DE1628235B1 - Mehrstufiger radialturbo-verdichter - Google Patents

Description

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günstiger Wirkungsgrad erzielt werden kann. Wäh- Hierdurch ist weiter in vorteilhafter Weise die Abrend man bisher die Radialturboverdichter in der Re- hängigkeit der Verdichtereinheiten voneinander ingel nur für große Fördermengen, etwa über folge Temperaturschwankungen vermieden. Jede 20 000 m³ pro Stunde, verwendete, ist es durch die Verdichter-Baueinheit braucht also nur in sich für erfindungsgemäßen Maßnahmen möglich, den Tür- 5 einen bestimmten Temperaturbereich betriebssicher boverdichter der eingangs genannten Art auch bei ausgelegt zu sein.

kleinen Fördermengen und hohen Drücken zu ver- Infolge der vorteilhaft gelegten Trennfuge bzw. der

wenden, d. h. im Apparatebau und der chemischen senkrecht zu den Antriebswellen liegenden Trennebe-Industrie, wo ein 24-Stundenbetrieb keine Seltenheit nen und der genauen Bearbeitungsmöglichkeiten der ist. ίο runden Drehteile ist die Verwendung von hydrostati-

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wei- sehen Lagern, wie erwähnt, ermöglicht worden. Eine sen die Lagerteile der Verdichter-Baueinheit einen Vorrichtung fördert unter hohem Druck stehendes Lagerblock auf, der in Form einer Gabel ausgebildet Schmiermittel radial durch jedes Lager zur Oberist und mit fluchtenden Bohrungen in der Gabel mit fläche der Welle, und es ist eine Dichtungsvorrichje einem Lager versehen ist. Hierdurch ist ein guter 15 rung zwischen dem Laufrad und einem Flansch des Sitz der Verdichterbaueinheit im Zentralgehäuse ge- Lagerblockes vorgesehen, die einen Labyrinthkanal währleistet. Durch die beidseitige Abstützung der axial zu einer Dichtungsplatte bildet. Der zwangläufig Welle in den beiden Teilen der Gabel wird nicht nur bei hydrostatischen Lagern austretende Ölstrom wird eine gleichmäßigere Verteilung der Belastung er- somit in vorteilhafter Weise und einfach an der Verreicht, sondern auch ein Verkippen der Welle gegen 20 mischung mit dem Fördermedium durch die Labydie Lagerachse verhindert. Außerdem können die La- rinthdichtungen gehindert. Deren Ausbildung ist ^ ger, da sie durch die zur Welle senkrecht verlaufen- durch die runde Form der einzelnen Teile ebenfalls ψ de Trennfuge der Verdichterbaueinheit ein rundes sehr begünstigt. Der erfindungsgemäße Radialtur-Drehteil darstellen, mit sehr kleinen Toleranzen und boverdichter kann somit vorteilhaft gut mit Schmiersehr genau ausgeführt werden, so daß sich die Ver- 25 mittel versehen werden, ohne daß das Fördermedium Wendung hydrostatischer Lager mit ihren bekannten hierdurch verunreinigt wird. Die Verwendung hydro-Vorteilen anbietet. statischer Lager setzt den Verschleiß herab und ver-

Erfindungsgemäß ist es weiterhin von Vorteil, einfacht die Wartung.

wenn ein Laufradgehäuse eine Schulter aufweist, Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmög-

welche die Kompressor-Laufradbaueinheit gegen ein 30 lichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich axiales Lösen in einer rückwärtigen Richtung vom aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang Getriebegehäuse sichert. Diese Schulter trägt in gün- mit den Zeichnungen. Es zeigt
stiger Weise zur Verkürzung der Montagezeiten F i g. 1 eine Seitenansicht eines vierstufigen Radial-

bei. turboverdichters gemäß der Erfindung,

Besonders zweckmäßig ist es gemäß der Erfindung 35 Fig. 2 den Schnitt der Verdichter-Laufrad-Baueinauch, wenn ein von der Außenseite der rückwärtigen heit in Verbindung mit dem zugeordneten Ge-Wand des Zentralgehäuses abstehender Führungsstift häuse,

in einem komplementären Loch des Flansches des F i g. 3 eine Einzelheit des Lagerblocks im Schnitt

Lagerblockes untergebracht ist. Dieser legt in vor- und

teilhafter Weise die spezielle Winkelstellung des 40 Fig. 4 die rechte Draufsicht der Fig. 3.
Lagerblockes in bezug auf das Zentralgehäuse und Der in den Zeichnungen dargestellte vierstufige

das Hauptzahnrad fest und sichert den Lagerblock Radialturboverdichter enthält unter anderem ein Gegegen eine relative Drehung. Die Montagezeiten wer- triebe-Zentralgehäuse 20, das als gemeinsamer und den auch hierdurch in vorteilhafter Weise verkürzt. direkter Träger für die zahlreichen Stufen dient, von

Des ferneren ist die Erfindung dadurch vorteilhaft 45 denen in den Figuren zwei mit A, B angedeutet sind, weiter ausgestaltet, daß das eine Lager in der einen Das Gehäuse 20 ist aus einem Paar von gegenüberlie-Bohrung der Gabel einen größeren Durchmesser auf- genden kreisrunden, tiefgezogenen Platten 23 und 24 weist als das andere, diesem gegenüberliegenden La- gebildet. Die rückwärtige Platte 23 besitzt einen in ger in der anderen Bohrung der Gabel und die Lager Umfangsrichtung verlaufenden Randflansch, der an einen Schiebesitz in den Bohrungen haben. Durch die 50 einem komplementären Flansch der vorderen Platte unterschiedliche Durchmessergröße der Lager, insbe- 24 starr und flüssigkeitsdicht angeschraubt ist. Ein in sondere dadurch, daß das bei ausgebauter Verdich- F i g. 2 dargestelltes großes Hauptzahnrad 27 ist in tereinheit am weitesten außenliegende Lager kleiner einer schmalen Kammer zwischen den Platten 23 und als das näher am Verdichtergehäuse angebrachte 24 angeordnet. In F i g. 2 ist lediglich ein mit dem Lager ausgebildet ist, kann nicht nur die Stabilität des 55 Hauptzahnrad 27 kämmendes Ritzel 46 gezeigt. Es Lagers bei gegebener Gabel durch Verkleinerung des versteht sich, daß die Zahl der Verdichterstufen, die Gewichtes des äußeren Lagers erreicht, sondern auch dem Hauptzahnrad zugeordnet werden, verändert Material bei der Herstellung der Lagereinheit einge- werden kann.

spart werden, während andererseits im Zentralge- Jede Verdichterstufe A oder B ist der anderen mit

häuse zumindest an einer Seite eine kleinere Bohrung 60 Ausnahme der Größe ähnlich. Jede Stufe ist in ähnlimit den damit verbundenen Vorteilen, wie z, B. ge- eher Weise mit einer Verdichter-Laufrad-Baueinheit ringere Schwächung des Gehäuses, erzielt wird. oder Lagereinheit versehen, die in ähnlicher Weise in

Durch den erfindungsgemäßen Radialturbover- dem Getriebe-Zentralgehäuse zwecks Zuordnung seidichter, bei dem mehrere kleinere Ritzel sternförmig nes Ritzels 46 zum Hauptzahnrad 27 befestigt ist. Die um ein großes Hauptantriebszahnrad angeordnet sind 65 zahlreichen Stufen sind regelmäßig um das Getriebe- und von diesem angetrieben werden, wird eine An- Zentralgehäuse herum versetzt, und zwar in einem lage mit austauschbaren Baueinheiten geschaffen, die solchen erwünschten Abstand zueinander, daß ihr jeweils für sich in sich vollständige Systeme sind. Gewicht auf das tragende Zentralgehäuse 20 günstig

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verteilt ist. Da die einzelnen Stufen des Verdichters det ist. Zur Verdeutlichung ist der Flansch 56 mit

von einander ähnlicher Konstruktion sind, wird nur dem Führungsstiftloch 57 gezeigt. In Draufsicht ist

eine der Stufen nachstehend im einzelnen beschrie- die Lage der einzelnen Teile in F i g. 4 verdeutlicht,

ben. wobei auch hier die Schmierölverteilungskanäle ohne

Das Ritzel 46 wird von einer Laufradwelle 47 der 5 Bezugszeichen gezeigt sind.

ersten Verdichterstufe A getragen. Die Laufradwelle Ein Turboverdichterlaufrad 87 ist gemäß Fig. 2 ist in einer Lagervorrichtung, die im Ausführungsbei- mit dem linken Ende der Laufradwelle 47 aus einem spiel als ein zylindrischer, stationärer, hydrostatischer Stück hergestellt. Das Laufrad ist außerhalb der Ge-Lagerblock 48 dargestellt ist, drehbar auf einer Achse triebegehäuseplatte 23 angeordnet. Es arbeitet in gelagert, die parallel zu derjenigen des Hauptzahnra- io einem Laufradgehäuse 88, das vermittels eines Rindes verläuft. Der Lagerblock ist an seinem Umfang ges von Schrauben 89 an der Außenseite der Getriezwischen seinen Enden gegabelt, um eine ringförmige begehäuseplatte 23 befestigt ist. Durch das Laufrad Gabelung 49 zu schaffen, in der das Ritzel 46 frei wird über das Einlaßrohr eines Kranzes 91, der das drehbar ist (F i g. 2). Dieses ragt aus der Gabel 49 ra- Laufradgehäuse abdeckt, angesaugte Luft über das dial so weit nach außen, daß es mit dem Hauptzahn- 15 Umfangs- oder Auslaßende des Laufrades in das Einrad 27 in Eingriff kommt. Auf der einen Seite der trittsgehäuse 124 verdichtet abgegeben.
Gabel 49 sitzt der Lagerblock 48 in einer Bohrung 52 Der Zweck einer mit nicht näher dargestellten Lamit verringertem Durchmesser und Schiebesitz für ein byrinthdichtungen versehenen Dichtungsanordnung Lager 51, und zwar in der vorderen Gehäuseplatte 97 besteht darin, Druckluft, die eventuell aus dem 24. Auf der gegenüberliegenden Seite der Gabel 49 be- 20 Laufradgehäuse um den normalerweise an der Rücksitzt der Lagerblock 48 ein zweites Lager 53 mit grö- seite des Laufrades vorhandenen Zwischenraum und ßerem Durchmesser. Dieses Lager 53 hat einen durch den Labyrinthkanal zu einem Zwischendich- ä Schiebesitz in der Bohrung 55 der rückwärtigen Ge- tungsraum entweicht, über den in Fig. 2 gezeigten ™ häuseplatte 23. Der Lagerblock enthält neben dem Kanal 115 abzulassen und zu entlüften. Die Dichgroßen Lager 53 einen radial verlaufenden kreisrun- 25 tungsanordnung 97 bewirkt ferner die Entlüftung den Flansch 56, dessen innere Seite auf der Außen- weiterer Dämpfe durch den Entlüftungskanal 117. seite der rückwärtigen Gehäuseplatte 23 aufliegt und Die Kanäle 115 und 117 sind axial hintereinander andemzufolge das Maß vorbestimmt, um das der Lager- geordnet.

block in die Bohrungen 52 und 55 eingeführt werden Es versteht sich, daß die oben beschriebenen zahlkann. Der Flansch 56 weist ein in F i g. 4 gezeigtes 30 reichen Teile, die auf der Laufradwelle befestigt sind, Führungsstiftloch 57 auf, das einen Führungsstift 58, eine Lagereinheit oder Verdichterbaueinheit bilden, der von der rückwärtigen Gehäuseplatte absteht, auf- die vermittels des Laufrades 87 am einen Ende der nimmt, und zwar als Mittel zur Festlegung der richti- Laufradwelle und vermittels der Mutter 59 am andegen Winkellage des Lagerblockes 48 relativ zum Zen- ren Ende zusammengehalten wird. Beim Zusammentralgehäuse 20. Der Führungsstift 58 legt in Zusam- 35 bau der Verdichter-Baueinheit wird die Ablenkdichmenarbeit mit dem Führungsstiftloch 57 den Lager- tungsplatte 98 zunächst mit einer nicht dargestellten block 48 so fest, daß das offene Ende seiner Gabel 49 federnden Laufbuchse versehen. Die Dichtungsanüber dem Umfang des Hauptzahnrades 27 liegt oder Ordnung 97 wird dann eingesetzt. Als nächstes werdies überspannt, so daß das Ritzel 46 in Eingriff mit den der Lagerblock 48 mit dem Ritzel 46, das in desletzterem kommt. Der Führungsstift 58 verändert fer- 40 sen Gabelung angeordnet ist, auf der Welle montiert, ner eine relative Drehung zwischen dem Lagerblock Der Flansch 56 des Lagerblockes 48 wird hierauf mit 48 und dem Zentralgehäuse 20. Eine auf dem verklei- der Ablenkdichtungsplatte verschraubt. Sodann wird nerten äußeren Ende der Gabel 49 auf die Laufrad- der Druckring 61 auf die Welle aufgesetzt. Die ge- g welle aufgeschraubte Mutter 59 hält einen hydrostati- samte Anordnung wird dann schließlich auf der f sehen Druckring 61 gegen eine Schulter 62 der Lauf- 45 Welle zwischen dem Laufrad am einen Ende und der radwelle. Der Ring 61 ist gegenüber der Stirnseite Mutter 59 gesichert, die abschließend auf dem entgedes ortsfesten Lagerblockes angeordnet. Wenn der gengesetzten Ende der Welle in Einstellage ge-Lagerblock in die Bohrungen 52 und 55 des Zentral- schraubt wird.

gehäuses eingesetzt ist, ragt die Mutter aus der vorde- Der Nabenring weist einen Schiebesatz auf den ren Platte 24 nach außen heraus. Eine an der Platte 50 Umfangen der Ablenkdichtungsplatte 98 und des 24 angeschraubte Kronenkappe 64 deckt die Mutter Flansches 56 des Lagerblockes auf. Ein radialer und das Drucklager schützend ab. Flansch 119 um das Ende des Nabenringes wird ver-Die Schmierölrohrverteilung ist bei dem dargestell- mittels eines Ringes von Schrauben 89 mit der ten Ausführungsbeispiel nicht näher beschrieben. Außenseite der rückwärtigen Gehäuseplatte 23 verEinzelheiten können den Zeichnungen entnommen 55 schraubt. Zusammenarbeitende Schultern 121 des werden. Insbesondere zeigt F i g. 3 die Ausbildung Nabenringes und der Ablenkdichtungsplatte 98 der hydrostatischen Lager in den Bohrungen des sichern die Verdichterlaufrad-Baueinheit gegen eine Lagerblocks 48, der in Form einer Gabel 49 ausgebil- axiale Bewegung vom Zentralgehäuse 20 fort.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

chen Wartungsarbeiten bedingen nachteilige Schwie- Patentansprüche: rigkeiten. Durch die horizontale Trennfuge besteht für Reparaturen die nachteilige Notwendigkeit, die

1. Mehrstufiger Radialturboverdichter, der gesamte obere Hälfte der Laufradgehäuse und des mehrere zueinander parallele, von einem gemein- 5 Getriebekastens abzunehmen. Selbst nach Öffnen der samen Zahnrad durch Ritzel angetriebene Wellen angeschweißten oder angenieteten Laufradgehäuse und darauf angeordnete Lauf räder aufweist, da- und Freilegung des Lagers von außen kann dieses durch gekennzeichnet, daß jede Ver- nicht ohne weiteres ersetzt werden, da hierzu Teile dichterstufe aus einer Verdichter-Baueinheit (46, des Getriebes selbst herausgenommen werden müs-47, 48, 87, 88, 91) besteht, wobei die Gehäuse- io sen. Eine Wartung der bekannten Anlage durch peteile (88, 91) dieser Einheit mit zur Welle (47) riodisches Ab- und Anbauen der Lager ist also mit senkrecht verlaufender Trennfuge aneinander lie- erheblichen Schwierigkeiten verbunden.

gen, und daß die Verdichter-Baueinheit in das Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be-

Zentralgehäuse (23,24) einsteckbar ist. steht deshalb darin, bei einem Verdichter der ein-

2. Radialturboverdichter nach Anspruch 1, da- 15 gangs genannten, bekannten Art die Wartung des Ladurch gekennzeichnet, daß die Lagerteile der gers, beispielsweise Austausch, durch bessere ZuVerdichter-Baueinheit einen Lagerblock (48) auf- gänglichkeit zu vereinfachen und erleichtern, ohne weisen, der in Form einer Gabel (49) ausgebildet daß dabei die Demontage einer weiteren Verdichterist und mit fluchtenden Bohrungen (52, 55) in der stufe und des Getriebes erforderlich ist.

Gabel mit je einem Lager (51, 53) versehen ist. 20 Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch

3. Radialturboverdichter nach Anspruch 1 oder gelöst, daß jede Verdichterstufe aus einer Verdichter-2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laufradge- baueinheit besteht, wobei die Gehäuseteile dieser häuse (88) eine Schulter (121) aufweist, die die Einheit mit zur Welle senkrecht verlaufender Trenn-Verdichter-Laufrad-Baueinheit gegen ein axiales fuge aneinanderliegen, und daß die Verdichterbau-Lösen in einer rückwärtigen Richtung vom Zen- 25 einheit in das Zentralgehäuse einsteckbar ist. Durch tralgehäuse (20) sichert. die vorteilhafte Einsteckbarkeit der Verdichterbau-

4. Radialturboverdichter nach einem der An- einheit können Reparaturen besonders leicht ausgesprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein führt werden. Das gegebenenfalls schadhafte Lager von der Außenseite der rückwärtigen Wand (23) wird mit der betreffenden Verdichterbaueinheit gedes Zentralgehäuses abstehender Führungsstift 30 meinsam aus dem Zentralgehäuse herausgezogen, (58) in einem komplementärem Loch (57) des nachdem nur wenige Schrauben vorher gelöst worden Flansches (56) des Lagerblockes (48) unterge- sind. Beim Lösen dieser Schrauben trennt sich die bracht ist. Verdichterbaueinheit automatisch in die Teile des

5. Radialturboverdichter nach einem oder meh- Kompressorgehäuses und die der Lagereinheit, die in reren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- 35 der Regel meist zuerst durch Verschleiß beschädigt zeichnet, daß das eine Lager (53) in der einen sind und ausgewechselt werden müssen. Lediglich die Bohrung (55) der Gabel (49) einen größeren Lagereinheit muß vorrätig sein, wozu kein allzu gro-Durchmesser aufweist als das andere, diesem ge- ßer Raum notwendig ist. Es wird eine neue Lagereingenüberliegende Lager (51) in der anderen Boh- heit an die Gehäuseteile angeschraubt und wieder in rung (52) der Gabel und die Lager (51, 53) einen 40 das Zentralgehäuse eingesteckt. In kürzester Zeit Schiebesitz in den Bohrungen (52,55) haben. kann der mehrstufige Radialturboverdichter weiterarbeiten, während dann die Schäden an dem inzwischen ausgewechselten Lager untersucht und beho-

ben werden.

45 Ein erheblicher Vorteil bei dem Turboverdichter gemäß der Erfindung besteht in der zur Antriebswelle senkrecht verlaufenden Trennfuge. Durch ihren senk-

Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen Radial- rechten Verlauf ist es möglich, sämtliche Teile, d. h. turboverdichter, der mehrere zueinander parallele, die der Verdichtergehäuse und des Lagers, vermittels von einem gemeinsamen Zahnrad durch Ritzel ange- 50 Drehen herzustellen. Durch diese Dreharbeiten sind triebene Wellen und darauf angeordnete Laufräder besonders genaue Arbeiten ermöglicht, und insbesonaufweist. dere die Teile der Lagereinheit können mit geringsten

Bekannt ist ein mehrstufiger Radialturboverdich- Spalten ausgeführt werden. Hierdurch können Spaltter, dessen Antrieb von einem zentral in dem Ver- Verluste auf ein Minimum herabgesetzt werden. Die dichter angeordneten Zahnrad mit an dessen Umfang 55 Aufteilung der Verdichterbaueinheit entlang der zur angeordneten Ritzern erfolgt, die alle in einem ge- Welle senkrecht verlaufenden Trennfuge gestattet someinsamen Getriebekasten angeordnet sind, Wäh- gar die Verwendung ungeteilter hydrostatischer Larend das Hauptzahnrad von einem Motor über eine ger zur Lagerung des Laufrades. Hierdurch wird der zentral angeordnete Hauptwelle angetrieben wird, Wirkungsgrad der Lagerung in vorteilhafter Weise stehen die am Umfang des Zahnrades befindlichen 60. gesteigert.

Ritzel in Verbindung mit je zwei Laufrädern. Jedes Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Turboverdich-

Laufrad läuft in einem ihm zugeordneten getrennten ters besteht auch in der Erweiterung seiner Anwen-Laufradgehäuse. Je zwei Laufräder mit Gehäuse be- dungsmöglichkeiten, nämlich seiner Verwendung finden sich auf je einer Seite des Antriebszahnrades, auch bei kleineren Fördermengen. Dies ist bisher in in dessen Achsrichtung gesehen und hinter dem Ge- 65 der Regel daran gescheitert, daß bei kleinen Fördertriebekasten, mengen mit relativ hohen Drücken, z.B. 6 oder

Die notwendigerweise auch bei dieser bekannten 7 Bar, die Spaltverluste in den in der Welle verlaufen-Vorrichtung in gewissen Zeitabständen erfordern- den Trennfugen der Gehäuse so groß sind, daß kein