DE2544730A1

DE2544730A1 - Einrichtung zur fortlaufenden ueberwachung von oelleckagen an sauerstoff-verdichtern

Info

Publication number: DE2544730A1
Application number: DE19752544730
Authority: DE
Inventors: Otto Albert; Adam Rensch
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1975-10-07
Filing date: 1975-10-07
Publication date: 1977-04-21
Also published as: FR2327429A1; FR2327429B1; GB1554414A; US4128831A; IT1076488B; CH599469A5

Description

Einrichtung zur fortlaufenden überwachung von ölleckagen an Sauerstoff-Verdichtern

Die Erfindung betrifft eine variable Anordnung zur überwachung des Austritts von Lecköl an den Dichtungselementen bzw. Dichtungspackungen von Sauerstoff-Verdichtermaschinen, die sowohl zum Einbau an den Kolbenstangen von Kolbenmaschinen als auch an den rotierenden Wellen von Turboverdichtern geeignet ist und akute Brandgefahren an solchen Maschinen vermeiden hilft,,

An Sauerstoffverdichtern können Brände auftreten, die zuweilen erhebliche Personen- und Sachschaden zur Folge haben« Zur Verhinderung von Störungen und Schäden allgemein und insbesondere von Bränden werden zwar Sauerstoff-Kompressoren mit zahlreichen Sicherheits- und Abschalteinrichtungen, wie z„B. Temperaturüberwachungsgeräten, Manometern, Schmelzloten, Fotozellen und Schwingungsanzeigen ausgerüstet, deren Kenngrößen bzw. Ansprechverhalten in eine Zentrale übertragen werden. Oft werden jedoch Brände nicht so rechtzeitig erkannt, daß ein Austreten der Flamme aus dem örtlichen Entstehungsbereich noch verhindert werden kann. Durch die schnelle Ausbreitung eines Brandes ist der Folgeschaden meist so groß, daß die genaue Brandursache dann nicht mehr eindeutig festgestellt werden kann»

Die Erkenntnis, beim Verdichten von Sauerstoff Brände nicht mit absoluter Sicherheit verhindern zu können, hat u_ea_o dazu geführt, die Verdichteranlagen mindestens teilweise mit Trennwänden zu versehen. - Ferner sind in einem von Herstellern und Betreibern von Sauerstoff-Verdichteranlagen gebildeten Arbeitskreis Richtlinien für den Betrieb solcher Anlagen festgelegt worden, mit denen ein Gefahrenbereich um die Anlagen definiert und im übrigen empfohlen wird, Sauerstoffverdichteranlagen mit kräftigen Trennwänden vollständig zu umschließen. - Der Zugang zum Gefahrenbereich ist dann stark einzuschränken, solange der Verdichter Sauerstoff

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förderte Diese Gefahrensituation gilt auch für Kolbenverdichter unabhängig davon, ob sie mit einem Labyrinth- oder Teflon-Ringkolben arbeiten,, Bei beschränktem Zugang 2um Gefahrenbereich der Verdichterbox können jedoch die bisher unmittelbar an der Maschine empirisch durchgeführten Kontrollen nicht mehr durchgeführt werden und müssen durch weitere Überwachungsgeräte mit Fernanzeige ersetzt werden,. Die wichtigsten solcher zusätzlichen Kontrolleinrichtungen beziehen sich auf das ordnungsgemäße Arbeiten der Saug- und Druckventile, das Aufzeichnen der Drücke und Temperaturen des verdichteten Sauerstoffs und das Beobachten entweder der Kolbenstange oder der Antriebswelle der Verdichtermaschine auf eventuelle ölleckagen.

Eine überwachung der Arbeitsventile kann Z₀B₀ durch Temperaturmessung an jedem einzelnen Ventil durch Thermoelemente oder Widerstandsthermometer einschließlich einer Fernanzeige ohne Schwierigkeit durchgeführt werden. Ebenso können die Drücke und Temperaturen des verdichteten Sauerstoffs und des Kühlwassers störungsfrei fernübertragen werden„ Für die Kontrolle von Kolben stangen und Antriebswellen an innerhalb von Sicherheitsboxen installierten SauerstoffVerdichtern mit dem Ziel, gegebenenfalls auftretende ölleckagen festzustellen, sind jedoch bisher nur unbefriedigende Maßnahmen und Mittel bekannt» Man hat z.B, in die Schutzwände der Boxen mit Sicherheitsglas ausgeführte kleine Fenster eingearbeitet, durch die die Kolbenstangen beobachtbar sein sollen» Da aber der Abstand vom Fenster bis zur Kolbenstange relativ groß ist, sind trotz heller Zusatzbeleuchtung insbesondere der kritischen Bereiche in der Nähe der Dichtungselemente der Maschine öltropfen nur sehr schwer erkennbar= Oft können auch Stopfbüchspartien der Maschine,-wegen eines ungünstigen Blickwinkels durch kleine Fenster, überhaupt nicht beobachtet werden., - Weiter ist bekannt, die Kolbenstangen mit UV-Licht zu bestrahlen, um austretendes öl besser sichtbar zu machen» Auch bei dieser Lösung sind die ungenügenden Lichtverhältnisse und die eingeschränkten Beobachtungsmöglichkeiten unbefriedigend, weil bei UV-Licht die Umgebung weitgehend abge-

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dunkelt sein muß_o Eine insofern schon sehr unsichere Beobachtung auf ölleckagen kann außerdem nur einige Male je Arbeitsschicht durchgeführt werden, so daß ein kritischer öldurchtritt oft zu spät bemerkt wird.

Der Ort des notwendigen raschen Erkennens einer ölleckage ist jenes entweder eine Kolbenstange oder Welle umschließendes Dichtungselement, das den Austritt von Schmieröl verhindern soll. Ein leichter Ölfilm Z₀B₀ an der Kolbenstange eines Verdichters zwischen ölabstreifung und Spritzring ist unbedenklich, solange das öl daran gehindert wird, in jene Stopfbüchse zu kriechen, hinter der Sauerstoff unter Druck vorliegt» Für Turboverdichter und deren Wellen und Wellendichtungen gilt sinngemäß das gleiche.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen und Mittel zu finden, mit denen während des kontinuierlichen Betriebes von Sauerstoffverdichtern z„B_o bei einer ungenügenden ölabstreifung vor dem gegenüber dem Sauerstoffdruck abdichteten Dichtungselement bereits kleine Mengen von Leckageöl wahrgenommen, angezeigt bzw. gemeldet und als weitere Folge die Verdichtermaschine selbsttätig stillgesetzt wird* Dementsprechend setzt eine erfindungsgemäße Einrichtung .ein ölabhängig wirkendes Auslöseelement und eine Melde- bzw» Signaleinrichtung voraus.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein mit einer offenen Sammelrinne ausgebildetes, schildartiges Auffangelement für Leck- und Spritzöl, welches das hin- und hergehend bzw„ rotierend bewegte Maschinenteil des Verdichters in der Nähe des ölsperrenden Dichtungselements allseitig umschließt, wobei die Sämmelrinne ein oder mehrere öffnungen aufweist, aus denen das gesammelte Leck- oder Spritzöl in ein oder mehrere die Signalgebung auslösende Gefäße eintritt„ - Das schildartig und mit einer Sämmelrinne ausgebildete Auffangelement umgibt entweder die Kolbenstange eines Kolbenverdichters in der Nähe der ölabsperrenden Stopfbüchse oder die rotierende Welle eines Turboverdichters in der Nähe der Lagerölfluß verhindernden Labyrinthoder Gleitringdichtung.

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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen,

Es zeigt Figur 1 schematisch die Einrichtung an der vertikal bewegten Kolbenstange eines Kolbenverdichters zwischen dem Kurbelgehäuse und der Sauerstoff-Stopfbüchse der Maschine; Figur 2 die entsprechende Einrichtung an einer horizontal bewegten Kolbenstange eines Verdichters;

die Figuren 3 und ¹I leigen die Einrichtung an einem einstufigen bzw. einem mehrstufigen Turboverdichter; in den Figuren 5 und 6 sind die an die Öffnungen in den Sammelrinnen angeschlossenen Gefäße mit den ölabhängig wirkenden Signaleinrichtungen vergrößert wiedergegeben.,

In Figur 1 ist an einem Kolbenverdichter mit in vertikaler Richtung bewegter Kolbenstange 1 die gegen den Sauerstoffdruck abdichtende Stopfbüchse mit 2 bezeichnet,, In diese Stopfbüchse dürfen auch kleinste Schmierölmengen nicht eindringen„ Am Durchtrittsort der Kolbenstange 1 durch das Kurbelgehäuse 3 sind ein oder mehrere an sich bekannte ölabstreifelemente ¹I angeordnet und auf die Kolbenstange selbst ist mindestens ein Spritzring 5 aufgesetzte Die Überwachung durch die nur in kürzeren Zeitabständen mögliche visuelle Beobachtung des Laufs der Maschine genügt oft nicht.um bei öldurchtritt in Richtung der Sauerstoff-Stopfbuchse 2 den Erfordernissen einer ausreichend minimalen Brandgefahr zu entsprechen, - Erfindungsgemäß ist im Distanzbereich zwischen der Sauerstoff-Stopfbüchse 2 und dem ölabstreifelementen 4, d.h„ etwa im Laternenraum L des Kolbenverdichters, ein Auffangelement 6 mit einer aus seiner tellerförmigen Ebene einfach oder doppelt mit Gefälle ausgeführten peripheren Sammelrinne 7a, 7b am Kurbelgehäuse 3 befestigte Die Flächengröße des tellerartigen Auffangelements 6 wird nach den räumlichen Abmessungen der Maschine bestimmte Die zentrale Bohrung 8 des Auffangelements 6 umgibt die Kolbenstange 1 mit kleiner Spaltweite. In die Sammelrinnen 7a, 7b des Auffangelements 6 sind ein oder

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mehrere Öffnungen 9 eingebracht, durch welche das an der Gesamtfläche des Auffangelements gesammelten Leck- oder Spritzöl durch ein auf der niedersten Ebene befindliche öffnung mit Rohrstutaa|9a in ein darunter befindliches geschlossenes Gefäß 10 übertritt. Im Innern des Gefäßes 10 befinden sich elektrische Glieder, die bei Erreichen eines vorbestimmten Pegelstandes akustische und optische Melde- und Signaleinrichtungen 11, 12, 13 aktivieren und gegebenenfalls einen selbsttätigen Stillstand des Verdichters bewirken„ Zwei Ausführungsformen des geschlossenen, das Leck- bzw„ Spritzöl sammelnden Gefäßes 10 sind weiter unten ausführlich beschrieben,,

In Figur 2 ist ein ähnlicher Kolbenverdichter mit waagrecht bewegter Kolbenstange dargestellt. Die relative Lage der ölabstreifelemente 4 an der Kurbelgehäuseöffnung gegenüber der gegen den Sauerstoffdruck abdichtendaiStopfbüchse 2 und dem die Kolbenstange 1 allseitig umgebenden Auffangelements 6 für gegebenenfalls austretendes Leck- oder Spritzöl ist die gleiche wie bei einer Maschine nach Figur l_o Das Auffangelement 6 weist in diesem Fall nur eine Sammelrinne 7 auf und sein äußerer Rand ist spaltfrei an die innere Wand des Maschinengehäuses 3 angelegt und daran lösbar befestigt. Soweit erforderlich, ist das Gehäuse 3 im unteren Bereich mit Gefälle ausgeführt. Die Bohrung 9 am tiefsten Punkt der Sammelrinne ist über ein durch die Gehäusewand geführtes Rohrstück 9a mit dem in diesem Falle außen am Maschinengehäuse befestigten geschlossenen Gefäß 10 verbunden, in dem sich die ölstandabhängig wirkenden Auslösemittel für Signale befinden«,

In den Figuren 3 und 4 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung für einen ein- bzw. mehrstufigen Sauerstoff-Turboverdichter wiedergegeben. - Die Verdichterwelle 1 ist zwischen der gegen den Sauerstoffdruck wirkenden Stopfbüchse 2 und dem austretendes Lageröl abstreifenden Element 4 mit einem Spritzring 5 größeren Durchmessers versehen, in dessen Wirkebene das Auffangelement mit der Sammelrinne 7 am Gehäuse 3 befestigt ist. In diesem Fall ist das Auffangelement ein mit zentralen öffnungen für die

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Welle 1 versehener Hohlkörper, aus dessen an der tiefsten Stelle eingebrachten öffnung 9 gesammeltes Leck- oder Spritzöl über ein Rohrstück 9a in das geschlossene Gefäß 10 mit den signalgebenden Auslösemitteln übertritt»

Die aus dem Gefäß 10 ölstandabhängig ausgelöste Signalgebung kann elektrisch auf verschiedene Weise ausgeführt sein« Vorzugsweise wird mit einem Relais 11 ein konduktiver oder induktiver Ruhestromkreis gebildet, der bei Eintreten einer voreinstellbaren Menge Lecköls in das Gefäß 10 beeinflußt wird und dann die Signalmittel 12 und 13 ansprechen läßt» - Gemäß Figur 5 ist im Gefäß 10 ein Kontaktpaar 10a in einer fluidisierten, elektrisch leitenden Kontaktmasse 10b angeordnet, die bei öleintritt die Verbindung der Kontakte 10a unterbricht„ - Nach Figur 6 wird ein Stromkreis zur Auslösung der Signalmittel 12 und 13 induktiv verändert» Dazu ist im Gefäß 10 eine Spule Ik angeordnet, in die ein an einem Auftriebskörper 15 befestigter ferromagnetischer Kern 15a mit dem aufsteigenden Leckölpegel eintritt und die elektrische Auslösung des Relais 11 bewirkt. Wird Z₀B₀ bei defekter ölabstreifung öl aus dem Kurbelgehäuse eines Kolbenverdichters bzw. bei Austritt von Lageröl aus einem Turboverdichter in Richtung gegen das den Drucksauerstoff absperrende Dichtungselement 2 geschleudert, so wird es durch das Auffangelement 6 aufgefangen, läuft über die Sammelrinnen 7 bzw» 7a, 7b in das geschlossene Gefäß 10 und löst die Signalmittel aus. Die eingetretene Störung wird in der Leitwarte des Sauerstoffverdichters optisch und/oder akustisch angezeigt und gegebenenfalls wird die Maschine selbsttätig stillgesetzt bzw_o auf ein anderes zu verdichtendes Medium, z.B„ Luft oder Stickstoff, umgestellte

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Claims

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Patentansprüche

Einrichtung zur fortlaufenden Überwachung des Auftretens von ölleckagen an den Dichtungselementen von Sauerstoff-Verdichtern mit einem ölabhängig wirkenden Auslöseelement und einer Signaleinrichtung, gekennzeichnet durch ein mit einer Sammelrinne (7) ausgebildetes Auffangelement (6) für Leck- und Spritzöl, welches das hin- und hergehend bzw. rotierend bewegte Maschinenteil (1, la) des Verdichters in der Nähe des ölsperrenden Dichtungselements (4) allseitig umschließt, wobei die Sammelrinne ein oder mehrere Öffnungen (9) aufweist, aus denen das gesammelte Leck- oder Spritzöl in ein oder mehrere die Signalgebung mit elektrischen Mitteln auslösende Gefäße (10) eintritt,
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer offenen Sammelrinne (7) ausgebildete Auffangelement (6) von vorbestimmer Plächengröße die hin- und hergehende Kolbenstange (1) eines Kolbenverdichters in der Nähe der ölabsperrenden Stopfbüchse (4) allseitig umschließt„
3« Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffangelement (6) die rotierende Welle (la) eines TurboVerdichters in der Nähe der Lagerölfluß verhindernden Wellendichtung (¹O allseitig umschließt.
¹J. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Auffangelement (6) auf die Ebene eines auf die Welle (la) aufgesetzten Spritzrings (5) ausgerichtet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Öffnungen (9) der Sammelrinne (7) des Auffangelements (6) ein mit elektrischen Auslösemitteln (10a, 10b, lk_s 15) versehenes Gefäß (10) mittelbar über ein Rohrstück 9a angeschlossen ist.

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ORiGlNAL INSPECTED

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Einrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Innern des Gefäßes (10) angeordneten Auslösemittel (10a, 10b, 14, 15) elektrische Glieder eines Ruhestromkreises sind, der Ölstandabhängig mittels eines Relais (11) konduktiv oder induktiv zur Auslösung von Signalmitteln (12, 13) beeinfluß wird,,

BASF Aktiengesellschaft

Zeichn.

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