NO921263A - Barriere-system for smoereolje for lager i en sentrifugal-kompressor - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et barriere-system for smøreoljen for lagrene i en sentrifugalkompressor med labyrint-tetninger, montert i lukkede omgivelser og omfattende en eller flere rotorer som er montert på en aksel som kan rotere med høy hastighet i lagrene samt en pumpe som kan suge smøreoljen for lagrene fra en lukket samlebeholder og føre oljen under trykk til henholdsvis et kammer som vender mot lageret som befinner seg på kompressorens sugeside, oppstrøms for labyrint-tetningen på sugesiden, og til et kammer som vender mot lageret som befinner seg på kompressorens utløpsside, nedstrøms for labyrint-tetningen på utløpssidén, fra hvilket oljen kan strømme ut på grunn av tyngdekraft, gjennom separate rør som forbinder kamrene med toppen av samlebeholderen.

Oppfinnelsen angår et barriere-system for effektiv sperring, med lave omkostninger og med minimalt energiforbruk, av enhver sirkulasjon av gass og oljedamp fra den lukkede samlebeholderen, gjennom labyrint-tetningen og mot kompressorens sugeside, det vil si mot rotoren i det første trinn i kompressoren, for således å hindre ethvert tap av olje, for å muliggjøre at kompressoren fordelaktig kan benyttes i lukkede omgivelser, det vil si i omgivelser uten kontakt med atmosfæren, slik som på sjøbunnen, særlig når beholderen på grunn av liten plass må anbringes meget nær kompressoren. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en forbedring av det system som er beskrevet i NO-patentsøknad nr. 920344.

I den nevnte patentsøknad kompenseres det for den skadelige gasstrøm som kan oppstå via den lukkede samlebeholder for smøreolje mellom kammeret med lageret på kompressorens utløpsside, som har det høyeste trykk, og kammeret med lageret på kompressorens sugeside, som har det laveste trykk, og som kan inneholde oljedamp og små dråper, gjennom labyrint-tetningen og mot rotoren i det første kompressortrinnet, med den følge at det skjer et uakseptabelt tap av smøreolje, ved at det i utløpsrøret til beholderen fra kammeret på kompressorens sugeside inngår en dynamisk barriere av væskeringtypen som muliggjør at smøreoljen kan passere på grunn av tyngdekraften, men som hindrer passasje av enhver gass eller damp i den motsatte retning. Nærmere bestemt består denne dynamiske barrieren av en skive som kan rotere inne i et toroidformet statorparti, sammen med hvilket skiven danner en trang passasje som under drift holdes fylt med barriere-olje på grunn av sentrifugalvirkningen til den roterende skiven.

Selv om denne løsning er meget effektiv som barriere, innebærer den en rekke ulemper, slik som en noe komplisert konstruksjon og omkostninger som skyldes behovet for en hjelpemotor for drift av skiven, samt et stort energitap fordi hele mengden av olje som trengs for smøring av lageret på kompressorens sugeside må passere gjennom passasjen mellom den roterende skiven og den toroidformede statordelen.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å unngå disse ulemper, ved å komme frem til et barriere-system som ikke krever noen motor og som bare benytter en minimal mengde barriere-olj e.

Oppfinnelsen kjennetegnes ved at det i kammeret som vender mot lageret som befinner seg på kompressorens sugeside, i en stilling mellom lageret og labyrint-tetningen og sugesiden, er anordnet, konsentrisk med og festet til akselen, en skive som har et ytre parti med U-tverrsnitt, inneholdende en statorring i ett med veggen til kammeret og anordnet konsentrisk med akselen, sammen med hvilken statorring skiven avgrenser en trang passasje som under drift kontinuerlig tilføres barriere-olje gjennom hull i ringen og holdes fylt på grunn av sentrifugalvirkningen til den roterende skiven, idet oljen kommer fra et rør som smøreoljen tilføres gjennom under trykk til kammeret, og statorringen er, på den siden som vender mot den roterende skiven, utstyrt med et konisk fremspring som er innført i en motsvarende utsparing i skiven, samt med et ringformet avbøyningsfremspring som rager utenfor den ytre kanten av utsparingen i skiven.

På denne måten vil den trange passasjen som utsettes for sentrifugalkraft ved rotasjon av skiven som er festet til akselen, hvilket holder passasjen fylt med barriere-olje, effektivt skille lagerkammeret på kompressorens sugeside fra labyrint-tetningssonen på kompressorens sugeside, og således hindre enhver sirkulasjon av gass og smøreoljedamp fra kammeret til rotoren i det første kompressortrinn og følgelig ethvert tap av smøreolje, selv når kompressoren er i lukkede omgivelser og trykket i kammeret er høyere enn i den første rotorsonen, ved at kammeret er forbundet med lagerkammeret på kompressorens utløpsside via rør og den tette toppen til samlebeholderen. Den nødvendige strømningsmengde av barriere-olje per tidsenhet gjennom passasjen er bare det minimum som kreves for å hindre overoppheting av passasjen, bevirket av viskositeten til oljen som beveges av den roterende skiven.

På denne måten er det dannet en type labyrint som hindrer at barriere-olje strømmer inn i mellomrommet mellom akselen og statorringen.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere med henvisning til de vedføyde tegninger, som viser en foretrukket utførelse i form av et ikke-begrensende eksempel. Figur 1 viser, delvis i lengdesnitt, en sentrifugal-kompressor med labyrint-tetninger, og som benytter barriere-systemet for lagrenes smøreolje, utformet i henhold til oppfinnelsen. Figur 2 viser sterkt forstørret et lengdesnitt gjennom en detalj i figur 1, og viser barriere-systemet i henhold til oppfinnelsen.

I figurene er det vist en sentrifugalkompressor 1, i hvilken prosessgassen som kommer inn gjennom sugeledningen 2 og strømmer ut gjennom utløpsledningen 3 komprimeres av bladene på en rotor 4 som er montert på akselen 5, som kan rotere med høy hastighet ved hjelp av en motor 6, på lager 7 og 8 som befinner seg henholdsvis på sugesiden og på utløpssiden av kompresjonssonen i kompressoren 1, avgrenset av labyrint-tetninger 9 og 10. Figur 1 viser også ledningen 11 som bevirker at kompressorens sugetrykk overføres til et kammer 12 nedstrøms for rotoren 4.

Lagrene 7 og 8 smøres kontinuerlig av smøreoljen 13 som inneholdes i den lukkede samlebeholderen 14, fra hvilken oljen suges av en pumpe 15 som under drift, via rørene 16 og 17, tilfører oljen (13) i et kammer 18 som vender mot lageret 8 beliggende på kompressorens utløpsside og til et kammer 19 som vender mot lageret 7 beliggende på kompressorens sugeside. Oljen 13 strømmer deretter ut av kamrene 18 og 19 på grunn av tyngdekraft og gjennom separate rør 2 0 og 21, som forbinder kamrene 18, 19 med toppen 22 av den lukkede beholderen 14. Barriere-systemet 23 i henhold til oppfinnelsen er anordnet i kammeret 19, mellom lageret 7 og labyrint-tetningen 9. Systemet 2 3 består av en skive 24 som er konsentrisk med og festet til akselen 5 i kompressoren 1, og skiven har et ytre parti 2 5 med U-tverrsnitt, i hvilket er innført en statorring 2 6 i ett med veggen 27 i kammeret 19, anordnet konsentrisk med akselen 5.

Statorringen 2 6 danner således, sammen med skiven 24, en trang passasje 2 8 som under drift kontinuerlig tilføres barriere-olje i retning av pilene 29, gjennom tilpassede hull 30, fra røret 17 via kanalen 31.

Statorringen 2 6 er på den siden som vender mot skiven 24 utstyrt med et konisk fremspring 32 som er innført i en motsvarende utsparing 33 dannet i skiven 24, samt med et ringformet avbøyningsfremspring 34 som rager utenfor den ytre kanten 35 av utsparingen 33.

Claims (1)

1. Barriere-system (23) for smøreoljen (13) for lagrene (7, 8) i en sentrifugalkompressor (1) med labyrint-tetninger (9, 10), montert i lukkede omgivelser og omfattende en eller flere rotorer (4) som er montert på en aksel (5) som kan rotere med høy hastighet i lagrene (7, 8) samt en pumpe (15) som kan suge smøreoljen (13) for lagrene (7, 8) fra en lukket samlebeholder (14) og føre oljen (13) under trykk til henholdsvis et kammer (19) som vender mot lageret (7) som befinner seg på kompressorens sugeside, oppstrøms for labyrint-tetningen (9) på sugesiden, og til et kammer (18) som vender mot lageret (8) som befinner seg på kompressorens utløpsside, nedstrøms for labyrint-tetningen (10) på utløpssiden, fra hvilket oljen (13) strømmer ut på grunn av tyngdekraft, gjennom separate rør (20, 21) som forbinder kamrene (19, 18) med toppen (22) av samlebeholderen (14),karakterisert vedat det i kammeret (19) som vender mot lageret (7) som befinner seg på kompressorens sugeside, i en stilling mellom lageret (7) og labyrint-tetningen (9) på sugesiden, er anordnet, konsentrisk med og festet til akselen (5), en skive (24) som har et ytre parti (25) med U-tverrsnitt, inneholdende en statorring (26) i ett med veggen (27) til kammeret (19) og anordnet konsentrisk med akselen (5), sammen med hvilken statorring (26) skiven (24) avgrenser en trang passasje (2 8) som under drift kontinuerlig tilføres barriere-olje gjennom hull (30) i statorringen (26) og holdes fylt på grunn av sentrifugalvirkningen til den roterende skiven (24), idet oljen kommer fra et rør (17) som smøreoljen (13) tilføres gjennom under trykk til kammeret (19), og statorringen (26) er, på den siden som vender mot skiven (24), utstyrt med et konisk fremspring (32) som er innført i en motsvarende utsparing (33) i skiven (24), samt med et ringformet avbøyningsfremspring (34) som rager utenfor den ytre kanten (35) av utsparingen (33) i skiven (24).