SE466166B - Skruvkompressor med axialbalanseringsorgan - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 466 166 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att finna en enkel och tillförlitlig väg att anpassa axialbalanseringskraften till kompressorns kapacitet.

Detta har enligt uppfinningen ernàtts genom att slid- ventilorganens läge styr nämnda avstängningsventil så att avstängningsventilen är öppen dä slidventilorganen är i ett läge som motsvarar en kapacitet under en bestämd nivá och är stängd då slidventilorganen är i ett läge som motsvarar en kapacitet över nämnda nivå.

Fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen anges i underkraven.

Uppfinningen förklaras genom efterföljande detaljerade beskrivning av två föredragna utföringsformer av kompres- sorn under hänvisning till medföljande figurer av vilka, Figur 1 är en delsektion genom en kompressor enligt en första utföringsform av uppfinningen och Figur 2 är en sektion liknande den i figur 1 men enligt en andra utföringsform av uppfinningen, E figur 1 än den»övre*de1en@em¥Iängdsektdon~genamsenaavfi: rotorerna 12 hos en skruvkompressor enligt uppfinningen.

Figurens nedre del visar slidventilorganen 14 som reglerar kompressorns kapacitet och inre volymsförhállande. Skruv- rotorn 12 griper in i en andra (icke visad) skruvrotor för bildande av V-formiga kompressionskamrar i ett arbetsrum 13 begränsat av en làgtrycksändvägg 15, en högtrycksändvägg 17, en mantelvägg 19 och slidventilorgan 14. Arbetsrummet 13 har i ett tvärsnitt formen av tvà varandra skärande borrningar bildade av mantelväggen 19 och de ytor pà slid- ventilorganen 14 som vetter mot arbetsrummet 13. slidven- tilorganen 14 innefattar ett slidstoppelement 32 och ett slidventilelement 34. Slidstoppelementet 32 och slidventil- elementet kan förskjutas oberoende av varandra i en axiell borrning 16 som skär arbetsrummet 13 och är styrda av borr- ningens 16 vägg 42. I figuren intar slidventilorganen 14 ett läge representerande full kapacitet. Reducerad kapaci- tet âstadkommes genom att förflytta slidstoppelementet 32 åt vänster i figuren eller genom att förflytta slidventil- elementet 34 át höger. p.) 10 15 20 25 30 466 166 Därigenom àtskiljes slidstoppelementet 32 och slid- ventilelementet 34, och läget för slidventilelementets 34 bakre ändyta 38 kommer att bestämma det ögonblick vid vilket varje kompressionskammare stängs från förbindelse med kompressorns lågtrycksport 44. Detta sätt att reglera kapaciteten är välkänt inom skruvkompressortekniken och fordrar därför ej någon närmare förklaring.

Vardera rotor 12 är försedd med axeltappar 21, 23 för rotorernas lagring. Axeltappen 23 vid högtrycksänden är lagrad i radialrullager 25, axialkullager 27, 29 och axial- balanseringslager 31. Hydrauliska axialbalanseringsorgan 18 verkar pà axialbalanseringslagret 31. Dessa organ inne- fattar en tryckkammare 20 som vetter mot en tryckyta 22 på ett pàverkningselement 33 anliggande mot axialbalanserings- lagrets 31 ytterring 35. Tryckolja tillföres tryckkammaren 20 genom en tillförselkanal 24. Fràn tillförselkanalen 24 leder en dräneringskanal 26 till en öppning 30 i ventil- borrningens 16 vägg_42r Den genom kanalen 24 tillförda. oljan kan företrädesvis trycksättas av kompressorns'“~ utloppstryck. Ehuru vätska används som tryckmedium i den beskrivna utföringsformen torde inses att gasformigt tryck- medium lika gärna kan användas.

Då kompressorn är i drift utövar den komprimerade gasen en axiell belastning pá vardera rotor 12 i riktning fràn kompressorns högtrycksände till dess làgtrycksände, d.v.s. àt vänster i figuren såsom visas genom pilen F. Genom axialbalanseringsorganen 18 kan en kraft anbringas på axialbalanseringslagrets 31 ytterring 35, vilken överför denna kraft till rotorn 12. Axialbalanseringskraften är riktad motsatt de axiella gaskrafterna, d.v.s. åt höger i figuren. Därigenom reduceras axialbelastningen pà axial- lagren 27, 29 så att en längre livslängd uppnås för dessa lager. 10 15 20 25 30 35 466 166 Dá kompressorn arbetar med reducerad kapacitet blir de axiella gaskrafterna mindre. Det föreligger därför ej längre något behov av att balansera dessa krafter då kapaciteten understiger en viss nivå. Tvärtom så skulle axialbalanseringskraften under sådana förhållanden kunna överkompensera de axiella gaskrafterna så att den resul- terande kraften pà rotorn 12 tidvis kunde bli riktad ät höger med risk för att rotorn 12 kommer i kontakt med högtrycksändväggen 17 som följd.

I syfte att undvika detta är kompressorn försedd med organ för drift vid kapacitet åtskilda. porten 44 att deaktivera axialbalanseringsorganen 18 under en kapacitet under en viss nivå. Vid reducerad är slidstoppelementet 32 och slidventilelementet Därigenom öppnas förbindelse mellan làgtrycks- och öppningen 30 i ventilborrningens 16 vägg 42 genom arbetsrummet 13 och mellanrummet mellan slildstopp- elementet 32 och slidventilelementet 34. Detta sker emellertid endast om.slildventilelementetr34,än L.ett. sådant läge att det ej“täckerfdennavöppnfmgflïfiïaâævasiad&*> slidventilelementets bakre ändyta 38 är belägen till höger om öppningen 30, vilket representerar en kapacitet under nämnda bestämda nivå. Om slidstoppelementet 32 förflyttas åt vänster från det i figuren visade läget àstadkommes denna förbindelse genom att öppningen 30 då vetter direkt mot mellanrummet. Om slidstoppelementet bibehåller sitt läge och slidventilelementet 34 förflyttas ät höger kommu- nicerar öppningen 30 med mellanrummet genom urtagningen 40 i slidstoppelementets 32 främre ändyta 36.

När det är förbindelse mellan öppningen 30 och låg- trycksporten 44 kommer olja som tillföres tryckkammaren 20 genom tillförselkanalen 24 att dräneras till lágtrycks~ porten genom dräneringskanalen 26, öppningen 30, mellan- rummet mellan slidstoppelementet 32 och slidventilelementet 34 och genom kompressorns arbetsrum 13. Därigenom kommer det tryck som verkar på tryckytan 22 att avlastas och som följd därav deaktiveras axialbalanseringskraften. n) 10 15 20 25 30 35 5 466 166 Det axiella läget för öppningen 30 kan lätt beräknas att svara mot det kapacitetsförhàllande då det ej behövs någon axialbalansering. Vid reducerad kapacitet bestämmes kapa- citeten av läget för slidventilelementets 34 bakre ändyta 38. Ju längre åt höger i figuren denna ändyta är belägen, desto mindre är kapaciteten. öppningen 30 är således för- lagd intill slidventilelementets 34 bakre ändyta 38 pà dess (i figuren) vänstra sida när slidventilelementet 34 är i det läge som representerar den kapacitet vid eller under vilken axialbalanseringsorganen skall deaktiveras. I typiska fall ligger denna i omrâdet från 60 till 85 %, normalt omkring 75 % av full kapacitet.

Med den beskrivna anordningen kan axialbalanserings- kraften anpassas till kompressorns kapacitet pà ett mycket enkelt och tillförlitligt sätt. Det behövs ej nägra extra organ för att styra detta eftersom det styrs direkt av kapacitetsregleringsorganen.

Figur 2 illustrerar i en vy liknande den i figur J en aLtannatflw»utföringsform-avßuppfinningen,wvid.vilkentaxialny halanseringsorgan är anordnade vid kompressorns båda ändar. Axialbalanseringsorganen 118 vid högtryckssidan är av liknande konstrukton som de 18 i figur 1. Emellertid saknar tillförselkanalen 124 dräneringskanal så att dessa axialbalanseringsorgan 118 är verksamma vid alla drifts- förhållanden.

Axialbalanseringsorganen 58 vid làgtrycksänden har en tryckkammare 50 som vetter mot ändytan pà axeltappen 21.

Axialbalanseringskraften verkar således direkt pà rotorn då tryckolja tillföres tryckkammaren 50 genom tillförsel- kanalen 54. Axeltappen 21 är radiellt lagrad i rullager 46, och en tätning 48 är anordnad mellan rullagret 46 och tryckkammaren 50. En dräneringskanal 56 förbinder till- förselkanalen 54 med öppningen 30 i ventilborrningens vägg 42. Vid reducerad kapacitet är trycket i tryckkammaren avlastat eftersom dräneringskanalen vid sådana förhållanden kommunicerar med làgtrycksporten 44 genom mellanrummet mellan slidstoppelementet 32 och slidventilelementet 34 och 10 15 466 'F66 genom kompressorns arbetsrum 13. Detta genomföres på samma sätt som beskrivits i anslutning till figur 1. Såsom fram- går ovan är båda axialbalanseringsorganen 58 och 118 verk- samma vid full kapacitet, medan vid reducerad kapacitet axialbalanseringsorganen 118 vid högtrycksänden är verk- samma och axialbalanseringsorganen 58 vid lågtrycksänden overksamma. Genom denna utföringsform av uppfinningen är det således möjligt att bibehålla en viss axialbalanse- ringskraft även vid reducerad kapacitet men på en lägre nivå i motsvarighet till de svagare axiella gaskrafterna.

Om det erfordras en större balanseringskraft än vad som kan uppnås genom tryckytan 52 pá axeltappens 21 ände, så kan en kolv med en större tryckyta sättas fast vid axel- tappens ände.

Det är möjligt att förse även axialbalanseringsorganen 118 vid högtrycksänden med en dräneringskanal förbunden med en andra öppning i ventilborrningens vägg, genom vilken dessa axialbalanseringsorgan kan deaktiveras vid en ännu lägre kapacitetsnivà.

Claims (1)

1. .x 10 20 25 30 466 166 PATENTKRAV

   1. Skruvkompressor med ett par i varandra ingripande roto- rer (12) anordnade i ett arbetsrum (13) och med axiella slidventilorgan (14) som reglerar kompressorns kapacitet anordnade i en mot arbetsrummet vettande och axiallt längs detsamma sig sträckande ventilborrning (16), varvid ätmins- tone en av rotorerna är försedd med hydrauliska eller pneu- matiska axialbalanseringsorgan (18; 58, 118) innefattande en första tryckkammare (20; 50) som vetter mot en tryckyta (25; 52), en tillförselkanal (24; 54) för tillförsel av tryckfluidum till nämnda första tryckkammare (20; 50) och en dräneringskanal (26; 56) förbunden med nämnda till- förselkanal (24; 54), vilken dräneringskanal (26; 56) kontrolleras av en avstängningsventil (28) som har ett öppet läge förbindande nämnda tillförselkanal med en lágtryckskälla samt ett stängt läge, k ä n n~e t e cvk -- n a d ia-V att nämnda slidventilorgansfttfifflEäge*styr” nämnda avstängningsventil (28) så att nämnda avstängnings- ventil (28) är öppen dä nämnda slidventilorgan (14) är i ett läge som motsvarar en kapacitet under en bestämd nivå och är stängd då nämnda slidventilorgan (14) är i ett läge som motsvarar en kapacitet över nämnda nivå.

   2. Kompressor enligt krav 1, vid vilken nämnda dränerings- kanal mynnar i nämnda borrning (16) genom en öppning (30) så belägen att nämnda slidventilorgan (14) medger för- bindelse mellan nämnda öppning (30) och kompressorns läg- trycksport genom nämnda borrning (16) och nämnda arbetsrum (13) då nämnda slidventilorgan (14) är i nämnda läge som motsvarar en kapacitet under nämnda nivå och förhindrar sådan förbindelse då nämnda slidventilorgan (14) är i ett läge motsvarande en kapacitet över nämnda nivå, varvid nämnda slidventilorgan (14) därmed bildar nämnda avstäng- ningsventil (28). 10 15 20 25 30 466 166

   3. Kompressor enligt krav 2, vid vilken nämnda slidventil- organ (14) innefattar ett slidstoppelement (32) med en främre ändyta (36) och ett slidventilelement (34) med en bakre ändyta (38), vilka element (32, 34) är förskjutbara i nämnda borrning (16) oberoende av varandra och vilka änd- ytor (36, 38) anligger mot varandra vid full kapacitet och är åtskilda vid reducerad kapacitet, varvid nämnda öppning (30) kommunicerar med kompressorns lágtrycksport (44) genom mellanrummet mellan nämnda ändytor.

   4. Kompressor enligt krav 3, vid vilken läget för nämnda bakre ändyta (38), då nämnda ändytor (36, 38) är åtskilda, bestämmer kompressorns kapacitet och nämnda öppning (30) är belägen intill nämnda bakre ändyta (38) men utan att vara täckt av nämnda slidventilelement (34) då nämnda bakre ändyta (38) är i ett läge motsvarande en kapacitet vid nämnda nivå. 31 Kompressor enligt krav äf vidflvrlßenfinämmdaMs¶idstopp=@5 element (32) är försedd med en urtagning (40) vid nämnda främre ändytas kant intill nämnda borrnings (16) vägg, vilken urtagning (40) ligger axiellt i linje med nämnda öppnings (30) läge.

   6. Kompressor enligt något av kraven 1 till 5, vid vilken nämnda axialbalanseringsorgan (58; 118) vidare innefattar en andra tryckkammare (120) som vetter mot en andra tryck- yta (122) samt en andra tillförselkanal (124) för till- försel av tryckfluidum till nämnda andra tryckkammare (120).

   7. Kompressor enligt något av kraven 1 till 5, vid vilken -nämnda kapacitetsnivà ligger i ett område mellan 65 och 85 % av full kapacitet.