DE1503432C3 - Cooling device for the stuffing box of a piston rod of a compressor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für die Stopfbuchse einer Kolbenstange eines Verdichters, der mit einem Zugang für das kalte, den Zylinder im Bereich der Verdichtungskammer umspülende Sauggas und einem ventilgesteuerten Eingang für dieses Sauggas in die Verdichtungskammer versehen ist.The invention relates to a cooling device for the stuffing box of a piston rod of a compressor, the one with an access for the cold one that washes around the cylinder in the area of the compression chamber Suction gas and a valve-controlled inlet for this suction gas into the compression chamber is.

Bei einer bekannten Kühlvorrichtung dieser Art wird das kalte Sauggas in Ringräumen um die Verdichtungskammer geführt, wobei der innere Ringraum teilweise die Stopfbuchse umgibt (DT-PS 471 279). Die dadurch bewirkte Kühlung der Stopfbuchse reicht jedoch in vielen Fällen nicht aus, da das Sauggas die Stopfbuchse nur teilweise umspült, so daß diese Art der Stopfbuchsenkühlung die anderen bisher verwendeten Kühlvorrichtungen nicht ersetzen konnte. Diese anderen Kühlmöglichkeiten bestanden in einer Fremdkühlung, die einen entsprechenden Aufwand an am und außerhalb des Verdichters vorhandenen Kühlmittelförderelementen erforderte (US-PS 1 879 370), oder um die Stopfbuchse gelegte Rohrschlangen vorsah, die das heiße, verdichtete Gas führen (US-PS 2 292 617). Auch die Stopfbuchsenkühlung mit Hilfe von Leckgasströmen konnte in diesem Zusammenhang die Wärmeabfuhr der Stopfbüchse nicht in dem gewünschten Maße bewirken. In a known cooling device of this type, the cold suction gas is in annular spaces around the compression chamber out, the inner annular space partially surrounds the stuffing box (DT-PS 471 279). The resulting cooling of the stuffing box However, in many cases it is not sufficient, as the suction gas only partially flows around the stuffing box, so that this type of stuffing box cooling does not replace the other cooling devices previously used could. These other cooling options consisted of external cooling, the corresponding one Required effort on and outside of the compressor existing coolant delivery elements (US-PS 1 879 370), or provided pipe coils placed around the stuffing box, which compressed the hot Lead gas (U.S. Patent 2,292,617). Also the stuffing box cooling with the help of leakage gas flows could not effect the heat dissipation of the stuffing box to the desired extent in this context.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die bei einem Verdichter im Bereich der Stopfbuchse als Verdichtungswärme und Reibungswärme anfallende Wärmemenge mit Hilfe des Sauggases dadurch wesentlich wirksamer abzuführen, daß das als Kühlmittel dienende Sauggas in Strömungswegen innerhalb des Verdichters bzw. seiner Wände so geführt wird, daß ein Wärmeaustausch zwischen Kühlmittel und den erhitzten Wandelementen des Verdichters stattfindet, der erheblich wirksamer ist, als dies bisher möglich gewesen ist, und zwar insbesondere in den Fällen, in denen die Kühlmittelleitungen auf der Außenwand des Verdichters verlegt waren.The object of the invention is therefore that of a compressor in the area of the stuffing box The amount of heat generated as compression heat and frictional heat with the help of the suction gas much more effective to dissipate that serving as a coolant suction gas in flow paths within the compressor or its walls is guided so that a heat exchange between the coolant and the heated wall elements of the compressor takes place, which is considerably more efficient than before has been possible, especially in cases where the coolant lines on the Outer wall of the compressor were laid.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Kühlvorrichtung so auszubilden, daß zwischen der Stopfbuchse und der sie umgebenden Zylinderaußenwand eine zylindrische Büchse angeordnet, ist, deren der Zylinderaußenwand gegenüberliegende Oberfläche mit Längsnuten zur Kühlgasführung versehen ist, die mit dem Kühlgaszugang in Verbindung stehen. Die zylindrische Büchse mit ihren Kühlgas führenden Längsnuten ermöglicht somit, daß das kalte Sauggas den Verdichter im Bereich der Verdichtungskammer und der an dem Kolben anliegenden Stopfbuchse intensiv kühlt, ohne das es dazu irgendwelcher äußerer, auf dem Gehäusemantel verlegter Kühlungseinrichtungen oder Fremdkühlmittel bedarf. Die Kühlung wird somit durch eine neuartige Kühlgasführung innerhalb des Zylindergehäuses erreicht, bevor das erwärmte Sauggas in die Verdichtungskammer eintritt. Die Erwärmung des Sauggases vor dessen Eintritt in die Verdich-To solve this problem, it is proposed according to the invention to design the cooling device in such a way that that between the stuffing box and the surrounding cylinder outer wall a cylindrical sleeve is arranged, the surface of which is opposite the cylinder outer wall and has longitudinal grooves for guiding the cooling gas is provided, which are connected to the cooling gas access. The cylindrical can with their cooling gas leading longitudinal grooves thus enables the cold suction gas to reach the compressor the compression chamber and the stuffing box resting on the piston cools intensively without this there are also any external cooling devices or external coolants laid on the housing shell requirement. The cooling is thus carried out by a new type of cooling gas flow inside the cylinder housing reached before the heated suction gas enters the compression chamber. The warming of the suction gas before it enters the compression

ao tungskammer bringt zwar für den Gesamtwirkungsgrad des Kompressors einen gewissen Nachteil mit sich, der jedoch durch den durch die intensive Kühlung erreichten Vorteil mehr als aufgewogen wird.Ao processing chamber has a certain disadvantage for the overall efficiency of the compressor which is more than outweighed by the advantage achieved by the intensive cooling.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Eras findungsgegenstandes läßt sich die Länge der zylindrischen Büchse so bemessen, daß die Büchse über die Stopfbuchse hinausragt und die Verdichtungskammer des Zylinders umgibt. According to an advantageous development of the Eras subject of the invention, the length of the cylindrical Size the liner so that the liner protrudes past the stuffing box and surrounds the compression chamber of the cylinder.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention is described below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawing explained in more detail. In the drawing shows

F i g. 1 eine Teil-Längs-Schnittansicht des Verdichters, F i g. 1 is a partial longitudinal sectional view of the compressor,

F i g. 2 eine sich im Bereich der Trennlinie B-B von F i g. 1 anschließende Teil-Längs-Schnittansicht des Verdichters von F i g. 1,F i g. 2 one located in the area of the dividing line BB from FIG. 1 subsequent partial longitudinal sectional view of the compressor from FIG. 1,

F i g. 3 eine Querschnittsansicht längs der Linie 5-5 in F i g. 1 undF i g. 3 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG. 1 and

F i g. 4 eine Querschnittsansicht längs der Linie 6-6 in Fig. 1.F i g. 4 is a cross-sectional view taken along line 6-6 in FIG. 1.

Der Kompressor 10A in den Fig. 1 und 2 hat einen Ventilaufbau 22 A, bei dem der Ventilkörper aus einer Anzahl Teilen 45, 46, 47 und 48 besteht, die in einer Bohrung 12 A eines Gehäuses 11^4 angeordnet sind. Der Teil 46 des Ventilkörpers ist mit einer ringförmigen Rinne 49 versehen, die mit der Oberfläche der Bohrung 12 Λ eine Sauggaseinlaßkammer 50 bildet. Eine Anzahl am Umfang verteilter öffnungen 51 ist in dem Teil 46 des Ventilkörpers vorgesehen, um die Einlaßkammer 50 mit einer Kammer 52 zu verbinden, die zwischen den Teilen 45 und 46 des Ventilkörpers gebildet wird. In dem Teil 45 des Ventilkörpers ist eine axiale öffnung 53 vorgesehen, die an einem Ende mit der Kammer 52 und einer axialen Bohrung 54 in dem Teil 46 des Ventilkörpers in Verbindung steht. Eine axiale Bohrung 54 ist bei 55 mit einer zylindrischen Vertiefung versehen, um die Bohrung 54 mit einer Anzahl am Umfang verteilter, sich längs erstreckender öffnungen 56, die in dem Teil 47 des Ventilkörpers gebildet sind, zu verbinden. Der Teil 48 des Ventilkörpers ist mit einem axialen Austragsdurchgang 57 und einer Anzahl am Umfang verteilter Austragsdurchgänge 58 versehen, die konzentrisch um den Durchgang 57 angeordnet sind. Die Durchgänge 57 und 58 stehen mit einer zwischen den Teilen 47 und 48 des Ventilkörpers gebildeten axialen Kammer 59 in Verbindung. Zur Steuerung der Verbindung zwischen den öff-The compressor 10 A in FIGS. 1 and 2 has a valve structure 22 A, in which the valve body consists of a number of parts 45, 46, 47 and 48 which are arranged in a bore 12 A of a housing 11 ^ 4. The part 46 of the valve body is provided with an annular groove 49 which forms a suction gas inlet chamber 50 with the surface of the bore 12 '. A number of circumferentially distributed openings 51 are provided in the part 46 of the valve body in order to connect the inlet chamber 50 with a chamber 52 which is formed between the parts 45 and 46 of the valve body. In the part 45 of the valve body, an axial opening 53 is provided which is connected at one end to the chamber 52 and an axial bore 54 in the part 46 of the valve body. An axial bore 54 is provided with a cylindrical recess at 55 in order to connect the bore 54 to a number of circumferentially distributed, longitudinally extending openings 56 which are formed in the part 47 of the valve body. The part 48 of the valve body is provided with an axial discharge passage 57 and a number of discharge passages 58 distributed around the circumference, which are arranged concentrically around the passage 57. The passages 57 and 58 are in communication with an axial chamber 59 formed between the parts 47 and 48 of the valve body. To control the connection between the open

nungen 51 und der Kammer 52 dient ein ringförmiges, federndes Einlaßventil 60 im Teil 45 des Ventilkörpers. Die Steuerung der Verbindung zwischen den öffnungen 56 und der Kammer 59 erfolgt durch ein ringförmiges, federndes Auslaßventil 61, das im Teil 48 des Ventilkörpers angeordnet ist.openings 51 and the chamber 52 is an annular, resilient inlet valve 60 in part 45 of the valve body. The connection between the openings 56 and the chamber 59 is controlled by a annular, resilient outlet valve 61 which is arranged in part 48 of the valve body.

Die. Stopfbuchse ISM des Tauchkolbens 2QA weist Ringe 20 A auf, die zylindrische Büchsen 62, 63 bilden, bei denen die äußere Büchse 62 konzentrisch auf der inneren Büchse 63 angeordnet ist.The. Stuffing box ISM of the plunger 2QA has rings 20 A , which form cylindrical sleeves 62, 63 in which the outer sleeve 62 is arranged concentrically on the inner sleeve 63.

Die Zylinderaußenwand 11.4 weist einen Kühlgaszugang 64 auf. Um den Kühlgaszugang mit der Enlaßkammer 50 am Ventilaufbau 22 A zu verbinden, sind die Büchse 14 Λ, die äußeren Büchsen 62 der Dichtungsringe 20 A und die Teile 45 und 46 des Ventilkörpers mit einer Anzahl am Umfang verteilter, sich in Längsrichtung erstreckender Längsnuten 37/1 versehen. Die Nuten 37 A der Büchse 14 A, der äußeren Büchsen 62 und der Teile 45 und 46 des Ventilkörpers sind gegeneinander ausgerichtet, so daß ein fortlaufender Strömungsweg zwischen den Nuten 37/1 und der Oberfläche der Bohrung 12 A gebildet wird, der sich von dem Kühlgaszugang 64 zur Einlaßkammer 50 des Ventilaufbaus 22^4 erstreckt. Um zwischen dem Kühlgaszugang 64 und allen Strömungswegen eine Verbindung herzustellen, haben die am Zugang 64 anliegenden beiden äußeren Büchsen 62 Vertiefungen, die mit der Bohrung 12 A eine ringförmige Kammer 65 bilden.
S Im Betriebszustand des Verdichters 10 Λ tritt das zu verdichtende Sauggas durch den Zugang 64 ein und strömt in die Kammer 65 und von dort in und durch die von den äußeren Büchsen 62, der Büchse 14 Λ und den Teilen 45 und 46 des Ventilkörpers gebildeten Längsnuten 37^4 und in die Einlaßkammer 50. Beim Durchtritt durch die Nuten 37 A nimmt das Sauggas die durch die Reibung zwischen dem Tauchkolben 21A und der Stopfbüchse 19 A erzeugte Wärme auf. Von der Einlaßkammer 50 strömt das Gas beim Saughub des Tauchkolbens 21A durch die öffnungen 51, das nachfolgende Einlaßventil 60 ist die Kammer 52. Von der Kammer 52 gelangte das angesaugte Gas durch die axiale öffnung 53 in die Verdichtungskammer 18^4. Das verdichtete GasThe cylinder outer wall 11.4 has a cooling gas inlet 64. In order to connect the cooling gas access with the inlet chamber 50 on the valve assembly 22 A, the bushing 14 Λ, the outer bushings 62 of the sealing rings 20 A and the parts 45 and 46 of the valve body are provided with a number of circumferentially distributed longitudinal grooves 37 / 1 provided. The grooves 37 A of the sleeve 14 A, the outer sleeves 62 and the parts 45 and 46 of the valve body are aligned with one another, so that a continuous flow path between the grooves 37/1 and the surface of the bore 12 A is formed, which extends from the Cooling gas access 64 to the inlet chamber 50 of the valve assembly 22 ^ 4 extends. In order to establish a connection between the cooling gas access 64 and all flow paths, the two outer sleeves 62 adjacent to the access 64 have depressions which, with the bore 12 A, form an annular chamber 65.
S In the operating state of the compressor 10 Λ the suction gas to be compressed enters through the access 64 and flows into the chamber 65 and from there into and through the longitudinal grooves formed by the outer sleeves 62, the sleeve 14 Λ and the parts 45 and 46 of the valve body 37 ^ 4 and into the inlet chamber 50. When passing through the grooves 37 A, the suction gas absorbs the heat by the friction between the plunger and the stuffing box 21A generated 19 A on. From the inlet chamber 50 the gas flows during the intake stroke of the plunger 21 A through the openings 51, the subsequent intake valve 60 is the chamber 52. From the chamber 52, the sucked gas passed through the axial opening 53 in the compression chamber 18 ^. 4 The compressed gas

ao strömt aus der Kammer ISA durch die axiale öffnung 53, die Bohrung 54, den mit einer zylindrischen Vertiefung versehenen Teil 55 in' die öffnung 56, und von dort zum Auslaßventil 61, das auf Grund des wirkenden Differenzdruckes geöffnet ist, in die Kammer 59 und die Austragsdurchgänge 57 und 58.ao flows out of the chamber ISA through the axial opening 53, the bore 54, the part 55 provided with a cylindrical recess, into the opening 56, and from there to the outlet valve 61, which is open due to the acting differential pressure, into the chamber 59 and the discharge passages 57 and 58.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kühlvorrichtung für die Stopfbuchse einei Kolbenstange eines Verdichters, der mit einem Zugang für das kalte, den Zylinder im Bereich der Verdichtungskammer umspülende Sauggas und einem ventilgesteuerten Eingang für dieses Sauggas in die Verdichtungskammer versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stopfbuchse (19A, 20A) und der sie umgebenden Zylinderaußenwand (11A) eine zylindrische Büchse (62) angeordnet ist, deren der Zylinderaußenwand gegenüberliegende Oberfläche mit Längsnuten (37/1) zur Kühlgasführung versehen ist, die mit dem Kühlgaszugang (64) in Verbindung stehen.1. Cooling device for the stuffing box eini piston rod of a compressor, which is provided with an access for the cold, the cylinder in the area of the compression chamber flushing suction gas and a valve-controlled inlet for this suction gas in the compression chamber, characterized in that between the stuffing box (19 A , 20A) and the surrounding cylinder outer wall (11A) a cylindrical sleeve (62) is arranged, whose surface opposite the cylinder outer wall is provided with longitudinal grooves (37/1) for guiding the cooling gas, which are connected to the cooling gas inlet (64). 2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Büchse (62) über die Stopfbuchse (19 Λ, 2QA) hinauserstreckt und die Verdichtungskammer (18/ί) des Zylinders umgibt.2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the sleeve (62) extends beyond the stuffing box (19 Λ, 2QA) and surrounds the compression chamber (18 / ί) of the cylinder.