DE955720C

DE955720C - Device for automatic tightening and loosening of a pre-stuffing box

Info

Publication number: DE955720C
Application number: DER9309A
Authority: DE
Original assignee: Ideal Standard GmbH
Current assignee: Ideal Standard GmbH
Priority date: 1952-06-21
Filing date: 1952-06-21
Publication date: 1957-01-10

Description

Einrichtung zum selbsttätigen Anziehen und Lösen einer Vorstopfbuchse Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen Anziehen und Lösen einer Vorstopfbuchse für die hin und her gehende Kolbenstange von Kolbenverdichtern, die durch einen Antriebsmotor angetrieben werden.Device for the automatic tightening and loosening of a pre-stuffing box The invention relates to a device for automatically tightening and loosening a Pre-stuffing box for the reciprocating piston rod of reciprocating compressors that are driven by a drive motor.

Bei Verdichtern, insbesondere Kälteverdichtern, mit hin und her gehender Kolbenstange ist für die Abdichtung außer einer Hauptstopfbuchse, meist eine Metallpackung, eine Vorstopfbuchse erforderlich. Die Hauptstopfbuchse hat die Aufgabe, das Entweichen des zu verdichtenden Mittels längs der Kolbenstange während des Betriebes zu verhindern. Sie enthält meistens eine Metallpackung, deren einzelne Segmente durch Schlauchfedern gegen die Kolbenstange gedrückt werden. Es wird somit ein Anpreßdruck radial über die ganze Länge der Pakkung auf die Kolbenstange ausgeübt. Jedoch darf der Anpreßdruck nur so groß sein, daß die Kolbenstange die Packung ohne große Reibung und Verschleiß durchläuft. Die Abdichtung des geringen Spaltes zwischen Kolbenstange und Packung erfolgt durch die Adhäsion des Schmieröles an der hin und her gehenden Kolbenstange. Es wird also während des Betriebes eine vollkommene Abdichtung durch die Hauptstopfbuchse erzielt. Bei Stillstand wird jedoch der Schmierölfilm durch den Gasdruck allmählich herausgedrückt, und das zu verdichtende Mittel könnte entweichen. Es ist deshalb eine weitere Stopfbuchse, die sogenannte Vorstopfbuchse, erforderlich, die im Stillstand angezogen, wird. Üblicherweise enthält diese als Dichtungselement eine Anzahl elastischer Ringe aus einer bestimmten Gummiqualität mit Gewebeeinlage. Durch das Anziehen dieser Vorstopfbuchse werden die Ringe fest an die Kolbenstange gepreßt, so daß die gewünschte Abdichtung der Kolbenstange im Stillstand erreicht werden kann.With compressors, especially refrigeration compressors, with reciprocating Piston rod is used for sealing except for a main stuffing box, mostly a metal packing, a stuffing box required. The main stuffing box has the job of preventing the escape of the medium to be compressed along the piston rod during operation. It usually contains a metal packing, the individual segments of which are secured by tube springs pressed against the piston rod. There is thus a contact pressure radially over exerted on the piston rod for the full length of the packet. However, the contact pressure may only be so large that the piston rod hits the packing without much friction and wear passes through. The sealing of the small gap between the piston rod and the packing takes place through the adhesion of the lubricating oil to the reciprocating piston rod. So there is a perfect seal through the main stuffing box during operation achieved. When the machine is at a standstill, however, the lubricating oil film is gradually reduced by the gas pressure pressed out, and the agent to be compressed could escape. It is therefore Another stuffing box, the so-called pre-stuffing box, is required, which is at a standstill attracted, is. This usually contains a number of elastic ones as a sealing element Rings made of a specific rubber quality with a fabric insert. By putting on this Priming box the rings are pressed firmly against the piston rod, so that the desired sealing of the piston rod can be achieved at a standstill can.

Bevor der Verdichter in Betrieb gesetzt wird, muß die Vorstopfbuchse gelöst werden, damit die Kolbenstange ohne merkliche Reibung durch die Dichtungen dieser Vorstopfbuchse laufen kann und Erwärmung und Verschleiß der Dichtungsringe vermieden werden.Before the compressor is put into operation, the pre-stuffing box must be released so that the piston rod without noticeable friction from the seals this stuffing box can run and heat and wear the sealing rings be avoided.

Die regelmäßige und gewissenhafte Bedienung der Vorstopfbuchse hängt von der Sorgfalt des Maschinenwärters ab. Falls z. B. ein automatisches An- .und Abstellen des Verdichters in Abhängigkeit vom Kältebedarf stattfindet, wird es dem Maschinenwärter auch bei größter Sorgfalt nicht mÖglich sein, zu den ihm unbekannten Zeiten des An-und Abstellens des Verdichters die Vorstopfbuchse rechtzeitig zu öffnen oder zu schließen. Es ist zur Sicherstellung eines einwandfreien automatischen oder nicht automatischen Betriebes notwendig, daß die Vorstopfbuchse automatisch gelockert wird, noch bevor die Maschine läuft, und in möglichst kurzer Zeit nach dem Abstellen bzw. Stillstand der Maschine wieder festgezogen wird.The regular and conscientious operation of the pre-stuffing box depends on the care of the machine attendant. If z. B. an automatic on .und If the compressor is switched off depending on the cooling requirement, it will be the Machine operator, even with the greatest care, cannot be to those unknown to him Times of switching the compressor on and off to open the stuffing box in good time or close. It is to ensure a flawless automatic or Not automatic operation necessary that the pre-stuffing box loosened automatically before the machine is running and as soon as possible after it has been switched off or when the machine is at a standstill.

Es ist bekannt, daß Stopfbuchsen bei umlaufenden Wellen so ausgebildet werden können, daß bei Stillstand des Verdichters, bedingt durch den steigenden Gasdruck im Kurbelgehäuse oder einen Fliehkraftmechanismus, ein höherer Anpreßdruck als während des Betriebszustandes erzielt werden kann. Eine absolute Dichtigkeit wird bei Stopfbuchsen rotierender Wellen durch das Aufeinandergleiten von zwei radialen, geschmierten Flächen erreicht, die durch Gasdruck und eine Federkraft in axialer Richtung auf radiale Dichtungsflächen gepreßt werden. Bei gleichem Gasdruck im Kurbelgehäuse während des Betriebes und im Stillstand wirkt die gleiche Dichtungskraft. Bedingt durch die Konstruktion der Stopfbuchse bei umlaufenden Wellen ist also die -Stopfbuchse sowohl im Betriebszustand als auch im Stillstand immer angezogen.It is known that stuffing boxes are designed in this way for rotating shafts can be that at standstill of the compressor, due to the increasing Gas pressure in the crankcase or a centrifugal mechanism, a higher contact pressure than can be achieved during the operating state. Absolute tightness In the case of stuffing boxes of rotating shafts, this is caused by the sliding of two radial, lubricated surfaces achieved by gas pressure and a spring force in the axial direction Direction to be pressed onto radial sealing surfaces. With the same gas pressure in the crankcase The same sealing force acts during operation and at standstill. Conditional Due to the construction of the stuffing box with rotating shafts, the stuffing box is Always attracted both in the operating state and at a standstill.

Erfindungsgemäß wird bei einer Stopfbuchse vorgeschlagen, den. Druckring der Vorstopfbuchse hydraulisch durch einen Servomotor in folgender Arbeitsweise zu betätigen: Der Servomotor wird durch eine von einem Elektromotor angetriebene Pumpe.gespeist. Dieser Elektromotor schaltet den geschlossenen Steuerstromkreis des Antriebsmotors des Verdichters derart, daß beim Laufen des Elektromotors und. damit der Pumpe der Steuerstromkreis geschlossen und beim Stillstand des Elektromotors der Steuerstromkreis ,geöffnet ist.According to the invention it is proposed in a stuffing box, the. Pressure ring the stuffing box hydraulically by a servomotor in the following mode of operation to operate: The servo motor is driven by an electric motor Pump. Fed. This electric motor switches the closed control circuit of the drive motor of the compressor in such a way that when the electric motor is running and. so that the control circuit of the pump is closed and the electric motor is at a standstill the control circuit is open.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment according to the invention is shown in the drawing.

Die Kolbenstange des Verdichters ist am Zylinderboden durch eine Stopfbuchse A und eine Vorstopfbuchse B abgedichtet, wobei letztere durch einen über einen Hebel g verstellbaren Druckring d an die Kolbenstange mehr oder weniger stark angepreßt werden kann. Die Verstellung des Hebelsg wird durch den Kolben h eines Servomotors S vorgenommen. Dieser Kolben h steht auf seiner einen Seite unter der Belastung einer Feder f, unter deren Wirkung der Druckring d gegen die Vor-Stopfbuchse B gepreßt wird. Auf die der Feder f gegenüberliegenden Seite des Kolbens h wirkt ein Öldruck, der von einer Pumpe i erzeugt wird, die gleichzeitig die Schmierölpumpe für das Triebwerk sein kann. Diese Pumpe i wird vom Elektromotor .e angetrieben. Der Antriebsmotor des Verdichters kann erst angelassen werden, wenn der Elektromotor k der Pumpe i läuft. Bei laufendem Elektromotor k ist ein Steuerstromkreis durch Hilfskontakt oder Öldruckschalter so geschlossen, daß der Antriebsmotor des Verdichters angelassen werden kann. Bevor also der Verdichtermotor angelassen wird, sei es von Hand oder automatisch, muß die Pumpe i angelassen werden, und es steht somit für den Servomotor S Öldruck zur Verfügung. Dieses Drucköl wirkt so auf den Kolben h des Servomotors S ein, daß sich der Kolben h entgegen der Wirkung der Feder f bewegt.The piston rod of the compressor is sealed at the cylinder base by a stuffing box A and a pre-stuffing box B, the latter being able to be pressed more or less strongly against the piston rod by a pressure ring d adjustable via a lever g. The adjustment of the lever g is carried out by the piston h of a servo motor S. One side of this piston h is under the load of a spring f, under the action of which the pressure ring d is pressed against the pre-stuffing box B. An oil pressure, which is generated by a pump i, which can also be the lubricating oil pump for the engine, acts on the side of the piston h opposite the spring f. This pump i is driven by the electric motor .e. The drive motor of the compressor can only be started when the electric motor k of the pump i is running. When the electric motor k is running, a control circuit is closed by an auxiliary contact or an oil pressure switch so that the drive motor of the compressor can be started. Before the compressor motor is started, be it manually or automatically, the pump i must be started, and oil pressure is thus available for the servomotor S. This pressure oil acts on the piston h of the servo motor S in such a way that the piston h moves against the action of the spring f.

Wird der Verdichter von Hand oder automatisch oder durch unbeabsichtigten Stromaugfall stillgelegt, so wird gleichfalls der Elektromotor k der Pumpe i stillgesetzt, und es wird kein Öl mehr gefördert. Der Verdichter wird aber noch einige Zeit weiterlaufen, bis das Arbeitsvermögen der rotierenden Massen, und zwar des Rotors, .des Antriebsmotors, des Schwungrades usw., erschöpft ist. Solange muß die Vorstopfbuchse noch entlastet bleiben. Dies ist dadurch zu erreichen, daß das Drucköl unter dem Kolben h des Servomotors S nur langsam abgelassen wird, sich also nicht etwa durch die Zuflußleitung l rasch rückwärts entleeren kann. Die Zuflußleitung l muß vielmehr ein Rückschlagventil m enthalten, das ein Zurückströmen des Drucköles verhindert. Außerdem ist eine Rückleitung n am Servomotor vorzusehen, die eine regulierbare Drosselstelle o enthält. Beim Arbeiten der Pumpe i ist so viel Drucköl vorhanden, daß durch die genannte Drosselstelle o in der Rückleitung n ununterbrochen eine kleine Ölmenge zurückfließen kann, ohne daß eine Bewegung des Kolbens h des Servomotors erfolgt. Steht dagegen die Pumpe i still, so wird die Feder f den Kolben k des Servomotors langsam zurückdrücken, und zwar in dem Maße und in der Zeit, die durch die regulierbare Drosselstelle o gegeben ist.If the compressor is shut down manually or automatically or by unintentional power loss, the electric motor k of the pump i is also shut down, and no more oil is pumped. However, the compressor will continue to run for some time until the working capacity of the rotating masses, namely the rotor, the drive motor, the flywheel, etc., is exhausted. The pre-stuffing box must remain relieved for this time. This can be achieved in that the pressurized oil under the piston h of the servo motor S is only slowly drained, that is, it cannot be quickly drained backwards through the inflow line l. Rather, the inflow line l must contain a check valve m which prevents the pressurized oil from flowing back. In addition, a return line n must be provided on the servomotor, which contains an adjustable throttle point o. When the pump i is working, there is so much pressurized oil that a small amount of oil can flow back through said throttle point o in the return line n without any movement of the piston h of the servomotor. If, on the other hand, the pump i is at a standstill, the spring f will slowly push back the piston k of the servomotor, to the extent and in the time given by the adjustable throttle point o.

Sowohl bei Stromausfall als auch bei gewolltem Abstellen des Antriebmotors des Verdichters wird also zunächst noch die Vorstopfbuchse B entlastet bleiben, da sich der Kolben h des Servomotors S, bedingt durch die Drosselstelle in der Rückleitung, nur langsam in Richtung der Kraft der Feder f bewegt und somit der Hebel g auf den Druckring d und dieser auf die Dichtringe c drückt. Die Schließzeit muß durch die Drosselstelle o so bestimmt werden, daß der Verdichter mit Sicherheit auslaufen kann und die Vorstopfbuchse B erst angezogen wird, nachdem der Verdichter schon eine kurze Zeit stillsteht. Sinkt der Öldruck aus irgendeinem Grunde ab, so wird durch. das mit Kontakten versehene Öldruckmanometer oder einen Druckschalter der Stromkreis für Verdichter- und Ölpumpenmotor unterbrochen, wodurch der Verdichter stillgesetzt und die Vorstopfbuchse nach einiger Zeit wieder selbsttätig angezogen wird.Both in the event of a power failure or if the drive motor is intentionally switched off of the compressor, the pre-stuffing box B will initially remain unloaded, because the piston h of the servo motor S, due to the throttle point in the return line, only slowly moves in the direction of the force of the spring f and thus the lever g on the Pressure ring d and this presses on the sealing rings c. The closing time must be through the Throttle point o be determined so that the compressor will stop with certainty can and the packing gland B is only tightened after the compressor has already stands still for a short time. If the oil pressure drops for any reason, then by. the oil pressure gauge with contacts or a pressure switch of the Circuit for compressor and oil pump motor interrupted, whereby the compressor is shut down and the stuffing box is automatically activated again after a while is attracted.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Device for the automatic tightening and loosening of a stuffing box for the reciprocating piston rod of piston compressors, which are driven by a drive motor, characterized in that the pressure ring (d) of the stuffing box (B) is actuated by a hydraulically operated servo motor (S) , which is powered by a pump (i) driven by an electric motor (k) and the drive motor of the compressor only via a closed control circuit, which is switched by the electric motor (k) of the pump (i) in such a way that when the electric motor ( k) the control circuit is closed and, when the electric motor (k) is at a standstill, the control circuit is open, can be put into operation and maintained. z. Device according to claim z, characterized in that the pump (i) feeding the servomotor (S) is an oil pump. 3. Device according to claim a, characterized in that the oil pump (i) is used simultaneously for the engine lubrication. Considered publications: German Patent Nos. 493 255, 499 879, 626378.