DE2542336B2

DE2542336B2 - Mehrstufiger radialverdichter

Info

Publication number: DE2542336B2
Application number: DE19752542336
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Priority date: 1975-09-23
Filing date: 1975-09-23
Publication date: 1977-10-27
Also published as: DE2542336C3; DE2542336A1

Description

Ser zylindrischen ,ο ^«Γ™ Xe Ausbau des Scheibenpakets aus dem

64) entlang der Längsachse des Verdichters ver- vci_U,v—_o~ schieden sind und zu wenigstens einer Stirnseite des ncn.

Scheibenpaketes hin stufenförmig zunehmen. Ausgehend von der eingangs vorausgesetzten Bauart

2. Mehrstufiger Radialverdichter nach An- 15 wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im vorgeschlagen, daß die Durchmesser der zylindrischen mittleren Teil des Scheibenpaketes (4 bis 14) Bohrungen in den Scheiben entlang der Längsachse des ausgeführte Bohrung den kleinsten Durchmesser Verdichters verschieden sind und zu wenigstens einer aufweist und alle übrigen Bohrungen Durchmesser Stirnseite des Scheibenpakets hm stufenförmig zunehbesitzen, die zu beiden Stirnseiten des Scheibenpa- 20 men.

ketes (4 bis 14) hin stufenförmig zunehmen. Bei einer solchen Ausbildung sind Wartungs-,

Revisions- und Reparaturarbeiten um etwa die Hälfte

billiger, weil zum Ausbau von Verschleißteilen und

Ersetzung derselben ein Ausbau des Scheibenpaketes

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen 25 aus dem Gehäuse entbehrlich ist. Der Läufer und die mehrstufigen Radialverdichter mit einem ungeteilten I.abyrinthdichtungen werden im Inneren des Verzylindrischen Gehäuse und einem Ständer aus einem dichtergehäuses durch aufeinanderfolgende Abnahme Paket von miteinander fest verbundenen Scheiben mit der Laufräder von der Welle und der zwischenliegenden zylindrischen Bohrungen, in denen Fassungen von Fassungen der Labyrinthe oder der anderen Ständerein-Labyrinthdichtungen untergebracht sind. Eine solche 30 heiten, beispielsweise der Eintrittsleitapparate, ausein-Bauart von Radialverdichtern ist aus der deutschen ander-und zusammengebaut.

Auslegeschrift 21 00 690 oder aus »Technische Rund- ]e weiter sich die herauszunehmenden Teil von der

schau Sulzer« 1/1975, Seiten 17 bis 36 (insbes. Bild 6 und Randscheibe an der Stirnseite des Paketes befinden, 14) bekannt. desto kleiner ist ihr Sitzdurchmesser in der jeweiligen

Radialverdichter dieser Bauart werden verwendet zur 35 Scheibe. Es ist deshalb leicht möglich, diese Teile durch Verdichtung von Luft und anderen Gasen in der die Ausdrehungen in den Scheiben herauszunehmen, die chemischen, erdölchemischen und Gasindustrie, zum sich näher zur Stirnseite des Paketes befinden, von Verdichten von Kältemitteldämpfen in großen Kältean- welcher aus die Montagearbeiten beginnen, lagen oder auch zum Fördern von Flüssigkeiten. Ihr Je nach der Anzahl der Stufen des Verdichters (meist

Vorteil gegenüber Radialverdichtern mit — meist 40 nicht mehr als sechs) kann der Abbau von einem Ende horizontalen — Teilfugen von Gehäuse und Scheiben oder aber von den beiden Enden her beginnen. Im oder wenigstens der Scheiben liegt darin, daß die letzteren Fall werden sich die kleinsten Durchmesser Konstruktion weniger materialaufwendig und wegen der Ausdrehungen in den Scheiben befinden, die in der des Wegfalls von genau zu passenden Verbindungsflan- Mitte des Pakets liegen, während die beiden Randscheischen einfacher ist und die Dichtheit besser zu 45 ben (an den beiden Enden des Pakets) die größten gewährleisten ist. Außerdem ist die Gefahr von Ausdrehungen aufweisen.

Verwerfungen geringer. Es können hohe Drücke in der Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung sind keine

Größenordnung von 200 bis 400 kp/cm² erreicht besonderen Hilfseinrichtungen wie Rollengleise od. dgl. werden, wie sie z. B. in Ammoniaksyntheseanlagen zum Ausbau des Scheibenpaketes erforderlich, was die erzeugt werden müssen. 50 Kapitalanlagen um 10 bis 15% herabsetzt

Nachteilig ist bei diesen Verdichtern jedoch die Bei einer geringen Stufenzahl des Verdichters genügt

Kompliziertheit der Montagearbeiter wenn eine es, wenn die Durchmesser zu einer der Stirnseiten hin Revision oder eine Auswechslung von Teilen erforder- zunehmen, so daß Montagearbeiten nur von dorther lieh wird. Da die Bohrungen in den Scheiben den erfolgen. Bei größeren Stufenzahlen ist es jedoch gleichen Durchmesser aufweisen, muß der Zusammen- 55 zweckmäßig, wenn sich die kleinste Bohrung in dei bau von Läufer und Ständer außerhalb des Gehäuses Mitte des Scheibenpakets befindet, während all« durch aufeinanderfolgendes Aufsetzen der Laufräder übrigen Bohrungen für die Fassungen der Labyrinth auf die Welle erfolgen, wobei nach jedem Laufrad eine dichtungen Durchmesser besitzen, die zu den beidei Scheibe und eine Fassung der Labyrinthdichtung mit Stirnseiten des Scheibenpaketes hin stufenförmij Abdichtung angebracht werden muß. 60 zunehmen.

Nachdem alle Räder auf die Welle aufgesetzt und alle Die Laufräder sitzen mit einem Bewegungssitz au

Scheiben angebracht sind, werden letztere mit Bolzen der Welle, wobei ihr Mitdrehen durch einen Formschlu zusammengespannt. Die Bolzen befinden sich in der sichergestellt ist. Das Laufrad, das auf der Welle an de Nähe des Außendurchmessers der Scheiben und Stelle des kleinsten Durchmessers der Scheibenböhrar verlaufen horizontal parallel zur Läuferachse. Danach 65 gen sitzt, kann mittels eines Festsitzes, z. B. ein« kann das vollständig zusammengestel'.te Paket der Schrumpfpreßsitzes, angebracht sein. Scheiben mit dem Läufer in das Gehäuse eingeschoben Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschre

bung von zwei Ausführungsbeispielen anhand di

die Abdichtung des Spaltes zwischen dem und dem Scheibenpaket im vergrößertem

eines

Zeichnungen weiter erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig. I die halbgeschnittene Seitenansicht eines fünfstufigen Radialverdichters gemäß <ier Erfindung·

Fig.2 das Scheibenpaket ά^ Verdichters gemäß Fig. 1 im Längsschnitt;

Fig.3 eine Labyrinthdichtung im vergrößerten Maßstab;
Fig.4
Gehaust
Maßstab;

Fig.5 die halbgeschnittene Seitenansicht eines zweistufigen Radialverdichters, wobei die Durchmesser der in den Scheiben ausgeführten Ausdrehungen für die Fassungen der Labyrinthdichtungen nur zur Austrittsseite hin stufenförmig zunehmen;

Fig.6 das Scheibenpaket des Verdichters gemäß F i g. 5 im Längsschnitt

Der in F i g. I dargestellte fünfstufige Radialverdichter hat ein ungeteiltes Gehäuse 1, in dessen Innerem ein Ständer 2 und ein Läufer 3 untergebracht sind.

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 (F i g. 2) für Fassungen 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 besitzen. Der Durchmesser der Bohrungen 15 ist längs der Verdichterachse verschieden und nimmt zu den Stirnseiten des Scheibenpaketes 4—14 hin stufenförmig zu. Den kleinsten Durchmesser hat die Bohrung 15 zum Unterbringen der Fassungen 22,23, die sich im mittleren Teil des Scheibenpaketes 4—14 befindet, während die übrigen Bohrungen 15 Durchmesser besitzen, die zu den beiden Stirnseiten des Scheibenpaketes 4—14 hin stufenförmig zunehmen.

Der Läufer 3 stellt eine Welle 28 dar, auf der die Laufräder 29, 30, 31, 32, 33 der einzelnen Stufen angebracht sind.

Das Gehäuse 1 des Radialverdichters 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 (nicht abgebildet) befestigt ist, sowie Flansche 37, an denen Deckel 38 befestigt sind, welche den Verdichter an den Stirnseiten abdecken.

Die Scheiben 4—14 der Stufen sind mittels Spannbolzen 39 miteinander verbunden. In der axialen Richtung wird die Lage des Scheibenpaketes durch Befestigung an einem inneren Flansch 40 des Gehäuses 1 fixiert.

Die Innenräume der Scheiben 4—14 der Stufen bilden zusammen mit den Fassungen 16—27 einen Raum, in dem die Welle 28 mit den Lauf rädern 29—33 angeordnet ist, die zusammen mit Diffusoren 41 und nach innen durchströmten 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 Welle 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 eine Überströmung des Strömungsmediums aus der Stufe mit höherem Druck zur Stufe mit niedrigerem Druck verhindern.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist jede Labyrinthdichtung 45 durch Kämme 46 an den Laufrädcrn 29—33 und der Welle 28 sowie durch Hülsen 47 gebildet Zwischen dem Außenhalbmesser der Kämme 46 an den Einzelteilen des Läufers 3 und dem Innenhalbmesser der Hülse verbleibt nur ein kleiner Spalt von 01, bis 0,15 mm. Die

Hülsen 47 der Labyrinthdichtungen 45 sind in den Fassungen 16—27 untergebracht.

Die Scheiben 4—14 der Stufen besitzen zylindrische Bohrungen 15 für die Fassungen 16—27, deren Durchmesser längs der Achse der Welle 28 verschieden ist, und zwar nimmt dieser Durchmesser zu den Stirnseiten des Scheibenpaketes hin stufenförmig zu.

Den kleinsten Durchmesser hat die Bohrung 15 zum Unterbringen der Fassungen 22 und 23, die längs der Achse der Welle 28 im mittleren Teil des Scheibenpaketes 4—14 sitzen. Alle übrigen Bohrungen 15 haben Durchmesser, die zu den beiden Stirnseiten des Scheibenpaketes 4—14 hin stufenförmig zunehmen.

Die Fassungen 16—27 der Labyrinthdichtungen 45 werden in den zylindrischen Bohrungen 15 innerhalb der Scheiben 4—14 befestigt. Die Labyrinthhülsen 47 sowie die Fassungen 16—27 der Labyrinthdichtungen 45 und die Scheiben 4—14 haben keine horizontalen Teilebenen.

Während die beschriebene Konstruktion nur wenig Teilfugen aufweist, die einer Abdichtung bedürfen, so kommt es doch sehr auf die Abdichtung der einzelnen Stoßfugen an. Dies bezieht sich in erster Linie auf den Spalt zwischen dem Gehäuse 1 und dem Scheibenpaket 4—14, da hier längs der Achse des Verdichters verschiedene Drücke herrschen.

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

Die Dichtungsringe 49 können einen runden oder anderen Querschnitt aufweisen und sind aus Gummi, Fluorkunststoff oder anderen Polymeren je nach den Eigenschaften des zu verdichtenden Mediums gefertigt. Der Läufer 3 ist zerlegbar ausgeführt. Zu diesem Zw»ck sind die Laufräder 29,30,32,33 auf der Welle 28 drehfest und axialverschieblich aufgesetzt. Lediglich das Laufrad 31 ist unbeweglich aufgesetzt, z. B. aufgeschrumpft. 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. Eine Festlegung in axialer Richtung ist auch auf andere Weise möglich, beispielsweise durch Anbringung von nicht dargestellten Stiften in der Nabe eines der Laufräder.

Es ist auch die axialbewegliche Anordnung aller Räder 29 bis 33 möglich, wobei die drehfeste Verbindung durch Schlitze oder eine andere geeignete formschlüssige Verbindung erfolgt.

Es kann in Frage kommen eine Befestigung mil Federkeilen und axialer Fixierung. Aufsetzen aul Kegeln mit Festspannen durch Muttern, Befestigung durch Preßsitz mit hydraulischer Streckung dei Laufradnabe beim Anbringen auf der Welle oder bei dei Abnahme von derselben.

Die Verdichtung des Mediums erfolgt in übliche! Weise während dessen Strömung vom Saugstutzen 3^ bis zum Druckstutzen 35 der Reihe nach durch alle fün Verdichtungsstufen.

Zum Strömungsteil des Ständers gehören ferner: ein<

Saugkammer 52, die sich vor der ersten Stufe befindet, und eine Sammelkammer 53 hinter der letzten Stufe des Kreiselverdichters.

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

Die Reihenfolge des Zusammenbaus des Verdichters ist die folgende:

Aus den Scheiben 4—14 wird das Paket mit Hilfe von Spannbolzen 39 zusammengesetzt. Das gebildete Paket wird einer mechanischen Bearbeitung am Außendurchmesser der Scheiben 4, 6, 8, 10, 112 und 14 und am Innendurchmesser der Bohrungen 15 unterzogen. Auf das gebildete Paket werden die Dichtungsringe 49 aufgesetzt, es werden die Fassungen 22 und 23 eingesetzt und befestigt, wonach das Paket in das Gehäuse 1 eingeschoben wird.

Nach dem Einbau des Paketes und dessen Befestigung am Flansch 40 des Gehäuses 1 mit Hilfe der Bolzen 39 wird die Welle 28 mit dem auf ihr festsitzenden Laufrad 31 angeordnet. Da die Welle 28 noch nicht in Lagern 43 ruht, sind zur Verhütung von Verkantungen und dabei möglichen Beschädigungen der Labyrinthdichtungen 45 an ihr Bünde 55 (F i g. 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 mittig an der Stelle der Fassung 22 der Labyrinthdichtung 45, die im Paket als erste untergebracht wird. Außerdem wird eines der Enden der Welle 28 von einer Vorrichtung unterstützt. In dieser Zeit werden die Montageoperationen vom anderen Ende her durchgeführt.

Bei Unterstützung des rechten Endes der Welle wird nacheinander die Montage 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 wird der Deckel 38, das linke Lager 43 und die Stopfbuchsendichtung 44 montiert An der Welle 28 ist innerhalb der Fassung 16 gleichfalls ein vorstehender Bund 55 vorhanden.

Nach der Montage des linken Lagers 43 wird die unterstützende Vorrichtung abgenommen, und es werden der Reihe nach montiert: Laufräder 32 und 33,

ίο Entlastungskolben 56, Hülse 57 und Mutter 58, Fassungen 24, 25, 26, 27. Danach werden der rechte Deckel 38, das rechte Lager 43 und die rechte Stopfbuchsendichtung 44 montiert Die Auseinandernähme erfolgt in der umgekehrten Reihenfolge.

Bei einem Radialverdichter mit geringerer Anzahl der Verdichtungsstufen, wie er in F i g. 5 dargestellt ist, sind zweckmäßigerweise in den Scheiben 60 bis 64 zum Unterbringen von Fassungen 65, 66, 67, 68 und 69 zylindrische Bohrungen 59 (Fig.6) ausgeführt, deren

Durchmesser nur zu einer der Stirnseiten des Scheibenpaketes 60 bis 64 hin stufenförmig zunimmt. Im Beispiel erfolgt die Durchmesserzunahme zur rechten Stirnseite hin. Diese Ausbildung hat fertigungstechnische Vorteile: So ist z. B. die mechanische Bearbeitung der stufenförmigen Ausdrehungen im Paket vereinfacht.

Im übrigen ist die Bauart des Radialverdichters gemäß F i g. 5 der Konstruktion des Verdichters ähnlich, der in F i g. 1 dargestellt ist Der Zusammenbau dieses Verdichters erfolgt ähnlich dem vorstehend beschriebenen: Durch aufeinanderfolgende Anordnung auf der Welle 70 der Laufräder 71,72 und der Fassungen 65 bis 69 im Paket der Scheiben 60 bis 64 entsprechend den fortschreitend zunehmenden Durchmessern der zylindrischen Bohrungen 59, und zwar vom kleinerer Durchmesser nach rechts zum größeren Durchmesser.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

tür

A.,_tPinanderbau bei einer notwendigen Repara^er ί f« umSehrt und erfordert die Herausnahme verlauft ^umf5*^enri _dem Gehäuse, worauf dann f^^^Z_dn\6 iad

Patentansprüche: _des scne«*.^» -»_{inanderfolgend} auseinanderge-

_mit einem Ständer und Lauter^^ _{Diese Auseinandernahme}

auf die