DE19812819B4 - Screw compressor with mechanical seal shaft seal - Google Patents

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Abstract

Schraubenverdichter mit mechanischer Gleitringwellenabdichtung, der Verdichter wird von einem außerhalb angeordneten Elektromotor angetrieben, das Antriebswellenende des Verdichters wird von der Gleitringwellenabdichtung umfaßt, die den Innenraum des Verdichters zur Atmosphäre hin abdichtet, zum Zwecke der hydraulischen Abdichtung, der Kühlung und der Schmierung werden dem Verdichter beachtliche Mengen Öl eingespritzt, die gemeinsam mit dem Arbeitsmedium zu einem Ölabscheider gefördert werden, das Öl wird in einen Raum geführt, in dem sich die Gleitringwellenabdichtung befindet und somit wird das Öl an die Gleitflächen der Dichtung herangeführt, gekennzeichnet dadurch, daß Mittel angeordnet sind, die aus dem radial innersten Bereich des Gleitringdichtungsraumes eine zusätzliche Ableitung von Medium aus dem Gleitringdichtungsraum vornehmen, dazu ist vorzugsweise bei einer Verdichterausführung mit einem berührungslos zur Gehäusewandung abdichtenden rotierenden Kolbenelement am radial innersten Punkt dieses Kolbenelementes eine zusätzliche Ausnehmung vorhanden, die eine Verbindung mit einer Stelle niedrigeren Druckes im Verdichter hat.Mechanical seal ring shaft seal screw compressor, the compressor is driven by an outboard electric motor, the drive shaft end of the compressor is comprised of the seal ring shaft seal which seals the interior of the compressor to the atmosphere, for the purpose of hydraulic sealing, cooling and lubrication the compressor is considerable Injected amounts of oil, which are conveyed together with the working fluid to an oil separator, the oil is guided into a space in which the Gleitringwellenabdichtung is and thus the oil is brought to the sliding surfaces of the seal, characterized in that means are arranged, the from the radially innermost region of the mechanical seal chamber make an additional discharge of medium from the Gleitringdichtungsraum, this is preferably in a compressor design with a non-contact to the housing wall sealing rotating Kolbenelem ent at the radially innermost point of this piston element an additional recess exists, which has a connection to a point of lower pressure in the compressor.

Description

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung betrifft, einen Schraubenverdichter, der von einem außerhalb des Verdichters angeordneten Elektromotor angetrieben wird.The invention relates to a screw compressor which is driven by an electric motor arranged outside the compressor.

Stand der TechnikState of the art

In bekannten Schraubenverdichtern werden zum Zwecke der hydraulischen Abdichtung, der Kühlung und der Schmierung beachtliche Mengen Öl eingespritzt, die gemeinsam mit dem Arbeitsmedium zu einem Ölabscheider gefördert werden, so dass das Öl in einem Ölsumpf im Ölabscheider unter einem Druck steht, der nahe dem Verdichtungsenddruck liegt.In known screw compressors considerable amounts of oil are injected for the purpose of hydraulic sealing, cooling and lubrication, which are conveyed together with the working fluid to an oil separator, so that the oil is in an oil sump in the oil separator under a pressure which is close to the discharge pressure ,

Das Öl strömt von diesem Ölreservat zu den Anschlussöffnungen am Verdichtergehäuse durch die Druckdifferenz zwischen diesen beiden Verbindungsstellen.The oil flows from this oil reservoir to the connection openings on the compressor housing by the pressure difference between these two connection points.

Eine andere Ausführung zeigt eine zusätzliche Anordnung einer Ölpumpe, die die Druckdifferenz zwischen Ölreservat und Verbindungsstellen am Verdichter vergrößert.Another embodiment shows an additional arrangement of an oil pump, which increases the pressure difference between the oil reservoir and connection points on the compressor.

Zwischen Ölreservat und Verdichter können Ölkühler, Ölfilter, Absperrarmaturen angeordnet sein. Das Antriebswellenende des Schraubenverdichters wird durch eine Gleitringwellenabdichtung umfasst, die den Innenraum des Verdichters zur Atmosphäre hin abdichtet. Der Raum der Gleitringwellenabdichtung ist über eine Dichtstelle, die berührungslos oder mit Kontakt ausgeführt sein kann oder durch Gleitlager von Bereichen niedrigen Druckes des Verdichters getrennt, so dass der Gleitringdichtungsraum unter einem höheren Druck als dem Ansaugdruck des Verdichters steht.Between oil reservoir and compressor oil cooler, oil filter, shut-off valves can be arranged. The drive shaft end of the screw compressor is comprised of a seal ring shaft seal which seals the interior of the compressor to the atmosphere. The space of the seal ring seal is via a sealing point, which may be non-contact or made with contact or separated by plain bearings of low pressure areas of the compressor, so that the mechanical seal chamber is at a higher pressure than the suction pressure of the compressor.

Nach der Kritik am Stand der Technik ist zu erkennen und nicht auszuschließen, dass mit dem zugeführten Öl Fremdgase oder im Öl gelöste Kältemittelanteile mitgeführt werden.After the criticism of the prior art can be seen and not ruled out that with the supplied oil foreign gases or dissolved in the oil refrigerant components are carried.

Im Öl gelöste Kältemittelanteile können bei Druckabsenkungen und/oder Temperaturerhöhungen in den dampfförmigen Zustand wechseln. Infolge der Rotation von Teilen der Dichtung werden Gas- und Flüssigkeitsanteile im Dichtungsraum getrennt, so dass die Wärmeabfuhr von den Gleitflächen der Dichtung nicht in ausreichendem Maße gewährleistet ist.Refrigerant components dissolved in the oil can change to the vapor state in the event of pressure drops and / or temperature increases. As a result of the rotation of parts of the seal gas and liquid fractions are separated in the seal chamber, so that the heat dissipation from the sliding surfaces of the seal is not guaranteed to a sufficient extent.

DE 697 16 030 T2 beschreibt eine Dichtung, in deren Dichtflächen Kanäle im feststehenden und im sich drehenden Dichtring so angeordnet sind, dass eine definierte Leckage durch die Dichtung zwecks Ausspülung von Abrieb erreicht wird. DE 697 16 030 T2 describes a seal in whose sealing surfaces channels in the fixed and in the rotating sealing ring are arranged so that a defined leakage through the seal for the purpose of rinsing of abrasion is achieved.

Nachteilig ist die unerwünschte Leckage durch die Kanäle, die zu Ölverlust an der Dichtung führt.A disadvantage is the undesirable leakage through the channels, which leads to oil loss at the seal.

EP 884 478 A1 bezieht sich auf ein Schmier- und Sperrsystem für Kältemittelverdichter. Gemäß dieser Erfindung wird Schmieröl für Gleitringwellenabdichtung durch eine externe Schmierölpumpe aus einem separaten Ölreservoir im Sumpfbereich entnommen, nachdem sich Gas oder Kältemitteldampf infolge Schwerkraft vom Öl getrennt haben. Nachteilig ist der zusätzliche apparative Aufwand, der kostenintensiv ist. Die erforderliche zusätzliche separate Schmierölpumpe muss in Wartungspläne einbezogen werden. Zum sicheren Betrieb ist ein Niveauwächter am Ölreservoir erforderlich, der in ein Regelkonzept eingebunden ist. Das macht die technische Lösung aufwändig. EP 884 478 A1 refers to a lubrication and locking system for refrigerant compressors. According to this invention, lubricating oil for mechanical seal is extracted by an external lubricating oil pump from a separate oil reservoir in the sump region after gas or refrigerant vapor has separated from the oil due to gravity. A disadvantage is the additional equipment expense, which is costly. The required additional separate lubricating oil pump must be included in maintenance plans. For safe operation, a level monitor on the oil reservoir is required, which is integrated in a control concept. That makes the technical solution expensive.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kühlung der Dichtflächen zu verbessern, thermische Überlastungen der Dichtung zu vermeiden und die Lebensdauer der Dichtung zu verlängern.The object of the invention is to improve the cooling of the sealing surfaces, to avoid thermal overloading of the seal and to extend the life of the seal.

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Die Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter bei dem Öl, in dem auch beachtliche Mengen Kältemittel gelöst sein können, in den Raum geführt wird, in dem sich die Gleitringwellenabdichtung befindet und somit das Öl an die Gleitflächen der Dichtung heranzuführen und die Dampfblasen aus dem Dichtungsraum abzuführen.The invention relates to a screw compressor in the oil, in which considerable amounts of refrigerant can be solved, is guided into the space in which the Gleitringwellenabdichtung is and thus bring the oil to the sliding surfaces of the seal and remove the vapor bubbles from the seal chamber.

Nach den Merkmalen der Erfindung sind Mittel vorhanden, die aus dem radial innersten Bereich des Gleitringdichtungsraumes eine zusätzliche Ableitung von Medien aus dem Gleitringdichtungsraum erlauben, dazu ist vorzugsweise bei einer Verdichterausführung mit einem berührungslos zur Gehäusewandung abdichtenden rotierenden Kolbenelement am radial innersten Punkt dieses Kolbenelementes eine zusätzliche Ausnehmung vorhanden. Diese Ausnehmung hat Verbindung mit einer Stelle niedrigeren Druckes im Verdichter, so dass Dampfblasen aus dem radial innersten Bereich des Dichtungsraumes ständig abgeführt werden. Vorteilhaft ist, dass auf Grund der Rotation des in den Gleitringdichtungsraum geführten Öles sich leichtere Bestandteile, wie zum Beispiel Fremdgase oder Kältemitteldampf an den radial innersten Teilen des Dichtungsraumes sammeln und abgeführt werden können.According to the features of the invention, means are provided which allow an additional discharge of media from the Gleitringdichtungsraum from the radially innermost portion of the mechanical seal, this is preferably in a compressor design with a non-contact to the housing sealing rotating piston element at the radially innermost point of this piston element an additional recess available. This recess has a connection with a point of lower pressure in the compressor, so that vapor bubbles are continuously removed from the radially innermost region of the seal chamber. It is advantageous that, owing to the rotation of the oil guided into the mechanical seal space, lighter constituents, such as, for example, foreign gases or refrigerant vapor, can collect and be removed at the radially innermost parts of the seal chamber.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung umfasst eine zusätzliche Ableitung von Medium durch Anordnung einer zusätzlichen Ausnehmung am radial innersten Punkt des Kolbenelementes, welches rotiert und berührungslos zur Gehäusewandung abdichtet. Die zusätzliche Ausnehmung hat Verbindung mit einer Stelle niedrigeren Druckes im Verdichter.The invention comprises an additional discharge of medium by arranging an additional recess at the radially innermost point of the piston element, which rotates and seals non-contact to the housing wall. The additional recess communicates with a location of lower pressure in the compressor.

Claims (1)

Schraubenverdichter mit mechanischer Gleitringwellenabdichtung, der Verdichter wird von einem außerhalb angeordneten Elektromotor angetrieben, das Antriebswellenende des Verdichters wird von der Gleitringwellenabdichtung umfaßt, die den Innenraum des Verdichters zur Atmosphäre hin abdichtet, zum Zwecke der hydraulischen Abdichtung, der Kühlung und der Schmierung werden dem Verdichter beachtliche Mengen Öl eingespritzt, die gemeinsam mit dem Arbeitsmedium zu einem Ölabscheider gefördert werden, das Öl wird in einen Raum geführt, in dem sich die Gleitringwellenabdichtung befindet und somit wird das Öl an die Gleitflächen der Dichtung herangeführt, gekennzeichnet dadurch, daß Mittel angeordnet sind, die aus dem radial innersten Bereich des Gleitringdichtungsraumes eine zusätzliche Ableitung von Medium aus dem Gleitringdichtungsraum vornehmen, dazu ist vorzugsweise bei einer Verdichterausführung mit einem berührungslos zur Gehäusewandung abdichtenden rotierenden Kolbenelement am radial innersten Punkt dieses Kolbenelementes eine zusätzliche Ausnehmung vorhanden, die eine Verbindung mit einer Stelle niedrigeren Druckes im Verdichter hat.Mechanical seal ring shaft seal screw compressor, the compressor is driven by an outboard electric motor, the drive shaft end of the compressor is comprised of the seal ring shaft seal which seals the interior of the compressor to the atmosphere, for the purpose of hydraulic sealing, cooling and lubrication the compressor is considerable Injected amounts of oil, which are conveyed together with the working fluid to an oil separator, the oil is guided into a space in which the Gleitringwellenabdichtung is and thus the oil is brought to the sliding surfaces of the seal, characterized in that means are arranged, the From the radially innermost region of the mechanical seal chamber make an additional discharge of medium from the mechanical seal, this is preferably in a compressor design with a non-contact to the housing wall sealing rotating Kolbenelem ent at the radially innermost point of this piston element an additional recess exists, which has a connection to a point of lower pressure in the compressor.
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