DE2542336A1 - Mehrstufenkreiselverdichter - Google Patents

Description

MEHHSTUi¹ENKEEISELVEEDICHTER

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Verdichterbaus, insbesondere auf Mehrstufenkreiselverdichter.

Unter Mehrstufenkreiselverdichtern werden Maschinen verstanden, die zwei oder mehr Laufräder besitzen, die auf einer gemeinsamen Welle angebracht sind, welche sich in einem einheitlichen Gehäuse befindet·

Die Mehrstufenkreiselverdichter werden in all jenen Fällen verwendet, wenn der erforderliche Druck in einer Stufe nicht erzeugt werden kann oder dies in einer Reihe von Fällen sich infolge der geringeren Wirtschaftlichkeit der Einstufenmaschinen im Vergleich zu den Mehrstufenmaschinen als unzweckmäßig erweist.

Als Beispiel der Anwendung der vorgeschlagenen Konstruktion des Kreiselverdichters kann dessen Einsatz zum Verdichten von Luft und verschiedenen Gasen in Betrieben der chemischen,

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der erdölchemischen, der Gasindustrie, darunter zum Fördern von Gas in den Gasfernleitungen sowie zum Verdichten von Kältemr-itteldämpfen innerhalb größerer Kälteanlagen, insbesondere Großanlagen zur Luftklimatisierung in der Industrie und zur Komfortklimatisierung in öffentlichen Bauten angeführt werden.

Ein weiteres mögliches Anwendungsgebiet der vorgeschlagenen Konstruktion des Kreiselverdichters ist deren Verwendung zur Schaffung von Mehrstufenkreiselpumpen, die viele konstruktive Elemente aufweisen, die denen der Kreiselverdichter ähnlich sind.

Diese Pumpen werden zum Fördern von verschiedenen Flüssigkeiten - Wasser, Säuren, Alkalien, Erdölprodukten - verwendet.

Gegenwärtig sind drei hauptsächliche grundsätzlich verschiedene Konstruktionstypen der Mehrstufenkreise!verdichter bekannt·

Am meisten verbreitet sind Konstruktionen mit horizontaler Teilebene des Gehäuses und horizontaler Teilebene an jeder der Scheiben im Innern des Gehäuses, die den Strömungsteil des Ständers eines Mehrstufenkreiselverdichters bilden. Die Labyrinü dichtungen, die in den Scheiben der Verdichter dieser Konstruktion angebracht werden, besitzen ebenfalls eine horizontale Teilebene. Der Läufer stellt eine Welle mit den auf ihr angebrachten Laufrädern einzelner Stufen dar. Der Läufer ist bei dieser Konstruktion auf Lagern angeordnet, die sich in der unteren Gehäusehälfte befinden. Beim Zusammenbau des Verdichters wird dessen untere Hälfte mit der oberen Gehäusehälfte samt Scheiben

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bedeckt, die sich im Gehäuse befinden. Die beiden Gehäusehälften werden an der Stoßfuge mit Bolzen zusammengespannt. Die" Abdichtung der Stoßfuge erfolgt entweder durch eine Zwischenlage, die zwischen den Flanschen der oberen und der unteren Hälften des erwähnten Gehäuses festgespannt wird, oder durch hermetisierende Pasten, die auf die Elanschenebene in der horizontalen Teilebene aufgetragen werden, oder aber durch hohe Bearbeitungsgüte der Teilebene (beispielsweise durch Schaben) ohne Zuhilfenahme von lieri.e isicrercen Zwischen lagen bzw. Pasten. Diese letztere Abdichtungsart findet vorwiegend in der Verdichtern zum Komprimieren von Luft, nichttoxischen und nichtbrennbaren Gasen niedrigen Preises Verwendung.

Diese Bauart des Verdichters ist für niedrige und mittlere

Druckhöhen (bis 40 kp/cm ) im Gehäuse des Verdichters am meisten verbreitet und besitzt einen erhöhten Stahlbedarf, der durch Vorhandensein schwerer starrer Plansche zur Bolzenverbindung der horizontalen Teilebene des Verdichtergehäuses bedingt ist. Außerdem ist der Verdichter dieses Typs gekennzeichnet durch:

komplizierte Gewährleistung des Zusammenfallens der Teilebe ne des Gehäuses, der Scheiben und Labyrinthdichtungen, die in den .Scheiben angebracht werden j

- Verteuerung der Montagearbeiten wegen der komplizierten Ausführung der Abdichtungsoperation an den Stoßfugen der horizontalen Teilebene in den Scheiben und Labyrinthdichtungen}

- Verteuerung der Herstellung von Scheiben und Labyrinthenj die eine horizontale Teilebene besitzenj

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°*'G'NAL INSPECTED

- mögliche Verwerfung des Gehäuses, der Scheiben und Labyrinthdichtungen wegen der bei ihnen vorhandenen Teilebene, d.h. infolge der nicht geschlossenen Form dieser Teile, die halbringförmig ausgebildet sind, hervorgerufen durch Wärmedeformationen, die während der Arbeit des Verdichters auftreten;

- verringerter Wirkungsgrad infolge der Gasüberströmungen zwischen den Verdichterstufen infolge nicht qualitätsgerechter Abdichtung der horizontalen Teilebene oder möglicher Verwerfung.

Bekannt ist ferner ein Mehrstufenkreiselverdichter mit einem Gehäuse ohne horizontale Teilebene (der sogenannte •'Barrel¹¹ typ). Im Innern des Verdichtergehäuses ist ein Ständer angeordnet, der aus einem Paket von miteinander starr verbundenen Scheiben besteht. Diese besitzen eine horizontale Teilebene. Der Läufer, der eine Welle mit auf ihr angebrachten Laufrädern darstellt, ist- auf Lagern angeordnet, die sich im Gehäuse oder im Innern des Ständers befinden. In der unteren und oberen Ständerhälfte sind zylindrische Bohrungen ausgeführt, in denen Fassungen der Labyrinthdichtungen angeordnet sind. Die Scheiben besitzen innere Kanäle, die zusammen mit den Laufrädern des Läufers den Strömungsteil des Verdichters bilden.

Beim Zusammenbau des Verdichters wird der Läufer im Innern des Ständers angeordnet, und die Stoßfuge der beiden Scheiben halften wird mit Bolzen gespannt, die sich in der Nähe des Außen· durchmesseres der Scheiben befinden. Auf diese Weise wird ein

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einheitliches Paket von Scheiben, mit dem in dessen Innerem angeordneten Läufer gebildet. Danach wird der Läufer mit den Scheiben im Gehäuse auf Lagern angeordnet.

Zu diesem Konstruktionstyp gehören mehrere Varianten der Mehrstufenkreiselverdichter, die mit großen Druckhöhen

(über 40 kp/cm ) arbeiten. Solche Verdichter werden von vielen Firmen in Europa und Amerika hergestellt.

Dieser Typ des Mehrstufenkreiselverdichters ist von Nachteilen frei, die mit der vorhandenen horizontalen Teilebene zusammenhängen, aber es verbleiben hierbei alle vorstehend erwähnten Nachteile, die mit dem Vorhandensein einer solchen Teilebene in den Scheiben und Labyrinthdichtungen verbunden sind.

Außerdem bestehen beim Ausführen des Abbaus dieses Konstruktionstyps der Mehrstufenkreiselverdichter, der durch Revision und Reparatur irgendwelcher Elemente von Läufer und Ständer bedingt ist, die während der Arbeit der Mehrstufenkreiselverdichter am meisten der Abnutzung und den Beschädigungen unterliegen, beispielsweise der Labyrinthdichtungen, wesentliche Schwierigkeiten, die damit zusammenhängen, daß der Verdichter vollständig auseinandergenommen werden muß. Beim Abbau wird aus dem Gehäuse das Paket der zusammengestellten Scheiben herausgeschoben, und erst außerhalb des Verdichtergehäuses erfolgt deren Auseinandernähme, um den Läufer ausbauen zu können. Hierbei werden auch die Dichtungsringe (meist Gummiringe) herausge-

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nommen, die in Nuten auf dem Außendurchmesser der Scheiben eingelegt sind und zur Verhinderung der Verluste des komprimierten Mediums aus der Stufe mit größerem Druck in die Stufe mit geringerem Druck am Innendurchmesser des Gehäuses dienen· In der Regel sind diese Dichtungsringe nach der Herausnahme zum Wiedereinbau ungeeignet und müssen ausgewechselt werden.

Auf diese Weise erfordert die Durchführung der Revision oder Reparatur des Verdichters dieser Konstruktion aufwendige Arbeiten beim Ausbau aus dem Gehäuse des schweren Scheibenpaketes mit dem in ihm befindlichen Läufer und Auswechslung der Gummidichtungsringe.

Der Ausbau des Scheiben paket es erfordert entsprechende Ausrüstungen und besondere Vorrichtungen.

Beispielsweise verlegt die Firma Demag (BRD) beim Kreiselverdichter besondere Röllchengleise zum Herausrollen des Schei-

baipak-etes. Die Firma Rat eau (Frankreich) stellt zur Erleichterung dieser Operation in den Scheiben Rollen auf, die den Reibungswiderstand bei Verschiebungen des Scheibenpaketes im Gehäuse vermindern.

Alle Arbeiten zur Reparatur und vorbeugenden Revision der Mehrstufenkreiselverdichter zwecks Auswechselung der abgenutzten Teile erfordern einen zusätzlichen Zeitaufwand, der mit der Ausführung der arbeitsintensiven Arbeitsgängen beim Ausbau des Scheiberpa^etes und Auseinandernähme desselben verbunden ist. Diese Arbeiten sind ferner mit zusätzlichen Kapitalanlagen für die Errichtung besonderer Hilfseinrichtungen verbünde^ die die Ausführung der Demontage erleichtern.

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Allgemein bekannt ist der dritte 'j}yp des Mehrstufenkreise1-verdichters ohne horizontale Teilebene. Im Innern des Gehäuses befinden sich ein Ständer, der aus einem Paket von miteinander fest verbundenen Scheiben besteht, und ein Läufer, der eine Welle darstellt, an welcher Laufräder angebracht sind. Die Scheiben weisen zylindrische Bohrungen, in denen Fassungen der Labyrinthdichtung en angeordnet sind, sowie innere Kanäle auf, welche zusammen mit den Laufrädern den Strömungsteil des Verdichters bilden. Die Scheiben sowie die Labyrinthdichtungen besitzen keine horizontale Teilebene. Die Bohrungen in den Scheiben zum Unterbringen der Fassungen haben den gleichen Durchmesser längs der Wellenachse.

Eine Besonderheit dieser Konstruktion des Mehrstufenkreise lverdichters besteht darin, daß bei dessen Zusammenbau Läufer und Ständer außerhalb des Gehäuses durch aufeinanderfolgendes Aufsetzen der Laufräder auf die Welle und Anbringen nach jedem der Eäder einer entsprechenden ungeteilten Scheiben . und einer Fassung der Labyrinthdichtung mit Abdichtung zusammengebaut werden.

Nachdem alle Hader auf die Welle aufgesetzt und alle Scheibe*¹ angebracht sind, werden letztere mit Bolzen zusammenge·* spannt. Die Bolzen befinden sich in der Nähe des Außendurchmessers der Scheiben and nehmen horizontale Lage parallel zur Läuferachse ein.

In dieser Konstruktion des Mehrstufenkreiselverdichters sind also nur vertikale Stoßfungen an den Scheiberrebenen vorhanden.

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Das vollständig zusammengestellte Pakeb der Scheiben mit dem Läufer wird im Gehäuse des Mehrstufenkreiselverdichters angeordnet. Oiese Konstruktionen der Mehrstufenkreiselverdicht er werden hauptsächlich für große Druckhöhen, beispielsweise in den Verdichtern zum zyklischen Umlauf des Stickstoff -Wasserstoff- Gemisches in den Ammoniaksyntheseanlagen

(Drücke von 200 - 400 kp/cm und mehr) verwendet.

Dieser Typ des Mehrstufenkreiselverdichters unterscheidet sich vorteilhaft von den vorstehend beschriebenen Verdichtertypen durch erhebliche Vereinfachung und Verbilligung seiner Herstellung. Jedoch bleibt die Heparatur der Verdichter mit dem ungeteilten Gehäuse kompliziert, da zum Ausbau des Läufers aus dem Gehäuse das Scheiben paket mit dem Läufer herausgenommen und sodann Ständer und Läufer aufeinanderfolgend auseinandergenommen werden müssen.

Diese Auseinandernähme wird noch komplizierter, wenn die Lufräder auf die Welle aufgeschrumpft werden.

Die erwähnten Nachteile der Bauarten der Verdichter mit den ungeteilten Gehäusen vom Typ "Barrel" führten zu ihrer Verwendung ausschließlich für Mehrstuferikreise lverdichter, die mit hohen Drücken arbeiten. Bei hohen Drücken rechtfertigt das Vorhandensein des in der horizontalen Ebene ungeteilten Gehäuses Schwierigkeiten und Verteuerung der Herstellung sowie Ab - und Zusammenbau während des Betriebes.

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Bine den Mehrstufenkreiselverdichtern, die in den Kreisprozessen des Stickstoff-Wasserstoff-Gemisches verwendet werden, ähnliche Konstruktion besitzen Gliederkreiselpumpen. Sie weisen aber in der Regel kein Außengehäuse auf. Seine Rolle spielen Scheibenglieder, die am Außendurchmesser das Gehäuse bilden, welches den Druck aufnimmt und eine Anzahl von Teilflächen in der zur Wellenachse senkrechten Vertikalebene besitzt, die der Stufenzahl der Pumpe gleich ist. Jedoch ist die zuverlässige Abdichtung der Reihe von Stoßfugen zwischen den Scheiben einzelner Pumpenglieder durch Einsatz dieser Pumpentypen bei nicht

allzu hohen Drücken - meist bis 100 kp/cm - sowie dadurch bedingt, daß das zu verdichtende Medium kein Gas, sondern eine Tropfenflüssigkeit ist.

Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, eine solche Konstruktion des Mehrstufenkreiselverdichters zu schaffen, in der zylindrische Bohrungen in den Scheiben zum Unterbringen der Fassungen der Labyrinthdichtungen einen solchen Durchmesser hätten, der es erlauben würdej den Läufer und die Labyrinthdichtungen ohne Ausbau des ■ Scheiben paket es aus dem Verdicht ergehäse auseinanderzunehmen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Mehrstufenkreisel· verdichter ohne horizontale Teilebene, in dem der Ständer aus einem Paket von miteinander fest verbundenen Scheiben.- besteht, die zylindrische Bohrungen aufweisen, in denen Fassungen der Labyrinthdichtungen untergebracht sind, erfindungsgemäß zylin-

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drische Bohrungen in den Scheiben zum Unterbringen der Fassungen einen verschiedenen Durchmesser entlang der Längsachse des Verdichters besitzen und dieser Durchmesser zur Stirnseite des Scheiben paket es hin stufenförmig zunimmt.

Diese Bauart des MehrstufenkreiseIverdichters benutzt Vorteile ι die den Konstruktionen der Gehäuse, Scheiben und Labyrinthdichtungen ohne horizontale Teilebene eigen sind, und zwar Verminderung des Metallbedarfs um 25-30%, die durch Fehlen der sperrigen Flanschverbindung an der horizontalen Teilebene des Gehäuses bedingt ist, Vermeidung von Abdichtungsoperationen und Verwerfung der geteilten Elemente, Vereinfachung der Technologie und Senkung des Herstellungspreises um 15-25% infolge fehlender Zusatzoperationen zur Bearbeitung und Abdichtung der horizontalen Teilebene der Ständerteile ( Scheiben und Labyrinthdichtungen) , Erhöhung des Wirkungsgrades um 2% infolge beseitigter Überstömungen des zu komprimierenden Mediums zwischen Stufen mit verschiedenen Drücken, zweckgemäßer Einsatz desselben bei beliebigen Druckhöhen.

Erhebliche Vereinfachung des Betriebes und Senkung des Herstellungspreises gewährleistet einen effektiven Einsatz der vorgeschlagenen Konstruktion des MehrstufenkreiseIverdichters mit einem Gehäuse ohne horizontale Teilebene nicht hur bei hohen Drücken, sondern auch bei verschiedenen Druckhöhen, insbesondere in Kältemaschinen, für die die Gewährleistung der Abdichtung von besonderer Bedeutung ist.

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Die Bearbeitung der Scheiben erfolgt bei der vorgeschlagenen Konstruktion ganz, wodurch die technologisch komplizierte Operation zur Gewährleistung des Zusammenfallens der Teilebene der Scheiben mit deren diametraler Ebene und mit der gleichen Ebene der*Zusaomenfügung der Gehäusehälften des lehrstufenkreiselverdichters wegfällt. Außerdem erfolgt die Senkung des Here Stellungspreises dank Verringerung des Handarheitsumfiings beim Zusammenbau. In diesem Verdichter ist seine Betriebssicherheit erhöht und die Dauer des Reparaturintervalls um das 2fache dadurch gesteigert, daß praktisch alle während des Betriebes erforderlichen Abbauoperationen ohne Demontage der schweren Bauein· heit - des Scheibenpaketes - ausgeführt werden können oder wenigstens die Zahl dieser Demontageoperationen auf eine solche reduziert werden kann, die zur Auswechslung von Dichtungsringen (aus Gummi oder anderen Materialien) nötig ist.

Wenn diese Auswechslungen an den Betriebsobjekten nicht notwendig sind, braucht das Öcheiben-paket während der ganzen Betriebsdauer aus dem Gehäuse nicht herausgenommen zu werden.

Die Dauer des Reparaturintervalls wird ferner infolge fehlender Verwerfungen in den Ständerteilen erhöht, die eine geschlossene Form haben, was die Einhaltung des Fluchtens der Läuferwellenlager gewährleistet.

Das Außengehäuse ohne horizontale Teilebene gewährleistet eine beträchtliche Erhöhung des Dichtungsgrades oder vereinfacht die Erzielung einer vollständigen Abdichtung.

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Im Verdichter gemäß der Erfindung werden alle Arbeiten vereinfacht und um 50-60% verbilligt, die mit der Revision oder Betriebsreparatur zusaajaenhängen, weil zur Durchführung des Ab- und Zusammenbaus der Abnutzung unterliegenden Teile diese Arbeitsgänge ohne Ausbau des Scheibenpaketes aus dem Gehäuse ausgeführt werden. Der Läufer und die Labyrinthdichtungen werden werden im Innern des Verdichtergehäuses durch aufeinander folgende Abnahme der Laufräder von der Welle und der entsprechen! den Fassungen der Labyrinthe oder der anderen Ständereinheiten, beispielsweise der Eintrittsieitapparate, ab- und zusammengebaut

Je weiter sich die Teile, die ohne Demontage des Scheibenpaketes herausgenommen werden müssen, von der Bandscheibe an der Stirnseite des Paketes befinden, desto mehr nehmen die Sitzdurchmesser dieser Teile in den jeweiligen Scheiben ab. Dies erlaubt es, die Teile durch Ausdrehungen in den Scheiben ungehindert herauszunehmen, die sich näher zur Stirnseite des Paketes befinden, von welcher aus der Ab- bzw. Zusammenbau beginnt.

Je nach der Stufenanzahl im Gehäuse (meist nicht mehr als 6) kann der Abbau von einem Rand oder aber von den beiden Rändern aus beginnen. Im letzteren Fall werden sich die kleinsten Durchmesser der Ausdrehungen in den Scheiben befinden, die in der Mitte des Gehäuses befindlich sind, während die beiden Randscheiben, (an den beiden Seiten) die größten Durchmesser der Ausdrehungen besitzen werden.

Diese Arbeiten erfordern keine Errichtung in den Räumen, ,vo die Verdichter aufgestellt sind, von besonderen Hilfseiririch-

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tungen zum Ausbau des Scheibenpaketes, was die Kapitalanlagen um 10-15% herabsetzt.

Die Gewährleistung der Fluchtung aller zylindrischen Scheiben oberflächen in der vorgeschlagenen Konstruktion wird durch mechanische Präzisionsbearbeitung erreicht, wodurch

entbehrlich Schlosser- und Anpassungsoperationen ν werden. Dies erhöht die Genauigkeit des Zusammenbaus, da subjektives Handeln des Montagefachmanns durch Präzision der Maschinen ersetzt wird, und gewährleistet die gegenseitige Auswechselbarkeit aller Baugruppen und Teile.

Zweckmäßigerweise besitzt den kleinsten Durchmesser eine Bohrung zur Aufnahme der Fassung der Labyrinthdichtung, die längs der Wellenachse im mittleren Teil des Scheiben paketes angeordnet ist, während alle übrigen Bohrungen für die Fassungen der Labyrinthdichtungen Durchmesser besitzen, die zu den beiden '.". Stirnseiten des Scheibenpaketes hin stufenförmig zunehmen.

Diese Ausführung der Fassungen der Labyrinthdichtungen ermöglicht den Abbau des Mehr stuf enkre is elverdichters zur Auswechslung der abgenutzten Teile ohne Ausbau des Schefbejtpaketes und gestattet es, sie ohne horizontale Teilebene auszuführen

Der Läufer wird geteilt ausgeführt, da die Laufräder, die auf der Welle mit einem Schlitz- oder einem anderen Bewegungssitz angebracht sind, sich abnehmen lassen. Hierbei kann eines der Laufräder auf der Welle mit einem Festsitz, beispielsweise einem Schrumpfpreßsitz angebracht sein.

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Die erwähnten Vorteile der vorgeschlagenen Konstruktion erlauben es, sie auch bei den Kreiselpumpen zu verwenden, die vorwiegend keine aggressiven Flüssigkeiten fördern und keine Ablagerungen aufweisen, die den Abbau des Pumpenläufers im Innern des Gehäuses behindern würden.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus nachfolgenden Ausführungsbeispielen und Zeichnungen verständlich; in den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 schematische Darstellung des Fünfstufenkreiselverdichters gemäß der Erfindung, im Längsschnitt;

Fig. 2 Scheibenpaket des Fünf stuf enkreiselverdichters gemäß der Erfindung, im Längsschnitt; Fig. 3 Labyrinthdichtung im vergrößerten Maßstab;

Fig. 4 Abdichtung des Spaltes zwischen dem Gehäuse und dem Scheibepaket, im vergrößerten Maßstab;

Fig. 5 Zweistufenkreiselverdichter mit einem Scheibenpaket, wobei die in den Scheiben ausgeführten Ausdrehung er· für die Fassungen der Labyrinthdichtungen zur Stirnseite des Scheife_enpaketes hin stufenförmig zunehmende Durchmesser haben;

Fig. 6 Scheibenpaket des Zweistuf enkreiselverdichters gemäß der Erfindung, im Längsschnitt.

Der erfindungsgemäße Mehrstufenkreiselverdichfcer ohne horizontale leilebene enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1) , in dessen Innerem ein Ständer 2 und ein Läufer 3 untergebracht sind.

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Der Ständer 2 besteht aus einem Paket von miteinander fest verbundenen "Scheiben 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, die zylindrische Bohrungen 15 (Fig. 2) für Passungen 16 (Fig.1$, 17, 18, 19, 20 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 besitzen. Der Durchmesser der Bohrungen 15 (Fig. 2) ist längs der Verdichterachse verschieden und nimmt zu den Stirnseiten des Seheibenpaketes 4-14 hin stufenförmig zu. Meist besitzt den kleinsten Durchmesser die Bohrung 15 zum Unterbringen der Fassungen 22, (Fig. 1), 23» die sich im mittleren Teil des Seheibenpaketes 4- 14 befindet, während die übrigen Bohrungen 15 (Fig. 2) Durchmesser besitzen, die zu den beiden Stirnseiten des Seheibenpaketes 4-14 (Fig. 1) hin stufenförmig zunehmen. Der Läufer 3 stellt eine Welle 28 dar, auf der Laufräder 29, 30, 31, 32, 33 einzelner Stufen angebracht sind. Das Gehäuse 1 des Kreiselverdichters ist in Form eines hohlen Zylinders mit einem Saugstutzen 34 und einem Druckstutzen 35 ausgeführt und besitzt Stützen 36, mit deren Hilfe es an einem Rahmen (in Fig. nicht abgebildet) befestigt wird, sowie Flansche 37» an denen Deckel 38 befestigt sind, welche den Verdichter an den Stirnseiten abdecken. Die Scheiben 4-14 der Stufen sind von Spannbolzen 39 (Fig. 2) miteinander verbunden. In der axialen Richtung wird die Lage des '. Seheibenpaketes dank dessen Befestigung an einem inneren Flansch 40 (Fig. 1) des Gehäuses 1 fixiert. Die Innenräume der Scheiben #~ "¹^ ^der Stufen bilden zusammen mit den Fassungen 16-27 einen Raum 19 - 33t in dem die Welle 28 mit den Lauf-

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rädern 29-33 angeordnet ist, die zusammen mit Diffusoren 41 und rückläufigen Leitapparaten 42 den Strömungsteil des Verdichters bilden. In jedem stirnseitigen Deckel 38 des Gehäuses 1 ist ein Lager 43 angeordnet, in welchem die Welle 28 gelagert ist. An der Austrittsstelle der Y/elle 28 aus dem Gehäuse 1 ist sie durch eine Stopfbuchse 44 oder eine Labyrinthdichtung abgedichtet.

Die Laufräder 29 - 33 und die Welle 28 besitzen Labyrinthdichtungen 45, die Überströmung komprimierten Gases aus der Stufe mit höherem Druck zur Stufe mit niedrigerem Druck verhindern.

Jede Labyrinthdichtung 45 ist durch Kämme 46 (Fig. 3)> die sich an den Laufrädern 29 - 33 (Fig. 1) und der Welle 28 befinden, sowie durch Hülsen 47 (Fig. 3) gebildet. Zwischen dem Außenhalbmesser der Kämme 46 an den Einzelteilen des Läufers 3 (Fig. 1) und dem Innenhalbmesser der Hülse 47 (Fig. 3) verbleibt nur ein kleiner Spalt von 0,1 - 0,15 mm. Die Hülsen 47 der Labyrinthdichtungen 45 sind in den Fassungen 16 - 27 (Fig. 1) untergebracht. Die Scheiben 4-14 der Stufen besitzen zylindrische Bohrungen 15 (Fig. 2) für die Fassungen 16 - 27 (Fig. 1), deren Durchmesser längs der Achse der Welle 28 verschieden ist, und dieser Durchmesser nimmt zu den Stirnseiten des Scheibenpaketes hin stufenförmig zu. Meist besitzt den kleinsten Durchmesser die Bohrung 15 (Fig. 2) zum Unterbringen der Fassungen 22 - 23 (Fig. 1), die längs der Achse der Welle 28 im mittleren Teil des Seheiben.paketes 4-14 ausgeführt ist, und alle übri-

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gen Bohrungen 15 (Fig. 2) besitzen Durchmesser, die zu den beiden Stirnseiten des Scheibenpaketes 4-14 (Fig. 1) hin stufenförmig zunehmen. Die Fassungen 16 - 27 der Labyrinthdichcungen 45 (Fig. 3) werden in den zylindrischen Bohrungen 15 (Fig. 2) innerhalb der Scheiben 4-14 befestigt. Die Labyrinthhülsen 47 (Fig. 3) sowie die Fassungen 16 - 27 (Fig. 1) der Labyrinthdichtungen 45 (Fig. 3) und die Scheiben 4-14 (Fig. 1) besitzen in der vorgestellten Konstruktion des Kreiselverdichters keine horizontalen Teilebenen.

Deshalb ist in dieser Konstruktion die Anzahl der Teilfugen, die einer Abdichtung bedürfen, stark vermindert, jedoch ist die Abdichtung einzelner Stoßfugen sehr verantwortungsvoll. Dies bezieht sich in erster Linie auf den Spalt zwischen dem Gehäuse 1 des Kreiselverdichters und dem Membranenpaket 4-14.

Einzelne Abschnitte längs der Achse des Kreiselverdichters besitzen verschiedene Drücke.

Zur Verhinderung der Gasüberstömungen durch den Spalt zwischen der Innenfläche des Gehäuses Λ des Kreiselverdichters und der Außenfläche des Scheibenpaketes mit Scheiben 4, 6, 8, 10, 12, 14 sind in den letzteren Nuten 48 (Fig. 2) eingearbeitet, in denen Dichtungsringe 49 (Fig. 4) angeordnet sind. Diese Ringe 49 sollen die Abdichtung zwischen den einzelnen Teilen des Gehäuses 1 in axialer Richtung schaffen, d.h. Gasüberstömungen von der Druckseite zur Saugseite durch den Spalt zwischen den Scheiben 4, 6, 8, 10, 12, 14 (Fig. 1) und der Ausdrehung des Gehäuses 1 verhindern.

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Die Dichtungsringe 49 (Fig. 4) können mit rundem Querschnitt oder mit anderen Querschnittsformen ausgebildet sein.

Als Material für die Dichtungsringe werden Gummi, Fluoroplaste und andere polymere Materialien je nach den Eigenschaften des im Kreiselverdichter zu komprimierenden Gases gewählt.

Der Läufer 3 (Fig. 1) des Kreiselverdichters wird zerlegbar ausgeführt. Zu diesem Ziel sind die Räder 29, 30, 32, 33 auf der Welle 28 beweglich, beispielsweise mit Schlitzen, befestigt, d.h. sie lassen sich mühelos abnehmen, und eines der Räder 31 ist unbeweglich, beispielsweise mit Schrumpfsitz angebracht. Die Fixierung dieses Laufrades 31 in axialer Richtung besorgt ein Bund 50 auf der Welle 28 an der einen Seite des Laufrades und eine auf der Welle 28 eingewalzte Hülse 51 an der anderen Seite. Es sind auch andere Verfahren zur Fixierung in axialer Richtung möglich, beispielsweise durch Anbringung von nicht dargestellten Stiften in der Nabe eines der Laufräder.

Die Anordnung eines der Räder, beispielsweise des Rades' 311 auf der Welle 28 erfolgt nicht unbedingt unbeweglich. Es ist auch die Anordnung aller Räder 29 - 33 mit Schlitzen möglich.

Der Schlitzsitz ist auch nur einer der möglichen Sitze.

Weitere Verfahren zur Ausführung der zerlegbaren Verbindungen können einschließen: Befestigung an Keilfedern mit axialer Fixierung, Aufsetzen auf Kegeln mit Festspannen durch Muttern, Befestigung durch Preßsitz mit hydraulischer Streckung der

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Laufradnabe beira Anbringen auf der Welle oder bei der Abnahm von derselben (in den Figuren nicht abgebildet).

Im Mehrstufenkreiselverdichter erfolgt die Verdichtung des Gases während dessen Strömung vom Saugstutzen 34 bis zum Druckstutzen 35 der Keine nach durch alle fünf Verdichtungsstufen.

Zum Strömungsteil des Ständers gehören ferner : eine Saugkammer 52, die sich vor der ersten Stufe befindet, und eine Saume1kammer (bzw. Spiralkammer) 53 hinter der letzten Stufe des Kreiselverdichters.

Am Eingang in die erste Stufe ist eine Einrichtung 54 zur Eegelung der Förderleistung des Kreiselverdichters angeordnet.

Die Reihenfolge des Zusammenbaus des Mehrstufenkreise!Verdichters ist die folgende.

Aus den Membranen 4-14 (Fig. 2) wird das Paket mit Hilfe von Spannbolzen 39 zusammengesetzt. Das gebildete Paket wird einer mechanischen Bearbeitung am Außendurchmesser der Scheiben 4, 6, 8, 10, 12 und 14 und am Innendurchmesser der Bohrung 15 unterzogen. Auf das gebildete Paket werden Dichtungsringe 49 (Fig. 4) aufgesetzt, es werden Fassungen 22 und 23 (Fig. 1) eingesetzt und befestigt, wonach das Paket in das Gehäuse 1 des Kreiselverdichters eingebracht wird.

Nach dem Einbau des Paketes und dessen Befestigung am Flansch 40 des Gehäuses 1 mit Hilfe der Bolzen 39 (Fig. 2) wird die Welle 28 (Fig. 1) mit dem auf ihr angebrachten Laufrad 31 angeordnet. Damit die Welle 28 bei den noch fehlenden Lagern 43,

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keine Verkantungen erfahren und die Labyrinthdichtungen 45 nicht beschädigen würde, sind an ihr Bünde 55 (Fig· 3) ausgeführt, deren Durchmesser etwas (um 0,05-0,1 mm) größer als der Außendurchmesser der Kämme 46 der Labyrinthdichtung 45 ist.

Einer dieser Bünde 55 befindet sich an der Stelle der Fassung 22 (Fig. 1) der Labyrinthdichtung 45 (Fig. 3)> die im Paket im voraus untergebracht ist. Außerdem ist eines der Enden der Welle 28 (Fig. 1) von einer Vorrichtung unterstützt. In dieser Zeit werden die Montageoperationen vom anderen Ende her geführt.

Beim Anbaii einer unterstützenden Vorrichtung, beispielsweise an der rechten Seite, wird nach der Anordnung der Welle 28 aufeinanderfolgende Kontage der Fassungen 21, 20, 19, 18, 17, 16 abwechselnd mit dem Anbringen der Laufräder 30, 29, und der Einrichtung 54· zur Regelung der Förderleistung des Verdichters ausgeführt.

Danach werden der Deckel 38, das linke Lager 43 und die Stopfbuchsendichtung 44 angeordnet. An der Welle 28 ist unter der Fassung 16 gleichfalls ein vorstehender Bund 55 (Fig. 3) vorhanden.

Nach der Anordnung des linken Lagers 43 (Fig. 1) wird die unterstützende Vorrichtung abgenommen und werden der Reihe naoh montiert: Laufräder 32 und 33, Entlastungskolben 56, Hülse 57 und Mutter 58, Fassungen 24, 25, 26, 27. Danach werden Deckel 38, rechtes Lager 43, Stopfbuchsendichtung 44 angeordnet. Die Auseinandernähme erfolgt in der umgekehrten Reihenfolge.

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Bei einer Konstruktion des Kreiselverdichters mit geringerer Anzahl der Verdichtungsstufen, der in Fig. 5 dargestellt ist, sind zweckmäßigerweise in Scheiben 60 - 64 zum Unterbringen von Fassungen 65 (Fig. 5) > 66, 67, 68, 69 zylindrische Bohrungen 59 (Fig. 6) ausgeführt, die zu einer der Stirnseiten des Scheibenpaketes 60 - 64, beispielsweise zur rechten hin, stufenförmig zunehmen. Dies bringt manche technologische Vorteile, so wird mechanische Bearbeitung der stufenförmigen Ausdrehung im Paket vereinfacht.

Die Bauart des in Fig. 5 dargestellten Kreiselverdichters ist der Konstruktion des Verdichters ähnlich, der in Fig. 1 dargestellt ist. Der Zusammenbau dieses Verdichters erfolgt ähnlich dem vorstehend beschriebenen: durch aufeinanderfolgende Anordnung auf der Welle 70 der Laufräder 711 72 und Fassungen 65 - 69 im Paket der Scheiben 60-64 entsprechend den fortschreitend zunehmenden Durchmessern der zylindrischen Bohrungen 59 (Fig. 6), und zwar vom kleineren Durchmesser zum größeren Durchmesser, in Richtung auf eine Stirnseite des Paketes zu, beispielsweise die rechte.

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Claims (2)

1. PATEHTANSPEÜ CHE

   ( 1.J Mehrstufenkreiselverdichter ohne horizontale Teilebene, in dem der Ständer aus einem Paket von miteinander fest verbundenen Scheiben besteht, die zylindrische Bohrungen besitzen, in denen Passungen von Labyrinthdichtungen untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß zylindrische Bohrungen (59) in den Scheiben (60-64) zum Unterbringen der Fassungen (65-69) einen verschiedenen Durchmesser entlang der Längsachse des Verdichters besitzen und dieser Durchmesser zur Stirnseite des . Scheibenpaketes (60-64) hin stufenförmig zunimmt.
2. 2. Mehrstufenkreiselverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den kleinsten Durchmesser die Bohrung (15) zum Unterbringen der Fassung (22, 23) der Labyrinthdichtung (45) besitzt, die längs der Achse der Welle (28) im mittleren Teil des . Scheibenrpaketes (4-14) ausgeführt ist, während alle übrigen Bohrungen (15) für die Fassungen (16-21 und 24-27) der Labyrinthdichtungen (45) Durchmesser besitzen, die zu den beiden Stirnseiten des Scheibenpaketes (4-14) hin stufenförmig zunehmen.

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