DE2740161A1

DE2740161A1 - Verbesserungen an und in bezug auf verdichtern

Info

Publication number: DE2740161A1
Application number: DE19772740161
Authority: DE
Inventors: Peter Aloysius O'neill
Original assignee: Howden Compressors Ltd
Current assignee: Howden Compressors Ltd
Priority date: 1976-09-04
Filing date: 1977-09-02
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2740155A1; US4153395A; GB1570512A; JPS5367104A

Description

Anmelder: Howden Compressors Limited 133 Barfillan Drive,
Glasgow, G 32 1 BE, Schottland/Grossbritannien

Verbesserungen an oder in Bezug auf Verdichtern

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen an oder in Bezug auf Vorrichtungen zur Verdichtung von strömungsfähigen Medien und betrifft insbesondere eine Vorrichtung mit zwei ineinandergreifenden Schraubspindeln in einem gemeinsamen Gehäuse.

Eine bekannte Vorrichtung umfasst einen Schraubenverdichter mit zwei ineinandergreifenden Schraubspindeln, eine· männlichen und einem weiblichen Spindel, wobei daran Wellen in Lagern in Bohrungen in dem gemeinsamen Gehäuse montiert sind. Die männliche Spindel ist mit einer Reihe von echrau-

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benförmig angeordneten Nocken versehen, die mit entsprechenden, schraubenförmigen Fasen an der weiblichen Spindel in Eingriff stehen. Im Betrieb wird das zu verdichtende Medium einer Fase des weiblichen Spindeis über einen Einlasskanal in der Gehäuseseite zugeführt, wenn die Spindeln so weit gedreht haben, dass diese Fase und der Eingang in Medium-Verbindung stehen. Eine weitere Drehung bewirkt, dass das Ende dieser Fase stets mehr hinter einer abdeckenden Einlassplatte verschwindet, wodurch das Medium in der Fase abgedichtet wird. Die Position der Spindeln zum Zeitpänkt, an dem die Fase völlig abgedichtet wird, soll im folgenden als "Spindelabschluss" bezeichnet werden, und das Medium in der Fase bei Spindelabschluss wird bei oder etwas über dem Eingangsdruck sein.

Bei derartigen Schraubenverdichtern wurde gefunden, dass das zu verdichtende Medium in axialem Fluss auswärts durch die die Wellen führenden Gehäusebohrungen auslaufen kann. Diese Leckage ist im allgemeinen durch die Gehäusebohrungen an der Ausgangsseite des Gehäuses bedingt, kann aber auch an der Eingangsseite des Gehäuses vorkommen, besonders dann, wenn der Eingangsdrick höher liegt als der Umgebungsdruck.

Es ist klar, dass jede Leckage naehieilig ist, da sie den Wirkungsgrad des Verdichters beeinträchtigt und darüberhin-

2^r aus, falls das Gas toxisch oder entflammbar ist, Luftverschmutzungsprobleme hervorrufen kann.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden oder zu mindern.

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Gemäss der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verdichtung von Medien vorgesehen mit einem Schraubenverdichter, der in Eingriff stehende männliche und weibliche Spindeln aufweist, deren Wellen in Bohrungen in einem gemeinsamen Gehäuse gelagert sind, mit einer Medium-Einlassöffnung, einer Medium-Auslaseöffnung und einer zusätzlichen Medium-Einlassöffnung, die mit einer Fase eines Verdichters in Verbindung steht, wenn dieser Verdichter im oder über den Abschluss-Zustand hinaus ist, sowie Leitungen, die die Gehäusebohrungen auf der Hochdruckseite des Gehäuses mit der zusätzlichen Gehäuse-Einlassöffnung verbinden, so dass Medium, das aus der Verdichtungskammer in das Gehäuse austritt, aus den Gehäusebohrungen in die Verdichtungskammer fliesst.

Vorzugsweise haben die Gehäusebohrungen in ihrem Inneren eine Vielzahl von axial verteilten Dichtringen zwischen den Spindeln und den Lagern, und die Leitungen erstrecken sich von den ringförmigen Räumen, die in den Bohrungen von Paaren nebeneinanderliegender Dichtringe gebildet werden.

Vorzugsweise weisen die Bohrungen ebenfalls eine Verbindung an einem Ort zwischen diesen Leitungen und den Lagern auf, um alle übrigbleibende Leckagemengen über die Leitungen aufzunehmen.

Vorzugsweise wird diese Verbindung zur Aussenluft hin entlüftet.

Weiterhin schliesst die Vorrichtung einen weiteren Schraubenverdichter ein, der zur mehrstufigen Verdichtung mit dem er-

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sten Schraubenverdichter in Reihe geschaltet ist, wobei dieser weitere Schraubenverdichter die Gehäusebohrungen an einer oder an beiden Seiten aufweist, anstatt von oder zusätzlich zu den Gehäusebohrungen des ersten Schrauben-Verdichters, verbunden mit der zusätzlichen Einlassöffnung des ersten Schraubenverdichters.

Es sollen nun erfindungsgemässe Ausführungsformen anhand von Beispielen beschrieben werden, unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen -

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zum

Verdichten eines strömungsfähigen Mediums, Fig. 2 eine vergrösserte Teilschnittansicht mit dem aus-

gangsseitigen Lager der Vorrichtung von Fig. 1, Fig. 5 ein Diagramm einer alternativen Form der Leckflüssigkeitszuführung,

Fig. 4- ein Diagramm der Vorrichtung zum Verdichten von Medium mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Schraubenverdichtern.

Gemäss Fig. 1 und Fig. 2 weist ein Paar eines männlichen und eines weiblichen Spindeis 1, 2 die Endwellen 3 und 4 auf, die in zylindrischen Bohrungen 5 und 6 eines gemeinsamen Gehäuses 7 gelagert sind. Jede Bohrung ist mit einem ausεeren, ölgeschmierten Hülsenlager 8 (Fig. 2) und einem inneren Satz von vier axial verteilten Dichtringen 9 versehen, die eine Fluidleckage iurch die Bohrungen verhindern sollen. Jeder Dichtring besteht aus einem Stahlträgerring, der auf

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einen Kohlering geschrumpft ist. Das Gehäuse 7 ist mit einem Medium-Einlasskanal 10 versehen, der mit der Fas·?in Verbindung steht. Wenn die Spindel in oder nach der Abschluss-Position sich befindet, steht ein weiterer Medium-Einlass- kanal 11 mit dieser Fase in Verbindung. Das Gehäuse 7 ist mit einem Medium-Auslasskanal 12 versehen. Ein Schraubenverdichter, dessen Gehäuse einen dem Kanal 11 ähnlichen, zusätzlichen Medium-Einlasskanal aufweist, wird in unserer englischen Patentschrift 1 335 025 beschrieben und gezeigt.

Die in dieser Patentschrift beschriebene Erfindung ist jedoch völlig getrennt und verschieden von dieser vorliegenden Erfindung zu sehen.

Beim Betrieb der vorstehenden Vorrichtung entsteht normalerweise eine Leckage des Verdichtungsmediums axial auswärts aus der Verdichtungskammer durch die Gehäusebohrungen 5 und 6, und diese Leckage würde im allgemeinen die obenerwähnten Schwierigkeiten verursachen. Es wird jedoch im vorliegenden Fall in jeder Gehäusebohrung dann, wenn das Leckagemedium nacheinander in die Ringräume 13 und 14 eintritt, die durch die Dichtringe 9 (Fig. 2) gebildet werden, dieses aus der Bohrung durch die axial verteilten Leitungen 15 und 16 weggeführt, die als Durchbohrungen in der Wand der Bohrung ausgebildet sind, um Verbindungen zu den entsprechenden Bäumen 13 und 14 herzustellen. Ein Rohr 17 verbindet die Lei- tung 15 mit dem zusätzlichen Einlasskanal 11, während ein mit der Leitung 16 Verbundenes Rohr 18 den Raum 14 in die Aussenluft entlüftet, so dass sämtliches Rest-Leckagemedium,

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d.h. nicht zum zusätzlichen Einlass 11 fliessendes Medium, in die Atmosphäre entweichen kann.

Im Betrieb der Vorrichtung wird jedes aus der Verdichtungskammer durch die Gehäusebohrungen 6 auf der Hochdruckseite des Verdichters austretendes Hochdruck-Medium zum zusätzlichen Einlass 11 des Verdichters zurückgeführt. Durch diese Anordnung wird Mediumleckage aus dem Verdichter gemindert. Weiterhin bedeutet die Tatsache, dass das Hochdruck-Leckagemedium nicht durch den üblichen Einlasskanal direkt in den Verdichter eingeführt wird, dass in vorteilhafter Weise die Dichte des Mediums am Einlasskanal nicht reduziert wird, wie auch das Saugvolumen nicht reduziert wird.

Nach Fig. 3 werden die Lager auf der Aussenseite der Gehäusebohrungen 5 und 6, die die Wellen des Verdichters mit einem zusätzlichen Einlasskanal 11 aufnehmen, mit Schmieröl mit Hilfe eines Schmierkreises versehen, der einen abgedichteten öltank 19 und Rohre 20 zwischen dem Tank und den Lagern enthält. Um eine Luftverschmutzung durch austretendes Restmedium zu vermeiden, wird das Rohr 18 zum Austritt des Rest-Leckagemediums mit dem abgedichteten Tank 19 verbunden. Diese umweltfreundliche Anordnung ist eine Verbesserung gegenüber einer umweltverträglichen Anordnung, bei der das gesamte Leckagemedium in den Tank eintritt, da im vorliegenden Fall der Tank über ein Rohr 17 in Verbindung mit dem zusätzlichen Medium-Einlasskanal und daher auf oder etwas über dem Saugdruck des Verdichters gehalten wird und nicht auf dem Ausgangsdruck des Verdichters.

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Nach Fig. 4- schliesst die Vorrichtung zum Verdichten von strömungsfähigem Medium einen Niederdruck-Verdichters A und einen Hochdruck-Verdichter B ein, die zur Hintereinanderschaltung durch ein Rohr 21 zwischen dem Ausgangs von Verdichter A und dem Eingang von Verdichter B verbunden sind. Der Verdichter A besitzt einen zusätzlichen Einlasskanal 11. Die Mediumleckage entlang der Getaäusebohrungen des Hochdruckverdichters B wird mit der Mediumleckags entlang der Gehäusebohrungen auf der Hochdruckseite des Verdichters A über einige Rohre 22 kombiniert, die mit einem Vielfachrohr 23 verbunden sind, und das Rohr 23 ist mit dem zusätzlichen Einlasskanal 11 des Verdichters A verbunden. In einer Modifikation dieser Anordnung sind die Bohrungen an einer Seite des Verdichters anstatt an beiden Seiten mit dem Vielfachrohr 23 verbunden, während in einer weiteren Modifikation die Rohrverbindung zwischen den Hochdruckbohrungen von Verdichter A und dem Vielfachrohr 23 entfällt. In noch einer weiteren Modifikation ist diese Anordnung eine mehrstufige Vorrichtung mit mehr als zwei in Reihe geschalteten Verdichtern.

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L e e r s e i t e

Claims

PATENTANSPRÜCHE 27A0161

/ lJ Vorrichtung zum Erzeugen eines Druckes in einem strömungsfähigen Medium, mit einem Schraubenverdichter mit ineinandergreifenden Schraubspindeln mit Innen- und Aussengewinde, deren Wellen in Lagerbohrungen in einem gemeinsamen Gehäuse gelagert sind, das eine Öffnung für den Einlass und eine Öffnung für den Auslass des strömungsfähigen Mediums aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Einlassöffnung im Gehäuse an der Stelle, an der sich die Lippemfase der Verdichterschraube befindet, wenn die Schraube in der Stellung an oder hinter dem Abschluss ist, angeordnet ist mit Leitungen, die diese Einlassöffnung mit den Gehäusebohrungen für die Spindellager am Hochdruckende des Gehäuse verbinden - so dass das Medium, das aus der Hochdruckkammer in die Lagerbohrungen leckt, von dort zurück in die Verdichterkammer geleitet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbohrungen in dem Gehäuse mit einer Anzahl von axial im Abstand voneinander angeordneten Dichtungsringen zwischen den Schraubspindeln und den Lagern versehen sind, und die Rückleitung für Leckage in den ringförmigen Räumen zwischen einander benachbarten Dichtungsringen beginnt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückleitung für Leckage aus Durchgangslöchern in den Wänden der Lagerbohrungen des Gehäuses bestehen, die auf der Innenseite die Ringräume mit auf der Aussenseite angeschlossenen Leitungen zu der zusätzlichen Einlassöffnung verbinden.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass an die Gehäusebohrungen an einer Stelle zwischen den Rückleitungen und den Lagern Ableitungen angeschlossen sind, um jede übertretende Leckage aufzufangen, die die Rückleitungen passieren könnten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitungen aus Durchbrechungen der Wände der Lagerbohrungen bestehen, die an ihren inneren Enden mit zwischen den Ringen liegenden, ringförmigen Räumen in Verbindung stehen, die stromabwärts von den Ringräumen liegen, die mit den Rückleitungen in Verbindung stehen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 51 dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitungen ins Freie münden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, dass ein Schmiermittel-Kreislauf einschliesslich eines abgedichteten Vorratsbehälters mit den Lagern in den Lagerbohrungen verbunden ist und die Ableitungen mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehen, um überschüssige Leckage dorthin zu leiten.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem zusätzlichen Schraubenverdichter, der in Bezug auf die Strömung mit dem ersten Schraubenverdichter in Serie geschaltet ist, um das strömungsfähige Medium in mehreren Stufen unter Druck zu setzen, wobei der zusätzliche Schraubenverdichter mit Gehäusebohrungen an einer oder beiden Endseiten versehen ist anstelle oder zusätzlich zu den Gehäusebohrungen des ersten Verdichters, und diese Gehäusebohrungen des zweiten

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Verdichters mit der zusätzlichen Einlassöffnung des ersten Verdichters verbunden sind.

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