DE1132682B

DE1132682B - Liquid ring gas compressor

Info

Publication number: DE1132682B
Application number: DES63012A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Engels; Guenther Hoffmeister
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-05-15
Filing date: 1959-05-15
Publication date: 1962-07-05

Description

Flüssigkeitsringgaskompressor Die Flüssigkeitsringgaskompressoren bekannter Bauart sind bisher nur bei niedrigem Druckniveau zu verwenden, d. h. bis zu einem Druck, der mit Wellendurchführungsdichtungen der üblichen Bauart zu beherrschen ist.Liquid ring gas compressor The liquid ring gas compressors known design can only be used at low pressure levels, i. H. until to a pressure that can be mastered with shaft bushings of the usual type is.

Flüssigkeitsringgaskompressoren benötigen nun zur Gasverdichtung laufend Betriebsflüssigkeit, die mit einem Druck zugeführt werden muß, der etwa dem Betriebsdruck des betreffenden Verdichters entspricht und mit diesem Betriebsdruck ist bei den Flüssigkeitsringgaskompressoren der bekannten Bauformen die Wellendurchführung belastet. Die Betriebsflüssigkeit wird nach Erfüllung ihrer Funktion im Kompressor zusammen mit dem verdichteten Gas in einen Flüssigkeitsabscheider gedrückt. Aus dem Abscheider fließt die Betriebsflüssigkeit entweder in den Abfluß oder sie wird vielfach, aus verfahrenstechnischen Gründen, über einen Rückkühler und eine Druckerhöhung dem Kompressor wieder zugeführt.Liquid ring gas compressors now require constant gas compression Operating fluid that must be supplied at a pressure that is approximately the operating pressure of the compressor in question and with this operating pressure is at the Liquid ring gas compressors of the known designs put a load on the shaft bushing. The operating fluid is combined in the compressor after its function has been fulfilled pressed with the compressed gas into a liquid separator. From the separator the operating fluid either flows into the drain or it is multiple out procedural reasons, a dry cooler and a pressure increase dem Compressor supplied again.

Die Erfindung geht davon aus, daß bei hohen Drücken die Ausbildung der Wellendichtungen große Schwierigkeiten bereitet, insbesondere erhalten diese Dichtungen dann große Abmessungen. Man kann zwar diese Schwierigkeiten in manchen Fällen bis zu einem gewissen Grade dadurch umgehen, daß - wie es bekannt ist - die Betriebsflüssigkeit der Wasserringpumpe durch eine besondere mit letzterer baulich vereinigte stopfbüchsenlose Zubringerpumpe zugeführt wird.The invention assumes that the training at high pressures the shaft seals cause great difficulties, in particular get this Seals then large dimensions. You can have these difficulties in some Avoid cases to some extent by, as is known, the Operating fluid of the water ring pump through a special with the latter structurally united feeder pump without a stuffing box.

Diese Lösung ist jedoch nicht anwendbar, wenn auf eine Durchführung der Welle aus dem Gehäuse nicht verzichtet werden kann, und der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für Flüssigkeitsringgaskompressoren mit wenigstens einer Wellendurchführung eine Lösung zu schaffen, die bei beliebig hohem Druckniveau ohne Schwierigkeiten der Abdichtung an der Wellendurchführungsstelle oder an den Wellendurchführungsstellen Anwendung finden kann.However, this solution is not applicable when performing on one the shaft from the housing can not be dispensed with, and the invention lies therefore the underlying task for liquid ring gas compressors with at least one Shaft bushing to create a solution that can be used at any high pressure level without Difficulties in sealing at the shaft lead-through point or at the shaft lead-through points Can apply.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die besondere Pumpe bei wenigstens einer abgedichteten Durchführung der Welle durch das Gehäuse zur Druckentlastung der Wellendichtung zwischen dieser und den benachbarten Kompressorlaufrädern in Form einer Zentrifugalpumpe angeordnet ist, und daß die Betriebsflüssigkeit durch den Raum neben der Wellendichtung unter niedrigem Druck angesaugt wird.According to the invention this is achieved in that the special Pump with at least one sealed passage of the shaft through the housing for pressure relief of the shaft seal between this and the neighboring compressor impellers is arranged in the form of a centrifugal pump, and that the operating fluid through the space next to the shaft seal is sucked in under low pressure.

Vorzugsweise kann hierbei die Anordnung derart getroffen werden, daß mehrere in Reihe geschaltete Pumpenräder zwischen den Wellendichtungen und den benachbarten Flüssigkeitsringgaskompressorteilen eingeschaltet werden. Baulich läßt sich der Erfindungsgedanke in besonders günstiger und vorteilhafter Weise verwirklichen, indem zwischen dem Kompressorsystem und den die Wellendichtung und eine Betriebsflüssigkeitszuleitung enthaltenden Lagerschilden für jedes der in Reihe geschalteten Betriebsflüssigkeits-Pumpenräder je ein Ringgehäuse mit Querwandteil für die Betriebsflüssigkeitsumleitung eingeschaltet wird. Diese Bauweise ermöglicht es, je nach den Druckverhältnissen die Stufenzahl der zusätzlichen Betriebsflüssigkeitspumpen zu variieren.In this case, the arrangement can preferably be made such that several pump wheels connected in series between the shaft seals and the neighboring ones Liquid ring gas compressor parts are switched on. Structurally, the Realize the idea of the invention in a particularly favorable and advantageous manner, by between the compressor system and the shaft seal and an operating fluid supply line containing end shields for each of the operating fluid pump wheels connected in series one ring housing with a transverse wall part for the operating fluid bypass is switched on will. This design enables the number of stages, depending on the pressure conditions of the additional operating fluid pumps.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, die in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung wiedergegeben sind.In the following, the invention is based on two exemplary embodiments are explained in more detail, which are shown in Figs. 1 and 2 of the drawing.

In Fig. 1 sind mit a bzw. ä die Schaufelräder eines Flüssigkeitsringgaskompressors bezeichnet, die in einem zusammengesetzten Gehäuse g angeordnet sind. Zwischen den Rädern a und a' liegen Verteilerkammern v, welche die Gaszu- und -ableitung ermöglichen und die zu den Schaufelrädern n und a' hin durch Druck- und Saugschlitze aufweisende Steuerscheiben s abgegrenzt sind. Zur Vereinfachung ist in der Zeichnung nur der Oberteil einer Pumpe mit den Saugschlitzen wiedergegeben. In analoger Weise ergibt sich die Anordnung der Druckschlitze und die Ausbildung des Unterteiles. Mit w ist in der Fig. 1 die Welle bezeichnet, die durch in den Lagerschilden l angeordnete Wellendichtungen b gasdicht hindurchgeführt ist. Erfindungsgemäß wird nun die Betriebsflüssigkeit den Wasserringräumen des Verdichters beiderseits durch Zentrifugalpumpen c unter einem Druck zugeführt, der dem Arbeitsdruck des Flüssigkeitsringgasverdichters angepaßt ist. Die Zentrifugalpumpen werden hierbei durch je zwei Zentrifugalräder cl, c2 gebildet. Auf der Seite der Wellendurchführungen b saugen die Zentrifugalräder ei, c, die Betriebsflüssigkeit durch Zuführungskanäle z in den Lagerschilden I an. Die Zentrifugalräder liegen hierbei in ringförmigen Zwischen-"e01 h, die zwischen den Lagerschilden l und dem Gehäuse g für die Arbeitsräume des Flüssigkeitsringgasverdichters eingeschaltet sind. Die Gehäuse h sind mit Zwischenwänden oder Leitwänden versehen, die die Reihenschaltung der Pumpenräder ei, c. ermöglichen. Als zusätzliche Druckstufe können - wie aus der Figur ersichtlich ist --- an den die Verdichterräder a begrenzenden seitlichen Stirnwänden Pumpenschaufelungen t vorhanden sein. Diese zusätzlichen Druckstufen sind mit den Rädern ei, c.,, in Reihe geschaltet.In Fig. 1, a and ä denote the impellers of a liquid ring gas compressor, which are arranged in an assembled housing g. Between the wheels a and a 'there are distribution chambers v which enable gas to be supplied and discharged and which are delimited from the paddle wheels n and a' by control disks s having pressure and suction slots. For the sake of simplicity, only the upper part of a pump with the suction slots is shown in the drawing. The arrangement of the pressure slots and the design of the lower part result in an analogous manner. In FIG. 1, w denotes the shaft which is passed gas-tight through shaft seals b arranged in the end shields l. According to the invention, the operating fluid is now fed to the water ring spaces of the compressor on both sides by centrifugal pumps c at a pressure which is adapted to the working pressure of the liquid ring gas compressor. The centrifugal pumps are each formed by two centrifugal wheels c1, c2. On the side of the shaft bushings b, the centrifugal gears ei, c suck in the operating fluid through supply channels z in the end shields I. The centrifugal wheels are located in ring-shaped intermediate "e01 h, which are connected between the end shields 1 and the housing g for the working spaces of the liquid ring gas compressor. The housings h are provided with partition walls or guide walls, which enable the series connection of the pump wheels ei, c. As an additional pressure stage, as can be seen from the figure, pump blades t can be present on the side end walls delimiting the compressor wheels A. These additional pressure stages are connected in series with the wheels ei, c.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpe ist nach dem Vorstehenden leicht verständlich. Die Betriebsflüssigkeit wird durch die Kanäle z mit verhältnismäßig niedrigem Druck angesaugt. infolgedessen sind die Wellendurchführungen nur mit diesem in den Zuleitungen vor dem ersten Zentrifugalrad ei herrschenden niedrigen Druck belastet. Durch die Zentrifugalräder ei, c2 und ggf. die Beschaufelung t wird die Betriebsflüssigkeit den Wasserringräumen des Verdichters unter wesentlich erhöhtem Druck zugeführt, der dem Arbeitsdruck des Verdichters angepaßt ist. Man erkennt, daß die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil bietet, daß der Gaskompressor für beliebig hohe Drücke ausgeführt werden kann, ohne daß sich eine größere Belastung der Wellendurchführungen ergibt. Diese können daher verhältnismäßig einfach und klein ausgelegt werden, wobei die üblichen Dichtungen, Stopfbüchsen, Schleifringe oder Lippendichtungen iisw. eine ausreichende Lebensdauer bei hohem Druckniveau des Kompressors gewährleisten.The mode of operation of the pump designed according to the invention is easy to understand from the foregoing. The operating fluid is sucked in through the channels z at a relatively low pressure. As a result, the shaft bushings are only loaded with this low pressure prevailing in the feed lines in front of the first centrifugal wheel. By means of the centrifugal wheels ei, c2 and possibly the blading t, the operating fluid is fed to the annular water spaces of the compressor at a significantly increased pressure, which is adapted to the working pressure of the compressor. It can be seen that the arrangement according to the invention offers the advantage that the gas compressor can be designed for pressures of any desired magnitude without resulting in a greater load on the shaft bushings. These can therefore be designed to be relatively simple and small, with the usual seals, stuffing boxes, slip rings or lip seals iisw. ensure a sufficient service life at a high pressure level of the compressor.

Die Wellendurchführungsdichtungen der neuen Bauform sind bei Verwendung von gasfreier Betriebsflüssigkeit völlig gasfrei. Wird mit Gas angereicherte Betriebsflüssigkeit aus dem Abscheider verwendet, kann eine übliche Dichtung mit Sperrflüssigkeitskammer vorgesehen werden, die infolge des niedrigen Sperrdruckes sicher zu beherrschen ist.The shaft bushing seals of the new design are in use completely gas-free of gas-free operating fluid. Used with gas-enriched operating fluid from the separator can be a standard seal with a barrier fluid chamber be provided, which can be safely controlled due to the low barrier pressure is.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bezieht sich auf die einfachere Ausführung eines einstufigen Flüssigkeitsringgaskompressors mit zwei parallel geschalteten Schaufelrädern und je zwei einstufigen Zentrifugalpumpen c neben den beiden Wellendichtungen b. Die Bezugszeichen der Fig. 2 entsprechen im übrigen den bei der Anordnung nach Fig. 1 angewendeten Bezugszeichen, so daß sich weitere Erläuterungen erübrigen. Die erfindungsgemäße Anordnung ist ohne weiteres bei ein- oder mehrstufigen Verdichtern anwendbar, ebenso bei Systemen mit einem oder mehreren parallelen, über den Umfang der Laufräder verteilten Dichtungsräumen.The embodiment of FIG. 2 relates to the simpler one Design of a single-stage liquid ring gas compressor with two connected in parallel Impellers and two single-stage centrifugal pumps c each next to the two shaft seals b. The reference numerals in FIG. 2 otherwise correspond to those in the arrangement according to FIG 1, so that further explanations are superfluous. The arrangement according to the invention is readily applicable to single-stage or multi-stage compressors applicable, as well as for systems with one or more parallel, over the scope the impellers distributed sealing spaces.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Liquid ring gas compressor, especially for increased pressure level at which the operating fluid is supplied by means of a special pump is brought to the required pressure level, characterized in that the special pump with at least one sealed passage of the shaft the housing for pressure relief of the shaft seal (b) between this and the neighboring ones Compressor impellers (a) is arranged in the form of a centrifugal pump, and that the operating fluid through the space next to the shaft seal (b) under low Pressure is sucked in.

2. Liquid ring gas compressor according to claim 1, characterized in that the shaft seals (b) containing end shields (l) are provided with supply channels (z) for the operating fluid.

3. Liquid ring gas compressor according to claim 1, characterized in that the Centrifugal pump is multi-stage and therefore several centrifugal pump wheels connected in series (ei, c2).

4. Liquid ring gas compressor according to one of claims 1 to 3, characterized in that with the centrifugal pump wheel (c) and with the centrifugal pump wheels (ei, c2) an additional pump stage is connected in series through a blade ring (t) is formed on the lateral boundary surfaces of the compressor wheels (a).

5. Liquid ring gas compressor according to one of claims 1, 3 or 4, characterized in that that the individual centrifugal pump wheels (ei, c,) in annular housing sections (H), which have partition walls for deflecting the operating fluid, arranged are, and that this ring housing (h) between housing parts (g) of the compressor and the end shields (4) carrying the shaft seals (b) are arranged Drawn pamphlets: German Patent Nos. 944 393, 1023 853.