DE3219684A1

DE3219684A1 - Vorrichtung, insbesondere kompressor, mit einer vertikalen drehbaren welle

Info

Publication number: DE3219684A1
Application number: DE19823219684
Authority: DE
Inventors: Arther Lee Butterworth; Stephen Andrew Smaby
Original assignee: Trane Co
Current assignee: Trane Co
Priority date: 1981-06-01
Filing date: 1982-05-21
Publication date: 1982-12-16
Also published as: CA1181048A; DE3219684C2; US4406594A; FR2506862B1; FR2506862A1

Description

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."Vorrichtung, insbesondere Kompressor,mit einer vertikalen, drehbaren Welle"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, insbesondere einen Kompressor, mit einer vertikalen, drehbaren Welle, einer am unteren Ende der Welle vorgesehenen Ölfördervorrichtung, die sich mit der Welle mitdreht, in ein Ölbad taucht und das Öl durch Zentrifugalkraft antreibt, einem Kanal im Innern der Welle, durch den das von der Ölfördervorrichtung kommende öl hochsteigt, und einer mit dem Kanal in Verbindung stehenden Schmutzfalle an der Welle oberhalb der Öleingangsmündung.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 3 674 382) besteht die Schmutzfalle aus einer schmalen Ausnehmung, die sich über einen relativ kleinen Winkelbereich in periphärischer Richtung, bezogen auf die Welle, erstreckt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Vorrichtung derart auszubilden, daß die Schmutzfalle wirksamer als im bekannten Fall ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schmutzfalle aus einer Ringtasche solcher Form besteht, daß die Schmutzpartikel auch bei stehender Welle darin verbleiben.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. Darin zeigen:

■ Fig. 1 eine Seitens:..sieht eines Kompressors teilweise im Schnitt;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. -2 und . '

Fig. h einen Schnitt nach der Linie k-k der Fig; 2.

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Mit 10 ist ein Schnecken- bzw. Spiralenkompressor bezeichnet. Dieser besteht aus einer Behälterwand 11. In dieser mündet eine Eingangssaugleitung 12, durch die Kühldampf zu einem Kompressormotor 13 strömt. Eine hohle Antriebswelle 14 erstreckt sich senkrecht durch die nicht dargestellte Armatur des Motors 13'. Am oberen Ende derselben befindet sich eine nicht dargestellte Spirale·, welche den Kühlmitteldampf komprimiert . Das untere Ende.der Antriebswelle 14 ragt aus dem Motor 13 heraus, und ist mit einer ölpumpe 15 verbunden. Das untere Ende der Ölpumpe 15 taucht in ein Ölreservoir 16 ein.

Die Ölpumpe 15 besteht aus einem im wesentlichen konisch geformten Stutzen 15a. Der innere Durchmesser desselben an seinem oberen Ende ist gleich dem äußeren Durchmesser der Antriebswelle 14. Diese hat einen relativ großen inneren Durchmesser 17, .so daß die Reibungsverluste des aufsteigenden Öls relativ klein sind. Die konische Form im Innern 18 erstreckt sich von der inneren Bohrung 17 der Welle 14 nach unten bis zu einer relativ kleinen Eingangsöff nung·19. Eine ringförmige Nut 20 umgibt die innere Wand 18. Sie grenzt unmittelbar an das untere Ende der Antriebswelle 14 an. Diese Nut 20 erstreckt sich nach unten in die Wand des Stutzens 15a und bildet eine Tasche 21, die auf ihrer Innenseite zusammen mit der konischen Wand 18 eine Lippe 22 bildet.

Im Innern des Stutzens 15a erstreckt sich eine Schraubenfläche 23 vom unteren Ende der Antriebswelle 14 bis zur.öffnung 19. Diese Schraubenfläche ist im Vertikalschnitt trapezförmig. Ihre Steigung ist etwa 80 - 120° pro 2,54 cm in der Höhe. Die Schraubenfläche 23· wird durch ihre eigene Federkraft gegen die Welle 14 gedrückt und dadurch gehalten. Wie die Fig. .3. zeigt, ist die Drehung der Schraubenfläche derart, daß beim übergang vom oberen Ende zum unteren Ende die gleiche Drehung erfolgt wie die Welle 14, wenn der Kompressor 10 arbeitet, siehe den Pfeil links, oben, in Fig. 3.

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Die Ölpumpe 15 weist ferner eine ringförmige Stufe 24 auf, die die Außenwand der Pumpe umläuft, die im. übrigen konisch ist. Die Rotation der Pumpe 15 verursacht Cavitätionen, die Blasen bilden, welche die Eingangsöffnung blockieren könnten. Die Stufe 24 reduziert die Turbulenzen in dem Öl und damit· die Blasenbildung und die Bildung von Schaum. Ferner ermöglicht die Stufe 24 eine Vergrößerung der Taschen 21.

Die Ölpumpe 15 besteht aus Aluminium und ist auf einer Drehbank hergestellt. Es ist jedoch selbstv.ersiS ndlich, daß der Stutzen 15a auch gegossen sein kann und aus Metall bzw. Kunststoff bestehen kann. Die Pumpe 15 ist mittels Schrauben 25 an der Welle 14 befestigt. Natürlich kann sie auch im Preßsitz an der Welle 14 sitzen oder an dieser festgeklebt sein, z.B. mit Epoxyharz. .

Normalerweise liegt der Spiegel des Öls 16 oberhalb der Stufe 24. Während des Betriebes wird Öl in die Eingangsleitung 19 gezogen, wenn sich die Welle 14 und der Stutzen 15a drehen. Da sich auch die Schraubenfläche 23 dreht, nimmt das untere Ende der Fläche' 23 Öl auf und beschleunigt den Ölstrom, der nach außen und nach oben strömt.

Die Verwendung einer spiralförmig gedrehten Schraubenfläche 23 bewirkt eine wesentliche Verbesserung in der Pumpwirkung der Pumpe 15 verglichen mit einer bekannten Ölpumpe (s. US-PS 3 285 504), die zwar eine konische Rohrform hat, aber nicht eine Schraubenfläche, bzw. verglichen mit der Ölpumpe gemäß dem US-Patent 3 410 478, das mit einer flachen Fläche ausgerüstet ist. Versuche haben ergeben, daß mit der erfindungsgemässen Pumpe 1300 cnr/min. gefördert werden können, während mit einer Pumpe mit einer flachen Fläche und sonst gleichen Bedingungen nur 700 cm /min. gefördert werden können. Die Zentrifugalkraft, die durch die sich drehende spiralförmig ge-

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wundene Fläche/und die konische Fläche 18 erzeugt wird, verursacht einen kräftigen vertikalen Ölstrom. Der große Öl-·

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durchsetz führt dazu, daß man einen Spiralkompressor verwenden kann, der eine gute und kräftige Schmierung verlangt.

Bei dem vertikalen Ölstrom innerhalb des Stutzens 15a· werden dichtere Teilchen wie Metallsplitter, Sand u.dgl. aufgrund der Zentrifugalkraft in die Tasche 21 gefördert. Diese Teilchen bleiben dort, und das Öl kann gesäubert nach oben steigen. Venn der Kompressor angehalten wird und die Welle 14 und die Ölpumpe 15 nicht mehr rotieren, fallen die Schmutzpartikel in die Tasche 21. Sie sind dann keine Gefahr mehr für die Lager des Kompressors 10. Die Ausbildung der Pumpe in der dargestellten Art und Weise ermöglicht ein großes Volumen für die Tasche 21 derart, daß die gesamte Menge an Schmutzpartikeln, die zu erwarten ist, während der gesamten Betriebsdauer des Kompressors in der Tasche 2-1 abgelagert werden kann.

Natürlich kann die Schraubenfläche 23 auch aus einem Stück zusammen mit dem Stutzen 15a bestehen. Vorzugsweise ist der Kompressor gedacht für Wärmeaustauscher. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, daß sie besonders einfach und billig herstellbar ist.

Es sei erwähnt, daß die Spiralfläche 23 und die Stufe 24 " auch selbständige Bedeutung haben.

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Leerseite

Claims

Ansprüche ;

\i) Vorrichtung, insbesondere Kompressor, mit einer vertikalen drehbaren Welle, einer am unteren Ende der Welle vorgesehenen Ölfördervorrichtung, die sich mit der Welle mitdreht, in ein Ölbad taucht und das Öl durch Zentrifugalkraft antreibt, einem Kanal im Innern der Welle, durch den das von der Ölfördervorrichtung kommende Öl hochsteigt, und einer mit dem Kanal in Verbindung stehenden Schmutzfalle an der Welle oberhalb der öleingangsmündung, dadurch gekennzeichnet , daß die Schmutzfalle aus einer Ringtasche (21) solcher Form besteht, daß die Schmutzpartikel auch bei stehender Welle (14) darin verbleiben.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn ζ eich net', daß die Tasche (21) wesentlich tiefer als breit ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Tiefe der Tasche (21) in vertikaler Richtung erstreckt.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, bei der die ölffördervorrichtung eine sich nach unten verengende Trichterfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Tasche (21) - insbesondere unmittelbar - oberhalb des oberen Randes der Trichterfläche (18) befindet.■
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß die ÖlfÖrdervorrichtuhg mit der Schmutzfalle (21) als gesondertes. Teil (15) an der Welle (14) - insbesondere lösbar - befestigt ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet , daß die Außenseite der Ölfördervorrichtung (15) konisch sich nach unten verengt und vorzugsweise eine Stufe (24) zwecks Vermeidung von Kavitäten, aufweist, vorzugsweise dort, wo sich das geschlossene Ende der Tasche (21) befindet.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet , daß sich zwecks besserer Förderung des Öls in der Trichterfläche (18) eine Spiralfläche (23) befindet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichn e t , daß sich die Spiralfläche (23) über einen Winkel kleiner als 360°, vorzugsweise über ca. 40 - 60°, insbesondere über ca. 50°, verwindet.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsöffnung (19) der Ölfördervorrichtung - insbesondere wesentlich - kleiner als der Kanal (17) in der Welle (14) ist..

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10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet , daß die Tasche (21) mit der Trichterfläche (18) eine konische Ringlippe (22) bildet.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet , daß der äußere Durchmesser der Tasche (21) größer und der innere Durchmesser der Tasche (21).kleiner als der Durchmesser· der oberen Öffnung der Trichterfläche (18) und/oder als der Durchmesser des Kanals (17) ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Tasche (21) an das untere Ende der Welle (14) angrenzt.

13· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet , daß die Welle (14) gegen die Spiralfläche (23) drückt und diese dadurch hält.