WO2022268356A1 - Screw compressor - Google Patents

Screw compressor Download PDF

Info

Publication number
WO2022268356A1
WO2022268356A1 PCT/EP2022/000056 EP2022000056W WO2022268356A1 WO 2022268356 A1 WO2022268356 A1 WO 2022268356A1 EP 2022000056 W EP2022000056 W EP 2022000056W WO 2022268356 A1 WO2022268356 A1 WO 2022268356A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
screw compressor
oil
compensating piston
active surface
pressure
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/000056
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Losch
Ole Fredrich
Winfried RENWANZ
Christian Ramsch
Original Assignee
Gea Refrigeration Germany Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gea Refrigeration Germany Gmbh filed Critical Gea Refrigeration Germany Gmbh
Priority to EP22737552.4A priority Critical patent/EP4359672A1/en
Priority to JP2023579277A priority patent/JP2024525208A/en
Publication of WO2022268356A1 publication Critical patent/WO2022268356A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/005Axial sealings for working fluid
    • F04C27/006Elements specially adapted for sealing of the lateral faces of intermeshing-engagement type pumps, e.g. gear pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0021Systems for the equilibration of forces acting on the pump

Definitions

  • the present invention relates to a screw compressor according to the preamble of patent claim 1.
  • gas is drawn in from a suction port arranged on a suction side and transported by at least one screw rotor, in certain embodiments also two screw rotors, in the direction of a gas outlet arranged on a pressure side (i.e. pressure side), the gas being compressed to a higher pressure in the process.
  • the screw rotor is also simply referred to as “rotor”.
  • the difference in pressure between the gas on the suction side of the rotor and the higher pressure on the pressure side of the rotor creates an axial force that pushes the rotor towards the suction side.
  • the rotor is supported by radial bearings on the suction and pressure side and by axial bearings.
  • the axial bearings are designed as roller bearings.
  • an axial force acts as described, which pushes the rotor in the direction of the suction side.
  • This axial force is directly absorbed by the axial bearings, usually one or more deep groove or angular contact ball bearings, which are directed towards one another, and is derived via a housing enclosing the screw compressor.
  • the forces that occur can be so great that the axial bearings are overloaded or their service life is reduced to an undesirably small value.
  • Screw compressors usually have an oil system, as described for example in DD 108 797 A1, which provides oil for lubricating bearings, for moving a control slide for power control of the screw compressor and for other tasks.
  • the pressure of this oil is usually almost as high as the final pressure at the gas outlet on the pressure side, and even higher if an oil pump is used.
  • Screw compressors also often have a compensating piston, as is described, for example, in DD 80 961 A1 and DE 10 2009 038 937 A1.
  • the compensating piston is attached to the shaft of the screw rotor and is sealed to the housing by means of a labyrinth seal.
  • Pressurized oil is introduced into a space next to the balance piston, so that the pressure of the oil creates a force in the direction of the pressure side, which opposes the axial force of the rotor resulting from a gas force in the direction of the suction side and thus the load to be absorbed by the thrust bearings reduced.
  • the axial bearing In the case of axial thrust reversal, the axial bearing must also absorb the axial forces, otherwise the rotor would shift in the direction of the pressure side and collide with the housing.
  • the axial bearing is supported by disk springs in the direction of the force, i.e. in the direction of the pressure side.
  • the axial bearings are preloaded safely and without play by these elastic disc springs, whereby relatively large dimensional tolerances of the individual components are accepted and individual components, e.g. roller bearings, can be exchanged very easily during maintenance work.
  • the force of the disc springs must be dimensioned in such a way that it is greater than the greatest possible force in the case of axial thrust reversal.
  • a large disk spring force is disadvantageous, however, as it preloads the thrust bearings in addition to the gas force, reducing the expected life of the thrust bearings to a fraction of what bearings of this size would achieve with optimum preload.
  • the object of the present invention is to specify a screw compressor in which the axial force to be absorbed by the axial bearings can be reduced, but it is also ensured that no axial thrust reversal occurs in all possible operating or load states or at least the axial force that occurs is reduced to an acceptable level value is reduced.
  • a screw compressor which has at least one suction gas inlet, at least one screw rotor, which has a screw rotor central axis that extends along an axial direction, and at least one compressed gas outlet, as well as a housing at least partially enclosing the screw compressor and has a compensating piston which has a compensating piston center axis, the compensating piston being arranged to be displaceable along the compensating piston center axis and being designed to generate a counterforce to a force occurring on the screw rotor directed in the axial direction, the compensating piston having at least one first compensating piston section and has a second compensating piston section, wherein the first compensating piston section has a first active surface, which is selectively, in particular via a first valve, with a pressurized fluid, in particular oil , can be pressurized, and wherein the second compensating piston section has a second effective surface, which can be pressur
  • a desired counterforce can thus be generated in one of four force levels by selectively applying pressure, in particular oil pressure, to the first or the second active surface or both active surfaces or neither of the two active surfaces.
  • pressure in particular oil pressure
  • the axial force to be absorbed by the axial bearings can be reduced, with the operating or load states of the compressor generally not causing any reversal of axial thrust or the axial force occurring being at least reduced to an acceptable value.
  • the compensating piston extends in the axial direction, with the first compensating piston section and the second compensating piston section being arranged one after the other in the axial direction, and with the first compensating piston section having a circular outer circumference with a diameter dl in its radial direction and with the second compensating piston section in a circular outer periphery in its radial direction with a diameter d2, where dl is smaller than d2.
  • the compensating piston is mounted in a compensating piston bushing, which is at least partially arranged in the housing of the screw compressor, in particular designed as a recess in this.
  • a labyrinth seal in particular a labyrinth seal on one side, is arranged between at least one compensating piston section, in particular between each compensating piston section and the compensating piston bushing.
  • a contacting seal in particular a radial shaft seal or a lip seal, can be arranged between at least one compensating piston section, in particular between each compensating piston section and the compensating piston bushing.
  • the compressor can have a controller, in particular an electronic controller, which is designed to selectively apply the pressurized fluid, in particular oil, to the first effective surface and/or the second effective surface.
  • a controller in particular an electronic controller, which is designed to selectively apply the pressurized fluid, in particular oil, to the first effective surface and/or the second effective surface.
  • the compressor has a control slide in a
  • Slider guide recess is arranged to be movable back and forth, for power control of the screw compressor, which is designed to apply the first effective surface and / or the second effective surface with the pressurized fluid, in particular oil, to apply, in particular selectively to apply.
  • One or more directional control valve actuation elements can be at least partially integrated in the slide guide recess, which are designed to act on the first effective surface and/or the second effective surface with the pressurized fluid, in particular oil, by opening and closing a respective assigned directional control valve , In particular to apply selectively.
  • the one or more directional control valve actuators may be mechanically operable, extend at least partially into the spool guide recess of the control spool, and be operable by the control spool.
  • one or more oil line recesses can open into the slide guide recess, which are designed to apply the pressurized fluid, in particular oil, to the first effective surface and/or the second effective surface, in particular to apply it selectively, with the
  • the control spool has a recess and is reciprocally disposed in the spool guide recess to positions in which the control spool closes all of the oil passage recesses, in which one or more oil passage recesses open into the recess of the control spool, and in which all of the oil passage recesses open into the recess of the control spool.
  • the pressurized fluid with which the first effective surface can be pressurized and the pressurized fluid with which the second effective surface can be pressurized can have an approximately constant pressure during operation of the screw compressor, in particular approximately the same pressure exhibit.
  • Fig.l is a sectional view of an embodiment of an inventive screw compressor
  • Fig. 2 shows an enlarged view of a section of the upper right area of Fig. 1, including the compensating piston;
  • FIG. 3 shows a detailed illustration of an arrangement for controlling or regulating the application of pressure to the compensating piston
  • FIG. 4 shows a detailed illustration of an alternative arrangement for controlling or regulating the application of pressure to the compensating piston
  • FIG. 5 shows a detailed representation of a control slide for a capacity control of the compressor of FIG. 1 in a full-load position
  • FIG. 6 shows a detailed representation of the control slide for the capacity control of the compressor of FIG. 1 in a partial load position for a small partial load.
  • FIG. 10 An embodiment of a screw compressor 10 according to the invention is shown in sectional view in FIG.
  • gas is drawn in from a suction gas inlet 12 (suction connection, gas inlet on the suction side) and transported by a screw rotor 14 in the direction of a pressure gas outlet 16 (gas outlet on the pressure side), the gas being compressed to a higher pressure.
  • the screw rotor 14 is rotationally driven via a shaft 13, to which it is non-positively connected, by means of a drive device (not shown), for example a motor, in particular an electric motor.
  • the shaft 13 has a central axis extending in the radial direction.
  • the screw rotor 14 has a screw rotor center axis extending along an axial direction.
  • the shaft 13 and thus the screw rotor 14 is mounted on the suction side by a first radial bearing 18 and on the pressure side by a second radial bearing 20 in a housing 22 enclosing the screw compressor 10 . Furthermore, the screw rotor 14 is also mounted on the pressure side by an axial bearing 24 in the housing 22 .
  • the axial bearing 24 is designed as a roller bearing, more precisely in the form of a plurality of angular contact ball bearings which are directed towards one another. In alternative embodiments, usually one or more deep groove or angular contact ball bearings (or also combinations thereof, which in particular are directed towards one another) but also plain bearings are conceivable as the axial bearing 24 .
  • an axial force acts which urges or pushes the screw rotor 14 in direction A.
  • the axial force is taken up directly by the axial bearing 24 and dissipated via the housing 22 .
  • the screw compressor 10 also has an oil system that provides oil for lubricating the radial bearings 18, 20 and the axial bearing 24, the movement of a control slide 26 for power control of the screw compressor 10 and other tasks.
  • the pressure of the oil is usually approximately as high as the discharge pressure of the compressed gas at the compressed gas outlet 16. In alternative embodiments in which the screw compressor 10 has an oil pump, the pressure of the oil can also be higher.
  • the screw compressor 10 also has a balancing piston 28 which is arranged on the pressure side of the screw compressor 10 in a balancing piston bushing 30 which is arranged in a recess 32 in the housing 22 which corresponds thereto.
  • the compensating piston 28 has a compensating piston center axis and is arranged to be displaceable along the compensating piston center axis and is designed to generate a counterforce to a force occurring on the screw rotor 14 directed in the axial direction.
  • the balancing piston 28 is on the shaft 13 of the screw rotor 14 attached, more precisely connected in a non-positive manner to the shaft 13 .
  • the compensating piston 28 also extends in the axial direction and, viewed in the axial direction, has a first compensating piston section 28a with a first outside diameter dl extending in the radial direction and a second compensating piston section 28b with a second outside diameter extending in the radial direction d2, where dl is less than d2.
  • the first balance piston section 28a and the second balance piston section 28b are arranged one after the other in the axial direction.
  • the first compensating piston section 28a has a first effective surface 29a which can be pressurized selectively (a more detailed explanation of the structural details in this regard follows below) with the pressurized oil
  • the second compensating piston section 28b has a second effective surface 29b which can be selectively (a more precise explanation of the design details for this also follows below) can be pressurized with the pressurized oil.
  • the first active surface 29a and the second active surface 29b have different sizes.
  • a counterforce can be generated in one of four force levels by selectively applying oil pressure to the first active surface 29a or the second active surface 29b or both active surfaces 29a, 29b or neither of the two active surfaces 29a, 29b.
  • first active surface 29a and the second active surface 29b have the same size, i.e. have the same area.
  • the first active surface 29a is designed like a circular ring and has a first active surface inner diameter dli and the first active surface outer diameter the outer diameter dl.
  • the second active surface 29b is designed in the manner of a circular ring and has a second active surface inner diameter d2i and, as the second active surface outer diameter, the outer diameter d2.
  • dli ⁇ dl d2i ⁇ d2.
  • the compensating piston bushing 30 has, also viewed in the axial direction, a first compensating piston bushing section 30a with a first inner diameter dl* and a second compensating piston bushing section 30b with a second inner diameter d2*.
  • the outer diameter dl designates the furthest or largest radial extent of the first balance piston section 28a and that the outside diameter d2 designates the furthest or largest radial extent of the second balance piston section 28b.
  • the first compensating piston bushing section 30a is provided to receive the first compensating piston section 28a
  • the second compensating piston bushing section 30b is provided to receive the second compensating piston section 28b.
  • the diameters dl and dl* are formed such that a first gap (in the radial direction) is formed between them. In other words, dl* is greater than dl by the extent of a first (radial) gap.
  • the diameters d2 and d2* are formed such that a second gap (in the radial direction) is formed between them. In other words, d2* is greater than d2 by the extent of a second (radial) gap.
  • the gap width or the gap dimension in the radial direction is approximately 200 pm for both the first gap and the second gap, i.e. for the diameters dl and dl* as well as the diameters d2 and d2* (i.e. 200 pm is more usual in the frame Tolerances in manufacture and measurement of the gap size).
  • a first gap seal 32 is thus formed or arranged between the first compensating piston section 28a and the first balancing piston bushing section 30a and a second gap seal 34 is formed or arranged between the second compensating piston section 28b and the first compensating piston bushing section 30b.
  • the first gap seal 32 and the second gap seal 34 are each designed as a one-sided labyrinth seal.
  • groove-shaped recesses are formed on the radial outer sides of first compensating piston section 28a and second compensating piston section 28b, so that a first labyrinth seal 32 is formed or arranged between first compensating piston section 28a and first compensating piston bushing section 30a, and between second compensating piston section 28b and second compensating piston bushing section 30b a second labyrinth seal 34 is formed or arranged.
  • gap dimensions of 50 ⁇ m to 400 ⁇ m, in particular from 100 ⁇ m to 300 ⁇ m, furthermore in particular from 150 ⁇ m to 250 ⁇ m, are provided. It remains to be noted that all diameters dl, dl*, d2 and d2* as well as the gap dimensions extend in the radial direction, as already mentioned at least in part above.
  • a one-sided labyrinth seal simple gap seals (in particular for small gap dimensions) or two-sided labyrinth seals, as well as contact seals, for example radial shaft seals, lip seals and the like are also conceivable.
  • the screw compressor 10 further includes a first feed or port 36 associated with the first balance piston portion 28a and a second feed or port 38 associated with the second balance piston portion 28b.
  • Pressurized oil can be fed via the first port 36 into a first space 40 associated with the first balance piston portion 28a and at least partially bounded by the first balance piston portion 28a and the first balance piston sleeve portion 30a.
  • the pressurized oil can also be fed via the second port 38 into a second space 42 associated with the second balance piston section 28b and at least partially delimited by the second balance piston section 28b and the second balance piston bushing section 30b.
  • the pressure of the oil creates a force in the direction of the pressure side, which corresponds to the axial force of the screw rotor 14, which is generated by gas force in the direction of the suction side. opposed and thus the load to be absorbed by the thrust bearing 24 is reduced.
  • the thrust bearing 24 is supported by disk springs 44 against a force directed in the direction of the pressure side.
  • the thrust bearings 24 are preloaded securely and without play by the disc springs 44, with relatively large dimensional tolerances of the individual components being accepted and individual components, for example roller bearings, in maintenance work can be exchanged very easily.
  • the force of the plate springs 44 can be selected to be lower than in the prior art due to the design of the compensating piston and the possibilities of applying pressure to it selectively (via two feeds, pressure can be applied to different piston diameters in each case). The corresponding construction and its operation will be described in more detail below.
  • the screw compressor 10 of the present invention includes a double balance piston, i.e., a balance piston 28 having two sections 28a, 28b of different radial diameters, as shown in FIG.
  • the first compensating piston section 28a can be supplied with oil, which is under pressure, via a first oil connection 36 .
  • the second compensating piston section 28b can be supplied with oil that is under pressure via a second oil connection 38 .
  • the oil under pressure pressurizes in particular a surface extending in the radial direction and facing the suction side, which then provides the force in direction B, i.e. towards the pressure side.
  • the force generated by the double compensating piston 28 can be adjusted in 4 stages as required.
  • the gas pressure on the screw rotor 14 causes an axial thrust before and after compression, i.e. it generates a force directed in the axial direction, which acts in the direction of the suction side.
  • This axial force is diverted to the axial bearing 24 via a tension washer 44 via the compensating piston bushing 30 into the housing 22 .
  • Oil which has approximately the same pressure as the compression end pressure, is introduced via the first oil connection 36 and/or the second oil connection 38 into the chambers 40 and 42 of the screw compressor 10 assigned to them and connected to them and causes a force on the compensating piston 28 , which acts in the direction of the pressure side.
  • This force is passed from the compensating piston 28 to the inner rings 46 of the axial bearing 24 via their rolling elements 48 in the outer rings 50 which are in operative engagement with the disk springs 44 .
  • the disk springs 44 which press against the outer rings 50 are supported on a cover 52 of the housing 22 .
  • the compensating piston 28 is stepped in two diameters. The diameters are preferably designed as a labyrinth.
  • the compensating piston bushing 30, which also has at least two diameters which run without contact, but at a minimal distance from the compensating piston 28. This creates a sealing effect, so that before or at the first
  • Compensating piston section 28a and/or the second compensating piston section 28b can build up an oil pressure and only a relatively small amount of oil runs as a loss through the gap. This flow of oil runs through the axial bearing 24, lubricates it and can be sucked off again through an opening 54.
  • a desired force directed towards the pressure side can be generated in several stages. This is explained in more detail below:
  • stage 0 In a zeroth stage, also called stage 0 in the following, none of the oil connections is supplied with oil and thus neither the first active surface 29a nor the second active surface 29b is pressurized.
  • the first oil connection 36 is supplied with oil, the pressure of which usually corresponds approximately to the end pressure of the compression, but is at least significantly above the intake pressure of the compression.
  • the oil supply at the second oil port 38 remains blocked or, in an alternative embodiment, is connected to a low pressure point.
  • the oil pressure more precisely, the oil, the pressure of which usually corresponds approximately to the end pressure of the compression, acts only on the small-diameter part of the balance piston 28, ie the first balance piston section 28a. Since the area (effective area 29a) delimited or defined by the first compensating piston section 28a is small, the axial force generated by the compensating piston 28 in the direction of the pressure side is also relatively small.
  • the second oil port 38 is supplied with oil, the oil supply at the first oil port 36 remains blocked or, in the alternative embodiment, is connected to a point of low pressure.
  • the oil pressure or more precisely, the oil, the pressure of which usually corresponds approximately to the end pressure of compression, acts only on the part of the compensating piston 28 with the large diameter, ie the second compensating piston section 28b (effective surface 29b).
  • a medium-sized area remains, on which oil pressure acts in direction B. This creates a resultant axial force of medium magnitude that acts in direction B.
  • both the first oil port 36 and the second oil port 38 are supplied with oil.
  • This acts like a combination of stages 1 and 2, which means that the surfaces (effective surface 29a and effective surface 29b) of both compensating piston sections 28a and 28b are subjected to oil pressure, which in both cases is effective in direction B.
  • the axial force induced by the compensating piston in direction B is maximum.
  • stage 3 When operating at full load, operation in stage 3 is usually advantageous, since the axial thrust generated by the gas during the compression process is at its maximum here and therefore requires a large balancing piston force to compensate.
  • stage 3 operation When operating at high part load or at full load with relatively high suction pressure, stage 3 operation could cause a balance piston force in excess of the amount of axial thrust produced by the gas in the compression process. Level 2 operation is usually advantageous here.
  • Level 1 operation is usually advantageous here.
  • the controller 58 is designed to selectively apply the pressurized oil to the first effective surface 29a and the second effective surface 29b.
  • a screw compressor 10 with a high, but not very high load, to permanently connect one of the two oil connections 36 or 38 to the oil supply, while the other oil connection (38 or 36) runs through a directional valve 60, 62, controlled by the controller 58, is released or blocked.
  • the activation of the stages described with oil that is under pressure can be determined by the position of the control slide 26 of the power control.
  • the control slide 26 is designed to selectively apply the pressurized oil to the first effective surface 29a and/or the second effective surface 29b.
  • the optimal level 1, 2 or 3 of the activation of the multi-level balance piston 28 is often determined by whether the compressor 10 is operating at full load, medium or small part load.
  • the load is adjusted in the screw compressor 10 by the control slide 26 of the capacity control, which is pushed to the stop in the suction direction at full load and which, in order to reduce the delivery volume of the screw compressor 10, is increasingly pushed in the pressure direction. Pushed completely in the direction of pressure, the compressor works in minimal partial load.
  • Fig. 3 shows one way of controlling the oil using the directional control valves 60, 62.
  • the control slide 26 In the full-load position, the control slide 26 is pushed all the way in the suction direction (direction a).
  • the two directional control valves 60, 62 are not actuated and are placed in their initial position by respective return springs 64, 68 assigned to them.
  • oil flows through the second directional control valve 62 to the first oil port 36 on the balance piston.
  • the compensating piston 28 works with maximum power in stage 3.
  • control slide 26 When the control slide 26 is moved in the direction of the pressure side (reduction of the delivery rate), it actuates the first directional valve 60 after covering a predetermined distance, which for this purpose has a beveled first directional valve actuating element 70 which is actuated by the control slide 26. As a result, the oil inflow to the first oil connection 36 is shut off. Thus, only the second oil connection 38 is active, the compensating piston 28 works with medium force in stage 2.
  • control slide 26 If the control slide 26 is moved further in the direction of the pressure side (further reduction in the delivery rate), it also actuates the second directional valve 62 by moving over a second directional valve actuating element 72 assigned to this, namely the second directional valve 62 .
  • the second directional control valve 62 changes the oil flow from the second oil port 38, which is now blocked, to the first oil port 36. Only port 36 is therefore active, and the compensating piston works with the smallest force in stage 1.
  • the directional valve actuating elements 70, 72 are integrated in the slide guide recess 76 and are designed to selectively close the first active surface 29a and the second active surface 29b with the pressurized oil by opening and closing the respectively assigned directional valve 60, 62 pressurize
  • the directional valve actuating elements 70, 72 can be actuated mechanically, extend at least partially into the slide guide recess 76 of the control slide 26 and can be actuated by the control slide (26) in order, as mentioned above, to open and close the respectively assigned directional valve 60, 62 to apply the pressurized oil selectively to the first active surface 29a and the second active surface 29b.
  • Balancing piston pressure control could be applied not only to a multi-stage, but also to single balancing piston compressors, according to the current state of the art.
  • the simple compensating piston has a connection for oil with which it is supplied. This connection can be switched via a directional valve as described, whereby the compensating piston force is switched on or off in one step.
  • Fig. 4 shows a basic possibility of controlling the oil by a directional control valve 62'.
  • This circuit is also conceivable with a multi-stage compensating piston 28, as is implemented in the subject of the present description of the figures, in that one connection (e.g. the first oil connection 36) is permanently supplied with oil and another connection (e.g. the second oil connection 38) by a valve ,
  • a valve For example, solenoid valve 74 is either supplied with oil or shut off.
  • the compensating piston force can be switched in 2 stages. Maximum balance piston force at full load and reduced balance piston force at part load of screw compressor 10.
  • control slide 26 can be designed in such a way that it itself takes over the function of one or both directional control valves 60, 62 and no further components are required.
  • the control slide 26 moves in a slide guide recess 76 in the housing 22, whereby it comes to a stop on this slide guide recess 76 when moving in the direction of the intake side (direction a), this position is the full load position.
  • the control slide 26 moves in the direction of the pressure side (direction b)
  • the output of the compressor is reduced more and more until the control slide 26 comes to a stop in the minimum partial load position.
  • This stop is shown in a conventional version of the power control by the piston, on the right in Fig. 6. formed which drives against the wall of the hydraulic cylinder.
  • Fig. 5 shows the screw compressor 10
  • the control slide 26 is in the full load position
  • Fig. 6 shows the same in the small part load position.
  • the control slide 26, which is guided in a corresponding slide guide recess 76 in the housing 22, as in the embodiments shown in FIGS. 1 to 4, has a recess 78 in the form of a pocket in an area directed towards the housing 22, which control slide 26 is arranged in such a way that it is sealed off from its surroundings in the best possible way by the control slide 26 and the housing 22, i.e. that the pocket is completely covered by the housing 22 and there is thus at most one gap between the areas of the control slide 26 that delimit the pocket and the Housing 22 is formed, which acts as a gap seal, since oil is present in this area.
  • first oil line recess 80 and a second oil line recess 82 are arranged in the housing 22, which in the present embodiment are present in the form of channels which are already specifically produced during the production of the housing, for example in a casting or injection molding process.
  • bores that are made, for example, after the manufacture of the housing 22, are conceivable.
  • the first oil route recess 80 and a second oil route recess 82 open into the slider guide recess 76 in a first oil route recess mouth 84 forming the mouth of the first oil route recess 80 and a second oil route recess mouth 86 forming the mouth of the second oil route recess 82.
  • the first oil passage notch opening 84 and the second oil passage notch opening 86 are located in a region of the spool guide notch 76 that is covered by the spool 26 or notch 78 (pocket) at any position of the spool 26 .
  • the cutout 78 connects the first oil passage cutout 80 and the second oil passage cutout 82 so that the balance piston 28 is supplied with oil at the corresponding port.
  • the pocket (recess 78) is surrounded all around by sufficient material of the control slide 26 so that a sealing effect is achieved in combination with the guide bore (slide guide recess 76).
  • the pocket (recess 78) is arranged so far in the direction of the pressure side of the compressor that the bores that feed or drain oil into the pocket are also covered by the control slide 26 when it is maximally in the direction of the pressure side, i.e. in the smallest partial load is shifted.
  • the pocket no longer connects the first oil passage recess 80 and the second oil passage recess 82, so that the balance piston 28 is not supplied with oil.
  • control slide covers the first oil line recess 80 and the second oil line recess 82 so that they are sealed from the interior of the compressor and neither oil from the openings of the same can get into the space from which gas flows into the screw rotor, nor gas into the openings of the first oil line recess 80 and the second oil line recess 82 can reach.
  • a plurality of oil line recesses 80, 82 open into the slide guide recess 76, which are designed to selectively apply the pressurized oil to the first active surface 29a and the second active surface 29b , the control spool having a recess 78 and being reciprocally disposed in the spool guide recess 76 to positions in which the control spool 26 closes all of the oil line recesses 80, 82, in which one or both of the oil line recesses 80, 82 fit into the recess 78 of the control spool 26 flow.
  • only one oil line recess can be provided in order to be able to act selectively on one active surface, with the other active surface either being permanently pressurized with oil or being pressurized with oil via another mechanism, for example a valve controlled by the controller 58 .
  • Screw compressor which has a balance piston, which generates a counter force to the axial force occurring at the screw rotor, which is designed with at least two diameters, both of which are arranged in the housing and sealed to this, which is usually by a gap or preferably a labyrinth takes place, whereby the gap of approx. 0.1 ... 0.3mm is selected in such a way that the piston does not come into contact with the housing.
  • Screw compressor according to 3. wherein the oil supply to the first or the second chamber is blocked or activated in a targeted manner, so that the axial force acting on the rotor through the compressed gas is reduced by the force generated by the compensating piston, but it is avoided that a Reversal of the direction of the resulting force occurs.
  • Screw compressor according to 4. wherein the targeted shutting off or activating the oil supply into the chamber or chambers is determined by an electronic control. 6. Screw compressor according to 4. with a capacity control with a control slide, the targeted shutting off or activating the oil supply to the chamber or chambers being effected by the movement of the control slide
  • Screw compressor according to 6. wherein one or more directional control valves are integrated in a guideway of the control slide, which direct the flow of the oil to at least one chamber of the compensating piston.
  • These directional valves are switched by mechanical actuating elements (directional valve actuating elements) which are arranged at a suitable point in such a way that the control slide either overruns them during movement or the control slide during movement releases an actuating element (directional valve actuating element) that has previously been passed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

The invention relates to a screw compressor (10), comprising: - at least one suction gas inlet (12); - at least one screw rotor (14), which has a screw-rotor center axis extending in an axial direction; - at least one compressed gas outlet (16); - a housing (22), which at least partly surrounds the screw compressor (10); and - a balancing piston (28), which has a balancing-piston center axis, can be moved along the balancing-piston center axis, and is designed to produce a counterforce to a force which acts, in the axial direction, on the screw rotor (14); wherein: the balancing piston (28) has at least a first balancing-piston portion (28a) and a second balancing-piston portion (28b); the first balancing-piston portion (28a) has a first effective surface (29a), to which pressure can selectively be applied by a pressurized fluid, more particularly oil, more particularly by means of a first valve (60, 74); and the second balancing-piston portion (28b) has a second effective surface (29b), to which pressure can selectively be applied by a pressurized fluid, more particularly oil, more particularly by means of a second valve (62, 74).

Description

Schraubenverdichter screw compressor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a screw compressor according to the preamble of patent claim 1.
Bei einem Schraubenverdichter wird Gas von einem an einer Saugseite angeordneten Sauganschluss angesaugt und von wenigstens einem Schraubenrotor, in bestimmten Ausführungsformen auch zwei Schraubenrotoren in Richtung eines an einer Druckseite angeordneten (d.h. druckseitigen) Gasaustritts transportiert, wobei das Gas dabei auf einen höheren Druck verdichtet wird. Der Schraubenrotor wird nachfolgend auch nur als "Rotor" bezeichnet. In a screw compressor, gas is drawn in from a suction port arranged on a suction side and transported by at least one screw rotor, in certain embodiments also two screw rotors, in the direction of a gas outlet arranged on a pressure side (i.e. pressure side), the gas being compressed to a higher pressure in the process. In the following, the screw rotor is also simply referred to as “rotor”.
Durch die Druckdifferenz des Gases an der Saugseite des Rotors und des höheren Drucks an der Druckseite des Rotors entsteht eine Axialkraft, die den Rotor in Richtung der Saugseite schiebt. The difference in pressure between the gas on the suction side of the rotor and the higher pressure on the pressure side of the rotor creates an axial force that pushes the rotor towards the suction side.
Der Rotor wird durch Radiallager an Saug- und Druckseite sowie durch Axiallager gelagert. Typischerweise sind die Axiallager als Wälzlager ausgeführt. The rotor is supported by radial bearings on the suction and pressure side and by axial bearings. Typically, the axial bearings are designed as roller bearings.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Bei einem typischen Betriebsfall wirkt wie beschrieben eine Axialkraft, die den Rotor in Richtung der Saugseite schiebt. Diese Axialkraft wird von den Axiallagern, üblicherweise ein oder mehrere Rillen- oder Schrägkugellager, die gegeneinander gerichtet sind, direkt aufgenommen und über ein den Schraubenverdichter einhausendes Gehäuse abgeleitet. Besonders wenn hohe Druckdifferenzen in Folge der Verdichtung zwischen Saug- und Druckseite auftreten, können die auftretenden Kräfte so groß sein, dass die Axiallager überlastet sind bzw. sich deren Lebensdauer auf einen unerwünscht kleinen Wert reduziert. CONFIRMATION COPY In a typical operating case, an axial force acts as described, which pushes the rotor in the direction of the suction side. This axial force is directly absorbed by the axial bearings, usually one or more deep groove or angular contact ball bearings, which are directed towards one another, and is derived via a housing enclosing the screw compressor. Especially when high pressure differences occur as a result of the compression between the suction and pressure sides, the forces that occur can be so great that the axial bearings are overloaded or their service life is reduced to an undesirably small value.
Schraubenverdichter besitzen üblicherweise ein Olsystem wie es beispielsweise in der DD 108 797 Al beschrieben ist, das Öl für die Schmierung von Lagern, für die Bewegung eines Regelschiebers für eine Leistungsregelung des Schraubenverdichters und weitere Aufgaben zur Verfügung stellt. Der Druck dieses Öles ist üblicherweise annähernd so hoch wie der Enddruck am druckseitigen Gasaustritt, bei Verwendung einer Ölpumpe auch höher. Screw compressors usually have an oil system, as described for example in DD 108 797 A1, which provides oil for lubricating bearings, for moving a control slide for power control of the screw compressor and for other tasks. The pressure of this oil is usually almost as high as the final pressure at the gas outlet on the pressure side, and even higher if an oil pump is used.
Schraubenverdichter besitzen weiterhin oft einen Ausgleichskolben, wie beispielsweise in der DD 80 961 Al und der DE 10 2009 038 937 Al beschrieben ist. Screw compressors also often have a compensating piston, as is described, for example, in DD 80 961 A1 and DE 10 2009 038 937 A1.
Oft ist dieser, wie in den oben näher bezeichneten Druckschriften dargestellt, auf der Druckseite angeordnet. Der Ausgleichskolben ist an der Welle des Schraubenrotors angebracht und dichtet mittels einer Labyrinth-Dichtung zum Gehäuse ab. Unter Druck stehendes Öl wird in einen Raum neben dem Ausgleichskolben eingeleitet, so dass durch den Druck des Öles eine Kraft in Richtung der Druckseite entsteht, die der Axialkraft des Rotors resultierend durch eine Gaskraft in Richtung der Saugseite entgegensteht und somit die von den Axiallagern aufzunehmende Last reduziert. This is often arranged on the pressure side, as shown in the documents described in more detail above. The compensating piston is attached to the shaft of the screw rotor and is sealed to the housing by means of a labyrinth seal. Pressurized oil is introduced into a space next to the balance piston, so that the pressure of the oil creates a force in the direction of the pressure side, which opposes the axial force of the rotor resulting from a gas force in the direction of the suction side and thus the load to be absorbed by the thrust bearings reduced.
Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann es Vorkommen, dass die Axialkraft in Richtung der Druckseite, die vom Ausgleichskolben erzeugt wird, größer ist als die Axialkraft des Rotors in Folge der Gaskraft in Richtung der Saugseite. In diesem Fall wird der Rotor in Richtung der Druckseite bewegt, man spricht von einer „Axialschubumkehr". Under certain operating conditions, it can happen that the axial force in the direction of the pressure side, which is generated by the balancing piston, is greater than the axial force of the rotor due to the gas force in the direction of the suction side. In this case, the rotor is moved in the direction of the pressure side, one speaks of an "axial thrust reversal".
Dies kann erfolgen, wenn der Regelschieber in Richtung der Druckseite geschoben wird, um den Verdichter in Teillast mit reduziertem Fördervolumen zu betreiben. Dadurch wird ein Bypass zur Saugseite gebildet und der Saugdruck erhöht sich. Axialschubumkehr kann ebenfalls in voller Last auftreten, wenn der Druck des angesaugten Gases an einem saugseitigen Gaseinlass verhältnismäßig hoch zum Druck des Gases an einem druckseitigen Gasauslass ist. This can happen when the control slide is pushed towards the pressure side, to operate the compressor at partial load with reduced displacement. This forms a bypass to the suction side and increases the suction pressure. Axial thrust reversal can also occur at full load when the pressure of the aspirated gas at a suction gas inlet is relatively high to the pressure of the gas at a pressure gas outlet.
Bei Axialschubumkehr muss das Axiallager ebenfalls die axialen Kräfte aufnehmen, da sich sonst der Rotor in Richtung der Druckseite verschieben und gegen das Gehäuse stoßen würde. In the case of axial thrust reversal, the axial bearing must also absorb the axial forces, otherwise the rotor would shift in the direction of the pressure side and collide with the housing.
Bei einer üblichen Ausführung des Schraubenverdichters wird das Axiallager durch Tellerfedern in Kraftrichtung, d.h. in Richtung der Druckseite abgestützt. Durch diese elastischen Tellerfedern werden die Axiallager sicher und spielfrei vorgespannt, wobei verhältnismäßig große Maßtoleranzen der einzelnen Bauteile akzeptiert und einzelne Bauteile, z.B. Wälzlager, bei Wartungsarbeiten sehr einfach getauscht werden können, In a conventional screw compressor design, the axial bearing is supported by disk springs in the direction of the force, i.e. in the direction of the pressure side. The axial bearings are preloaded safely and without play by these elastic disc springs, whereby relatively large dimensional tolerances of the individual components are accepted and individual components, e.g. roller bearings, can be exchanged very easily during maintenance work.
Die Kraft der Tellerfedern ist hierbei so zu bemessen, dass diese größer ist als die größtmögliche Kraft bei Axialschubumkehr. The force of the disc springs must be dimensioned in such a way that it is greater than the greatest possible force in the case of axial thrust reversal.
Eine große Tellerfederkraft ist jedoch von Nachteil, da hierdurch die Axiallager zusätzlich zur Gaskraft vorgespannt werden, wodurch die zu erwartende Lebensdauer der Axiallager auf einen Bruchteil des Wertes, den Lager dieser Größe bei optimaler Vorspannung erreichen würden, verringert wird. A large disk spring force is disadvantageous, however, as it preloads the thrust bearings in addition to the gas force, reducing the expected life of the thrust bearings to a fraction of what bearings of this size would achieve with optimum preload.
Demnach ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schraubenverdichter anzugeben, bei dem die von den Axiallagern aufzunehmende Axialkraft reduziert werden kann, es aber ebenfalls sichergestellt wird, dass bei allen möglichen Betriebs- oder Lastzuständen zu keiner Axialschubumkehr kommt oder zumindest die auftretende Axialkraft auf einen akzeptablen Wert reduziert wird. Accordingly, the object of the present invention is to specify a screw compressor in which the axial force to be absorbed by the axial bearings can be reduced, but it is also ensured that no axial thrust reversal occurs in all possible operating or load states or at least the axial force that occurs is reduced to an acceptable level value is reduced.
Diese Aufgabe wird durch einen Schraubenverdichter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Demnach wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch einen Schraubenverdichter gelöst, der wenigstens einen Sauggaseinlass, wenigstens einen Schraubenrotor, der eine Schraubenrotor-Mittelachse aufweist, die sich entlang einer axialen Richtung erstreckt, und wenigstens einen Druckgasauslass, sowie ein den Schraubenverdichter wenigstens teilweise einhausenden Gehäuse und einen Ausgleichskolben aufweist, der eine Ausgleichskolben-Mittelachse aufweist, wobei der Ausgleichskolben entlang der Ausgleichskolben-Mittelachse verschiebbar angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, eine Gegenkraft zu einer am Schraubenrotor auftretenden in axialer Richtung gerichteten Kraft zu erzeugen, wobei der Ausgleichskolben wenigstens einen ersten Ausgleichskolbenabschnitt und einen zweiten Ausgleichskolbenabschnitt aufweist, wobei der erste Ausgleichskolbenabschnitt eine erste Wirkfläche aufweist, welche selektiv, insbesondere über ein erstes Ventil, mit einem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, mit Druck beaufschlagbar ist, und wobei der zweite Ausgleichskolbenabschnitt eine zweite Wirkfläche aufweist, welche selektiv, insbesondere über ein zweites Ventil, mit einem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, mit Druck beaufschlagbar ist. Optional weisen die erste Wirkfläche und die zweite Wirkfläche eine unterschiedliche Größe auf. This problem is solved by a screw compressor with the features of claim 1. Accordingly, the object of the present invention is achieved by a screw compressor, which has at least one suction gas inlet, at least one screw rotor, which has a screw rotor central axis that extends along an axial direction, and at least one compressed gas outlet, as well as a housing at least partially enclosing the screw compressor and has a compensating piston which has a compensating piston center axis, the compensating piston being arranged to be displaceable along the compensating piston center axis and being designed to generate a counterforce to a force occurring on the screw rotor directed in the axial direction, the compensating piston having at least one first compensating piston section and has a second compensating piston section, wherein the first compensating piston section has a first active surface, which is selectively, in particular via a first valve, with a pressurized fluid, in particular oil , can be pressurized, and wherein the second compensating piston section has a second effective surface, which can be pressurized selectively, in particular via a second valve, with a pressurized fluid, in particular oil. Optionally, the first active area and the second active area have different sizes.
Somit kann eine gewünschte Gegenkraft in einer von vier Kraftstufen erzeugt werden, indem ein selektives Beaufschlagen der ersten oder der zweiten Wirkfläche oder beider Wirkflächen oder keiner der beiden Wirkflächen mit Druck, insbesondere Öldruck erfolgt. Dadurch kann die von den Axiallagern aufzunehmende Axialkraft reduziert werden, wobei es bei den Betriebs- oder Lastzuständen des Verdichters in der Regel zu keiner Axialschubumkehr kommt bzw. die auftretende Axialkraft zumindest auf einen akzeptablen Wert reduziert wird. A desired counterforce can thus be generated in one of four force levels by selectively applying pressure, in particular oil pressure, to the first or the second active surface or both active surfaces or neither of the two active surfaces. As a result, the axial force to be absorbed by the axial bearings can be reduced, with the operating or load states of the compressor generally not causing any reversal of axial thrust or the axial force occurring being at least reduced to an acceptable value.
In einer möglichen Ausführungsform erstreckt sich der Ausgleichskolben in axialer Richtung, wobei der erste Ausgleichskolbenabschnitt und der zweite Ausgleichskolbenabschnitt in axialer Richtung nacheinanderfolgend angeordnet sind, und wobei der erste Ausgleichskolbenabschnitt in seiner radialen Richtung einen kreisförmigen Außenumfang mit einem Durchmesser dl aufweist und wobei der zweite Ausgleichskolbenabschnitt in seiner radialen Richtung einen kreisförmigen Außenumfang mit einem Durchmesser d2 aufweist, wobei dl kleiner als d2 ist. In one possible embodiment, the compensating piston extends in the axial direction, with the first compensating piston section and the second compensating piston section being arranged one after the other in the axial direction, and with the first compensating piston section having a circular outer circumference with a diameter dl in its radial direction and with the second compensating piston section in a circular outer periphery in its radial direction with a diameter d2, where dl is smaller than d2.
Optional ist der Ausgleichskolben in einer Ausgleichskolbenbuchse gelagert, die wenigstens teilweise im Gehäuse des Schraubenverdichters angeordnet, insbesondere als Aussparung in diesem ausgebildet ist. Optionally, the compensating piston is mounted in a compensating piston bushing, which is at least partially arranged in the housing of the screw compressor, in particular designed as a recess in this.
In einer möglichen Ausführungsform ist zwischen wenigstens einem Ausgleichskolbenabschnitt, insbesondere zwischen jedem Ausgleichskolbenabschnitt und der Ausgleichkolbenbuchse eine Labyrinth-Dichtung, insbesondere eine einseitige Labyrinth-Dichtung angeordnet. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann zwischen wenigstens einem Ausgleichskolbenabschnitt, insbesondere zwischen jedem Ausgleichskolbenabschnitt und der Ausgleichskolbenbuchse eine berührende Dichtung, insbesondere eine Radialwellendichtung oder eine Lippendichtung angeordnet sein. In one possible embodiment, a labyrinth seal, in particular a labyrinth seal on one side, is arranged between at least one compensating piston section, in particular between each compensating piston section and the compensating piston bushing. In addition or as an alternative to this, a contacting seal, in particular a radial shaft seal or a lip seal, can be arranged between at least one compensating piston section, in particular between each compensating piston section and the compensating piston bushing.
Der Verdichter kann eine Steuerung, insbesondere eine elektronische Steuerung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, um die erste Wirkfläche und/oder die zweite Wirkfläche selektiv mit dem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, zu beaufschlagen. The compressor can have a controller, in particular an electronic controller, which is designed to selectively apply the pressurized fluid, in particular oil, to the first effective surface and/or the second effective surface.
Ferner kann die erste Wirkfläche kreisringartig ausgebildet sein und einen ersten Wirkflächen-Innendurchmesser dli und als einen ersten Wirkflächen-Außendurchmesser den Außendurchmesser dl aufweisen und die zweite Wirkfläche kann kreisringartig ausgebildet sein und einen zweiten Wirkflächen-Innendurchmesser d2i und als einen zweiten Wirkflächen-Außendurchmesser den Außendurchmesser d2 aufweisen, wobei optional die Relation dli < dl = d2i < d2 gilt. Furthermore, the first active surface can be designed as a circular ring and have a first active surface inner diameter dli and as a first active surface outer diameter the outer diameter dl and the second active surface can be designed as a circular ring and a second active surface inner diameter d2i and as a second active surface outer diameter the outer diameter d2, where the relation dli<dl=d2i<d2 optionally applies.
Optional weist der Verdichter einen Regelschieber, der in einerOptionally, the compressor has a control slide in a
Schieberführungsaussparung hin- und herbewegbar angeordnet ist, zur Leistungsregelung des Schraubenverdichters auf, der dazu ausgebildet ist, um die erste Wirkfläche und/oder die zweite Wirkfläche mit dem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, zu beaufschlagen, insbesondere selektiv zu beaufschlagen. In der Schieberführungsaussparung kann/können ein oder mehrere Wegeventilbetätigungselemente wenigstens teilweise integriert sein, die ausgebildet sind, um über ein Öffnen und Schließen eines jeweils zugeordneten Wegeventils die erste Wirkfläche und/oder die zweite Wirkfläche mit dem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, zu beaufschlagen, insbesondere selektiv zu beaufschlagen. Das eine oder die mehreren Wegeventilbetätigungselemente kann/können mechanisch betätigbar sein, sich wenigstens teilweise in die Schieberführungsaussparung des Regelschiebers hinein erstrecken und durch den Regelschieber betätigbar sein. Slider guide recess is arranged to be movable back and forth, for power control of the screw compressor, which is designed to apply the first effective surface and / or the second effective surface with the pressurized fluid, in particular oil, to apply, in particular selectively to apply. One or more directional control valve actuation elements can be at least partially integrated in the slide guide recess, which are designed to act on the first effective surface and/or the second effective surface with the pressurized fluid, in particular oil, by opening and closing a respective assigned directional control valve , In particular to apply selectively. The one or more directional control valve actuators may be mechanically operable, extend at least partially into the spool guide recess of the control spool, and be operable by the control spool.
Alternativ oder zusätzlich kann/können in die Schieberführungsaussparung ein oder mehrere Ölleitungsaussparungen münden, die dazu ausgebildet sind, um die erste Wirkfläche und/oder die zweite Wirkfläche mit dem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, zu beaufschlagen, insbesondere selektiv zu beaufschlagen, wobei der Regelschieber eine Aussparung aufweist und in der Schieberführungsaussparung in Positionen hin- und herbewegbar angeordnet ist, in denen der Regelschieber alle Ölleitungsaussparungen verschließt, in denen eine oder mehrere Ölleitungsaussparungen in die Aussparung des Regelschiebers münden und in denen alle Ölleitungsaussparungen in die Aussparung des Regelschiebers münden. Alternatively or additionally, one or more oil line recesses can open into the slide guide recess, which are designed to apply the pressurized fluid, in particular oil, to the first effective surface and/or the second effective surface, in particular to apply it selectively, with the The control spool has a recess and is reciprocally disposed in the spool guide recess to positions in which the control spool closes all of the oil passage recesses, in which one or more oil passage recesses open into the recess of the control spool, and in which all of the oil passage recesses open into the recess of the control spool.
Optional können das unter Druck stehende Fluid, mit dem die erste Wirkfläche mit Druck beaufschlagbar ist, und das unter Druck stehende Fluid, mit dem die zweite Wirkfläche mit Druck beaufschlagbar ist, einen im Betrieb des Schraubenverdichters in etwa konstanten Druck, insbesondere in etwa denselben Druck aufweisen. Optionally, the pressurized fluid with which the first effective surface can be pressurized and the pressurized fluid with which the second effective surface can be pressurized can have an approximately constant pressure during operation of the screw compressor, in particular approximately the same pressure exhibit.
Die beschriebenen jeweiligen Merkmale können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand von beispielhaften Ausführungsformen beschrieben. In der folgen den Figurenbeschreibung sind ferner weitere optionale Merkmale der Erfindung angegeben. The respective features described can be implemented individually or in any combination. The invention is described below with reference to the accompanying drawings using exemplary embodiments. Further optional features of the invention are also specified in the following description of the figures.
In den Zeichnungen zeigen: In the drawings show:
Fig.l eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schraubenverdichters; Fig.l is a sectional view of an embodiment of an inventive screw compressor;
Fig.2 eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts des rechten oberen Bereichs der Fig. 1 aufweisend u.a. den Ausgleichskolben; Fig. 2 shows an enlarged view of a section of the upper right area of Fig. 1, including the compensating piston;
Fig.3 eine Detaildarstellung einer Anordnung zur Steuerung oder Regelung einer Druckbeaufschlagung des Ausgleichskolbens; 3 shows a detailed illustration of an arrangement for controlling or regulating the application of pressure to the compensating piston;
Fig.4 eine Detaildarstellung einer alternativen Anordnung zur Steuerung oder Regelung einer Druckbeaufschlagung des Ausgleichskolbens; 4 shows a detailed illustration of an alternative arrangement for controlling or regulating the application of pressure to the compensating piston;
Fig.5 eine Detaildarstellung eines Regelschiebers für eine Leistungsregelung des Verdichters der Fig.l in einer Volllaststellung; und 5 shows a detailed representation of a control slide for a capacity control of the compressor of FIG. 1 in a full-load position; and
Fig.6 eine Detaildarstellung des Regelschiebers für die Leistungsregelung des Verdichters der Fig.l in einer Teillaststellung für eine kleine Teillast. 6 shows a detailed representation of the control slide for the capacity control of the compressor of FIG. 1 in a partial load position for a small partial load.
Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schraubenverdichters 10 ist in Schnittdarstellung in Fig. 1 abgebildet. Bei dem Schraubenverdichter 10 wird Gas von einem Sauggaseinlass 12 (Sauganschluss, saugseitiger Gaseinlass) angesaugt und von einem Schraubenrotor 14 in Richtung eines Druckgasauslasses 16 (druckseitiger Gasaustritt) transportiert, wobei das Gas auf einen höheren Druck verdichtet wird. Der Schraubenrotor 14 wird über eine Welle 13, mit der er kraftschlüssig verbunden ist, mittels einer Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt), beispielsweise Motor, insbesondere Elektromotor, dreh-angetrieben. Die Welle 13 weist eine Mittelachse auf, die sich in der radialen Richtung erstreckt. Der Schraubenrotor 14 weist eine Schraubenrotor-Mittelachse auf, die sich entlang einer axialen Richtung erstreckt. An embodiment of a screw compressor 10 according to the invention is shown in sectional view in FIG. In the screw compressor 10, gas is drawn in from a suction gas inlet 12 (suction connection, gas inlet on the suction side) and transported by a screw rotor 14 in the direction of a pressure gas outlet 16 (gas outlet on the pressure side), the gas being compressed to a higher pressure. The screw rotor 14 is rotationally driven via a shaft 13, to which it is non-positively connected, by means of a drive device (not shown), for example a motor, in particular an electric motor. The shaft 13 has a central axis extending in the radial direction. The screw rotor 14 has a screw rotor center axis extending along an axial direction.
Durch die Druckdifferenz zwischen dem saugseitigen Druck des Gases (Druck an einer Saugseite des Schraubenrotors 14, d.h. am oder im Bereich des Sauggaseinlasses 12) und dem höheren druckseitigen Druck (Druck an einer Druckseite des Schraubenrotors 14, d.h. am oder im Bereich des Druckgasauslasses 16) entsteht eine Axialkraft, die den Schraubenrotor 14 in Richtung des Sauggaseinlasses 12 bzw. zur Saugseite hin schiebt. Diese Richtung ist durch einen Pfeil A gekennzeichnet und wird in der Folge auch einfach als Richtung A bezeichnet. Due to the pressure difference between the pressure of the gas on the suction side (pressure on a suction side of the screw rotor 14, ie at or in the area of the suction gas inlet 12) and the higher pressure on the pressure side (pressure on a pressure side of the screw rotor 14, ie on or in the area of the pressure gas outlet 16) creates an axial force that Screw rotor 14 pushes in the direction of the suction gas inlet 12 or towards the suction side. This direction is marked by an arrow A and is also referred to simply as direction A in the following.
Die Welle 13 und somit der Schraubenrotor 14 ist auf der Saugseite durch ein erstes Radiallager 18 und auf der Druckseite durch ein zweites Radiallager 20 in einem den Schraubenverdichter 10 einhausenden Gehäuse 22 gelagert. Ferner ist der Schraubenrotor 14 ebenfalls druckseitig durch ein Axiallager 24 im Gehäuse 22 gelagert. Das Axiallager 24 ist in der beschriebenen Ausführungsform als Wälzlager, genauer gesagt in Form mehrerer Schrägkugellager, die gegeneinander gerichtet sind, ausgebildet. In alternativen Ausführungsformen sind generell üblicherweise ein oder mehrere Rillen- oder Schrägkugellager (oder auch Kombinationen hiervon, die insbesondere gegeneinander gerichtet sind) aber auch Gleitlager als das Axiallager 24 denkbar. The shaft 13 and thus the screw rotor 14 is mounted on the suction side by a first radial bearing 18 and on the pressure side by a second radial bearing 20 in a housing 22 enclosing the screw compressor 10 . Furthermore, the screw rotor 14 is also mounted on the pressure side by an axial bearing 24 in the housing 22 . In the embodiment described, the axial bearing 24 is designed as a roller bearing, more precisely in the form of a plurality of angular contact ball bearings which are directed towards one another. In alternative embodiments, usually one or more deep groove or angular contact ball bearings (or also combinations thereof, which in particular are directed towards one another) but also plain bearings are conceivable as the axial bearing 24 .
Bei einem Betrieb des Schraubenverdichters 10 wirkt eine Axialkraft, die den Schraubenrotor 14 in Richtung A drängt bzw. schiebt. Die Axialkraft wird von dem Axiallager 24, direkt aufgenommen und über das Gehäuse 22 abgeleitet. When the screw compressor 10 is in operation, an axial force acts which urges or pushes the screw rotor 14 in direction A. The axial force is taken up directly by the axial bearing 24 and dissipated via the housing 22 .
Der Schraubenverdichter 10 weist weiterhin ein Ölsystem auf, das Öl für eine Schmierung der Radiallager 18, 20 sowie des Axiallagers 24, die Bewegung eines Regelschiebers 26 einer Leistungsregelung des Schraubenverdichters 10 und weitere Aufgaben zur Verfügung stellt. Der Druck des Öles ist üblicherweise annähernd so hoch wie der Enddruck des verdichteten Gases am Druckgasauslass 16. In alternativen Ausführungsformen, in denen der Schraubenverdichter 10 eine Ölpumpe aufweist, kann der Drück des Öles auch höher sein. The screw compressor 10 also has an oil system that provides oil for lubricating the radial bearings 18, 20 and the axial bearing 24, the movement of a control slide 26 for power control of the screw compressor 10 and other tasks. The pressure of the oil is usually approximately as high as the discharge pressure of the compressed gas at the compressed gas outlet 16. In alternative embodiments in which the screw compressor 10 has an oil pump, the pressure of the oil can also be higher.
Der Schraubenverdichter 10 weist auch einen Ausgleichskolben 28 auf, der auf der Druckseite des Schraubenverdichters 10 in einer Ausgleichskolbenbuchse 30, die in einer hierzu korrespondierenden Aussparung 32 im Gehäuse 22 angeordnet ist, angeordnet ist. Der Ausgleichskolben 28 weist eine Ausgleichskolben-Mittelachse auf und ist entlang der Ausgleichskolben-Mittelachse verschiebbar angeordnet und dazu ausgebildet, eine Gegenkraft zu einer am Schraubenrotor 14 auftretenden in axialer Richtung gerichteten Kraft zu erzeugen. Der Ausgleichskolben 28 ist an der Welle 13 des Schraubenrotors 14 angebracht, genauer gesagt kraftschlüssig mit der Welle 13 verbunden. The screw compressor 10 also has a balancing piston 28 which is arranged on the pressure side of the screw compressor 10 in a balancing piston bushing 30 which is arranged in a recess 32 in the housing 22 which corresponds thereto. The compensating piston 28 has a compensating piston center axis and is arranged to be displaceable along the compensating piston center axis and is designed to generate a counterforce to a force occurring on the screw rotor 14 directed in the axial direction. The balancing piston 28 is on the shaft 13 of the screw rotor 14 attached, more precisely connected in a non-positive manner to the shaft 13 .
Wie die Welle 13, erstreckt sich auch der Ausgleichskolben 28 in axialer Richtung und weist, in axialer Richtung betrachtet, einen ersten Ausgleichskolbenabschnitt 28a mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden ersten Außendurchmesser dl und einen zweiten Ausgleichskolbenabschnitt 28b mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden zweiten Außendurchmesser d2 auf, wobei dl kleiner als d2 ist. Der erste Ausgleichskolbenabschnitt 28a und der zweite Ausgleichskolbenabschnitt 28b sind in axialer Richtung nacheinanderfolgend angeordnet. Der erste Ausgleichskolbenabschnitt 28a weist eine erste Wirkfläche 29a auf, welche selektiv (eine genauere Erläuterung der konstruktiven Details hierzu erfolgt weiter untenstehend) mit dem unter Druck stehenden Öl mit Druck beaufschlagbar ist, und der zweite Ausgleichskolbenabschnitt 28b weist eine zweite Wirkfläche 29b auf, welche selektiv (eine genauere Erläuterung der konstruktiven Details hierzu erfolgt ebenfalls weiter untenstehend) mit dem unter Druck stehenden Öl mit Druck beaufschlagbar ist. Die erste Wirkfläche 29a und die zweite Wirkfläche 29b weisen eine unterschiedliche Größe auf. So kann eine Gegenkraft in einer von vier Kraftstufen erzeugt werden, indem ein selektives Beaufschlagen der ersten Wirkfläche 29a oder der zweiten Wirkfläche 29b oder beider Wirkflächen 29a, 29b oder keiner der beiden Wirkflächen 29a, 29b mit Öldruck erfolgt. Like the shaft 13, the compensating piston 28 also extends in the axial direction and, viewed in the axial direction, has a first compensating piston section 28a with a first outside diameter dl extending in the radial direction and a second compensating piston section 28b with a second outside diameter extending in the radial direction d2, where dl is less than d2. The first balance piston section 28a and the second balance piston section 28b are arranged one after the other in the axial direction. The first compensating piston section 28a has a first effective surface 29a which can be pressurized selectively (a more detailed explanation of the structural details in this regard follows below) with the pressurized oil, and the second compensating piston section 28b has a second effective surface 29b which can be selectively (a more precise explanation of the design details for this also follows below) can be pressurized with the pressurized oil. The first active surface 29a and the second active surface 29b have different sizes. A counterforce can be generated in one of four force levels by selectively applying oil pressure to the first active surface 29a or the second active surface 29b or both active surfaces 29a, 29b or neither of the two active surfaces 29a, 29b.
In alternativen Ausführungsformen ist es auch denkbar, dass die erste Wirkfläche 29a und die zweite Wirkfläche 29b dieselbe Größe aufweisen, d.h. dieselbe Fläche aufweisen. In alternative embodiments, it is also conceivable that the first active surface 29a and the second active surface 29b have the same size, i.e. have the same area.
Die erste Wirkfläche 29a ist kreisringartig ausgebildet und weist einen ersten Wirkflächen innendurchmesser dli und als ersten Wirkflächen-Außendurchmesser den Außendurchmesser dl auf. Die zweite Wirkfläche 29b ist kreisringartig ausgebildet und weist einen zweiten Wirkflächen-Innendurchmesser d2i und als zweiten Wirkflächen- Außendurchmesser den Außendurchmesser d2 auf. Dabei gilt die Relation: dli < dl = d2i < d2. The first active surface 29a is designed like a circular ring and has a first active surface inner diameter dli and the first active surface outer diameter the outer diameter dl. The second active surface 29b is designed in the manner of a circular ring and has a second active surface inner diameter d2i and, as the second active surface outer diameter, the outer diameter d2. The relation applies: dli < dl = d2i < d2.
Die Ausgleichskolbenbuchse 30 weist, ebenfalls in axialer Richtung betrachtet, einen ersten Ausgleichskolbenbuchsenabschnitt 30a mit einem ersten Innendurchmesser dl* und einen zweiten Ausgleichskolbenbuchsenabschnitt 30b mit einem zweiten Innendurchmesser d2* auf. Es sei angemerkt, dass der Außendurchmesser dl die weiteste bzw. größte radiale Erstreckung des ersten Ausgleichskolbenabschnitts 28a bezeichnet und dass der Außendurchmesser d2 die weiteste bzw. größte radiale Erstreckung des zweiten Ausgleichskolbenabschnitts 28b bezeichnet. The compensating piston bushing 30 has, also viewed in the axial direction, a first compensating piston bushing section 30a with a first inner diameter dl* and a second compensating piston bushing section 30b with a second inner diameter d2*. It should be noted that the outer diameter dl designates the furthest or largest radial extent of the first balance piston section 28a and that the outside diameter d2 designates the furthest or largest radial extent of the second balance piston section 28b.
Der erste Ausgleichskolbenbuchsenabschnitt 30a ist zur Aufnahme des ersten Ausgleichskolbenabschnitts 28a vorgesehen, der zweite Ausgleichskolbenbuchsenabschnitt 30b ist zur Aufnahme des zweiten Ausgleichskolbenabschnitts 28b vorgesehen. Die Durchmesser dl und dl* sind derart ausgebildet, dass ein erster Spalt (in radialer Richtung) zwischen ihnen gebildet ist. In anderen Worten gesagt ist dl* um die Erstreckung eines ersten (Radial-)Spalts größer als dl. Die Durchmesser d2 und d2* sind derart ausgebildet, dass ein zweiter Spalt (in radialer Richtung) zwischen ihnen gebildet ist. In anderen Worten gesagt ist d2* um die Erstreckung eines zweiten (Radial-)Spalts größer als d2. Die Spaltbreite bzw. das Spaltmaß in radialer Richtung ist in der beschriebenen Ausführungsform sowohl für den ersten Spalt als auch den zweiten Spalt, d.h. für die Durchmesser dl und dl* als auch die Durchmesser d2 und d2* in etwa 200pm (d.h. 200pm im Rahmen üblicher Toleranzen bei Herstellung und Messung des Spaltmaßes). Mathematisch ausgedrückt ergeben sich dadurch folgende Relationen: dl* = dl + 200pm und d2* = d2 + 200pm. The first compensating piston bushing section 30a is provided to receive the first compensating piston section 28a, the second compensating piston bushing section 30b is provided to receive the second compensating piston section 28b. The diameters dl and dl* are formed such that a first gap (in the radial direction) is formed between them. In other words, dl* is greater than dl by the extent of a first (radial) gap. The diameters d2 and d2* are formed such that a second gap (in the radial direction) is formed between them. In other words, d2* is greater than d2 by the extent of a second (radial) gap. In the embodiment described, the gap width or the gap dimension in the radial direction is approximately 200 pm for both the first gap and the second gap, i.e. for the diameters dl and dl* as well as the diameters d2 and d2* (i.e. 200 pm is more usual in the frame Tolerances in manufacture and measurement of the gap size). Expressed mathematically, this results in the following relations: dl* = dl + 200pm and d2* = d2 + 200pm.
Somit ist zwischen dem ersten Ausgleichskolbenabschnitt 28a und dem ersten Ausgleichskolbenbuchsenabschnitt 30a eine erste Spaltdichtung 32 ausgebildet bzw. angeordnet und zwischen dem zweiten Ausgleichskolbenabschnitt 28b und dem ersten Ausgleichskolbenbuchsenabschnitt 30b ist eine zweite Spaltdichtung 34 ausgebildet bzw. angeordnet. Die erste Spaltdichtung 32 und die zweite Spaltdichtung 34 sind jeweils als einseitige Labyrinth-Dichtung ausgebildet. A first gap seal 32 is thus formed or arranged between the first compensating piston section 28a and the first balancing piston bushing section 30a and a second gap seal 34 is formed or arranged between the second compensating piston section 28b and the first compensating piston bushing section 30b. The first gap seal 32 and the second gap seal 34 are each designed as a one-sided labyrinth seal.
Hierzu sind an den radialen Außenseiten des ersten Ausgleichskolbenabschnitts 28a und des zweiten Ausgleichskolbenabschnitts 28b nutförmige Aussparungen gebildet, so dass zwischen dem ersten Ausgleichskolbenabschnitt 28a und dem ersten Ausgleichskolbenbuchsenabschnitt 30a eine erste Labyrinth-Dichtung 32 ausgebildet bzw. angeordnet ist und zwischen dem zweiten Ausgleichskolbenabschnitt 28b und dem zweiten Ausgleichskolbenbuchsenabschnitt 30b eine zweite Labyrinth-Dichtung 34 ausgebildet bzw. angeordnet ist. For this purpose, groove-shaped recesses are formed on the radial outer sides of first compensating piston section 28a and second compensating piston section 28b, so that a first labyrinth seal 32 is formed or arranged between first compensating piston section 28a and first compensating piston bushing section 30a, and between second compensating piston section 28b and second compensating piston bushing section 30b a second labyrinth seal 34 is formed or arranged.
In alternativen Ausführungsformen sind Spaltmaße von 50pm bis 400pm, insbesondere von lOOpm bis 300pm, weiterhin insbesondere von 150pm bis 250pm vorgesehen. Es bleibt anzumerken, dass alle Durchmesser dl, dl*, d2 und d2* sowie die Spaltmaße sich, wie bereits zumindest teilweise obenstehend erwähnt, in der radialen Richtung erstrecken. Alternativ zu einer einseitigen Labyrinth-Dichtung sind auch einfache Spaltdichtungen (insbesondere für kleine Spaltmaße) oder zweiseitige Labyrinth- Dichtungen, sowie berührende Dichtungen, beispielsweise Radialwellendichtungen, Lippendichtungen und dgl. denkbar. In alternative embodiments, gap dimensions of 50 μm to 400 μm, in particular from 100 μm to 300 μm, furthermore in particular from 150 μm to 250 μm, are provided. It remains to be noted that all diameters dl, dl*, d2 and d2* as well as the gap dimensions extend in the radial direction, as already mentioned at least in part above. As an alternative to a one-sided labyrinth seal, simple gap seals (in particular for small gap dimensions) or two-sided labyrinth seals, as well as contact seals, for example radial shaft seals, lip seals and the like are also conceivable.
Der Schraubenverdichter 10 weist ferner eine erste Zuführung bzw. einen ersten Anschluss 36, der dem ersten Ausgleichskolbenabschnitt 28a zugeordnet ist, und eine zweite Zuführung bzw. einen zweiten Anschluss 38, der dem zweiten Ausgleichskolbenabschnitt 28b zugeordnet ist, auf. Unter Druck stehendes Öl kann über den ersten Anschluss 36 in einen ersten Raum 40, der dem ersten Ausgleichskolbenabschnitt 28a zugeordnet und wenigstens teilweise durch den ersten Ausgleichskolbenabschnitt 28a und den ersten Ausgleichskolbenbuchsenabschnitt 30a begrenzt ist, zugeführt werden. Das unter Druck stehende Öl kann weiterhin über den zweiten Anschluss 38 in einen zweiten Raum 42, der dem zweiten Ausgleichskolbenabschnitt 28b zugeordnet und wenigstens teilweise durch den zweiten Ausgleichskolbenabschnitt 28b und den zweiten Ausgleichskolbenbuchsenabschnitt 30b begrenzt ist, zugeführt werden. Durch eine Zuführung von mit Druck beaufschlagtem Öl in den ersten Raum 40 und/oder den zweiten Raum 42 entsteht durch den Druck des Öles eine Kraft in Richtung der Druckseite, die der Axialkraft des Schraubenrotors 14, die durch Gaskraft in Richtung der Saugseite erzeugt wird, entgegensteht und somit die von dem Axiallager 24 aufzunehmende Last reduziert. The screw compressor 10 further includes a first feed or port 36 associated with the first balance piston portion 28a and a second feed or port 38 associated with the second balance piston portion 28b. Pressurized oil can be fed via the first port 36 into a first space 40 associated with the first balance piston portion 28a and at least partially bounded by the first balance piston portion 28a and the first balance piston sleeve portion 30a. The pressurized oil can also be fed via the second port 38 into a second space 42 associated with the second balance piston section 28b and at least partially delimited by the second balance piston section 28b and the second balance piston bushing section 30b. By feeding pressurized oil into the first space 40 and/or the second space 42, the pressure of the oil creates a force in the direction of the pressure side, which corresponds to the axial force of the screw rotor 14, which is generated by gas force in the direction of the suction side. opposed and thus the load to be absorbed by the thrust bearing 24 is reduced.
Es bleibt zu erwähnen, dass das Axiallager 24 durch Tellerfedern 44 gegen eine Kraft, die in Richtung der Druckseite gerichtet ist, abgestützt ist. Durch die Tellerfedern 44 werden die Axiallager 24 sicher und spielfrei vorgespannt, wobei verhältnismäßig große Maßtoleranzen der einzelnen Bauteile akzeptiert und einzelne Bauteile, z.B. Wälzlager, bei Wartungsarbeiten sehr einfach getauscht werden können. Die Kraft der Tellerfedern 44 kann, aufgrund der Ausbildung des Ausgleichskolbens und den Möglichkeiten, diesen selektiv (über zwei Zuführungen können jeweils unterschiedliche Kolbendurchmesser mit Druck beaufschlagt werden) mit Druck zu beaufschlagen, geringer gewählt werden als beim Stand der Technik. Die entsprechende Konstruktion und deren Betätigung wird in der Folge genauer beschrieben. It remains to be mentioned that the thrust bearing 24 is supported by disk springs 44 against a force directed in the direction of the pressure side. The thrust bearings 24 are preloaded securely and without play by the disc springs 44, with relatively large dimensional tolerances of the individual components being accepted and individual components, for example roller bearings, in maintenance work can be exchanged very easily. The force of the plate springs 44 can be selected to be lower than in the prior art due to the design of the compensating piston and the possibilities of applying pressure to it selectively (via two feeds, pressure can be applied to different piston diameters in each case). The corresponding construction and its operation will be described in more detail below.
Der erfindungsgemäße Schraubenverdichter 10 weist, wie obenstehend ausgeführt ist, einen doppelten Ausgleichskolben, d.h. einen Ausgleichskolben 28 mit zwei Abschnitten 28a, 28b unterschiedlichen radialen Durchmessers auf, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Der erste Ausgleichskolbenabschnitt 28a ist dazu über einen ersten Ölanschluss 36 mit Öl versorgbar, das unter Druck steht. Der zweite Ausgleichskolbenabschnitt 28b ist dazu über einen zweiten Ölanschluss 38 mit Öl, das unter Druck steht, versorgbar. Durch das unter Druck stehende Öl wird jeweils insbesondere eine Fläche, die sich in radialer Richtung erstreckt und der Saugseite zugewandt ist, mit Druck beaufschlagt, was dann für die Kraft in Richtung B, d.h. in Richtung der Druckseite sorgt. Durch Ein- und Ausschalten bzw. Öffnen und Schließen der beiden Ölanschlüsse 36 und 38, die hierzu mit entsprechenden Ventilen ausgestattet sind, kann die durch den doppelten Ausgleichskolben 28 erzeugte Kraft je nach Bedarf in 4 Stufen eingestellt werden. As discussed above, the screw compressor 10 of the present invention includes a double balance piston, i.e., a balance piston 28 having two sections 28a, 28b of different radial diameters, as shown in FIG. For this purpose, the first compensating piston section 28a can be supplied with oil, which is under pressure, via a first oil connection 36 . For this purpose, the second compensating piston section 28b can be supplied with oil that is under pressure via a second oil connection 38 . The oil under pressure pressurizes in particular a surface extending in the radial direction and facing the suction side, which then provides the force in direction B, i.e. towards the pressure side. By switching on and off or opening and closing the two oil connections 36 and 38, which are equipped with appropriate valves for this purpose, the force generated by the double compensating piston 28 can be adjusted in 4 stages as required.
Wie bereits dargestellt, bewirkt der Gasdruck am Schraubenrotor 14 vor und nach der Verdichtung einen Axialschub, d.h. er erzeugt eine in axialer Richtung gerichtete Kraft, die in Richtung der Saugseite wirkt. Diese Axialkraft wird über eine Spannscheibe 44 auf das Axiallager 24 über die Ausgleichskolbenbuchse 30 in das Gehäuse 22 abgeleitet. As already shown, the gas pressure on the screw rotor 14 causes an axial thrust before and after compression, i.e. it generates a force directed in the axial direction, which acts in the direction of the suction side. This axial force is diverted to the axial bearing 24 via a tension washer 44 via the compensating piston bushing 30 into the housing 22 .
Öl, das in etwa den gleichen Druck wie der Verdichtungsenddruck aufweist, wird über den ersten Ölanschluss 36 und / oder den zweiten Ölanschluss 38 in die jeweils ihnen zugeordneten und mit ihnen verbundenen Räume 40 und 42 des Schraubenverdichters 10 eingeleitet und bewirkt am Ausgleichskolben 28 eine Kraft, die in Richtung der Druckseite wirkt. Diese Kraft wird vom Ausgleichskolben 28 auf die Innenringe 46 des Axiallagers 24 über deren Wälzkörper 48 in deren Außenringe 50 geleitet, die mit den Tellerfedern 44 in Wirkeingriff stehen. Die Tellerfedern 44, die gegen die Außenringe 50 drücken, sind an einem Deckel 52 des Gehäuses 22 abgestützt. Der Ausgleichskolben 28 ist, wie vorstehend erwähnt, in zwei Durchmessern gestuft. Die Durchmesser sind vorzugsweise als Labyrinth ausgeführt. Hierzu korrespondiert die Ausgleichskolbenbuchse 30, die ebenfalls zumindest zwei Durchmesser aufweist, welche berührungsfrei, jedoch mit minimalem Abstand zum Ausgleichskolben 28 laufen. Dadurch entsteht eine Dichtwirkung, so dass sich vor bzw. an dem erstenOil, which has approximately the same pressure as the compression end pressure, is introduced via the first oil connection 36 and/or the second oil connection 38 into the chambers 40 and 42 of the screw compressor 10 assigned to them and connected to them and causes a force on the compensating piston 28 , which acts in the direction of the pressure side. This force is passed from the compensating piston 28 to the inner rings 46 of the axial bearing 24 via their rolling elements 48 in the outer rings 50 which are in operative engagement with the disk springs 44 . The disk springs 44 which press against the outer rings 50 are supported on a cover 52 of the housing 22 . As mentioned above, the compensating piston 28 is stepped in two diameters. The diameters are preferably designed as a labyrinth. Corresponding to this is the compensating piston bushing 30, which also has at least two diameters which run without contact, but at a minimal distance from the compensating piston 28. This creates a sealing effect, so that before or at the first
Ausgleichskolbenabschnitt 28a und/oder dem zweiten Ausgleichskolbenabschnitt 28b ein Öldruck aufbauen kann und nur eine relativ kleine Menge Öl als Verlust durch den Spalt läuft. Dieser Ölstrom läuft durch das Axiallager 24, schmiert dieses und kann durch eine Öffnung 54 wieder abgesaugt werden. Compensating piston section 28a and/or the second compensating piston section 28b can build up an oil pressure and only a relatively small amount of oil runs as a loss through the gap. This flow of oil runs through the axial bearing 24, lubricates it and can be sucked off again through an opening 54.
Durch die Stufung des Durchmessers des Ausgleichskolbens 28, d.h. durch die Ausgestaltung des Ausgleichskolbens 28 mit einem ersten Ausgleichskolbenabschnitt 28a und einem zweiten Ausgleichskolbenabschnitt 28b unterschiedlichen radialen Durchmessers kann eine gewünschte, in Richtung der Druckseite gerichtete Kraft in mehreren Stufen erzeugt werden. Dies sei in der Folge näher erläutert: By grading the diameter of the compensating piston 28, i.e. by designing the compensating piston 28 with a first compensating piston section 28a and a second compensating piston section 28b of different radial diameters, a desired force directed towards the pressure side can be generated in several stages. This is explained in more detail below:
In einer nullten Stufe, In der Folge auch Stufe 0 genannt, wird keiner der Olanschlüsse mit Öl versorgt und somit wird weder die erste Wirkfläche 29a noch die zweite Wirkfläche 29b mit Druck beaufschlagt. In a zeroth stage, also called stage 0 in the following, none of the oil connections is supplied with oil and thus neither the first active surface 29a nor the second active surface 29b is pressurized.
In einer ersten Stufe, in der Folge auch Stufe 1 genannt, wird der erste Ölanschluss 36 mit Öl versorgt, dessen Druck üblicherweise in etwa dem Enddruck der Verdichtung entspricht, zumindest aber deutlich über dem Ansaugdruck der Verdichtung liegt. Die Ölzufuhr am zweiten Ölanschluss 38 bleibt versperrt oder wird in einer alternativen Ausführungsform mit einer Stelle niedrigen Drucks verbunden. So wirkt der Öldruck, genauer gesagt, das Öl, dessen Druck üblicherweise in etwa dem Enddruck der Verdichtung entspricht, nur an dem Teil des Ausgleichskolbens 28 mit dem kleinen Durchmesser, d.h. dem ersten Ausgleichskolbenabschnitt 28a. Da die durch den ersten Ausgleichskolbenabschnitt 28a begrenzte bzw. definierte Fläche (Wirkfläche 29a) klein ist, ist die durch den Ausgleichskolben 28 erzeugte Axialkraft in Richtung der Druckseite ebenfalls relativ klein. In einer zweiten Stufe, in der Folge auch Stufe 2 genannt, wird der zweite Ölanschluss 38 mit Öl versorgt, die Ölzufuhr am ersten Ölanschluss 36 bleibt versperrt oder wird in der alternativen Ausführungsform mit einer Stelle niedrigen Drucks verbunden. So wirkt der Öldruck, genauer gesagt, das Öl, dessen Druck üblicherweise in etwa dem Enddruck der Verdichtung entspricht, nur an dem Teil des Ausgleichskolbens 28 mit dem großen Durchmesser, d.h. dem zweiten Ausgleichskolbenabschnitt 28b (Wirkfläche 29b). In Summe verbleibt damit eine mittelgroße Fläche, auf die der Öldruck in Richtung B wirkt. Dadurch entsteht eine resultierende Axialkraft von mittlerer Größe, die in Richtung B wirksam wird. In a first stage, also called stage 1 in the following, the first oil connection 36 is supplied with oil, the pressure of which usually corresponds approximately to the end pressure of the compression, but is at least significantly above the intake pressure of the compression. The oil supply at the second oil port 38 remains blocked or, in an alternative embodiment, is connected to a low pressure point. Thus, the oil pressure, more precisely, the oil, the pressure of which usually corresponds approximately to the end pressure of the compression, acts only on the small-diameter part of the balance piston 28, ie the first balance piston section 28a. Since the area (effective area 29a) delimited or defined by the first compensating piston section 28a is small, the axial force generated by the compensating piston 28 in the direction of the pressure side is also relatively small. In a second stage, also called stage 2 below, the second oil port 38 is supplied with oil, the oil supply at the first oil port 36 remains blocked or, in the alternative embodiment, is connected to a point of low pressure. Thus the oil pressure, or more precisely, the oil, the pressure of which usually corresponds approximately to the end pressure of compression, acts only on the part of the compensating piston 28 with the large diameter, ie the second compensating piston section 28b (effective surface 29b). In sum, a medium-sized area remains, on which oil pressure acts in direction B. This creates a resultant axial force of medium magnitude that acts in direction B.
In einer dritten Stufe, in der Folge auch Stufe 3 genannt, werden sowohl der erste Ölanschluss 36 als auch der zweite Ölanschluss 38 mit Öl versorgt. Dieses wirkt wie eine Kombination der Stufen 1 und 2, das bedeutet, dass die Flächen(Wirkfläche 29a und Wirkfläche 29b) beider Ausgleichskolbenabschnitte 28a und 28b mit Öldruck beaufschlagt werden, welcher in beiden Fällen in Richtung B wirksam wird. In Summe ist die durch den Ausgleichskolben induzierte Axialkraft in Richtung B maximal groß. In a third stage, also called stage 3 below, both the first oil port 36 and the second oil port 38 are supplied with oil. This acts like a combination of stages 1 and 2, which means that the surfaces (effective surface 29a and effective surface 29b) of both compensating piston sections 28a and 28b are subjected to oil pressure, which in both cases is effective in direction B. In total, the axial force induced by the compensating piston in direction B is maximum.
Beim Betrieb in Volllast ist in der Regel ein Betrieb der Stufe 3 vorteilhaft, da hier der durch das Gas beim Verdichtungsvorgang erzeugte Axialschub maximal ist und somit eine große Ausgleichkolbenkraft zum Ausgleich erfordert. When operating at full load, operation in stage 3 is usually advantageous, since the axial thrust generated by the gas during the compression process is at its maximum here and therefore requires a large balancing piston force to compensate.
Beim Betrieb in großer Teillast oder bei Volllast mit relativ hohem Ansaugdruck könnte der Betrieb der Stufe 3 eine Ausgleichkolbenkraft bewirken, die den Betrag des durch das Gas beim Verdichtungsvorgang erzeugte Axialschub übersteigt. Hier ist in der Regel der Betrieb der Stufe 2 vorteilhaft. When operating at high part load or at full load with relatively high suction pressure, stage 3 operation could cause a balance piston force in excess of the amount of axial thrust produced by the gas in the compression process. Level 2 operation is usually advantageous here.
Beim Betrieb in kleiner Teillast ist der durch das Gas beim Verdichtungsvorgang erzeugte Axialschub sehr klein beziehungsweise nicht vorhanden. Hier ist in der Regel der Betrieb der Stufe 1 vorteilhaft. When operating at low partial load, the axial thrust generated by the gas during the compression process is very small or non-existent. Level 1 operation is usually advantageous here.
Zur Ansteuerung der beschriebenen Stufen mit Öl, das unter Druck steht, gibt es verschiedene Alternativen: Die Betriebsbedingungen des Schraubenverdichters 10, insbesondere die Drücke des angesaugten Gases, des Druckgases und des Öles, werden durch Sensoren 56 gemessen, an eine elektronische Steuerung 58 (in alternativen Ausführugsformen ist auch eine mechanische Steuerung denkbar) gesendet und von dieser überwacht. Diese ermittelt die optimale Stufe des Ausgleichskolbendrucks und schaltet dementsprechend ein beziehungsweise zwei Wegeventile 60, 62, die die Ölversorgung zu dem ersten Ölanschluss 36 und / oder zu dem zweiten Ölanschluss 38 freigeben. In anderen Worten gesagt ist die Steuerung 58 dazu ausgebildet, um die erste Wirkfläche 29a und die zweite Wirkfläche 29b selektiv mit dem unter Druck stehenden Öl zu beaufschlagen. There are various alternatives for controlling the described stages with oil that is under pressure: The operating conditions of the screw compressor 10, in particular the pressures of the sucked-in gas, the compressed gas and the oil, are measured by sensors 56, sent to an electronic controller 58 (a mechanical controller is also conceivable in alternative embodiments) and monitored by the latter. This determines the optimal level of the compensating piston pressure and switches on or two directional control valves 60, 62 accordingly, which release the oil supply to the first oil port 36 and/or to the second oil port 38. In other words, the controller 58 is designed to selectively apply the pressurized oil to the first effective surface 29a and the second effective surface 29b.
Um die Kosten eines Wegeventiles 60, 62 zu sparen kann es bei einem Schraubenverdichter 10 mit hoher, jedoch nicht sehr hoher Belastung ausreichend sein, einen der beiden Ölanschlüsse 36 oder 38 permanent an die Ölversorgung anzuschließen, während der andere Ölanschluss (38 oder 36) durch ein Wegeventil 60, 62, gesteuert durch die Steuerung 58, freigegeben oder gesperrt wird. In order to save the cost of a directional control valve 60, 62, it may be sufficient for a screw compressor 10 with a high, but not very high load, to permanently connect one of the two oil connections 36 or 38 to the oil supply, while the other oil connection (38 or 36) runs through a directional valve 60, 62, controlled by the controller 58, is released or blocked.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Ansteuerung der beschriebenen Stufen mit Öl, das unter Druck steht, von der Stellung des Regelschiebers 26 der Leistungsregelung bestimmt werden. D.h. in anderen Worten gesagt, dass der Regelschieber 26 dazu ausgebildet ist, um die erste Wirkfläche 29a und/oder die zweite Wirkfläche 29b mit dem unter Druck stehenden Öl selektiv zu beaufschlagen. As an alternative or in addition to this, the activation of the stages described with oil that is under pressure can be determined by the position of the control slide 26 of the power control. In other words, the control slide 26 is designed to selectively apply the pressurized oil to the first effective surface 29a and/or the second effective surface 29b.
Wie oben beschrieben, wird die optimale Stufe 1,2 oder 3 der Ansteuerung des mehrstufigen Ausgleichskolbens 28 oft davon bestimmt, ob der Verdichter 10 in Volllast, mittlerer oder kleiner Teillast arbeitet. Die Last wird beim Schraubenverdichter 10 durch den Regelschieber 26 der Leistungsregelung eingestellt, der bei Volllast bis zum Anschlag in Saugrichtung geschoben ist und der, um das Fördervolumen des Schraubenverdichters 10 zu verkleinern, zunehmend in Druckrichtung geschoben wird. Ganz in Druckrichtung geschoben arbeitet der Verdichter in minimaler Teillast. As described above, the optimal level 1, 2 or 3 of the activation of the multi-level balance piston 28 is often determined by whether the compressor 10 is operating at full load, medium or small part load. The load is adjusted in the screw compressor 10 by the control slide 26 of the capacity control, which is pushed to the stop in the suction direction at full load and which, in order to reduce the delivery volume of the screw compressor 10, is increasingly pushed in the pressure direction. Pushed completely in the direction of pressure, the compressor works in minimal partial load.
Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit der Steuerung des Öles durch die Wegeventile 60, 62. In Volllast-Stellung ist der Regelschieber 26 ganz in Saugrichtung (Richtung a) geschoben. Die beiden Wegeventile 60, 62 sind nicht betätigt und werden durch jeweilige ihnen zugeordnete Rückstellfedern 64, 68 in ihre Ausgangslage gestellt. Öl fließt durch das erste Wegeventil 60 zu dem zweiten Ölanschluss 38 am Ausgleichskolben. Des Weiteren fließt Öl durch das zweite Wegeventil 62 zu dem ersten Ölanschluss 36 am Ausgleichskolben. Somit sind der erste und der zweite Ölanschluss 36 und 38 aktiv, der Ausgleichskolben 28 arbeitet mit maximaler Kraft in Stufe 3. Fig. 3 shows one way of controlling the oil using the directional control valves 60, 62. In the full-load position, the control slide 26 is pushed all the way in the suction direction (direction a). The two directional control valves 60, 62 are not actuated and are placed in their initial position by respective return springs 64, 68 assigned to them. Oil flows through the first directional control valve 60 to the second oil port 38 on the balance piston. Furthermore, oil flows through the second directional control valve 62 to the first oil port 36 on the balance piston. Thus, the first and the second oil connection 36 and 38 are active, the compensating piston 28 works with maximum power in stage 3.
Wenn der Regelschieber 26 in Richtung der Druckseite bewegt wird (Reduzierung des Liefergrads), so betätigt er nach Zurücklegen einer vorbestimmten Distanz das erste Wegeventil 60, das hierzu ein abgeschrägtes erstes Wegeventilbetätigungselement 70 aufweist, welches durch den Regelschieber 26 betätigt wird. Hierdurch wird der Öl-Zufluss zum ersten Ölanschluss 36 abgesperrt. Somit ist nur noch der zweite Ölanschluss 38 aktiv, der Ausgleichskolben 28 arbeitet mit mittlerer Kraft in Stufe 2. When the control slide 26 is moved in the direction of the pressure side (reduction of the delivery rate), it actuates the first directional valve 60 after covering a predetermined distance, which for this purpose has a beveled first directional valve actuating element 70 which is actuated by the control slide 26. As a result, the oil inflow to the first oil connection 36 is shut off. Thus, only the second oil connection 38 is active, the compensating piston 28 works with medium force in stage 2.
Wenn der Regelschieber 26 weiter in Richtung der Druckseite bewegt wird (weitere Reduzierung des Liefergrads), so betätigt er zusätzlich das zweite Wegeventil 62, indem er über ein diesem, nämlich dem zweiten Wegeventil 62 zugeordnetes zweites Wegeventilbetätigungselement 72 fährt. Das zweite Wegeventil 62 wechselt den Fluss des Öles vom zweiten Ölanschluss 38, der jetzt gesperrt wird, zum ersten Ölanschluss 36. Somit ist nur Anschluss 36 aktiv, der Ausgleichskolben arbeitet mit kleinster Kraft in Stufe 1. If the control slide 26 is moved further in the direction of the pressure side (further reduction in the delivery rate), it also actuates the second directional valve 62 by moving over a second directional valve actuating element 72 assigned to this, namely the second directional valve 62 . The second directional control valve 62 changes the oil flow from the second oil port 38, which is now blocked, to the first oil port 36. Only port 36 is therefore active, and the compensating piston works with the smallest force in stage 1.
In anderen Worten gesagt sind in der Schieberführungsaussparung 76 die Wegeventilbetätigungselemente 70, 72 integriert, die ausgebildet sind, um über ein Öffnen und Schließen des jeweils zugeordneten Wegeventils 60, 62 die erste Wirkfläche 29a und die zweite Wirkfläche 29b mit dem unter Druck stehenden Öl selektiv zu beaufschlagen. Die Wegeventilbetätigungselemente 70, 72 sind mechanisch betätigbar, erstrecken sich wenigstens teilweise in die Schieberführungsaussparung 76 des Regelschiebers 26 hinein und sind durch den Regelschieber (26) betätigbar, um, wie vorstehend erwähnt, über ein Öffnen und Schließen des jeweils zugeordneten Wegeventils 60, 62 die erste Wirkfläche 29a und die zweite Wirkfläche 29b mit dem unter Druck stehenden Öl selektiv zu beaufschlagen. Eine Steuerung des Ausgleichskolbendrucks könnte nicht nur bei einem Verdichter mit mehrstufigem, sondern auch bei Verdichtern mit einfachem Ausgleichskolben, entsprechend dem heutigen Stand der Technik, angewendet werden. In other words, the directional valve actuating elements 70, 72 are integrated in the slide guide recess 76 and are designed to selectively close the first active surface 29a and the second active surface 29b with the pressurized oil by opening and closing the respectively assigned directional valve 60, 62 pressurize The directional valve actuating elements 70, 72 can be actuated mechanically, extend at least partially into the slide guide recess 76 of the control slide 26 and can be actuated by the control slide (26) in order, as mentioned above, to open and close the respectively assigned directional valve 60, 62 to apply the pressurized oil selectively to the first active surface 29a and the second active surface 29b. Balancing piston pressure control could be applied not only to a multi-stage, but also to single balancing piston compressors, according to the current state of the art.
Der einfache Ausgleichkolben hat einen Anschluss für Öl, mit dem er versorgt wird. Dieser Anschluss kann über ein Wegeventil wie beschrieben geschaltet werden, wodurch die Ausgleichskolbenkraft in einer Stufe ein- oder ausgeschaltet wird. The simple compensating piston has a connection for oil with which it is supplied. This connection can be switched via a directional valve as described, whereby the compensating piston force is switched on or off in one step.
Fig. 4 zeigt eine prinzipielle Möglichkeit der Steuerung des Öles durch ein Wegeventil 62'. Fig. 4 shows a basic possibility of controlling the oil by a directional control valve 62'.
Auch bei mehrstufigem Ausgleichskolben 28, wie er beim Gegenstand der vorliegenden Figurenbeschreibung realisiert ist, ist diese Schaltung denkbar, indem ein Anschluss (beispielsweise der erste Ölanschluss 36) permanent mit Öl versorgt wird und ein weiterer Anschluss (beispielsweise der zweite Ölanschluss 38) durch ein Ventil, beispielsweise Magnetventil 74 wahlweise mit Öl versorgt oder abgesperrt wird. This circuit is also conceivable with a multi-stage compensating piston 28, as is implemented in the subject of the present description of the figures, in that one connection (e.g. the first oil connection 36) is permanently supplied with oil and another connection (e.g. the second oil connection 38) by a valve , For example, solenoid valve 74 is either supplied with oil or shut off.
So kann die Ausgleichskolbenkraft in 2 Stufen geschaltet werden. Maximale Ausgleichskolbenkraft in Volllast und reduzierte Ausgleichskolbenkraft in Teillast des Schraubenverdichters 10. The compensating piston force can be switched in 2 stages. Maximum balance piston force at full load and reduced balance piston force at part load of screw compressor 10.
In einer alternativen Ausführungsform kann kann der Regelschieber 26 so gestaltet werden, dass er selbst die Funktion eines oder beider Wegeventile 60, 62 übernimmt und keine weiteren Bauteile erforderlich sind. In an alternative embodiment, the control slide 26 can be designed in such a way that it itself takes over the function of one or both directional control valves 60, 62 and no further components are required.
Der Regelschieber 26 bewegt sich in einer Schieberführungsaussparung 76 im Gehäuse 22, wobei dieser bei Bewegung in Richtung der Ansaugseite (Richtung a) an dieser Schieberführungsaussparung 76 zum Anschlag kommt, diese Position ist Stellung Volllast. Bei Bewegung des Regelschiebers 26 in Richtung der Druckseite (Richtung b) wird die Leistung des Verdichters mehr und mehr reduziert, bis der Regelschieber 26 in der Stellung minimaler Teillast zu einem Anschlag kommt. Dieser Anschlag wird in einer üblichen Ausführung der Leistungsregelung durch den Kolben, rechts in Fig. 6 dargestellt, gebildet der gegen die Wand des Hydraulikzylinders fährt. The control slide 26 moves in a slide guide recess 76 in the housing 22, whereby it comes to a stop on this slide guide recess 76 when moving in the direction of the intake side (direction a), this position is the full load position. When the control slide 26 moves in the direction of the pressure side (direction b), the output of the compressor is reduced more and more until the control slide 26 comes to a stop in the minimum partial load position. This stop is shown in a conventional version of the power control by the piston, on the right in Fig. 6. formed which drives against the wall of the hydraulic cylinder.
Fig. 5 zeigt den Schraubenverdichter 10, dessen Regelschieber 26 in Stellung Volllast steht und Fig. 6 zeigt denselben in Stellung kleine Teillast. Der Regelschieber 26, der wie auch in der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen im Gehäuse 22 in einer entsprechenden Schieberführungsaussparung 76 geführt ist, weist in einem zum Gehäuse 22 hin gerichteten Bereich eine Aussparung 78 in Form einer Tasche auf, welche derart im Regelschieber 26 angeordnet ist, dass sie durch den Regelschieber 26 und das Gehäuse 22 gegen ihre Umgebung hin bestmöglich abgedichtet ist, d.h. dass die Tasche vollständig durch das Gehäuse 22 bedeckt ist und somit maximal ein Spalt zwischen den die Tasche begrenzenden Bereichen des Regelschiebers 26 und dem Gehäuse 22 gebildet ist, der als Spaltdichtung wirkt, da in diesem Bereich Öl vorhanden ist. Fig. 5 shows the screw compressor 10, the control slide 26 is in the full load position and Fig. 6 shows the same in the small part load position. The control slide 26, which is guided in a corresponding slide guide recess 76 in the housing 22, as in the embodiments shown in FIGS. 1 to 4, has a recess 78 in the form of a pocket in an area directed towards the housing 22, which control slide 26 is arranged in such a way that it is sealed off from its surroundings in the best possible way by the control slide 26 and the housing 22, i.e. that the pocket is completely covered by the housing 22 and there is thus at most one gap between the areas of the control slide 26 that delimit the pocket and the Housing 22 is formed, which acts as a gap seal, since oil is present in this area.
Im Gehäuse 22 sind ferner eine erste Ölleitungsaussparung 80 und eine zweite Ölleitungsaussparung 82 angeordnet, die in der vorliegenden Ausführungsform in Form von Kanälen vorliegen, die beispielsweise im Rahmen der Gehäuseherstellung bereits gezielt erzeugt werden, beispielsweise bei einem Guss- oder auch Spritzgussverfahren. Alternativ sind Bohrungen, die beispielsweise nach Herstellung des Gehäuses 22 angebracht werden, denkbar. Furthermore, a first oil line recess 80 and a second oil line recess 82 are arranged in the housing 22, which in the present embodiment are present in the form of channels which are already specifically produced during the production of the housing, for example in a casting or injection molding process. Alternatively, bores that are made, for example, after the manufacture of the housing 22, are conceivable.
Die erste Ölleitungsaussparung 80 und eine zweite Ölleitungsaussparung 82 münden in die Schieberführungsaussparung 76 in einer ersten Ölleitungsaussparungsmündung 84, die die Mündung der ersten Ölleitungsaussparung 80 bildet, und einer zweiten Ölleitungsaussparungsmündung 86, die die Mündung der zweiten Ölleitungsaussparung 82 bildet. Die erste ersten Ölleitungsaussparungsmündung 84 und die zweite Ölleitungsaussparungsmündung 86 sind in einem in einem Bereich der Schieberführungsaussparung 76 angeordnet, der in jeder Stellung des Regelschiebers 26 durch den Regelschieber 26 oder die Aussparung 78 (Tasche) bedeckt ist. The first oil route recess 80 and a second oil route recess 82 open into the slider guide recess 76 in a first oil route recess mouth 84 forming the mouth of the first oil route recess 80 and a second oil route recess mouth 86 forming the mouth of the second oil route recess 82. The first oil passage notch opening 84 and the second oil passage notch opening 86 are located in a region of the spool guide notch 76 that is covered by the spool 26 or notch 78 (pocket) at any position of the spool 26 .
Wenn, wie in Fig. 5 dargestellt, der Regelschieber 26 in Stellung Volllast ist, verbindet die Aussparung 78 die erste Ölleitungsaussparung 80 und die zweite Ölleitungsaussparung 82, so dass der Ausgleichkolben 28 am entsprechenden Anschluss mit Öl versorgt wird. Die Tasche (Aussparung 78) ist ringsum durch ausreichend Material des Regelschiebers 26 umrandet, so dass in Kombination mit der Führungsbohrung (Schieberführungsaussparung 76) eine Dichtwirkung erzielt wird. When, as shown in FIG. 5, the control valve 26 is in the full load position, the cutout 78 connects the first oil passage cutout 80 and the second oil passage cutout 82 so that the balance piston 28 is supplied with oil at the corresponding port. The pocket (recess 78) is surrounded all around by sufficient material of the control slide 26 so that a sealing effect is achieved in combination with the guide bore (slide guide recess 76).
Die Tasche (Aussparung 78) ist so weit in Richtung der Druckseite des Verdichters angeordnet, dass die Bohrungen, die Öl in die Tasche zu- bzw. abführen auch dann durch den Regelschieber 26 verdeckt werden, wenn dieser maximal in Richtung Druckseite, also in kleinste Teillast verschoben wird. The pocket (recess 78) is arranged so far in the direction of the pressure side of the compressor that the bores that feed or drain oil into the pocket are also covered by the control slide 26 when it is maximally in the direction of the pressure side, i.e. in the smallest partial load is shifted.
Durch das Verfahren des Regelschiebers 26 in Richtung der Druckseite verbindet die Tasche (Aussparung 78) die erste Ölleitungsaussparung 80 und die zweite Ölleitungsaussparung 82 nicht mehr, so dass der Ausgleichkolben 28 nicht mit Öl versorgt wird. By moving the control spool 26 toward the pressure side, the pocket (recess 78) no longer connects the first oil passage recess 80 and the second oil passage recess 82, so that the balance piston 28 is not supplied with oil.
Weiterhin überdeckt der Regelschieber die erste Ölleitungsaussparung 80 und die zweite Ölleitungsaussparung 82, so dass diese zum Innenraum des Verdichters abgedichtet sind und weder Öl aus den Mündungen derselben in den Raum gelangen kann, aus dem Gas in den Schraubenrotor einströmt, noch Gas in die Mündungen der ersten Ölleitungsaussparung 80 und der zweiten Ölleitungsaussparung 82 gelangen kann. Furthermore, the control slide covers the first oil line recess 80 and the second oil line recess 82 so that they are sealed from the interior of the compressor and neither oil from the openings of the same can get into the space from which gas flows into the screw rotor, nor gas into the openings of the first oil line recess 80 and the second oil line recess 82 can reach.
Dies lässt sich in anderen Worten kurz derart ausdrücken, dass in einer möglichen Ausführungsform in die Schieberführungsaussparung 76 mehrere Ölleitungsaussparungen 80, 82 münden, die dazu ausgebildet sind, um die erste Wirkfläche 29a und die zweite Wirkfläche 29b mit dem unter Druck stehenden Öl selektiv zu beaufschlagen, wobei der Regelschieber eine Aussparung 78 aufweist und in der Schieberführungsaussparung 76 in Positionen hin- und herbewegbar angeordnet ist, in denen der Regelschieber 26 alle Ölleitungsaussparungen 80, 82 verschließt, in denen eine oder beide Ölleitungsaussparungen 80, 82 in die Aussparung 78 des Regelschiebers 26 münden. Alternativ hierzu kann nur eine Ölleitungsaussparung vorgesehen sein, um eine Wirkfläche selektiv beaufschlagen zu können, wobei die andere Wirkfläche entweder permanent mit Öl beaufschlagt ist oder über einen anderen Mechanismus, beispielsweise ein durch die Steuerung 58 angesteuertes Ventil mit Öl beaufschlagt wird. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Gegenstand der vorliegenden Anmeldung u.a. folgende Merkmale aufweist: In other words, this can be briefly expressed in such a way that in one possible embodiment, a plurality of oil line recesses 80, 82 open into the slide guide recess 76, which are designed to selectively apply the pressurized oil to the first active surface 29a and the second active surface 29b , the control spool having a recess 78 and being reciprocally disposed in the spool guide recess 76 to positions in which the control spool 26 closes all of the oil line recesses 80, 82, in which one or both of the oil line recesses 80, 82 fit into the recess 78 of the control spool 26 flow. As an alternative to this, only one oil line recess can be provided in order to be able to act selectively on one active surface, with the other active surface either being permanently pressurized with oil or being pressurized with oil via another mechanism, for example a valve controlled by the controller 58 . In summary, it can be stated that the subject matter of the present application has the following features, among others:
1. Schraubenverdichter, der einen Ausgleichskolben besitzt, der eine Gegenkraft, zu der am Schraubenrotor auftretenden Axialkraft erzeugt, wobei dieser mit mindestens zwei Durchmessern ausgeführt ist, die beide im Gehäuse angeordnet und zu diesem abgedichtet sind, was üblicherweise durch einen Spalt oder vorzugsweise einem Labyrinth erfolgt, wobei der Spalt mit ca. 0,1 ... 0,3mm so gewählt ist, dass es gerade zu keiner Berührung des Kolbens mit dem Gehäuse kommt. 1. Screw compressor, which has a balance piston, which generates a counter force to the axial force occurring at the screw rotor, which is designed with at least two diameters, both of which are arranged in the housing and sealed to this, which is usually by a gap or preferably a labyrinth takes place, whereby the gap of approx. 0.1 ... 0.3mm is selected in such a way that the piston does not come into contact with the housing.
2. Schraubenverdichter gemäß 1., wobei der Ausgleichskolben bzw. Ausgleichskolbenabschnitte jeweils auf der Seite von jeweils einer Kammer umgeben sind, welche über einen Anschluss mit Öl versorgt wird, das unter Druck steht, so dass die durch die Kolbenfläche erzeugte Druckkraft der am Schraubenrotor auftretenden Axialkraft entgegenwirkt. 2. Screw compressor according to 1., wherein the compensating piston or compensating piston sections are each surrounded on the side by a chamber which is supplied via a connection with oil that is under pressure, so that the pressure force generated by the piston surface occurs on the screw rotor counteracting axial force.
3. Schraubenverdichter gemäß 2., wobei der Durchmesser der Ausgleichskolbenabschnitte jeweils so gewählt ist, dass durch Aktivieren der Ölzufuhr in keine, die erste, die zweite Kammer oder in beide Kammern, allein durch die wirksamen Flächen des Ausgleichskolbens bzw. des jeweiligen Ausgleichskolbenabschnitts, unterschiedlich starke Axialkräfte bewirkt werden, wobei der Druck des versorgenden Öles annähernd konstant bleiben kann, also keine Regelung des Öldrucks erforderlich ist. 3. Screw compressor according to 2., wherein the diameter of the compensating piston sections is selected in such a way that by activating the oil supply into none, the first, the second chamber or into both chambers, solely due to the effective areas of the compensating piston or the respective compensating piston section, differs strong axial forces are caused, whereby the pressure of the supplying oil can remain approximately constant, so no regulation of the oil pressure is required.
4. Schraubenverdichter gemäß 3., wobei die Ölzufuhr in die erste oder die zweite Kammer gezielt abgesperrt oder aktiviert wird, so dass die am Rotor durch das verdichtete Gas wirkende Axialkraft durch die vom Ausgleichkolben erzeugte Kraft verringert wird, es aber vermieden wird, dass eine Umkehr der Richtung der resultierenden Kraft erfolgt. 4. Screw compressor according to 3., wherein the oil supply to the first or the second chamber is blocked or activated in a targeted manner, so that the axial force acting on the rotor through the compressed gas is reduced by the force generated by the compensating piston, but it is avoided that a Reversal of the direction of the resulting force occurs.
5. Schraubenverdichter gemäß 4., wobei das gezielte Absperren oder Aktivieren der Ölzufuhr in die Kammer oder die Kammern durch eine elektronische Steuerung bestimmt wird. 6. Schraubenverdichter gemäß 4. mit einer Leistungsregelung mit einem Regelschieber, wobei das gezielte Absperren oder Aktivieren der Ölzufuhr in die Kammer oder die Kammern durch die Bewegung des Regelschiebers erfolgt 5. Screw compressor according to 4., wherein the targeted shutting off or activating the oil supply into the chamber or chambers is determined by an electronic control. 6. Screw compressor according to 4. with a capacity control with a control slide, the targeted shutting off or activating the oil supply to the chamber or chambers being effected by the movement of the control slide
7. Schraubenverdichter gemäß 6., wobei in einer Führungsbahn des Regelschiebers ein oder mehrere Wegeventile integriert sind, die den Fluss des Öles zu mindestens einer Kammer des Ausgleichskolbens leiten. Diese Wegeventile werden durch mechanische Betätigungselemente (Wegeventilbetätigungselemente) geschaltet, die an geeigneter Stelle so angeordnet sind, dass der Regelschieber beim Verfahren diese entweder überfährt beziehungsweise der Regelschieber beim Verfahren ein zuvor überfahrenes Betätigungselement (Wegeventilbetätigungselement) wieder freigibt. 7. Screw compressor according to 6., wherein one or more directional control valves are integrated in a guideway of the control slide, which direct the flow of the oil to at least one chamber of the compensating piston. These directional valves are switched by mechanical actuating elements (directional valve actuating elements) which are arranged at a suitable point in such a way that the control slide either overruns them during movement or the control slide during movement releases an actuating element (directional valve actuating element) that has previously been passed.
8. Schraubenverdichter gemäß 7., wobei die Funktion des oder der Wegeventile direkt durch den Regelschieber erfüllt wird, indem in diesen ein oder mehrere Taschen so eingebracht werden, dass diese in einer Position, beziehungsweise in einem bestimmten Bereich des Verfahrweges, des Regelschiebers einmal mit einem ersten Kanal im Gehäuse verbunden ist, der Öl zur Verfügung stellt und durch einen zweiten Kanal im Gehäuse verbunden ist, der mit einer Kammer des Ausgleichkolbens verbunden ist, so dass eine Verbindung zur Kammer des Ausgleichskolbens über den zweiten Kanal, die Tasche und den ersten Kanal hergestellt wird. Durch das Verfahren des Regelschiebers um einen bestimmten Weg aus dieser Position überdeckt die Tasche des Regelschiebers nur einen oder keinen der beiden Kanäle im Gehäuse, so dass die Ölzufuhr zur Kammer des Ausgleichkolbens unterbrochen wird. 8. Screw compressor according to 7., wherein the function of the directional control valve or valves is fulfilled directly by the control slide, in that one or more pockets are introduced into it in such a way that they are in one position, or in a certain area of the travel, of the control slide once is connected to a first passage in the housing which provides oil and is connected by a second passage in the housing which is connected to a chamber of the balancing piston so that communication to the chamber of the balancing piston is via the second passage, the pocket and the first channel is made. By moving the control slide a certain distance from this position, the pocket of the control slide covers only one or neither of the two channels in the housing, so that the oil supply to the balancing piston chamber is interrupted.
Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsformen mit festen Merkmalskombinationen beschrieben wird, umfasst sie jedoch auch die denkbaren weiteren vorteilhaften Kombinationen, wie sie insbesondere, aber nicht erschöpfend, durch die Unteransprüche angegeben sind. Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sein. Although the invention is described on the basis of embodiments with fixed combinations of features, it also includes other conceivable advantageous combinations, as specified in particular, but not exhaustively, by the dependent claims. All features disclosed in the application documents are claimed to be essential to the invention insofar as they are new compared to the prior art, either individually or in combination.

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Schraubenverdichter (10) mit wenigstens einem Sauggaseinlass (12), wenigstens einem Schraubenrotor (14), der eine Schraubenrotor-Mittelachse aufweist, die sich entlang einer axialen Richtung erstreckt, und wenigstens einem Druckgasauslass (16), sowie einem den Schraubenverdichter (10) wenigstens teilweise einhausenden Gehäuse (22) und mit einem Ausgleichskolben (28), der eine Ausgleichskolben-Mittelachse aufweist, der entlang der Ausgleichskolben- Mittelachse verschiebbar angeordnet ist und der dazu ausgebildet ist, eine Gegenkraft zu einer am Schraubenrotor (14) auftretenden in axialer Richtung gerichteten Kraft zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (28) wenigstens einen ersten Ausgleichskolbenabschnitt (28a) und einen zweiten Ausgleichskolbenabschnitt (28b) aufweist, wobei der erste Ausgleichskolbenabschnitt (28a) eine erste Wirkfläche (29a) aufweist, welche selektiv, insbesondere über ein erstes Ventil (60, 74), mit einem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, mit Druck beaufschlagbar ist, und wobei der zweite Ausgleichskolbenabschnitt (28b) eine zweite Wirkfläche (29b) aufweist, welche selektiv, insbesondere über ein zweites Ventil (62, 74), mit einem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, mit Druck beaufschlagbar ist. 1. Screw compressor (10) with at least one suction gas inlet (12), at least one screw rotor (14) having a screw rotor central axis extending along an axial direction, and at least one pressure gas outlet (16), and a screw compressor (10 ) at least partially enclosing the housing (22) and with a compensating piston (28) which has a compensating piston center axis, which is arranged to be displaceable along the compensating piston center axis and which is designed to counteract an axial force occurring on the screw rotor (14). direction directed force, characterized in that the compensating piston (28) has at least a first compensating piston section (28a) and a second compensating piston section (28b), wherein the first compensating piston section (28a) has a first effective surface (29a) which selectively, in particular via a first valve (60, 74), with a pressurized fluid, esp especial oil, can be pressurized, and wherein the second compensating piston section (28b) has a second active surface (29b) which is selectively, in particular via a second valve (62, 74), with a pressurized fluid, in particular oil, with pressure is acted upon.
2. Schraubenverdichter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (28) sich in axialer Richtung erstreckt, wobei der erste Ausgleichskolbenabschnitt (28a) und der zweite Ausgleichskolbenabschnitt (28b) in axialer Richtung nacheinanderfolgend angeordnet sind, und wobei der erste Ausgleichskolbenabschnitt (28a) in seiner radialen Richtung einen kreisförmigen Außenumfang mit einem Durchmesser dl aufweist und wobei der zweite Ausgleichskolbenabschnitt (28b) in seiner radialen Richtung einen kreisförmigen Außenumfang mit einem Durchmesser d2 aufweist, wobei dl kleiner als d2 ist. 2. Screw compressor (10) according to claim 1, characterized in that the balance piston (28) extends in the axial direction, the first balance piston section (28a) and the second balance piston section (28b) being arranged one after the other in the axial direction, and the first The balance piston portion (28a) has a circular outer periphery in its radial direction with a diameter dl and the second balance piston portion (28b) has a circular outer periphery in its radial direction with a diameter d2, where dl is smaller than d2.
3. Schraubenverdichter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (28) in einer Ausgleichskolbenbuchse (30) gelagert ist, die wenigstens teilweise im Gehäuse (22) des Schraubenverdichters (10) angeordnet, insbesondere als Aussparung in diesem ausgebildet ist. 3. Screw compressor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the compensating piston (28) is mounted in a compensating piston bush (30) which is at least partially arranged in the housing (22) of the screw compressor (10), in particular as a recess in this is trained.
4. Schraubenverdichter (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens einem Ausgleichskolbenabschnitt (28a, 28b), insbesondere zwischen jedem Ausgleichskolbenabschnitt (28a, 28b) und der Ausgleichskolbenbuchse (30) eine Labyrinth-Dichtung, insbesondere eine einseitige Labyrinth-Dichtung angeordnet ist. 4. Screw compressor (10) according to Claim 3, characterized in that a labyrinth seal, in particular a one-sided labyrinth seal, is provided between at least one compensating piston section (28a, 28b), in particular between each compensating piston section (28a, 28b) and the compensating piston bushing (30). is arranged.
5. Schraubenverdichter (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens einem Ausgleichskolbenabschnitt (28a, 28b), insbesondere zwischen jedem Ausgleichskolbenabschnitt (28a, 28b) und der Ausgleichskolbenbuchse (30) eine berührende Dichtung, insbesondere eine Radialwellendichtung oder eine Lippendichtung angeordnet ist. 5. Screw compressor (10) according to claim 3 or 4, characterized in that a contacting seal, in particular a radial shaft seal or a Lip seal is arranged.
6. Schraubenverdichter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenverdichter (10) eine Steuerung, insbesondere eine elektronische Steuerung (58) aufweist, die dazu ausgebildet ist, um die erste Wirkfläche (29a) und/oder die zweite Wirkfläche (29b) selektiv mit dem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, zu beaufschlagen. 6. Screw compressor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the screw compressor (10) has a controller, in particular an electronic controller (58) which is designed to the first active surface (29a) and / or the second Active surface (29b) to act selectively with the pressurized fluid, in particular oil.
7. Schraubenverdichter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wirkfläche (29a) kreisringartig ausgebildet ist und einen ersten Wirkflächen-Innendurchmesser dli und als einen ersten Wirkflächen- Außendurchmesser den Außendurchmesser dl aufweist und dass die zweite Wirkfläche (29b) kreisringartig ausgebildet ist und einen zweiten Wirkflächen- Innendurchmesser d2i und als einen zweiten Wirkflächen-Außendurchmesser den Außendurchmesser d2 aufweist. 7. Screw compressor (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first active surface (29a) is circular and has a first active surface inner diameter dli and a first active surface outer diameter is the outer diameter dl and that the second active surface (29b) is circular and has a second active surface inner diameter d2i and a second active surface -Outer diameter has the outer diameter d2.
8. Schraubenverdichter (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Relation dli < dl = d2i < d2 gilt. 8. Screw compressor (10) according to claim 7, characterized in that the relation dli<dl=d2i<d2 applies.
9. Schraubenverdichter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenverdichter (10) einen Regelschieber (26), der in einer Schieberführungsaussparung (76) hin- und herbewegbar angeordnet ist, zur Leistungsregelung des Schraubenverdichters (10) aufweist, der dazu ausgebildet ist, um die erste Wirkfläche (29a) und/oder die zweite Wirkfläche (29b) mit dem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, zu beaufschlagen, insbesondere selektiv zu beaufschlagen. 9. Screw compressor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the screw compressor (10) has a control slide (26), which is arranged in a slide guide recess (76) so that it can be moved back and forth, for controlling the output of the screw compressor (10), which is designed to apply the pressurized fluid, in particular oil, to the first effective surface (29a) and/or the second effective surface (29b), in particular to apply it selectively.
10. Schraubenverdichter (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schieberführungsaussparung (76) ein oder mehrere Wegeventilbetätigungselemente (70, 72) wenigstens teilweise integriert sind, die ausgebildet sind, um über ein Öffnen und Schließen eines jeweils zugeordneten Wegeventils (60, 62) die erste Wirkfläche (29a) und/oder die zweite Wirkfläche (29b) mit dem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, zu beaufschlagen, insbesondere selektiv zu beaufschlagen. 10. Screw compressor (10) according to Claim 9, characterized in that one or more directional valve actuating elements (70, 72) are at least partially integrated in the slide guide recess (76) and are designed to open and close a respectively assigned directional valve (60 , 62) to apply, in particular to selectively apply, the first active surface (29a) and/or the second active surface (29b) to the pressurized fluid, in particular oil.
11. Schraubenverdichter (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder die mehreren Wegeventilbetätigungselemente (70, 72) mechanisch betätigbar sind, sich wenigstens teilweise in die Schieberführungsaussparung (76) des Regelschiebers (26) hinein erstrecken und durch den Regelschieber (26) betätigbar sind. 11. Screw compressor (10) according to claim 10, characterized in that the one or more directional valve actuating elements (70, 72) are mechanically operable, extend at least partially into the spool guide recess (76) of the control spool (26) and through the control spool ( 26) are operable.
12. Schraubenverdichter (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in die Schieberführungsaussparung (76) eine oder mehrere Ölleitungsaussparungen (80, 82) münden, die dazu ausgebildet sind, um die erste Wirkfläche (29a) und/oder die zweite Wirkfläche (29b) mit dem unter Druck stehenden Fluid, insbesondere Öl, zu beaufschlagen, insbesondere selektiv zu beaufschlagen, wobei der Regelschieber eine Aussparung (78) aufweist und in der Schieberführungsaussparung (76) in Positionen hin-und herbewegbar angeordnet ist, in denen der Regelschieber (26) alle Ölleitungsaussparungen (80, 82) verschließt, in denen eine oder mehrere Ölleitungsaussparungen (80, 82) in die Aussparung (78) des Regelschiebers (26) münden und in denen alle Ölleitungsaussparungen (80, 82) in die Aussparung (78) des Regelschiebers (26) münden. 12. Screw compressor (10) according to one of claims 9 to 11, characterized in that one or more oil line recesses (80, 82) open into the slide guide recess (76), which are designed to surround the first effective surface (29a) and/or to apply the pressurized fluid, in particular oil, to the second active surface (29b), in particular to apply it selectively, the control slide having a recess (78) and being arranged in the slide guide recess (76) so that it can be moved back and forth in positions in in which the control slide (26) closes all oil line recesses (80, 82), in which one or more oil line recesses (80, 82) open into the recess (78) of the control slide (26) and in which all oil line recesses (80, 82) flow into the Recess (78) of the control slide (26) open.
13. Schraubenverdichter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Druck stehende Fluid, mit dem die erste Wirkfläche (29a) mit Druck beaufschlagbar ist, und das unter Druck stehende Fluid, mit dem die zweite Wirkfläche (29b) mit Druck beaufschlagbar ist, einen im Betrieb des Schraubenverdichters (10) in etwa konstanten Druck, insbesondere in etwa denselben Druck aufweisen. 13. Screw compressor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressurized fluid with which the first effective surface (29a) can be pressurized and the pressurized fluid with which the second effective surface (29b) can be pressurized, have an approximately constant pressure during operation of the screw compressor (10), in particular approximately the same pressure.
14. Schraubenverdichter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wirkfläche (29a) und die zweite Wirkfläche (29b) eine unterschiedliche Größe aufweisen. 14. Screw compressor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first effective surface (29a) and the second effective surface (29b) have different sizes.
PCT/EP2022/000056 2021-06-22 2022-06-21 Screw compressor WO2022268356A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22737552.4A EP4359672A1 (en) 2021-06-22 2022-06-21 Screw compressor
JP2023579277A JP2024525208A (en) 2021-06-22 2022-06-21 Screw Compressor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021003198.9 2021-06-22
DE102021003198.9A DE102021003198A1 (en) 2021-06-22 2021-06-22 screw compressor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022268356A1 true WO2022268356A1 (en) 2022-12-29

Family

ID=82399544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/000056 WO2022268356A1 (en) 2021-06-22 2022-06-21 Screw compressor

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4359672A1 (en)
JP (1) JP2024525208A (en)
DE (1) DE102021003198A1 (en)
WO (1) WO2022268356A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD108797A1 (en) 1973-12-14 1974-10-05
EP2204584A1 (en) * 2007-10-22 2010-07-07 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Screw fluid machine
DE102009038937A1 (en) 2009-08-26 2011-03-10 Gea Grasso Gmbh Screw compressor has two rotors that are divided in main rotor and auxiliary rotor, where profile section of main rotor has distinct helical gearing
EP2865845A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Compressor
WO2019183262A1 (en) * 2018-03-21 2019-09-26 Johnson Controls Technology Company Systems and methods for enhanced compressor bearing life

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5823518B2 (en) 1978-03-13 1983-05-16 株式会社神戸製鋼所 Oil-cooled screw compressor
US6050797A (en) 1998-05-18 2000-04-18 Carrier Corporation Screw compressor with balanced thrust
BE1013221A3 (en) 2000-01-11 2001-11-06 Atlas Copco Airpower Nv Water-injected screw compressor element.
US7682084B2 (en) 2003-07-18 2010-03-23 Kobe Steel, Ltd. Bearing and screw compressor
DE102006047891A1 (en) 2006-10-10 2008-04-17 Grasso Gmbh Refrigeration Technology Oil-immersed screw compressor with axial force relief device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD108797A1 (en) 1973-12-14 1974-10-05
EP2204584A1 (en) * 2007-10-22 2010-07-07 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Screw fluid machine
DE102009038937A1 (en) 2009-08-26 2011-03-10 Gea Grasso Gmbh Screw compressor has two rotors that are divided in main rotor and auxiliary rotor, where profile section of main rotor has distinct helical gearing
EP2865845A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-29 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Compressor
WO2019183262A1 (en) * 2018-03-21 2019-09-26 Johnson Controls Technology Company Systems and methods for enhanced compressor bearing life

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024525208A (en) 2024-07-10
DE102021003198A1 (en) 2022-12-22
EP4359672A1 (en) 2024-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60310504T2 (en) Valve with pressure compensating piston
EP2584200B1 (en) Gas injection valve for a compressor, compressor with such a gas injection valve and method for operating a compressor with such a gas injection valve
EP0571472B1 (en) Hydraulic system
DE69324803T2 (en) AXIAL SLIDE COMPENSATION FOR SCREW COMPRESSORS
DE1934756A1 (en) Control valve for brake pressure
DE2134994C3 (en) Two-stage parallel and external-axis rotary piston machine for elastic working media
DE102014202412A1 (en) Electrically controlled pressure control valve for an adjustable hydrostatic pump and adjustable hydrostatic pump with a pressure control valve
WO1993024346A1 (en) Hydraulic pump driven by an internal combustion engine
EP1463888A1 (en) Device for pressure regulation of hydraulic pumps
DE10015971A1 (en) Oil pump for vehicle engine has pilot pressure non-return valve in inner chamber that releases pilot pressure to balance pilot pressure and output pressure
DE102020125000A1 (en) In-line piston pump
EP3169902B1 (en) Screw compressor
EP3412944B1 (en) Control valve
WO2022268356A1 (en) Screw compressor
DE60218720T2 (en) COMPOSITION OF SCREW COMPRESSOR AND METHOD
DE102009060189B4 (en) Regulating device for adjusting the delivery volume of a pump
DE102017107719A1 (en) Hydraulic valve for adjusting a hydraulic fluid flow of a connecting rod for a variable compression internal combustion engine
EP0955474A2 (en) Pressurised oil system with oil filter, and gearbox fitted with such
DE3824927C2 (en) Vane compressor with variable delivery rate
DE4425406A1 (en) Supporting construction for a rotary shaft of a compressor
DE102019127184A1 (en) Valve assembly and high pressure regulator
DE102020107098A1 (en) Connecting rod of an internal combustion engine to change the compression ratio
DE102006029523B4 (en) locking device
DE10119237B4 (en) Diaphragm Seals
DE102022210469A1 (en) Pressure relief valve arrangement, modular pressure relief valve arrangement and hydraulic control arrangement with such a pressure relief valve arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22737552

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023579277

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022737552

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022737552

Country of ref document: EP

Effective date: 20240122