SE469396B - Skruvrotormaskin med axialbalanserade lager - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 469 396 Denna kända anordning fungerar tillfredsställande för tillämpningar där utloppstrycket (då maskinen är en kompressor) är över en viss nivå, i vilket fall det är möjligt att dimensionera kolven tillräckligt stor för åstadkommande av en kraft som är större än förspänningskraften.

Det tillgängliga utrymmet för kolven är emellertid begränsat, vilket i de fall då utloppstrycket ej är så högt medför problem att åstadkomma en balanseringskraft som är större än förspänningslcraften, vilken måste vara över en viss nivå. I sådana fall, t.ex. när maskinen är en kylkompressor användande köldmedel av typen Rl34a, kan den kända anordningen därför ej fungera tillfredsställande. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att förbättra den kända axialbalanseringsanord- ningen så att den förmår fungera även vid lägre trycknivåer på dess högtryckssida.

Enligt uppfinningen har detta emåtts genom anordnande av fastspänningsorgan som verkar på huvudaxiallagringsorganen i positiv riktning och genom att huvudaxiallagringsorganen har förmåga att uppta axialkrafter i båda riktningarna och lagringsorganen för axialbalansering har förmåga att endast uppta krafter som verkar på axeltappen i positiv riktning.

Då det i enlighet med uppfinningen ej är någon förspänningskraft i positiv riktning på lag- ringsorganen för axialbalansering uppnås att kraften från axialbalanseringsorganen på lag- ringsorganen för axialbalansering är helt och hållet tillgänglig för balansering utan att först behöva kompensera en förspänningslcraft. Den önskade effekten kan således åstadkommas även med mindre krafter för axialbalanseringsorganens manövrering.

Lösningen enligt uppfinningen har även den fördelen att lagringsorganen för axialbalansering också kan vara av ett billigare slag. Eftersom dessa lager utbytes med kortare intervall än huvudaxiallagringsorganen kommer de totala lagerkostnadema att minskas.

Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade beskrivning av en före- dragen utföringsform av densamma och med hänvisning till medföljande ritningar.

Fig. 1 är en schematisk sidovy av en skruvrotorkompressor.

Fig. 2 är ett snitt genom en axeltapp på en rotor i en skruvrotorkompressor i enlighet med uppfinningen.

Skruvkompressorn som illustreras i Fig. l har ett par i varandra ingripande skruvrotorer 6 som arbetar i ett hus 1 med en lågtrycksändsektion 2 och en högtrycksändsektion 3. Arbets- *fa 10 20 25 30 35 469 396 mediet, t.ex. R134a träder in i kompressom genom en inloppskanal 4 och lämnar kompressom genom en utloppskanal 5 efter komprimering. Varje rotor är uppburen i lager i båda ändsektionema 2, 3. Tryckskillnaden under drift mellan kompressoms låg- och hög- tryckssida resulterari att gasen utövar en axiell kraft på vardera rotor från högtrycksänden mot lågtrycksänden. Detta definieras som positiv axialriktning.

Fig. 2 år ett snitt genom den ena rotoms axeltapp 7 i högtrycksändsektionen 3, och pilen F A representerar den positivt riktade axialkraften på rotorn. Axeltappen 7 är uppburen av ett flertal lager, nämligen ett radiellt rullningslager 8 och axialkullager 9, 10 och 11 räknati tur och ordning från rotom till axeltappens 7 ände. De två inre axialkullagren 9, 10 utgör huvud- axiallagren och vardera av dem har Förmåga att uppta axialkrafter endast i en riktning. Det ena är anordnat att uppta krafter i positiv riktning och det andra i negativ riktning så att de sammantagna förmår uppta lcrafter i båda riktningarna. Axialkullagret ll vid axeltappens yttre ände är ett axialbalanseringslager och hålls åtskild från huvudaxiallagren 9, 10 genom en distanshylsa 21. Axialbalanseringslagret har förmåga att uppta axialkrafter som verkar på axeltappen 7 endast i positiv riktning. Samtliga lager 8, 9, 10, 11 hålls på plats genom en lås- bricka 25 vid axeltappens 7 ände.

Axiellt mellan huvudaxiallagren 9, 10 och axialbalanseringslagret 11 är en axialbalanse- ringsanordning anordnad, vilken består av två ringforrniga delar 18, 19 som mellan sig avgränsar en ringformig kammare 23. Den ringfonniga kammaren 23 kommunicerar med en tryckmediekanal 22 som öppnar tlödesförbindelse med arbetsmediet på kompressoms utloppssida. I den ringforrniga kammaren finns en trycldjäder 15 som håller isär de ring- forrniga delarna 18 och 19 och förspänner axialbalanseringslagnet 11.

En talhiksfiäder 12 spänner fast huvudaxiallagrets 9, 10 ytterringar, varvid fastspänningskraf- ten överföres av en hylsa 20 och den ringfonniga delen 18 på axialbalanseringsanordnin gen 13. Altemativt kan hylsan 20 och den ringfonniga delen vara utförda som en enda enhet.

Genom fastspänningskraften tillförsäkras att rotom fixeras axiellt vid stillastående eller då kompressom går på tomgång, och rotorn 1 kan således inte komma i kontakt med den in- tilliggande högtrycksändväggen.

Vid belastning överföres utloppstrycket till den ringformiga kammaren 23 genom tryck- mediekanalen 22, och trycket som verkar på den ringforrniga delens 19 inre yta utövar en negativt riktad kraft på axialbalanseringslagrets ll ytterring, vilken kraft motverkar gas- kraften FA och reducerar därmed den axialkraft som måste tas upp av huvudaxiallagrets axialkullager 9. 469 396 Såsom torde vara uppenbart för fackmannen kan olika modifikationer göras utan att gå utan- för ramen för uppfinningen. Exempelvis skulle de två lagren i huvudaxiallagringsorganen kunna ersättas med ett dubbelverkande axiallager och varje lager skulle naturligtvis kunna ersättas med två eller flera lager som utövar samma funktion.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 469 596 PATENTKRAV Skruvrotormaskin för ett gasformigt arbetsmedium med åtminstone en skruvrotor (6) arbetande i ett hus (1) innefattande låg- (2) och hög- (3) trycksändsektioner, vilken rotor under drift utsättes för axiella gaskrafter (FA) i en riktning från nämnda hög- trycksändsektion mot nämnda lågtrycksändsektion (2), definierad som positiv axial- riktning, och har åtminstone en axeltapp (7) uppburen i lager (8, 9, 10, 11) i en av nämnda ändsektioner, vilka lager (8, 9, 10, 11) innefattar axiallagringsorgan (8, 9, 10) med huvudaxiallagringsorgan (9, 10) intill nämnda rotor (6) och axiallagringsorgan för axialbalansering (11) intill den yttre änden av nänmda axeltapp (7), vilka axial- lagringsorgan (9, 10, 11) är försedda med axialbalanseringsorgan ( 13) belägna axiellt mellan nämnda huvudaxiallagringsorgan (9, 10) och nämnda lagringsorgan för axial- balansering (11) och utövar en positivt riktad axiell kraft på nämnda huvudaxiallag- ringsorgan (9, 10) och en negativt riktad axiell kraft på nämnda lagringsorgan för axialbalansering (11), k ä n n e t e c k n a d a v fastspänningsorgan (12) som ver- kar på nämnda huvudaxiallagringsorgan i positiv riktning och av att nämnda huvud- axiallagringsorgan (9, 10) har förmåga att uppta axialkrafter i båda riktningarna och närrmda lagringsorgan för axialbalansering (11) har förmåga att endast uppta krafter som verkar på nämnda axeltapp (7) i positiv riktning. Skruviotonnaskin enligt krav 1, vid vilken nämnda axialbalanseringsorgan (13) inne- fattar fjäderorgan (15). Skruvrotorrnaskin enligt krav 2, vid vilken nänmda axialbalanseringsorgan (13) vidare innefattar tryckfluidumpåverkade organ (18, 19). Skmvrotonnaskin enligt krav 3, vid vilken nämnda tryckfluidumpåverkade organ innefattar två ringformiga delar (18, 19), vilka är axiellt expanderbara och mellan sig bildar en tryckkammare (23), vilken tryckkammare (23) kommunicerar med en gas- ledning (22) som öppnar flödesförbindelse mellan nämnda kammare (23) och maski- nens högtryckssida. Skruvrotorrnaskin enligt något av kraven 1 till 4, vid vilken nämnda fastspännings- organ innefattar en tallriksfjäder.