.

Hierdurch sind diese Verbindungsstellen zum Verdichtergehäuse, an de­ nen Verbindungskanäle zum Ölkühler zu befestigen sind und die Abnah­ me der Druckluft durch den Verbraucher erfolgt, von einer Seite zugäng­ lich, wodurch die Verdichteranlage wartungsfreundlicher ist.

Verbindungskanäle zum Ölkühler können in einer weiteren Bauform ver­ mieden werden, indem der Ölkühler direkt am Verdichtergehäuse befes­ tigt ist. Eine Wartung der entsprechenden Zu- und Abführkanäle zwischen Ölkühler und Verdichtergehäuse entfallen.

Weiterhin wird die Verdichteranlage wartungsfreundlicher durch eine vorteilhafte Ausführungsform, bei der ein auf dem Wellenstumpf eines Schraubenläufers aufgesetzter Innenring eines Wellendichtrings mittels einer Paßfeder in Umfangsrichtung und axial gesichert ist.

Der Wellendichtring unterliegt regelmäßiger Wartung und Erneuerung aufgrund seines Verschleißes und der daraus resultierenden abnehmen­ den Dichtheit. Entgegen der üblichen Aufschrumpfung des Innenrings ei­ nes Wellendichtrings wird hier der Innenring durch eine Paßfeder im Wellenstumpf axial und in Umfangsrichtung gesichert und kann nach Entfernung der Paßfeder zum Austausch vom Wellenstumpf abgezogen werden. Die mühevolle Entfernung des aufgeschrumpften Innenrings kann hierdurch vermieden und eine einfachere und schonendere Wartung des Wellendichtrings vorgenommen werden. Es sind zur lösbaren Befe­ stigung des Innenrings keine weiteren Befestigungselemente erforderlich.

Es wird nun eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnun­ gen näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 und 2 Seitenansichten der Schraubenverdichteranlage mit ge­ schnittenem Druckbehälter,

Fig. 3 eine Seitenansicht auf das Verbindungsflansch am Ver­ dichtergehäuse,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Schraubenverdichteranlage und

Fig. 5 das geschnittene Saugregelventil in Seitenansicht.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schrauben­ verdichteranlage dargestellt bei der der stehende Druckluftbehälter 1 in seinem unteren Bereich am Verdichtergehäuse 32 angeflanscht ist.

Im Druckluftbehälter 1 sind ein Steigrohr 2 und ein Fallrohr 3 so angeord­ net, dass die Austrittsöffnung des Steigrohrs 2 unterhalb der Eintrittsöff­ nung des Fallrohrs 3 liegt. Beide Rohre enden hierbei im Boden des Druckluftbehälters 1.

In diesem Boden ist ein Ölruckflußkanal 15 so angeordnet, dass das aus dem Druckluft-Öl-Gemisch vorabgeschiedene Öl über eine Bohrung im Verbindungsflansch 11 in das Verdichtergehäuse 32 zurückfließt, wo es einem eingebauten Öltemperaturregler 50 zuströmt.

Auf das Verdichtergehäuse montiert ist der Feinabscheider 31 und ein Ölfilter 45.

Die Schraubenverdichterläufer 30 sind hierbei liegend und rechtwinklig zum stehenden Druckbehälter 1 im Verdichtergehäuse 32 geführt.

An der Seite des Verdichtergehäuses sind der Reinluftaustritt 37, die Öleintrittsöffnung 39 und die Ölaustrittsöffnung 38 zum Ölkühler angeord­ net.

Es ist die Anordnung so getroffen, dass die Unterseiten von Druckbehäl­ ter 1 und Verdichtergehäuse 32 in einer Ebene liegen, so dass die durch beide Komponenten gebildete Einheit auf einen Antrieb aufsetzbar ist. Der Druckbehälter 1 wird hierbei lediglich durch die Flanschverbindung 11 getragen und bedarf keiner weiteren Abstützung.

In Fig. 2 ist die gegenüberliegende Seite des Schraubenverdichters dar­ gestellt.

Im Boden des Druckbehälters 1 ist ein Rohluftkanal 34 zur Rückführung der von Öl vorgereinigten Druckluft ins Verdichtergehäuse 32 angeordnet. Die Rohluft wird dann über einen weiteren vertikalen Rohluftzufuhrkanal 29 im Verdichtergehäuse 32 dem auf diesem montierten Feinabscheider 31 zugeführt. Im Feinabscheider 31 wird der geringe Restölgehalt aus der Rohluft abgeschieden und fließt durch einen schmalen ringförmigen Rückflußspalt 27 am zentrisch im Feinabscheider 31 angeordneten verti­ kalen Reinluftabfuhrkanal 28 in einen im Verdichtergehäuse 32 angeord­ neten Ölrückflußkanal 35 zurück.

Die Reinluft strömt über den Reinluftabfuhrkanal 28 dem Reinluftaustritt 37 an der gegenüberliegenden Seite der Verdichteranlage zu.

Fig. 3 zeigt den Verbindungsflansch 11 am Verdichtergehäuse 32.

Es sind hierbei im unteren Bereich 4 Gewindebohrungen zum Anflan­ schen des Druckbehälters 1 angeordnet. Ebenfalls im unteren Bereich ist die Druckluft-Eintrittsbohrung 12, die Druckluft-Austrittsbohrung 13 und die Ölrückflußbohrung 14 angeordnet.

Oberhalb dieser Bohrungen sind die Abschlußdeckel 25 des Öltempera­ turreglers 50 und 24 des Wellenlagers am Verdichtergehäuse 32 befe­ stigt.

Auf dem Verdichtergehäuse 32 sind der Öl-Feinabscheider 31 und der Ölfilter 45 angeordnet.

Fig. 4 stellt in einer Draufsicht die Verdichteranlage dar, wobei der hori­ zontal im Verdichtergehäuse 32 geführte Reinluftkanal 60 vom Feinab­ scheider 31 zum Reinluftaustritt 37 führt. Im Reinluftaustritt 37 ist am bzw. im Verdichtergehäuse 32 ein Druckhalteventil 55 angeordnet.

Im Druckbehälter 1 sind das Steigrohr 2 und das Fallrohr 3 mit ihren rechtwinklig zur Druckbehälterwandung abgewinkelten Austrittsöffnungen, wobei das Druckluft-Öl-Gemisch idealerweise unter einem Winkel von 55° bis 65° zur Längsachse der Verdichteranlage tangential auf die Behälter­ wandung geleitet wird.

Im aus dem Verdichtergehäuse 32 ragenden Wellenstumpf 42 eines Schraubenläufers 30 ist eine Paßfeder 41 so eingesetzt, dass diese den Innenring 40 des Wellendichtrings axial und in Umfangsrichtung sichert.

Fig. 5 zeigt das geschnittene Saugregelventil 20, das auf dem Verdich­ tergehäuse 32 montiert ist.

Über einen Druckluftzufuhrkanal 36 zum Reinluftkanal 60 im Verdichter­ gehäuse 32 wird das Saugregelventil 20 zu dessen Betätigung mit Druckluft aus dem Reinluftkanal 60 versorgt.

Eine Entlastungsbohrung 23 führt zur Führungsbohrung der Saugregel­ ventilkolbenstange 22 im Saugregelventil 20 und wird bei geschlossenem Saugregelventil 20 und somit eingefahrener Saugregelventilkolbenstange 22 über einen Absatz im unteren Bereich der Saugregelventilkolbenstan­ ge 22 geöffnet. Druckluft kann so über die Entlastungsbohrung 23 abge­ blasen werden.

Claims (12)

1. Schraubenverdichteranlage mit einem Verbindungsflansch zwischen dem Druckbehälter und dem Verdichtergehäuse, über welchen die Druckluft dem Druckbehälter zuströmt und vorabgeschiedenes Öl dem Verdichtergehäuse wieder zugeführt wird dadurch gekennzeichnet, dass
die weitgehend im Druckbehälter (1) von Öl befreite Druckluft über den Verbindungsflansch (11) zum Verdichtergehäuse (32) zurück­ geführt wird,
ein Rohluftkanal (29) zur Zuführung der von Öl vorgereinigten Druckluft zum Feinabscheider (31) im Verdichtergehäuse (32) an­ geordnet ist,
wobei der Feinabscheider (31) direkt am Verdichtergehäuse (32) befestigt ist,
ein Reinluftkanal (60) im Verdichtergehäuse (32) vom Feinabschei­ der (31) zum Reinluftaustritt (37) führt.

2. Schraubenverdichteranlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass
ein Steigrohr (2) zur Einleitung der Druckluft im Druckbehälter (1) so angeordnet ist,
dass das Druckluft-Öl-Gemisch durch die Austrittsöffnung des Stei­ grohrs (2) auf die Druckbehälterwandung gelenkt wird und
ein Fallrohr (3) zur Entnahme der Druckluft mit einer Eintrittsöffnung oberhalb der Austrittsöffnung des Steigrohrs (2) im Druckbehälter an­ geordnet ist.

3. Schraubenverdichteranlage nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass
dem Steigrohr (2) über eine Druckluft-Eintrittsbohrung (12) im Verbin­ dungsflansch (11) das Druckluft-Öl-Gemisch zugeführt wird und
die entnommene, von Öl vorgereinigte Druckluft über das Fallrohr (3) und eine Druckluft-Austrittsbohrung (13) in das Verdichtergehäuse (32) zurückgeführt wird.

4. Schraubenverdichteranlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Ölrückflußkanal (15) zur Rückführung des vorabgeschiedenen Öls im Druckluftbehälter über eine Ölrückflußbohrung (14) im Verbin­ dungsflansch (11) in das Verdichtergehäuse (32) führt.

5. Schraubenverdichteranlage nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Ölrückflußkanal (35) zur Rückführung des im Feinabschei­ der (31) abgeschiedenen Öls in den Verdichtungskreislauf im Ver­ dichtergehäuse (32) angeordnet ist.

6. Schraubenverdichteranlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckhalteventil (55) direkt am oder im Verdichtergehäuse (32) im Reinluftaustritt (37) angeordnet ist.

7. Schraubenverdichteranlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckluftzufuhrkanal (36) im Verdichtergehäuse (32) den Reinluft­ kanal (60) mit einem Saugregelventil (20) verbindet.

8. Schraubenverdichteranlage nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass
die Kolbenstange (22) des Saugregelventils (20) einen Absatz auf­ weist,
so dass bei geschlossenem Saugregelventil (20) die Öffnung einer Entlastungsbohrung (23) zum Reinluftkanal (60) freigegeben wird.

9. Schraubenverdichteranlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Öltemperaturregler (50) direkt am Verdichtergehäuse (32) ange­ baut bzw. in dieses eingebaut ist.

10. Schraubenverdichteranlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Reinluftaustritt (37) aus dem Verdichtergehäuse (32), eine Ölein­ trittsöffnung (39) und eine Ölaustrittsöffnung (38) zum Anschluß an ei­ nen Ölkühler an der gleichen Seite des Verdichtergehäuses (32) an­ geordnet sind.

11. Schraubenverdichteranlage nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkühler direkt am Verdichtergehäuse (32) befestigt ist.

12. Schraubenverdichteranlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein auf dem Wellenstumpf (42) eines Schraubenläufers (30) aufge­ setzter Innenring (40) eines Wellendichtrings mittels einer Paßfeder (41) in Umfangsrichtung und axial gesichert ist.