DE2829338A1

DE2829338A1 - Verfahren und kreiselverdichter zum abzug von oel aus einem getriebegehaeuse

Info

Publication number: DE2829338A1
Application number: DE19782829338
Authority: DE
Inventors: Howard Henry John Pidgeon
Original assignee: Compair Construction and Mining Ltd
Current assignee: Compair Holman Ltd
Priority date: 1977-07-05
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1979-01-25
Also published as: US4211522A; BE868722A; IT7868575A0; FR2396867B1; SE438184B; FR2396867A1; GB1599878A; IT1107921B; SE7807531L

Description

282933a

Die Erfindung betrifft Kreiselverdichter mit Öleinspritzung und insbesondere ein Verfahren zum Abzug von Öl aus einem Getriebegehäuse oder einer anderen Kammer eines Verdichters, bei dem es erforderlich ist, gesammeltes Schmieröl anzuheben und zu den Rotorkammern zurückzubringen.

Wenn das Getriebegehäuse eines Gasverdichters so angeordnet ist, daß sein Sammelbehälter bzw. Sumpf niedriger als die Verdichterrotoren liegen, ist es üblich, eine mechanische Pumpe zu verwenden, um das Öl aus dem Getriebegehäuse zu heben und zu dem Verdichter zurückzubringen. Die Hebewirkung wird durch die Erzeugung eines Unterdruckes bzw. eines unteratmosphärischen Druckes durch die Pumpe am Pumpeneinlaß erzeugt.

Die Erfindung schafft ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Aufgrund dieser Ausbildung wirkt die Rotoreinrichtung des Verdichters als Ansaughebepumpe und beseitigt die Notwendigkeit für eine gesonderte mechanische Pumpe, deren Kosten und den durch sie bedingten komplizierten Aufbau.

Die Erfindung schafft auch einen Kreiselverdichter mit Öleinspritzung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 3 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Schneckenverdichter ,

Figur 2 eine Seitenansicht der Stirnseite des Einlaßgehäuses mit den Gaseinlaßöffnungen und der Ölansaug-Hebeöffnung, und

Figur 3 eine Aufsicht des Einlaßgehäuses, aus der die

809684/0839

Verbindung dieser Stirnseite mit den Rotorbohrungen hervorgeht.

Wie Figur 1 zeigt, besteht ein Schneckenverdichter mit Öleinspritzung aus einem Gehäuse 1, in dem ein Hauptrotor 2 in Lagern 3» 5 und 6 drehbar gelagert ist. Das Lager 3 ist am Einlaßende des Verdichters im Einlaßgehäuse k vorgesehen, und die Lager 51 6 sind am Abgabeende des Verdichters in einem Abgabegehäuse 7 vorgesehen.

Ein Förderrotor (nicht gezeigt), der mit dem Hauptrotor zusammenwirkt, ist in ähnlicher Weise im Gehäuse gelagert.

Eine Verlängerung 8 der Hauptrotorwelle steht Über das Einlaßgehäuse k vor und trägt ein Ritzel 91 das an der Welle zur Drehung mit dieser befestigt ist.

Das Ritzel 9 kämmt mit einem Antriebszahnrad 10, das auf einer Antriebswelle 11 sitzt. Beide Zahnräder und 10 sind in einem Getriebegehäuse 12 angeordnet, das an dem Einlaßgehäuse k befestigt ist.

Die Antriebswelle 11 des Verdichters 9 ist in Lagern 13 und 1^ in dem Getriebegehäuse 12 drehbar gelagert und dort durch eine Wellendichtung 15 abgedichtet, wo sie durch die Endwand des Getriebegehäuses verläuft.

Der Hauptrotor 2 wird im Betrieb von einer Antriebsmaschine (nicht gezeigt) angetrieben, die mit dem freien Ende der Antriebswelle 11 antriebsmäßig verbunden ist.

Im Betrieb bewirken der Hauptrotor 2, der, wie beschrieben, angetrieben wird, und sein mit ihm zusam-

0 9884/083

menwirkender Förderrotor, daß Luft (oder ein anderes Gas) das Verdichtergehäuse von einer Einlaßöffnung zu einer Auslaßöffnung 17 durchläuft, während es komprimiert wird. Komprimierte Luft wird von der Auslaßöffnung zu einer Verbraucher- und Ölwiedergewinnungsvorrichtung (nicht gezeigt) gefördert. Der Verbraucher wirkt auch als Sammelbehälter für das Kühl- und Schmieröl des Verdichters.

Das Schmieröl wird durch den Gasdruck in dem Verbraucher in das Verdichtergehäuse durch eine Öffnung

18 gedrückt, von wo in Verbindung stehende Bohrungen

19 bis 22 es zur Schmierung der Lager 13 und i4 weiterfördern. Öl von der Bohrung 20 wird auch in ein kleines Sprühgehäuse 23 gefördert, von wo es durch ein Sprührohr 2h auf die Zahnräder 9 und 10 und durch eine Öffnung 25 auf die Lager 3 gesprüht wird.

Das Schmier- und Kühlöl für die Rotoren gelangt in die Rotorgehäusebohrung über eine Bohrung 26, von wo es durch die Auslaßöffnung 17 zusammen mit dem komprimierten Gas abgefördert wird.

Weitere in Verbindung stehende Bohrungen 27 und 28 fördern Öl zu Dichtungen 29 und 30 am Abgabeende des Verdichters, und diese Dichtungen durchlaufendes Öl schmiert die Lager 5 und 6 am Abgabeende. Ein ausreichender Ölnebenstrom vorbei an den Dichtungen 29 und 30 zur wirksamen Schmierung der Lager 5 und 6 ist im Betrieb des Verdichters stets vorhanden.

Öl von den Lagern 5 und 6 zusammen mit einer geringen Menge Luft, die über die Dichtungen 29 und 30 vom Abgabeende der Rotoren aus strömen können, sammelt sich im Abschlufjdeckel 31 des Abgabeendes, wo

80988A/&839

es durch Öl, das in der Endstufe der Ölwiedergewinnungsvorrichtung (nicht gezeigt) wiedergewonnen und an einem Anschluß 32 zugeführt wird, ergänzt
wird. Das gesamte, im Abschlußdeckel 31 gesammelte Öl wird durch Bohrungen 33 und 3^ durch die Expansion der Luft, die in dem Öl mitgeführt wird, in
das Rotorgehäuse gedrückt.

Wie Figur 1 zeigt, ist die Anordnung des Verdichters derart, daß das Getriebegehäuse 12 bezüglich des Rotorgehäuses 1 unterbaut ist. Schmieröl vom Lager gelangt in das Getriebegehäuse 12 über eine Bohrung 35· Dieses Öl zusammen mit dem Schmieröl der Lager 3 und 1*4 und der Zahnräder 9 und 10 fällt aufgrund der Schwerkraft auf den Boden des Getriebegehäuses 12 und den benachbarten Teil des Einlaßgehäuses 16, wo es im Bereich "}G gesammelt wird.

Ein Kanal 37 ist im Einlaßgehäuse k vorgesehen und verbindet den Ölsammelbereich 36 mit einer Saugkammer 38, die an der Stirnseite des Einlaßgehäuses
liegt.

Diese Saugkammer 38 ist so ausgebildet, daß sie im Betrieb auf einem beträchtlichen unteratmosphärischen Druck ist und der Unterdruck bewirkt, daß Öl nach oben durch den Kanal 37 gesaugt wird, so daß
Öl aus dem Getriebegehäuse entfernt und zu den Rotoreinlaßräumen transportiert wird. Der Ölpegel in dem Getriebegehäuse 12 ist daher stets unter dem Boden des Zahnrades 10, so daß die Erzeugung von Wärme unter Verlust an Leistung verhindert wird, wodurch der Wirkungsgrad des Verdichters verringert werden würde.

309884/0839

Figur 2 zeigt die Stirnseite des Einlaßgehäuses 4 einschließlich der Einlaßöffnungen 39 und 4o der Förderrotorseite und der Hauptrotorseite. Diese Öffnungen 39 und 4o sind mit der Einlaßöffnung 16 verbunden. Normalerweise sind diese beiden Öffnungen in dem bei 41 gezeigten Bereich miteinander vereinigt. Bei dem gezeigten Verdichter jedoch ist dieser Bereich mit der Rotorgehäusestirnseite bündig ausgebildet, so daß die Endflächen der Rotorflügel an dieser Stirnseite abdichten. Die Endform der Ro-* torflügel ist strichpunktiert in Figur 2 bei 42 für den Förderrotor und bei 43 für den Hauptrotor in der geschlossenen bzw. in der Stellung für das Aufnahmevolumen Null gezeigt.

Wenn sich die Rotoren (in der Richtung der Pfeile in Figur 2) aus dieser Stellung drehen, befindet sich ein expandierendes Volumen zwischen den Rotorflügeln, wenn sie sich über den Bereich 4i bewegen· Die Größe des eingeschlossenen Raumvolumens zwischen den Rotorflügeln hängt von der Rotordrehung aus der Null-Volumenstellung ab und erreicht an der Stelle ein Maximum, an der die Einlaßöffnungen 39 und 4o zu dem eingeschlossenen Raum geöffnet sind. Aus Zweckmäßigkeitsgründen ist dies in Figur 2 bei einer Hauptrotordrehung von 75 (Förderrotordrehung von 50 ) gezeigt. Die Endform der Rotorflügel in dieser Stellung ist bei 44 für den Förderrotor und bei 45 für den Hauptrotor gestrichelt gezeigt. Wenn sich die Rotoren aus dieser Stellung weiter drehen, öffnet der Förderrotor die Einlaßöffnung am Rand 46 und der Hauptrotor am Rand 47.

Bis die Drehung der Rotoren die Einlaßöffnung bei 46, 47 öffnet, ist der Raum des eingeschlossenen Volumens gegenüber dem Einlaß iin wesentlichen abge-

809884/0839

dichtet und wird durch die Drehung des Rotors erweitert, so daß ein unteratmosphärischer Druck in diesem Raum erzeugt wird. Die Kammer 38 ist mit diesem Raum verbunden, so daß in der Kammer 38 eine Saugwirkung erzeugt wird.

Die Saugöffnung 38 muß in der Nähe des etwa dreieckigen Bereichs, der in Figur 2 schraffiert ist, liegen und muß an den beiden oberen Seiten durch die Endform der Gegenflügelbeim Null-Volumen 43 und die Lage des Bodens der Förderrotorrinne und an der Bodenseite durch die Flanke des Förderrotors an der Einlaßöffnung hk begrenzt sein, so daß die Saugkammer 38 zu den nicht eingeschlossenen Räumen des Rotors niemals offen ist.

Um das eingeschlossene Raumvolumen vollständig zu umfassen, ist es in bestimmten Fällen notwendig, sicherzustellen, daß die Rotorbohrungen durch die Rotorflügelspitzen in der Öffnungsstellung voll umschlossen sind; dies erfordert, daß das Rotorgehäuse bis zu den Rotorflügel-Spitzenlinien an den Bereichen A8 und k9 in Figur 3 voll aufgebohrt ist.

Da zwischen den Rotoren und ihren Gehäusen Bearbeitungszwischenräume bestehen, tritt über diese stets ein Leckstrom auf. Der Drehwinkel, der den eingeschlossenen Raum umgibt, muß daher so bemessen sein, daß diese Nebenströme möglich sind, und ein ausreichender Unterdruck geschaffen wird, um die erforderliche Ölmenge über die geeignete Höhe aus dem Getriebegehäuse zu heben. Es wurde festgestellt, daß eine Hauptrotordrehung von 75 mehr als angemessen ist, um Öl aus der gezeigten Getriebegehäusestellung zu heben.

809884/0839

In Abwandlung Von der beschriebenen Ausführungsform ist die Erfindung in gleicher Weise auch auf einen Kreiselflügelverdichter anwendbar, bei dem die Drehung eines einzigen Rotors die notwendige Saugwirkung erzeugt.

809884/0839

Claims

Patentansprüche

1-1« Verfahren zum Abzug von Öl aus einem Getriebegehäuse, bestehend aus einem Verdichtergehäuse, das eine Rotoreinrichtung und ein Getriebegehäuse enthält, wobei sich die Welle des Verdichters von dem Verdichtergehäuse aus in das Getriebegehäuse erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß verhindert wird, daß der erste Teil des Verdichteransaughubes bzw. der Verdichteransaugdrehung mit Ansauggas gefüllt wird, so daß ein Unterdruck erzeugt wird, der über eine Bohrung mit einem Sammelbehälter des Getriebegehäuses verbunden ist, so daß die absolute Druckdifferenz zwischen dem Sammelbehälter und dem Ansaugteil der Rotoreinrichtung Öl

809884/0839

ORIGINAL INSPECTED

aus dem Sammelbehälter in die Zwischenräume der Rotoreinrichtung saugt.
2. Kreiselverdichter mit Öleinspritzung, bestehend aus einem Verdichtergehäuse, das eine Rotoreinrichtung enthält und Ein- und Auslaßöffnungen und ein Getriebegehäuse aufweist, wobei sich die Welle des Verdichters von dem Verdichtergehäuse aus in das Getriebegehäuse erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgeschlossener Teil (^ 1) der Einlaßöffnung derart vorgesehen ist, daß eine normalerweise geschlossene Kammer ständig zunehmenden Volumens von der Rotoreinrichtung (2) und dem abgeschlossenen Teil gebildet wird, wenn sicli der Rotor von der Null-Volumenstellung aus dreht, und daß eine Öffnung (38) in dem abgeschlossenen Teil gebildet ist, die durch eine Bohrung (37) mit dem unteren Teil (36) des Getriebegehäuses (12) verbunden ist, so daß eine in der Kammer durch die Drehung der Rotoreinrichtung erzeugte Saugwirkung Öl von dem untersten Feil des Getriebegehäuses durch die Bohrung nach oben in das Verdichtergehäuse saugt.
3. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ze i ohne t, daß der Verdichter ein Schneckenverdichter ist, und daß die Rotoreinrichtung aus zusammenwirkenden Rotoren (2) mit Gegenprofil besteht.

h. Verdichter nach Anspruch 2 oder 3i dadurch g e k e 11 η ζ ti i c Ji η e t, daß die Bohrung (37) in dt.Mii Verd ich t«rßühäuse (^t) ausgebildet ist und den un lcr.s ten Teil (36) in dem Getriebegehäuse (12) mit der Öffnung (3H) verbindet.

809884/0839