DE1908005A1

DE1908005A1 - Mehrstufen-Kegelradgetriebe-Verdichter

Info

Publication number: DE1908005A1
Application number: DE19691908005
Authority: DE
Inventors: Perkavec Marko A
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1969-02-18
Filing date: 1969-02-18
Publication date: 1970-09-03
Also published as: DE1908005C3; CH505297A; DE1908005B2

Description

DEMAG Aktiengesellschaft 12. 2. I969

Wolfgang-Reuter-Platz

Mehrstufen-Kegelradgetriebe-Verdichter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Radial-Verdichter mit mindestens zwei Verdichterstufen, bei dem die Wellen der Laufräder durch miteinander im Zahneingriff befindliche Getrieberäder angetrieben werden.

Es ist ein Radial-Verdichter mit mindestens vier hintereinandergeschalteten Verdichterstufen bekannt, dessen zwei oder mehrere parallele Wellen mit je zwei Laufrädern mit verschiedener Drehzahl laufen; der Antrieb dieser Wellen erfolgt von einem gemeinsamen Zahnrad durch mit diesem Zahnrad kämmende Ritzel.

Die Lagerung der Ritzel zusammen mit der des Zahnrades ist in einem Getriebegehäuse untergebracht. Die Laufräder jeder Welle sind fliegend gelagert und laufen in je einem Einzelgehäuse, das seitlich am Getriebegehäuse befestigt ist *K

Wegen des von Stufe zu Stufe steigenden Druckes werden die Durchflußvolumina und damit auch die Laufraddurchmesser kleiner. Unterschiedliche Stufendrehzahlen sind daher von Vorteil, da die einzelnen Laufräder dann bei etwa gleicher Umfangsgeschwindigkeit unter optimalen Bedingungen laufen können.

Die bekannte Ausführung des GetriebeVerdichters erlaubt nicht, daß die Laufräder der einzelnen Verdichterstufen Je sondern nur paarweise mit unterschiedlicher Drehzahl laufen können.

Deutsche Patentschrift 974 4l8 009836/07 6 7

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Bei der bekannten Ausführung Ist ferner die Antriebsdrehzahl wegen der höchstzulässigen Teilkreisgeschwindigkeit der AntriebsZahnräder und wegen des durch die Laufradeinzelgehäuse gegebenen Mindestachsabstandes begrenzt.

Ziel der Erfindung ist es, einen Getriebeverdichter zu schaffen, bei dem diese Einschränkungen möglichst weitgehend ausgeschlossen sind, nämlich daß

1) die Drehzahl der einzelnen Verdichterstufen wie auch

2) die Antriebsdrehzahl unterschiedlich wählbar und darüberhinaus

3) das Baukastenprinzip anwendbar ist.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die einzelnen Verdichterlaufräder, und zwar mindestens jeweils zwei, von einer gemeinsamen Antriebswelle über Kegelräder angetrieben werden.

Wahlweise ist je ein Laufrad einem Kegelrad oder sind je zwei Laufräder einem Kegelrad über entsprechende Wellen zugeordnet.

Es sind also zwei Prinziplösungen möglich, entweder

a) zwei Wellen mit je einem Laufrad oder

b) eine gemeinsame Welle für je zwei Laufräder.

Bei einem zweistufigen Radial-Verdichter wird ein Kegelradgetriebe an eine Antriebsmaschine angeschlossen, das die Leistung auf die Wellen der fliegend angeordneten Radial-Laufräder überträgt.

Bei einem vierstufigen Radial-Verdichter sind analog zwei Kegelradgetriebe und bei einem sechsstufigen Radialverdichter sind analog drei Kegelradgetriebe vorgesehen.

Es Ist auch die doppelte Anzahl von Kegelradgetrieben möglich; dadurch wird jedes Laufrad einzeln von einem Kegelradgetriebe angetrieben.

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Die Antriebswelle kann des weiteren auch noch zum direkten Antrieb einer oder mehrerer weiterer Verdichterstufen benutzt werden. Durch geeignete Wahl der Kegelgetrieberäder kann für jede Welle unabhängig voneinander eine beliebige Drehzahl gewählt werden.

Als Folge der unterschiedlich wählbaren Drehzahl der einzelnen Verdichterstufen kann der Kupplungswirkungsgrad verbessert werden. Als Folge der unterschiedlich wählbaren Antriebsdrehzahl ist der Turbinenantrieb in optimaler Welse möglich.

Bei der Ausführung nach dem Baukastenprinzip werden ein oder mehrere Baukästen mit je zwei Verdichterstufen und gegebenenfalls als Abschlußteil ein Baukasten mit drei oder mehr Verdichterstufen anelnandergesetzt, wobei ein oder mehrere Laufräder von der Antriebswelle direkt angetrieben werden können.

Möglich ist auch die Kombination der vorgeschilderten Baukästen mit einem Baukasten, in dem alle oder nur ein Teil der Laufräder auf der Antriebswelle angeordnet sind.

Baukästen aller Ausführungen können entweder nur aus der Getriebeeinheit bestehen oder aber auch die Einzelgehäuse für die Verdichterstufen in sich einschließen.

An dem vorgesehenen Getriebegehäuse sind - wie an sich bekannt - die erforderlichen Einzelstufengehäuse angeflanscht oder aber mit dem Getriebegehäuse in einem Teil ausgeführt.

Durch die Anwendung des Baukastenprinzips ist die Möglichkeit gegeben, kleinere Bauvolumina der Verdichter und eine billigere Fertigung zu erreichen.

0 09836/0767 original

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Die bei bekannten Mehrstufengetriebeverdichtern durch den vorgesehenen axialen Einlauf vorhandenen Vorteile werden in gleicher Weise für alle Stufen des Verdichters nach der Erfindung beibehalten.

Darüberhinaus ist bei der nun möglichen Wahl beliebiger Antriebsdrehzahlen auch der Turbinenantrieb in jedem Durchflußmengenbereich möglich.

Des weiteren ist es möglich, alle Verdichterstufen oder einen Teil derselben hintereinander oder parallel zu schalten und zwischen allen oder einem Teil der Verdichterstufen zwischenzukühlen.

Ausführungsbeispiele des Verdichters nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen dreistufigen Kegelradgetriebe-Verdichter in der Ausführung mit unterschiedlicher, beschränkt wählbarer Drehzahl für jedes Laufrad,

Fig. 2 einen dreistufigen Kegelradgetriebe-Verdichter in der Ausführung mit unterschiedlicher, wählbarer Drehzahl für zwei Laufräder gemeinsam und für das weitere Laufrad,

Fig. 3 einen vierstufigen Kegelradgetriebe-Verdichter in der Ausführung mit unterschiedlicher, beschränkt wählbarer Drehzahl für jedes Laufrad,

Fig. 4 einen vierstufigen Kegelradgetriebe-Verdichter in der Ausführung mit unterschiedlicher, wählbarer Drehzahl für je zwei Laufräder gemeinsam,

Fig. 5 die Anordnung eines vor den Getriebeverdichterstufen angeordneten Antriebs,

Fig. 6 die Anordnung eines zwischen den Getriebeverdichterstufen angeordneten Antriebs,

Fig. 7 einen dreistufigen Kegelradgetriebe-Verdichter in einer abgewandelten Ausführung mit unterschiedlicher, wählbarer Drehzahl für jedes

Laufrad.

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Der Mehrstufen-Kegelradgetriebe-Verdichter nach Pig. I besteht im wesentlichen aus dem (strichpunktiert dargestellten) Gehäuse 1, der Antriebswelle 2 mit Antriebskupplung 3 und den entsprechenden Lagerungen ¹J, 12, dem Kegeltellerrad 5 bzw. 5¹» den Kegelrädern 6, 6^f, den Wellen 7, 8 mit dazugehöriger Lagerung 10, 11 und den an das Gehäuse angeschlossenen Spiralgehäusen 13, 14 bzw. 15 mit den Radiallaufrädern 16, 17 bzw. 18.

In Figur 1 ist ein dreistufiger Kegelradgetriebe-Verdichter dargestellt, bei dem die erforderliche Antriebsleistung auf das Laufrad 16 vom ( nicht dargestellten) Antrieb über die Antriebswelle 2, dem Verteilerkegeltellerrad 5> dem Kegelrad 6 und der dazugehörenden Welle übertragen wird.

Vom Verteilerkegeltellerrad 5 wird über das Kegelrad 6' und der dazugehörenden Welle 8 auch die erforderliche Antriebsleistung auf das Laufrad 17 übertragen. Direkt an die Antriebswelle 2 ist das Laufrad 18 angeschlossen.

In Figur 2 ist eine abgewandelte Ausführung eines dreistufigen Kegelradgetriebe-Verdichters dargestellt. Die beiden Laufräder 16, 17 der ersten und zweiten Stufe werden mit der gleichen Drehzahl angetrieben, da sie an eine gemeinsame Getriebeabtriebswelle 7 und ein gemeinsames Kegelrad 6 angeschlossen sind. Das Laufrad 18 1st an die Welle 9 des zweiten vorgesehenen Kegeltellerrades 5¹ angeschlossen und wird ebenso wie die Laufräder 16, 17 indirekt angetrieben.

Sinngemäß wie die Ausführung nach Figur 1 und 2 ist auch die Ausführung für einen vierstufigen Kegelradgetriebe-Verdichter vorzusehen.

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Die Figuren 3 und 4 zeigen Ausführungen, bei denen lediglich die Verdoppelung d'er Kegelradgetriebe wie nach Figur 1 und 2 vorgesehen ist. Es sind dann zusätzlich die weiteren Kupplungen 19 und die Welle 9 erforderlich. Die übrigen Bezugszeichen gelten entsprechend.

Sinngemäß ist auch die Vervielfachung der Kegelradgetriebe und der dann erforderlichen Verbindungselemente möglich; angedeutet ist dies durch gestrichelte Linien.

In Figur 5 ist eine Anordnung dargestellt, nach der die Antriebsmaschine 20, z.B. ein Elektromotor oder eine Turbine, mit ihrer Welle axial zur Antriebswelle eines oder mehrerer aneinanderangeschlossener Kegelradgetriebe 21, 22 ... vor diesen Getrieben angeordnet 1st.

In Figur 6 ist die Anordnung der Antriebsmaschine zu den vorhandenen Kegelradgetrieben 21, 22 ... geändert, und zwar befindet sich die Antriebsmaschine nunmehr zwischen den vorhandenen Kegelradgetrieben.

In Figur 7 ist ein dreistufiger Kegelradgetriebe-Verdichter dargestellt, bei dem das Laufrad 16 vom Kegeltellerrad 5 über Kegelrad 6 und Welle 7 angetrieben wird; das Laufrad 17 wird vom Kegelrad 5* über das Kegelrad 6' und die Welle .8 angetrieben. Das Laufrad wird von der Antriebswelle 2 direkt angetrieben. Es können ohne weiteres mehrere (nicht dargestellte) Laufräder direkt angetrieben werden, wobei diese Laufräder auf derselben Antriebswelle oder einer zusätzlichen Welle angeordnet sein können.

Diese Ausführung ist in Kombination mit allen vorgenannten Ausführungen ebenfalls möglich.

Alle drei vorhandenen Laufräder können durch diese gewählte Anordnung je für sich mit unterschiedlich wählbarer Drehzahl angetrieben werden.

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Es sind ebenfalls die Kombinationen der genannten Ausführungen nach Figur 1 bis 7 möglich.

Nach den erwähnten Ausführungs- und Anordnungsmöglichkeiten sind mehrstufige Getriebeverdichter zu bauen, die für Elektromotor- oder Turbinenantrieb geeignet sind und durch optimale Einzelstufenauslegung einen verhältnismäßig hohen Wirkungsgrad an der Kupplung aufweisen und bei denen Pördermengen und Druckverhältnisse in einem verhältnismäßig großen Bereich möglich sind.

Wegen der vorgesehenen Ausführung mit Kegelradantrieb ist die Drehzahl entweder jedes Laufrades für sich oder zweier Laufräder gemeinsam unterschiedlich wählbar. Durch die gewählte Kegelradgetriebebauart ist die Größe des Verdichters in Bezug auf die Bauhöhe und die Baubreite kleiner als die bekannte Ausführung eines vergleichbaren Getriebeverdichters.

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Claims

DEMAG Aktiengesellschaft # 12. 2. I969

hi iJuisDurg _{232O Dn/}

9 _{3 Dn/Me}

Wolfgang-Reuter-Platz

Patentansprüche

Radialverdichter mit mindestens zwei Verdichterstufen, dessen von einem, an eine Antriebswelle angeschlossenen Getrieberad einer Getriebepaarung mit dazugehörend gelagerten Wellen angetriebene Laufräder zum Getriebe fliegend angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Laufräder (l6, 17 ·.·) an ein oder mehrere hintereinandergeschaltete Kegelradgetriebe (21, 22 ,,,) angeschlossen sind, wobei wahlweise je ein oder je zwei Laufräder einem Kegelrad (6, 6¹) über eine entsprechende Welle (7» 8) zugeordnet sind.
2. Radialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß zusätzlich ein oder mehrere Laufräder von der Antriebswelle direkt angetrieben werden.
3. Radialverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Gehäuse der Kegelradgetriebe (21, 22 ...) nach Art von Baukastenelementen ausgebildet und nach dem Baukastenprinzip zusammengesetzt sind und daß die Laufradeinzelgehäuse, wie an sich bekannt, angeflanscht sind.
4. Radialverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß nur ein Gehäuse für alle An- und Abtriebswellen, Kegelräder und -tellerräder sowie Lagerungen vorgesehen ist.

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5. Radialverdichter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Getriebegehäuse die Laufradeinzelgehäuse in sich einschließt.
6. Radialverdichter nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der Antrieb (20) vor oder zwischen den Kegelradgetrieben (21, 22'...) angeordnet ist.
7. Radialverdichter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Antrieb (20) insbesondere ein Turbinenantrieb ist.
8. Radialverdichter nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß alle Verdichterstufen oder ein Teil der Verdichterstufen hintereinander-oder parallelgeschaltet sind und daß zwischen allen oder einem Teil der Verdichterstufen zwischengekühlt wird.
9. Radialverdichter nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebswelle zusätzlich eine weitere Welle mit auf ihr angeordneten Laufrädern direkt antreibt.

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