DE816117C

DE816117C - Lubricating device for the bearings of a compressor system for high pressures

Info

Publication number: DE816117C
Application number: DEP29401A
Authority: DE
Original assignee: KONINK MACHF Gebr STORK EN CO
Current assignee: KONINK MACHF Gebr STORK EN CO
Priority date: 1947-12-23
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1951-10-08

Description

Schmiervorrichtung für die Lager einer Kompressoranlage für hohe Drücke Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmiervorrichtung für die Lager einer Anlage zum Umwälzen von Gasen unter hohem Druck, vorzugsweise einem Druck von wenigstens 5o Atm. mittels eines Turbokompressors, wobei der Kompressor mit oder ohne seinemAntriebsmotor in einem druckfesten Gehäuse untergebracht ist. Solche Anlagen werden bei gewissen chemischen Verfahren benötigt, bei denen große Gasmengen unter hohem Druck im Kreislauf geführt werden müssen. Es ist verhältnismäßig einfach, ein Gehäuse herzustellen, das den hohen Druck aushält, und in einem solchen Gehäuse ein gewöhnliches Kompressoraggregat zu benutzen, das in diesem Fall nur die normalen Druckunterschiede auszuhalten hat, die als Ergebnis der Pumpwirkung entstehen. Eine bei maschinellen Vorrichtungen, die in solchen Gehäusen eingeschlossen sind, stets auftretende Schwierigkeit besteht jedoch in ihrer Schmierung; das flüssige Schmieröl muß von außen in das Gehäuse gegen hohen Druck eingeführt und dabei genau dosiert und auf die richtigen Stellen verteilt werden. Das überschüssige öl muß wiederum entfernt werden, so daß die außerordentlich hohe Druckdifferenz zwischen dem Innern und dem Äußern des Gehäuses im Ölkreislauf an zwei Stellen (Zuführung und Abführung) überwunden werden muß. Eine Ölpumpe, die dazu konstruiert ist, das 01 gegen einen hohen Druck zuzuführen, wie er im Gehäuse herrscht, ist stets eine Vorrichtung von teurer Spezialbauart im Vergleich zu normalen Schmierpumpen. Überwachung, Instandhaltung und Bedienung einer Pumpe solcher Art kann nicht den gleichen Personen überlassen werden, die sonst nur den Umgang mit gewöhnlichen Schmierpumpen gewöhnt sind.Lubricating device for the bearings of a compressor system for high pressures The invention relates to a lubricating device for the bearings of a system for circulating gases under high pressure, preferably a pressure of at least 50 atm. by means of a turbo compressor, the compressor with or without its drive motor being housed in a pressure-resistant housing. Such systems are required for certain chemical processes in which large quantities of gas have to be circulated under high pressure. It is relatively easy to manufacture a housing which can withstand the high pressure and to use an ordinary compressor unit in such a housing, which in this case only has to withstand the normal pressure differences which arise as a result of the pumping action. However, a problem that always arises with mechanical devices enclosed in such housings is their lubrication; the liquid lubricating oil must be introduced from the outside into the housing against high pressure, precisely dosed and distributed to the right places. The excess oil must in turn be removed, so that the extraordinarily high pressure difference between the inside and the outside of the housing in the oil circuit must be overcome at two points (supply and discharge). An oil pump that is designed to deliver the 01 against a high pressure as prevails in the case, is always a device of expensive special design compared to normal lubrication pumps. The monitoring, maintenance and operation of a pump of this type cannot be left to the same people who are otherwise only used to working with ordinary lubricating pumps.

Die Erfindung schlägt deshalb vor, den Schmierölumlauf in seiner Gesamtheit dem Hochdruckbereich anzupassen, so daß der Kreislauf selbst wie auch die -2Xlotoranlage, d. h. der Turbokompressor, von gewöhnlicher, einfacher Bauart sein können. Daraus ergeben sich erhebliche Vorteile.The invention therefore proposes the lubricating oil circulation in its entirety to adapt to the high pressure area, so that the circuit itself as well as the -2Xlotoranlage, d. H. the turbo compressor, can be of an ordinary, simple design. From it there are considerable advantages.

Erfindungsgemäß wird ein geschlossener Schmierölkreislauf für die Lager des Kompressors und gegebenenfalls auch des Motors in Verbindung mit dem Gaskreislauf gebracht. Die Schmierölpumpe und der dazugehörige Motor können erfindungsgemäß jedes für sich in einem eigenen druckfesten Gehäuse angeordnet werden. Natürlich ist es schwierig, ein solches Schmiersystem von außen zu überwachen. Es wird deshalb die Gefahr bestehen, daß die Lager vom Gesichtspunkt der Sicherheit aus im Übermaß geschmiert werden. Als Folge hiervon kann das 0I dann aus den Lagern austreten und in der Umgebung der Lager einen Ölnebel bilden. Dieser Ölnebel kommt mit den umlaufenden Gasen in Berührung, die das Gehäuse des Turbokompressors füllen. Bei vielen chemischen Prozessen kann eine Verunreinigung dieser Gase mit Öldämpfen nicht zugelassen werden; gerade dieser L'instand hat vorwiegend mit dazu geführt, daß man einen Turbokompressor an Stelle eines Kolbenkompressors benutzt. Bei einem Turbokompressor kommen die Gase nicht mit dem Schmieröl in Berührung, wie es bei einem Kolbenkompressor der Fall ist.According to the invention a closed lubricating oil circuit for the Bearing of the compressor and possibly also of the motor in connection with the gas circuit brought. According to the invention, the lubricating oil pump and the associated motor can be any be arranged in their own flameproof housing. Of course it is difficult to monitor such a lubrication system from the outside. It will therefore be the There is a risk that the bearings are excessively lubricated from the point of view of safety will. As a result, the OI can then escape from the bearings and into the surrounding area the bearings form an oil mist. This oil mist comes in with the circulating gases Touch that fill the housing of the turbo compressor. In many chemical processes contamination of these gases with oil vapors cannot be permitted; just this maintenance has mainly led to the fact that one has a turbo compressor used in place of a reciprocating compressor. With a turbo compressor they come Gases do not come into contact with the lubricating oil, as is the case with a reciprocating compressor Case is.

Zur Beseitigung des genannten Nachteiles werden die Lager erfindungsgemäß innerhalb des Gehäuses in besonderen belüfteten und vom Gaskreislauf getrennten Kammern angeordnet. Wenn nun Öldämpfe in diesen Kammern entstehen, kommen sie mit den umlaufenden Gasen nicht in Berührung.To eliminate the disadvantage mentioned, the bearings are according to the invention inside the housing in special ventilated and separated from the gas circuit Chambers arranged. If oil vapors arise in these chambers, they come with you not in contact with the circulating gases.

Hält man den Druck in diesen Kammern niedriger als in ihrer Umgebung, so wird dadurch das Entweichen von Ölnebeln aus diesen Kammern zuverlässig verhindert. Die Einstellung eines niedrigeren Druckes erfordert allerdings einen Auslaß, z. B. eine stark gedrosselte Austrittsöffnung nach der Atmosphäre, was einen Gasverlust bedeutet.If the pressure in these chambers is kept lower than in their surroundings, this reliably prevents oil mist from escaping from these chambers. Setting a lower pressure, however, requires an outlet, e.g. B. a severely throttled outlet to the atmosphere, resulting in a loss of gas means.

Die genannten Kammern können gegenüber dem umgebenden Gasraum völlig geschlossen sein, selbstverständlich mit Ausnahme der Öffnungen, durch welche die Welle hindurchtritt. Wenn man nun die Kammern gegenüber dem umgebenden Gasraum unter einen höheren Druck setzen will und Vorkehrungen trifft, um diesen höheren Druck durch die Öffnungen für die Welle zutreten zu lassen, ist der Austritt von Öldämpfen unmöglich.The chambers mentioned can be completely opposite to the surrounding gas space be closed, of course with the exception of the openings through which the Shaft passes through. If you now place the chambers in relation to the surrounding gas space below wants to put more pressure and takes precautions to deal with that higher pressure Allowing entry through the openings for the shaft is the escape of oil vapors not possible.

Die Entlüftungsöffnung der Kammern steht dann unter einem etwas höheren Druck als beispielsweise der Saugdruck des Kompressors. Auf solche Weise können die Gase, die durch die Entlüftungsöffnung austreten, in das System zurückgeführt werden, nachdem man sie natürlich von den Öldämpfen befreit hat. Die Erfindung ist im Nachstehenden mit Bezog auf die Zeichnung beschrieben, die eine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung veranschaulicht.The vent opening of the chambers is then under a slightly higher one Pressure than, for example, the suction pressure of the compressor. In such a way you can the gases exiting through the vent are returned to the system after being naturally freed from the oil vapors. The invention is Described below with reference to the drawing, the one possible implementation of the invention.

Die Kompressorwelle i trägt fünf Kreiselräder 2 und ist in Lagern 3 gelagert. Sie ist mittels einer Kupplung 4 mit der ebenfalls in Lagern 3 gelagerten Motorwelle 5 verbunden. Das gesamte Kompressor- und Motoraggregat ist in einem schweren zylindrischen Gehäuse 7 untergebracht, das durch einen Deckel 6 geschlossen ist. Es liegt auf der Hand, daß der Deckel 6 auf dem Gehäuse 7 auch gegen hohe lnnendrücke leicht abgedichtet werden kann. Die umzuwälzenden Gase werden durch die Öffnung 9 angesaugt. Sie strömen dann zunächst durch den Motor und an ihm vorbei, kühlen ihn auf diese Weise und treten dann bei io in den Kompressor ein, wo sie komprimiert werden. Die Gase verlassen das Gehäuse 7 durch die Öffnung i i unter Kompressionsdruck. Durch eine geeignete Ausgleichvorriehtung 12 wird der AYialdruck der Kompressorwelle aufgenommen. Eine Ringwand 13 trennt im Gehäuse 7 den Druckraum vom Saugraum.The compressor shaft i carries five impellers 2 and is in bearings 3 stored. It is by means of a coupling 4 with the also stored in bearings 3 Motor shaft 5 connected. The entire compressor and motor unit is in one heavy unit housed cylindrical housing 7, which is closed by a cover 6. It is obvious that the cover 6 on the housing 7 can also withstand high internal pressures can be easily sealed. The gases to be circulated are through the opening 9 sucked in. They then flow first through the engine and past it, cooling him this way and then enter the compressor at io where it compresses will. The gases leave the housing 7 through the opening i i under compression pressure. The axial pressure of the compressor shaft is increased by a suitable compensating device 12 recorded. An annular wall 13 separates the pressure chamber from the suction chamber in the housing 7.

jedes der vier Lager 3 ist in eine besondere Kammer 24 eingeschlossen. Diese Kammern sind vollständig geschlossen mit Ausnahme der Öffnungen, durch die die Welle hindurchgeht und die als Labyrinthdichtungen 23 ausgebildet sind.each of the four bearings 3 is enclosed in a special chamber 24. These chambers are completely closed with the exception of the openings through which the shaft passes through and which are designed as labyrinth seals 23.

Etwa in der Mitte zwischen den Labyrintligängen bei 23 wird Gas eingeleitet unter einem Druck, der über dem Saugdruck des Kompressors liegt. Dieser Druck wird beispielsweise bei 25 einer Druckstufe des Kompressors entnommen. Die Verteilungsleitungen. dieses Gases zu den Labyrinthen 23 sind in der Zeichnung deutlich veranschaulicht. Es liegt auf der Hand, daß der Druck dieses als Abdichtung dienenden Gases sich wenigstens teilweise in die Kammern 24 fortpflanzen wird; infolgedessen wird es unmöglich sein, daß Öldämpfe aus den Kammern 24 durch die Öffnungen für die Welle in den umgebenden Gasraum eindringen. Jede Kammer 24 besitzt eine Entlüftung 26, die zu einem Leitungssystem führt, das die austretenden Gase einem ölseparator 2o zuleitet. Das darin gereinigte Gas kehrt durch eine Leitung 21 zum Saugstutzen 9 des Systems zurück, so daß Gasverluste vermieden sind.Gas is introduced approximately in the middle between the labyrinth lengths at 23 at a pressure higher than the suction pressure of the compressor. This pressure will taken for example at 25 a pressure level of the compressor. The distribution lines. this gas to the labyrinths 23 are clearly illustrated in the drawing. It is obvious that the pressure of this gas serving as a seal increases will propagate at least partially into the chambers 24; as a result it will It should be impossible for oil vapors from the chambers 24 to pass through the openings for the shaft penetrate into the surrounding gas space. Each chamber 24 has a vent 26, which leads to a pipeline system that the escaping gases to an oil separator 2o feeds. The gas cleaned therein returns through a line 21 to the suction nozzle 9 of the system back so that gas losses are avoided.

Für die Schmierung sorgt eine Ölpumpe 18, die zusammen mit einem Antriebsmotor 34 in einem geschlossenen druckfesten Gehäuse 29 angeordnet ist. Die Öldruckleitung 15 der Pumpe 18 versorgt die verschiedenen Stellen 16 der zu schmierenden Lager, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Das aus den Lagern austretende überschüssige Öl sammelt sich am Boden der Kammer 24 und wird bei 17 durch eine Leitung 14 zur Ölpumpe i8 zurückgeleitet.An oil pump 18, which works together with a drive motor, takes care of the lubrication 34 is arranged in a closed pressure-tight housing 29. The oil pressure line 15 of the pump 18 supplies the various points 16 of the bearings to be lubricated, as can be seen from the drawing. The excess leaking from the camps Oil collects at the bottom of the chamber 24 and is at 17 through a line 14 to Oil pump i8 returned.

An das Olpumpengehäuse 29 ist noch eine Leitung 33 angeschlossen, die mit der Gasdruckbelüftungsleitung 25 in Verbindung steht. Das Gehäuse 29 steht deshalb ebenfalls unter dem hohen Druck der umlaufenden Gase. Die durch die Leitung 33 zuströmenden Gase kühlen zunächst den Ölpumpenmotor 34 und halten ihn gleichzeitig frei von Öldämpfen aus dein Pumpenteil des Gehäuses 29. Die Gase treten durch den Auslaßstutzen 32 aus und gelangen so ebenfalls zum Olseparator 20.A line 33 is also connected to the oil pump housing 29, which is connected to the gas pressure ventilation line 25. The housing 29 is standing therefore also under the high pressure of the circulating gases. The one through the line 33 inflowing gases initially cool the oil pump motor 34 and hold it at the same time free of oil vapors from your pump part of the housing 29. The gases exit through the outlet port 32 and thus also reach the oil separator 20th

Claims

PATENT CLAIMS: t. Lubricating device for the bearings of a system for circulating gases under pressures of at least 50 atm. by means of a turbo compressor, which is housed in a flameproof housing with or without a drive motor, characterized in that for the bearings of the compressor and possibly also the engine is provided with a lubricating device with a closed lubricant circuit is,. whose parts are connected to the gas cycle.

2. Device according to Claim i, characterized in that the lubricating oil pump with motor in a pressure-resistant Housing is arranged.

3. Device according to claim i or 2, characterized in that that the bearings in the flameproof housing in special chambers with a vent are arranged, which is separated from the gas circuit.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the storage chambers are connected to a point at which the pressure differs from that in the vicinity of the chambers.

5. Device according to claim 4, characterized in that the storage chambers have a gas outlet opening have that in the event of a relatively higher pressure within these chambers from an oil separator to a point of lower pressure in the gas circuit and in the case of a relatively lower pressure in the chambers into the outside air exit.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the storage chambers surrounding gas space forms part of the suction space of the gas circuit and that on the points of the chambers where the shaft passes through are provided with a medium, whereby gas is supplied to the chambers at a pressure which is above the suction pressure.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the openings through which the shaft passes through, are formed like a labyrinth, and that on these Place a hole in the middle through which the gas comes out of a pressure stage of the compressor is supplied. S. Device according to claim 2, 5 and 6, characterized characterized in that the lubricating oil motor is in a special chamber of the pump housing is arranged, the gas is supplied from a pressure stage of the compressor and which is vented after the pump housing, and that the pump housing has a gas outlet opening from which the gas is transferred to a point of lower pressure via an oil separator flows back in the gas circuit.